EP3064076A2

EP3064076A2 - Verfahren und vorrichtung zum einlegen orientierter objekte in einen filterstab

Info

Publication number: EP3064076A2
Application number: EP16154008.3A
Authority: EP
Inventors: Erik Petter Blix; Shawn Henley; Scott Karpen; David Alan Pitt
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2036-02-03
Also published as: CN105876851A; EP3064076A3; EP3064076B1; US10045558B2; US20160235113A1; PL3064076T3; JP6803142B2; JP2016146826A

Abstract

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine Vorrichtung (100) zum Einlegen von Objekten (O) in einen Filterstab. Die Vorrichtung (100) kann umfassen: eine erste Leitung (120), die ausgebildet ist, eine Vielzahl der Objekte (O) in Reihe zu befördern; eine erste Vorschubeinrichtung (122), die einen ersten Einlass (140A) und einen ersten Auslass (140B) aufweist, die durch einen ersten Kanal (140) verbunden sind, wobei der erste Einlass (140A) mit der ersten Leitung (120) verbunden ist; eine erste Vereinzelungstrommel (124), die einen äußeren Umfang aufweist, der eine erste Reihe (170) von ersten Taschen (172) bestimmt, die ausgebildet sind, die Objekte (O) zu halten, wobei die erste Vereinzelungstrommel (124) ausgebildet ist, um eine erste Achse (R) zu drehen, um nacheinander die ersten Taschen (172) in Deckung mit dem ersten Auslass (140B) zu bewegen; und mindestens eine erste Luftquelle (158), die die Objekte (O) von dem ersten Einlass (140A) zum ersten Auslass (140B) und nacheinander in die ersten Taschen (172) der ersten Vereinzelungstrommel (124) befördert. Weitere Einzelheiten und Verfahren zum Einlegen von Objekten (O) in einen Filterstab werden ebenfalls besprochen.

Description

Diese Patentanmeldung betrifft im Allgemeinen Ausrüstung und Verfahren zum Herstellen von Tabakprodukten wie Zigaretten und Ähnliches. Insbesondere betrifft diese Patentanmeldung Ausrüstung und Verfahren zum Abgeben von Objekten in einen Zigarettenfilter.
Für bestimmte Typen von Tabakprodukten wie Filterzigaretten kann es wünschenswert sein, dass sich Objekte in dem Filter befinden. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, dass sich Kapseln, körnige Objekte, Puder, Fasern, Fasermischungen oder andere Artikel in dem Filter befinden. Diese Objekte können in einer orientierten oder nichtorientierten Weise hinzugefügt werden.
Das Einlegen orientierter Objekte in einen Filter kann eine Herausforderung in der Herstellung darstellen, weil bekannte Ausrüstung nicht die Fähigkeit hat, die Objekte adäquat mit dem Filter auszurichten. Dies trifft insbesondere beim Arbeiten mit hohen Geschwindigkeiten zu. Entsprechend besteht im Fachgebiet ein Bedarf an verbesserten Verfahren und Vorrichtungen zum Einlegen orientierter Objekte in einen Filterstab.
Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Einlegen von Objekten in einen Filterstab bereit. Die Vorrichtung kann eine erste Leitung umfassen, die ausgebildet ist, eine Vielzahl der Objekte in Reihe zu befördern; eine erste Vorschubeinrichtung, die einen ersten Einlass und einen ersten Auslass aufweist, die durch einen ersten Kanal verbunden sind, wobei der erste Einlass an die erste Leitung angeschlossen ist; eine erste Vereinzelungstrommel, die einen äußeren Umfang aufweist, der eine erste Reihe von ersten Taschen bestimmt, die ausgebildet sind, die Objekte zu halten, wobei die erste Vereinzelungstrommel ausgebildet ist, um eine erste Achse zu drehen, um die ersten Taschen nacheinander in Deckung mit dem ersten Auslass zu bewegen; und mindestens eine erste Luftquelle, die die Objekte von dem ersten Einlass zu dem ersten Auslass und nacheinander in die ersten Taschen der ersten Vereinzelungstrommel befördert.
Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Einlegen von Objekten in einen Filterstab bereit. Das Verfahren kann umfassen: Empfangen einer Vielzahl der Objekte von einer Massenzufuhreinrichtung, wobei jedes der Objekte eine Orientierungsachse bestimmt; Befördern der Vielzahl von Objekten in Reihe durch einen Kanal; Übertragen jeder der Vielzahl von Objekten aus dem Kanal und in eine einer Vielzahl von Taschen, die um den Umfang einer Vereinzelungstrommel angeordnet sind, wobei sich die Vereinzelungstrommel um eine Drehachse dreht und die Orientierungsachse jedes der Objekte im Wesentlichen mit der Drehachse ausgerichtet ist; und Einlegen der Objekte in jeweilige Zwischenräume zwischen benachbarten Filtersegmenten.
Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren des Kombinierens von Objekten mit Filterstabsegmenten bereit. Das Verfahren kann umfassen: Empfangen einer Vielzahl der Objekte von einer Massenzufuhreinrichtung, wobei jedes der Objekte eine Orientierungsachse und eine Oberfläche bestimmt, die sich in Bezug auf die Orientierungsachse um einen Verjüngungswinkel verjüngt; Übertragen der Objekte an den Umfang einer Vereinzelungstrommel unter Verwendung mindestens einer Luftquelle, wobei sich die Vereinzelungstrommel um eine Drehachse dreht und die Orientierungsachse jedes der Vielzahl von Objekten im Wesentlichen mit der Drehachse ausgerichtet ist; und Kombinieren der Objekte mit Filterstabsegmenten.
Die vorgenannten Gesichtspunkte und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgend genannten Zeichnungen offensichtlich. Es zeigen:

Fig. 1: eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Einlegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2: eine Seitenansicht der Einlegemaschine von Figur 1.
Fig. 3: eine gegenüberliegende Seitenansicht der Einlegemaschine von Figur 1.
Fig. 4: eine schematische Darstellung einer Vielzahl von zueinander beabstandeten Objekten gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5: eine schematische Darstellung einer Vielzahl von Objekten, die aus einer Zufuhreinrichtung zugeführt werden, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6: eine perspektivische Vorderansicht einer Ausführungsform einer Vorschubeinrichtung und von Trommeln der Einlegemaschine von Figur 1.
Fig. 7: eine perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorschubeinrichtung der Einlegemaschine von Figur 1.
Fig. 8: eine teilweise Querschnittansicht einer Luftkammer gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9: eine teilweise Querschnittansicht der Vorschubeinrichtung von Figur 7.
Fig. 10: eine perspektivische Vorderansicht einer Ausführungsform einer Trommel der Einlegemaschine von Figur 1.
Fig. 11A und 11B: Vorder- bzw. Draufsichten einer Ausführungsform von Taschen der Einlegemaschine von Figur 1.
Fig. 12: zeigt eine Vorderansicht der Einlegemaschine von Figur 1 in Kombination mit einer Filterherstellungseinrichtung.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung ausführlich besprochen. Bei der Beschreibung von Ausführungsformen wird aus Gründen der Eindeutigkeit spezifische Terminologie verwendet. Die Erfindung soll jedoch nicht auf die spezifische ausgewählte Terminologie beschränkt sein. Ein Fachmann wird anerkennen, dass andere äquivalente Teile verwendet und andere Verfahren entwickelt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Auf alle in diesem Dokument zitierten Verweise wird verwiesen, als ob auf jeden einzeln verwiesen würde.
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Einlegen von Objekten in eine Komponente eines Rauchartikels (z. B. Zigaretten, Zigarren oder Ähnliches). Beispielsweise können gemäß Ausführungsformen Grundsätze der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um Objekte in den Filter eines Rauchartikels einzulegen, beispielsweise in den "Zwischenraum" einer "Stopfen-Zwischenraum-Stopfen"-Anordnung. Alternativ können die Vorrichtungen und Verfahren verwendet werden, um Objekte zwischen benachbarten Tabakstöcken, zwischen einem Tabakstock und einem benachbarten Filtersegment oder zwischen anderen Komponenten von Rauchartikeln einzulegen, wie ein Fachmann basierend auf dieser Offenbarung erkennen kann.
Beispielsweise können die Objekte Kügelchen, Geschmackskapseln, wassergefüllte Kapseln oder Pellets sein, andere Typen von Objekten sind jedoch auch möglich. Die Objekte können beispielsweise verwendet werden, um die sensorischen Attribute 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 Acetattow, zusammengefasstes Acetatgewebe, Polypropylentow, zusammengefasstes Papier, Fasern aus rekonstruiertem Tabak und Ähnliches.
Gemäß Ausführungsformen können Vorrichtungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um Objekte bei einer bestimmten Orientierung in Bezug auf die Längsachse des Rauchartikels in einen Rauchartikel einzulegen. Wie in diesem Dokument verwendet, bezieht sich die Bezeichnung "orientierte" Objekte auf Objekte (z. B. nichtrunde Objekte), die eine Form aufweisen, die in eine bestimmte Ausrichtung in Bezug auf den Rauchartikel bringbar ist. Beispielsweise kann ein orientiertes Objekt eine Orientierungsachse bestimmen (z. B. übereinstimmend mit der mittigen Längsachse), die wünschenswerter Weise mit der Längsachse des Rauchartikels oder Filtersegments ausgerichtet ist, in den oder das das Objekt eingelegt wird. Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann das orientierte Objekt ein kegelstumpfförmiges Objekt umfassen, das eine Orientierungsachse bestimmt, und die in diesem Dokument offenbarten Vorrichtungen und Verfahren können das kegelstumpfförmige Objekt mit Filtersegmenten kombinieren, so dass die Orientierungsachse im Wesentlichen mit den Längsachsen der Filtersegmente ausgerichtet ist. Andere Beispiele von orientierten Objekten können beispielsweise und ohne Begrenzung Zylinder, Kegel, gestreckte Rotationsellipsoide, Würfel, würfelähnliche Quader, Pyramiden und Prismen und andere Objekte umfassen, die eine Orientierungsachse aufweisen, die in Ausrichtung mit der Längsachse eines Rauchartikels bringbar ist.
Mit Bezug auf Figuren 1, 2 und 3 ist eine Ausführungsform einer Objekteinlegevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Einlegevorrichtung 100 kann im Allgemeinen einen Rahmen 102 umfassen, der eine Frontplatte 104 trägt. Der Rahmen 102 kann eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Strukturen aufweisen, die einem Fachmann bekannt sind.
Die Frontplatte 104 kann eine Vorderfläche aufweisen, die eine Vielzahl von Trommeln und/oder andere Komponenten trägt, die auf die Tabakprodukte wirken, wie nachfolgend ausführlicher besprochen. Mit Bezug auf Figur 2 kann die Frontplatte 104 auch eine Rückfläche aufweisen, die ein oder mehrere Antriebssysteme 106 trägt, die die Trommeln und/oder anderen Komponenten, die an der Vorderseite der Frontplatte 104 montiert sind, antreiben. Mehr Einzelheiten über das Antriebssystem 106 werden nachfolgend bereitgestellt. Mit Bezug auf Figuren 2 und 3 kann der Rahmen überdies eine oder mehrere Druckluftquellen 108 (oder Vakuum) sowie Ventile 110 oder andere zugehörige Vorrichtungen tragen.
Fig. 4 zeigt eine Vielzahl von Objekten O, in diesem Fall kegelstumpfförmige Objekte, die in einer beispielhaften "Stopfen-Zwischenraum-Stopfen"-Anordnung angeordnet sind, wobei die "Stopfen" Filterstabsegmente P sind, z. B. Celluloseacetat, und die Zwischenräume von den Objekten O besetzt sind. Gemäß Ausführungsformen kann jedes der Objekte O eine Orientierungsachse A1 aufweisen, die sich beispielsweise entlang der mittigen Längsachse des Objekts O erstreckt, wodurch die Objekte "orientierte Objekte" werden. Wie ebenfalls gezeigt, können die Objekte O mit den Filterstabsegmenten P angeordnet sein, so dass die Orientierungsachsen A1 im Wesentlichen (z. B. im Wesentlichen parallel) mit den Mittelachsen A2 der Filterstabsegmente P ausgerichtet sind, es sind jedoch andere Ausführungsformen möglich.
In der Beispielausführung von Figur 4 können die Objekte O eine Länge L1 von ungefähr 11 mm bestimmen, die inneren Stabsegmente P können eine Länge L2 von ungefähr 16 mm bestimmen und die Endstabsegmente P' können eine Länge L3 von ungefähr 8 mm bestimmen, so dass das Gebilde (z. B. bestehend aus vier Objekten O, drei inneren Stabsegmenten P und zwei Endsegmenten P') eine Gesamtlänge L4 von ungefähr 108 mm bestimmt. Es sind jedoch andere Abmessungen möglich. Beispielsweise kann die Länge L1 der Objekte O ungefähr 8 mm bis ungefähr 12 mm oder mehr sein, und die Länge L2 kann ungefähr 10 mm bis ungefähr 30 mm oder mehr sein, abhängig von der Anwendung. Zusätzlich kann jedes der Objekte O einen kleineren Durchmesser D1 von ungefähr 5 mm und einen größeren Durchmesser D2 von ungefähr 6 mm bestimmen, es sind jedoch andere Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise kann der Durchmesser D1 ungefähr 3 mm bis ungefähr 4,5 mm sein, und der Durchmesser D2 kann ungefähr 3 mm bis ungefähr 10 mm oder mehr sein, abhängig von der Anwendung. Gemäß Ausführungsformen kann die Differenz zwischen D1 und D2 ungefähr 0 mm bis ungefähr 3 mm sein, beispielsweise 1 mm, es sind jedoch andere Abmessungen möglich. Die Länge L4 kann ungefähr 60 mm bis ungefähr 160 mm oder mehr sein, basierend auf der Anwendung. Ein Fachmann wird basierend auf dieser Offenbarung erkennen, dass verschiedene Längen und Durchmesser für unterschiedliche Anwendungen verwendet werden können.
Mit weiterem Bezug auf Figur 4 können die Objekte O in abwechselnden Orientierungen in Bezug zueinander angeordnet sein, zum Beispiel zueinander hin zeigen oder voneinander weg zeigen, es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise können in gewissen Ausführungsformen alle Objekte O in die gleiche Richtung zeigen.
Figur 5 zeigt eine Vielzahl von Objekten O, die Ende-an-Ende in der gleichen Richtung angeordnet sind, wobei ihre Orientierungsachsen A1 im Wesentlichen ausgerichtet sind. Wie gezeigt, kann jedes Objekt O eine Außenfläche S bestimmen, die in Bezug auf die Orientierungsachse A1 verjüngt ist, beispielsweise um den Verjüngungswinkel θ. Der Verjüngungswinkel θ kann ungefähr 1 Grad bis ungefähr 5 Grad oder mehr betragen, es sind jedoch andere Ausführungsformen möglich.
Figur 5 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung, in der die Objekte O von einer Massenzufuhreinrichtung zu der Einlegemaschine 100 der vorliegenden Erfindung zugeführt werden können. Figur 5 zeigt, wie die Objekte O in der Richtung F zugeführt werden, wobei die kleineren Durchmesser D1 vorn sind, es sind jedoch andere Ausgestaltungen möglich. Gemäß Ausführungsformen kann die Massenzufuhreinrichtung ein oder mehrere Magazin/e (nicht gezeigt) umfassen, wie einem Fachmann bekannt ist. Gemäß Ausführungsformen können die Magazine kumulativ zwischen ungefähr 5.000 und ungefähr 20.000 Objekten pro Minute oder mehr liefern, es sind jedoch andere Ausgestaltungen möglich.
Figuren 6 und 7 zeigen die verschiedenen Komponenten, die die Objekte O und Filterstabsegmente P kombinieren. Allgemein können ein oder mehrere Zufuhrrohre 120 die Objekte O von der Massenversorgungseinrichtung empfangen und die Objekte O beispielsweise in der in Figur 5 gezeigten Ausgestaltung zuführen. Wie in Verbindung mit Figur 8 besprochen, kann Druckluft verwendet werden, um die Objekte O innerhalb von Zufuhrrohren 120 zuzuführen, es sind jedoch andere Ausführungsformen möglich.
Mit weiterem Bezug auf Figuren 6 und 7 führt jedes Zufuhrrohr 120 die Objekte O einer Vorschubeinrichtung 122 zu, die die Objekte orientiert und an eine oder mehrere drehende Vereinzelungstrommeln 124 liefert. Wie in Figur 6 gezeigt, können die Vereinzelungstrommeln 124 wiederum die Objekte O an eine oder mehrere sich drehende Kombinationstrommel/n 126 übertragen, beispielsweise in abwechselnder Reihenfolge, um die Objekte O zu kombinieren. Die Kombinationstrommel/n 126 kann/können dann die Objekte O an eine oder mehrere Endtrommeln 128 liefern, wo sie mit Filterstabsegmenten P (oder anderen Objekten wie Tabakstöcken) zur späteren Verarbeitung kombiniert werden. Gemäß Ausführungsformen kann die Drehgeschwindigkeit der zuvor genannten Trommeln angepasst werden, um eine Einlegerate von ungefähr 2.000 bis 4.000 Objekten pro Minute (zum Beispiel ungefähr 3.000 Objekte) bereitzustellen, gemessen an jeder Endtrommel 128. Diese Ausgabe kann jedoch nach Bedarf angepasst werden, um zu einer bestimmten Anwendung zu passen, und kann multipliziert werden, ohne die Drehgeschwindigkeit anzupassen, indem einige oder alle der zuvor beschriebenen Teile dupliziert werden, wie von einem Fachmann basierend auf dieser Beschreibung verstanden wird.
Mit Bezug auf Figur 8, können die Objekte O durch die Zufuhrrohre 120 unter der Kraft von Druckluft zugeführt werden. Beispielsweise kann jedes Zufuhrrohr 120 eine Luftkammer 130 aufweisen, die daran gekoppelt ist. Die Luftkammer 130 ist in Figur 8 im Querschnitt gezeigt und kann einen Einlass 132 aufweisen, der ausgebildet ist, an eine Druckluftquelle angeschlossen zu werden (zum Beispiel Druckluftquelle 108 von Figuren 2, 3). Die Druckluft kann in eine ringförmige Luftkammer 134 eingeblasen werden und dann von der Luftkammerverengung 136 über eine Vielzahl von Düsen 138 ausgestoßen werden. Das Bezugszeichen CA bezeichnet die Druckluft, die die Düsen 138 verlässt. Die Druckluft CA, die die Düsen 138 verlässt, kann ein davorliegendes Vakuum V erzeugen (zum Beispiel einen Abschnitt 120a des Zufuhrrohres), das die Objekte einzieht und sie nachgeschaltet beschleunigt (zum Beispiel durch Abschnitt 120b des Zufuhrrohres und darüber hinaus). Eine oder mehrere Luftkammern 130 können jedem Zufuhrrohr 120 zugeordnet sein, um die Objekte der angeschlossenen Vorschubeinrichtung 122 zuzuführen. Ein Fachmann wird anhand dieser Offenbarung jedoch erkennen, dass andere Ausgestaltungen verwendet werden können, um die Objekte O durch die Zufuhrrohre zu bewegen.
Mit Bezug auf Figuren 6, 7 und 9 wird eine Ausgestaltung einer Vorschubeinrichtung 122 ausführlicher beschrieben. Jede Vorschubeinrichtung 122 kann einen Kanal oder mehrere Kanäle 140 zum Transportieren der Objekte O in Reihe und im Wesentlichen in einer Linie zueinander umfassen. Jeder Kanal 140 kann an ein Zufuhrrohr 120 angeschlossen sein. Mit Bezug auf Figuren 7 und 9 kann beispielsweise jeder Kanal 140 einen Einlass 140A umfassen, der an das jeweilige Zufuhrrohr 120 durch eine Zugentlastung 142 gekoppelt ist, andere Kopplungseinrichtungen und Kopplungsmechanismen sind jedoch möglich. Jeder Kanal 140 kann auch einen nachgeschalteten Auslass 140B (siehe Figur 9) umfassen, der die Objekte O an die entsprechende Vereinzelungstrommel 124 überträgt.
Mit Bezug auf Figur 9, kann jeder Kanal 140 gekrümmt sein, so dass die Objekte O in die Vorschubeinrichtungen 122 in einer Richtung im Allgemeinen parallel zu den Vereinzelungstrommeln 124 zugeführt werden, und von dem Kanal 140 zur Übertragung von den Vorschubeinrichtungen 122 an die Vereinzelungstrommeln in einer im Allgemeinen axialen Richtung umgeleitet werden. Beispielsweise kann jeder Kanal 140 von seinem Einlass 140A zu seinem Auslass 140B um einen Winkel gekrümmt sein, der ungefähr 60 Grad bis ungefähr 120 Grad beträgt, beispielsweise ungefähr 90 Grad. Ein Fachmann wird basierend auf dieser Offenbarung jedoch erkennen, dass andere Ausgestaltungen möglich sind. Gemäß Ausführungsformen kann jede Vorschubeinrichtung 122 zwei Kanäle 140 umfassen, wobei die Auslässe 140B der Kanäle 140 einander zugewandt sein können.
Mit Bezug auf Figuren 6 und 9 können die Vorschubeinrichtungen 122 in Bezug zu den Vereinzelungstrommeln 124 über ein anpassbares Montagesystem montiert werden, das die Anpassung der Position und/oder Lage der Kanalauslässe 140B in Bezug auf die jeweiligen Vereinzelungstrommeln 124 bereitstellt. Mit Bezug auf Figur 7 können die Vereinzelungstrommeln 124 und die Vorschubeinrichtungen 122 beide an der Vorderfläche der Frontplatte 104 (gezeigt in Figur 1) montiert werden. Beispielsweise kann sich ein Tragarm 144 von der Frontplatte 104 erstrecken und ein zentrales Tragelement 146 tragen. Erste und zweite Sätze von Befestigungsarmen 148, 150 können sich von dem Tragelement 146 erstrecken und an jeweilige erste und zweite Platten 152 gekoppelt sein, in denen die Kanäle 140 definiert sind.
Jeder der Befestigungsarme kann einen länglichen Schlitz 148a, 150a umfassen, der ein Befestigungselement (nicht gezeigt) oder ein anderes Element, das mit der jeweiligen Platte 152 verbunden ist, aufnimmt. Durch Lockern der Befestigungselemente und Bewegen dieser innerhalb der jeweiligen Schlitze 148a, 150a, kann die Lage und/oder seitliche Beabstandung jedes Kanalauslasses 140B in Bezug auf die jeweilige Vereinzelungstrommel 124 angepasst werden. Dies kann beispielsweise erfolgen, um die Orientierungsachsen der Objekte O mit den Taschen an den Vereinzelungstrommeln 124 ordnungsgemäß auszurichten (nachfolgend ausführlicher besprochen) sowie um den Abstand anzupassen, den die Objekte O zurücklegen müssen, wenn sie aus den Kanalauslässen 140B austreten und in die Vereinzelungstrommel-Taschen eintreten. Gemäß Ausführungsformen und wie in Figur 9 gezeigt, kann die Lage der Auslässe 140B in Bezug auf die Vereinzelungstrommeln 124 um einen Winkel α von ungefähr 30 Grad angepasst werden, es sind jedoch andere Bereiche möglich. Darüber hinaus wird ein Fachmann erkennen, dass andere Ausgestaltungen, abgesehen von den länglichen Schlitzen und Ankern, verwendet werden können, um die Position und/oder Lage der Platten 152 in Bezug auf die Vereinzelungstrommeln 124 anzupassen.
Mit weiterem Bezug auf Figur 7, können Oberplatten 154 die Platten 152 abdecken, um die Oberteile der Kanäle 140 zu schließen. Gemäß Ausführungsformen können die Oberplatten klar sein (zum Beispiel Lexan klar), um die Sichtbarkeit der Objekte O bereitzustellen, die sich durch die Kanäle 140 bewegen.
Mit Bezug auf Figuren 6 - 9 können ein/e oder mehrere Luftquelle/n helfen, dass sich die Objekte O durch die Kanäle 140 bewegen. Wie in Figur 7 gezeigt, kann beispielsweise jeder Kanal 140 einen Beschleunigungskanal 156 aufweisen, der an ihn angeschlossen ist, beispielsweise im Wesentlichen tangential. Jeder Beschleunigungskanal 156 kann ein vorgelagertes Ende 156a aufweisen, das an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, beispielsweise durch eine Düse 158, wie am besten in Figur 6 zu sehen ist. Die Druckluft kann entlang des jeweiligen Beschleunigungskanals 156 zu der tangentialen Schnittstelle in Bezug auf den jeweiligen Kanal 140 verlaufen, wobei die Druckluft die Objekte O aus dem jeweiligen Auslass 140A beschleunigt. Dies kann den Transfer der Objekte O von den Vorschubeinrichtungen 122 zu den Vereinzelungstrommeln 124 unterstützen.
Zusätzlich oder alternativ können die eine oder mehreren Luftquelle/n eine Vakuumarmatur 160 umfassen, die sich zwischen benachbarten Kanalauslässen 140B (siehe Figuren 6 und 9) befindet. Die Vakuumarmatur 160 kann einen Vakuumanschluss 162 (siehe Figur 9) aufweisen, der Objekte O aus den Kanalauslässen 140B und zu Taschen in den jeweiligen Vereinzelungstrommeln 124 zieht. Wie in Figur 9 gezeigt, kann sich beispielsweise eine Anschlagfläche 164 auf dem Tragelement 146 befinden, z. B. zwischen benachbarten Reihen von Taschen auf der Vereinzelungstrommel 124. Der Vakuumanschluss 162 kann sich in der Anschlagfläche 164 befinden und kann die Objekte O aus den jeweiligen Kanalauslässen 140B und zur Anschlagfläche hin ziehen, wodurch die Axialbewegung der Objekte O in die Taschen der Vereinzelungstrommel 124 ermöglicht wird. Gemäß Ausführungsformen kann die zeitliche Steuerung der Druckluft in den Beschleunigungskanälen 156 und die zeitliche Steuerung des Vakuums in den Vakuumanschlüssen 162 koordiniert werden, um die Bewegung der Objekte O von den Vorschubeinrichtungen 122 auf die Vereinzelungstrommeln 124 präzise zu steuern. Mit erneutem Bezug auf Figur 6 können Druckmesser 166, 168 bereitgestellt sein, um die Drücke in den Beschleunigungskanälen 156 und Vakuumanschlüssen 162 zu messen.
Mit Bezug auf Figur 10 ist eine Ausführungsform einer Vereinzelungstrommel 124 ausführlicher gezeigt. Gemäß Ausführungsformen kann jede Vereinzelungstrommel 124 eine erste Reihe 170 von ersten Taschen 172 und eine zweite Reihe 174 von zweiten Taschen 176 aufweisen, es sind jedoch andere Mengen von Reihen möglich. Jede der Taschen 172, 176 kann angepasst sein, eines der Objekte O zu transportieren. Gemäß Ausführungsformen kann ein erster Auslass 140B einer Vorschubeinrichtung 122 eine erste Reihe 170 von ersten Taschen 172 mit Objekten O versorgen, und ein zweiter Auslass 140B der gleichen Vorschubeinrichtung 122 kann die zweite Reihe 174 der zweiten Taschen 176 mit Objekten O versorgen, es sind jedoch andere Ausgestaltungen möglich. Die Reihen 170, 174 von Taschen 172, 176 können einstückig mit den Vereinzelungstrommeln 124 sein oder können alternativ separate Teile sein, die daran gekoppelt sind. Gemäß Ausführungsformen kann jede Reihe von Taschen zwischen 12 und 36 Taschen umfassen, beispielsweise 24 Taschen, es sind jedoch andere Anordnungen möglich.
Mit Bezug auf Figuren 10, 11A and 11B bestimmt jede der Taschen einen Sitz 180, der ausgebildet ist, eines der Objekte O zu tragen. Die Sitze 180 können eine komplementäre Geometrie zu den Objekten aufweisen, die sie tragen, so dass die Sitze 180 die Objekte O tragen können, wobei ihre Orientierungsachsen im Wesentlichen parallel zu der Drehachse der Trommel ist.
Mit Bezug auf Figur 11B kann zumindest ein Abschnitt der Fläche des Sitzes 180 in Bezug auf die Drehachse R der Vereinzelungstrommel 124 um einen Sitzwinkel β verjüngt sein (siehe z. B. Figur 11 B), so dass die Objekte O auf den Sitzen 180 ruhen, wobei ihre Orientierungsachsen im Wesentlichen parallel zur Drehachse R der Vereinzelungstrommeln 124 sind. Gemäß Ausführungsformen kann der Sitzwinkel β zwischen ungefähr 1 Grad und ungefähr 5 Grad betragen, es sind jedoch andere Bereiche möglich.
Mit Bezug auf Figur 11A kann jeder Sitz 180 auch eine Segmentbreite W bestimmen, die sich um den Umfang der Vereinzelungstrommel 124 erstreckt. Gemäß Ausführungsformen kann jedes der Objekte O einen größten umschriebenen Durchmesser bestimmen (z. B. den größten Durchmesser im Falle eines kegelstumpfförmigen Objekts), und die Segmentbreite W kann mindestens ungefähr 1,5 Mal der größte umschriebene Durchmesser sein. Dies kann beispielsweise ein Umfangssegment von ungefähr 5 Grad bis ungefähr 15 Grad umfassen, beispielsweise ungefähr 10 Grad. Diese Ausgestaltung kann einen größeren Raum zum Eintreten der Objekte O bereitstellen, wenn sie von den Auslässen 140B der jeweiligen Kanäle 140 in die Taschen gelangen, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht und ein Zerbrechen der Kapseln verringert wird. Wie in Figur 11B gezeigt, kann jede der Taschen 172, 176 Rillen 182 umfassen, die an eine Vakuumquelle angeschlossen sind (nicht gezeigt, aber siehe z. B. Luftquelle 108 von Figur 1). Das Vakuum kann an die Rillen 182 angeschlossen sein, kurz bevor die Objekte O an die jeweiligen Tasche übertragen werden, und das Vakuum kann aufrechterhalten werden, während sich das Objekt O in der jeweiligen Tasche befindet, um das Objekt O in der Tasche zu halten. Wenn das Objekt O bereit ist, die Tasche zu verlassen, z. B. um in eine weiter hinten liegende Trommel zu gelangen, kann das Vakuum ausgeschaltet werden (oder mit Druck beaufschlagt werden). Ein Luftstoß kann durch die Tasche ausgestoßen werden, nachdem das Objekt O übertragen worden ist, beispielsweise, um sicher zu gehen, dass nichts in der leeren Tasche ist. Das Vakuum kann gesteuert werden, beispielsweise durch Steuerflanschtechnologie, die die Taschen mit Vakuum beaufschlagt, wenn sie in einer bestimmten Orientierung in Bezug auf den Steuerflansch sind, und die Taschen optional mit Druck beaufschlagt, wenn sie sich in einer anderen Ausrichtung in Bezug auf den Steuerflansch befinden.
Mit erneutem Bezug auf Figur 6 können die Trommeln der Einlegeeinrichtung 100 synchron miteinander unter der Kraft eines oder mehrerer Antriebssysteme 106 drehen (siehe Figur 2), beispielsweise unter Verwendung eines Keilrippenriemensystems oder eines anderen im Fachgebiet bekannten Übertragungssystems. Bei Betrieb können die Vereinzelungstrommeln 124 gegen den Uhrzeigersinn drehen, die Kombinationstrommel 126 kann im Uhrzeigersinn drehen und die Endtrommel 128 kann gegen den Uhrzeigersinn drehen, es sind jedoch andere Ausführungsformen möglich. Wie in Figur 6 gezeigt, kann die Kombinationstrommel 126 eine erste Reihe 186 von ersten Kombinationstaschen und eine zweite Reihe 188 von zweiten Kombinationstaschen umfassen. Gemäß Ausführungsformen können die Kombinationstaschen die gleiche komplementäre Form oder den gleichen Verjüngungswinkel wie die zuvor beschriebenen Taschen aufweisen, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung zwischen den Objekten O und der Drehachse der Kombinationstrommel aufrecht zu erhalten. Bei Betrieb kann jede Reihe von Kombinationstaschen Objekte O abwechselnd von den zwei Vereinzelungstrommeln 124 empfangen. Folglich kann ein Paar von Vereinzelungstrommeln 124, die jeweils zwei Reihen von Taschen aufweisen, zwei Reihen von Taschen an einer Kombinationstrommel 126 mit Objekten O versorgen, es sind jedoch andere Ausgestaltungen möglich. Ähnlich wie bei den Vereinzelungstrommeln 124 können Vakuummulden verwendet werden, um die Objekte O in den Taschen der Kombinationstrommel 126 zu halten.
Mit weiterem Bezug auf Figur 6 kann die Endtrommel 128 Taschen 190 aufweisen, die ausgebildet sind, im Wesentlichen zylindrische Objekte wie Filtersegmente oder Tabakstöcke (nicht gezeigt) zu halten. Die Endtrommel 128 kann auch verjüngte Taschen aufweisen, die ausgebildet sind, die orientierten Objekte O zu halten, so dass die im Wesentlichen zylindrischen Segmente P und die orientierten Objekte O Ende-an-Ende am Umfang der Endtrommel 128 ausgerichtet sind, wobei ihre Achsen im Wesentlichen ausgerichtet sind (z. B. parallel). Mit Bezug auf Figur 12 ist die Einlegeeinrichtung 100 neben einer nachgeschalteten Filterherstellungseinrichtung 200, wie einer Hauni KDF-Maschine gezeigt. Die Herstellungseinrichtung 200 kann die Stopfen-Zwischenraum-Stopfen-Anordnung von der Endtrommel 128 beispielsweise über eine Transfertrommel 202 empfangen und kann die Stopfen-Zwischenraum-Stopfen-Anordnung weiter in einen vollständigen Rauchartikel oder in eine Komponente davon verarbeiten. Gemäß Ausführungsformen kann der Prozess des Übertragens der Objekte O von der Kombinationstrommel 126 zur Endtrommel 128 im Wesentlichen gleich sein, wie die Übertragung der Objekte von der Vereinzelungstrommel 124 zu der Kombinationstrommel 126, es sind jedoch andere Ausführungsformen möglich.
Die in dieser Beschreibung veranschaulichten und besprochenen Ausführungsformen sind nur dafür gedacht, Fachleute auf die den Erfindern beste bekannte Weise zu lehren, die Erfindung herzustellen und zu verwenden. Nichts in dieser Spezifikation soll den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränken. Alle vorgestellten Beispiele sind stellvertretend und nicht beschränkend. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können abgewandelt oder verändert werden, ohne von der Erfindung abzuweichen, wie Fachleute angesichts der zuvor aufgeführten Lehren erkennen können. Es wird daher darauf hingewiesen, dass innerhalb des Schutzumfangs der Patentansprüche und ihrer Äquivalente die Erfindung anders ausgeführt werden kann als spezifisch beschrieben.

Claims

Vorrichtung zum Einlegen von Objekten in einen Filterstab, umfassend:
eine erste Leitung, die ausgebildet ist, eine Vielzahl der Objekte in Reihe zu befördern;

eine erste Vorschubeinrichtung, die einen ersten Einlass und einen ersten Auslass aufweist, die durch einen ersten Kanal verbunden sind, wobei der erste Einlass an die erste Leitung angeschlossen ist;

eine erste Vereinzelungstrommel, die einen äußeren Umfang aufweist, der eine erste Reihe erster Taschen bestimmt, die ausgebildet sind, die Objekte zu halten, wobei die erste Vereinzelungstrommel ausgebildet ist, um eine erste Achse zu drehen, um die ersten Taschen nacheinander in Deckung mit dem ersten Auslass zu drehen; und

mindestens eine ersten Luftquelle, die die Objekte von dem ersten Einlass zum ersten Auslass und nacheinander in die ersten Taschen der ersten Vereinzelungstrommel befördert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Leitung an ein Magazin angeschlossen ist, das ausgebildet ist, eine Massenversorgungseinrichtung der Objekte zu halten.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Leitung ein Blas-Zufuhrrohr umfasst, umfassend eine Luftkammer, die in Fluidverbindung mit dem Blas-Zufuhrrohr steht, wobei die erste Luftkammer einen Luftkammereinlass, der ausgebildet ist, an eine Druckluftquelle angeschlossen zu werden, und eine Vielzahl von Ausgangsdüsen umfasst, die entlang dem Blas-Zufuhrrohr zur ersten Vorschubeinrichtung gerichtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Kanal von dem ersten Einlass zum ersten Auslass um einen Winkel gekrümmt ist, der ungefähr 60 Grad bis ungefähr 120 Grad beträgt, wobei der Winkel insbesondere ungefähr 90 Grad beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, überdies umfassend:
ein anpassbares Haltesystem, das die erste Vorschubeinrichtung in Position in Bezug auf die erste Vereinzelungstrommel trägt, wobei das anpassbare Haltesystem ausgebildet ist, die Position und/oder Lage des ersten Auslasses in Bezug auf die ersten Taschen an der ersten Vereinzelungstrommel anzupassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mindestens eine Luftquelle umfasst:
einen Beschleunigungskanal, der den ersten Kanal stromaufwärts des ersten Auslasses schneidet, insbesondere tangential; und

eine Druckluftversorgung, die an den Beschleunigungskanal gekoppelt ist, wobei die Druckluftversorgung ausgebildet ist, Druckluft entlang dem Beschleunigungskanal zum ersten Auslass zu leiten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens eine Luftquelle umfasst:
einen Vakuumanschluss; und

eine Vakuumversorgung, die an den Vakuumanschluss angeschlossen ist;

wobei die erste Reihe von ersten Taschen zwischen dem Vakuumanschluss und dem ersten Auslass der ersten Vorschubeinrichtung positioniert ist; insbesondere überdies umfassend:
eine Anschlagfläche, die sich gegenüber dem ersten Auslass der ersten Vorschubeinrichtung befindet, wobei sich die erste Reihe der ersten Taschen zwischen dem ersten Auslass und der Anschlagfläche befindet;

wobei sich der Vakuumanschluss in der Anschlagfläche befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jede der ersten Taschen einen Sitz definiert, der ausgebildet ist, eines der Objekte zu tragen, und eine Fläche des Sitzes in Bezug auf die erste Achse um einen Sitzwinkel verjüngt ist, wobei insbesondere jedes der, insbesondere im Wesentlichen kegelstumpfförmigen, Objekte eine Orientierungsachse und eine Außenfläche bestimmt, die in Bezug auf die Orientierungsachse um einen Verjüngungswinkel verjüngt ist, wobei der Verjüngungswinkel im Wesentlichen den Sitzwinkel ergänzt, wobei der Sitzwinkel insbesondere ungefähr 1 Grad bis ungefähr 5 Grad beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Sitz eine Segmentbreite bestimmt, die sich um den Umfang der ersten Vereinzelungstrommel erstreckt, und jedes der Objekte einen größten umschriebenen Durchmesser bestimmt, wobei die Segmentbreite mindestens ungefähr 1,5 Mal der größte umschriebene Durchmesser ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, überdies umfassend:
eine zweite Leitung, die angepasst ist, eine Vielzahl der Objekte in Reihe zu befördern;

wobei die erste Vorschubeinrichtung einen zweiten Einlass und einen zweiten Auslass aufweist, die durch einen zweiten Kanal verbunden sind, wobei der zweite Einlass an die zweite Leitung angeschlossen ist; und

eine zweite Reihe von zweiten Taschen, die ausgebildet sind, die Objekte zu halten, die sich am äußeren Umfang der ersten Vereinzelungstrommel befinden, wobei die erste Vereinzelungstrommel ausgebildet ist, nacheinander die zweiten Taschen in Deckung mit dem zweiten Auslass zu bewegen;

wobei die mindesten eine Luftquelle die Objekte von dem zweiten Einlass zum zweiten Auslass befördert und nacheinander in die zweiten Taschen der ersten Vereinzelungstrommel.
Vorrichtung nach Anspruch 10, überdies umfassend:
eine zweite Vorschubeinrichtung, die einen dritten Auslass und einen vierten Auslass für die Objekte aufweist;

eine zweite Vereinzelungstrommel, die eine dritte Reihe von dritten Taschen und eine vierte Reihe von vierten Taschen aufweist, wobei die zweite Vereinzelungstrommel ausgebildet ist, die dritten und vierten Taschen nacheinander in Deckung mit den dritten bzw. vierten Auslässen zu bewegen; und

mindestens eine zweite Luftquelle, die die Objekte von dem dritten Einlass und vierten Einlass an den dritten Auslass bzw. vierten Auslass, und nach einander in die dritten Taschen bzw. vierten Taschen der zweiten Vereinzelungstrommel befördert; insbesondere überdies umfassend eine Kombinationstrommel, umfassend:
eine erste Reihe von ersten Kombinationstaschen, die mit der ersten Reihe der ersten Taschen und der dritten Reihe der dritten Taschen ausgerichtet sind; und

eine zweite Reihe von zweiten Kombinationstaschen, die mit der zweiten Reihe von zweiten Taschen und der vierten Reihe von vierten Taschen ausgerichtet ist; insbesondere überdies umfassend eine Endtrommel, die ausgebildet ist, eine Vielzahl von Filterstabsegmenten zu befördern, wobei die Endtrommel überdies ausgebildet ist, die Objekte von der ersten Reihe von ersten Kombinationstaschen und von der zweiten Reihe von zweiten Kombinationstaschen zu empfangen.
Verfahren zum Einlegen von, insbesondere im Wesentlichen kegelstumpfförmigen, Objekten in einen Filterstab, umfassend:
Empfangen einer Vielzahl der Objekte von einer Massenzufuhreinrichtung, wobei jedes der Objekte eine Orientierungsachse bestimmt;

Befördern der Vielzahl von Objekten in Reihe durch einen Kanal;

Übertragen jedes der Vielzahl von Objekten aus dem Kanal und in eine der Vielzahl von Taschen, die sich um den Umfang einer Vereinzelungstrommel befinden, wobei die Vereinzelungstrommel um eine Drehachse dreht und die Orientierungsachse jedes der Objekte im Wesentlichen mit der Drehachse ausgerichtet ist; und

Einlegen der Objekte in jeweilige Zwischenräume zwischen benachbarten Filtersegmenten; wobei insbesondere jedes der Objekte aus dem Kanal und in eine der Vielzahl von Taschen im Wesentlichen entlang seiner Orientierungsachse übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei:
jedes der Objekte eine Orientierungsachse und eine Außenfläche bestimmt, die in Bezug auf die Orientierungsachse um einen Verjüngungswinkel verjüngt ist; und

jede der Taschen einen Sitz bestimmt, der ausgebildet ist, eines der Objekte zu tragen, wobei eine Fläche des Sitzes in Bezug auf die erste Achse um einen Sitzwinkel verjüngt ist, der im Wesentlichen den Verjüngungswinkel ergänzt.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Einlegen der Objekte in jeweilige Zwischenräume zwischen benachbarten Filtersegmenten umfasst:
Übertragen der Objekte von der Vereinzelungstrommel an eine Kombinationstrommel;

Befördern der Filtersegmente um den Umfang einer sich drehenden Endtrommel, wobei jedes der Filtersegmente eine Längsachse definiert; und

Übertragen der Objekte von der Kombinationstrommel an die Endtrommel, wobei die Orientierungsachse jedes Objekts im Wesentlichen mit der Längsachse des mindestens einen der Filtersegmente ausgerichtet ist.
Verfahren zum Kombinieren von Objekten mit Filterstabsegmenten, umfassend:
Empfangen einer Vielzahl der Objekte von einer Massenzufuhreinrichtung, wobei jedes der Objekte eine Orientierungsachse und eine Oberfläche bestimmt, die in Bezug auf die Orientierungsachse um einen Verjüngungswinkel verjüngt ist;

Übertragen der Objekte an den Umfang einer Vereinzelungstrommel unter Verwendung mindestens einer Luftquelle, wobei die Vereinzelungstrommel um eine Drehachse dreht und die Orientierungsachse jedes der Vielzahl von Objekten im Wesentlichen mit der Drehachse ausgerichtet ist; und:
Kombinieren der Objekte mit den Filterstabsegmenten.