VERTEILERANORDNUNG
Die Erfindung betrifft eine Verteileranordnung für eine Vorrichtung zum Beschicken einer oder mehrerer Maschinen mit Tabak, umfassend zwei jeweils mit einem Trichterausgang der Vorrichtung verbundene, einander gegenüberliegend angeordnete und mit Saugdruck beaufschlagbare Verteilerrohre. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Beschicken einer oder mehrerer Maschinen mit Tabak und eine Maschinenanordnung der Tabak verarbeitenden Industrie.
Zur Beschickung von Hochleistungs-Zigarettenherstellmaschinen mit Tabak hat sich eine unter dem Namen KAM vertriebene Beschickungsvorrichtung der Anmelderin gemäß DE 40 00 312 C2 etabliert. Der KAM-Beschicker ist zur unabhängigen Beschickung von maximal zwei Zigarettenherstellmaschinen mit einer Leistung von bis zu 20.000 Zigaretten pro Minute eingerichtet.
Durch die gegenüberliegende Anordnung von zwei Saugrohren wird eine sehr genaue Tabakaufteilung in Abhängigkeit von der Saug- luftmenge an beiden Rohren erreicht, was eine gleichmäßige Beschickung von einer oder von zwei Maschinen ermöglicht. Saugen beide Rohre mit gleicher Luftgeschwindigkeit, erfolgt eine exakte 50/50 -Massenstromteilung des Tabaks. Saugt ein Rohr mit geringerer Luftgeschwindigkeit, wird der Tabak entsprechend der Strömungsverhältnisse aufgeteilt.
Vom Markt werden immer wieder Beschickungsvorrichtungen für mehr als zwei Zigarettenherstellmaschinen gefordert.
Beispielsweise lassen sich zwei KAM-Beschicker zu einer Einheit zusammenfassen und über einen Wendeschacht mit Tabak versorgen. Auf diese Weise können bis zu vier Hochleistungs- Zigarettenherstellmaschinen gleichzeitig und unabhängig voneinander beschickt werden.
Um mehr als zwei Maschinen mit nur einer Beschickungsvorrichtung gleichzeitig zu beschicken, wurde die Verwendung einer Dreifachdüse mit drei Rohren untersucht, die unter Winkeln von jeweils 120° gleichverteilt angeordnet sind. Versuche haben jedoch ergeben, dass die Massenaufteilung bei drei Rohren nicht mehr mit der geforderten Genauigkeit gegeben ist. Bereits leichte Konstruktionstoleranzen führen hier zu einer ungleichmäßigen Tabakverteilung. Zusätzlich hat sich gezeigt, dass beim Saugbetrieb von nur zwei der drei Rohren der Tabak über den Winkel gesaugt wird und dort verweilt, weil von zwei Seiten gezogen wird, was zur schnellen Verstopfung des Einlauftrichters führt. Eine solche Anordnung kann nicht sicher und mit der geforderten Massenaufteilung betrieben werden. Eine solche Dreifachdüse wurde aufgrund der Versuchsergebnisse als unpraktikabel angesehen und nicht im Markt angeboten.
Bei anderen bekannten Dreifachdüsen sind die Rohre um 90° versetzt angeordnet, wobei ein viertes Rohr zur Luftansaugung verwendet wird, wodurch sich insgesamt eine kreuzförmige Anordnung ergibt . Auch bei diesen Düsen besteht die Gefahr der Verstopfung, weil beim gleichzeitigen Saugen an zwei Rohren der Tabak ebenfalls über einer Kante gehalten werden kann. Eine genaue Massenstromaufteilung ist auch hier kaum zu erzielen. Die Tauglichkeit beim Anschluss dreier Hochleistungs- Zigarettenherstellmaschinen ist fraglich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verteileranordnung für eine Beschickungsvorrichtung bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln die gleichzeitige Beschickung von mehr als zwei Maschinen mit Tabak ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Erfindung hat erkannt, dass die einzige Möglichkeit, den Tabakmassenstrom ohne Gefahr einer Verstopfung genau und reproduzierbar entsprechend der strömenden Luftmengen aufzuteilen, darin besteht, die Förderrohre einander gegenüberliegend anzuordnen. Um mit einer solchen Anordnung mehr als zwei Maschinen gleichzeitig beschicken zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in mindestens einem der Förderrohre eine Verzweigung in zwei Förderrohre angeordnet ist . Mindestens eines der Verteilerrohre wird somit erfindungsgemäß auf die gleiche Weise in zwei einander gegenüberliegende Förderrohre aufgeteilt wie die Aufteilung am Trichterausgang in zwei Verteilerrohre.
Der erfindungsgemäße Vorteil dieser Anordnung ist, dass bei jeder Massenstromaufteilung, d.h. am Trichterausgang und in der oder den Verzweigungen, nur jeweils zwei gegenüberliegende Rohre vorgesehen sind, mit denen der Tabakmassenstrom entsprechend der Menge strömender Luft wie gewünscht verteilt werden kann. Unter einem spitzen Winkel verbundene Rohre werden erfindungsgemäß vermieden, so dass kein Tabak an einer Ecke gehalten werden kann und Verstopfungen entgegengewirkt wird.
Einander gegenüberliegend bedeutet im Rahmen der vorliegenden Anmeldung, dass die Rohre einen Winkel von mehr als 120°, vorzugsweise mindestens 140°, weiter vorzugsweise mindestens 160° und besonders vorteilhaft 180° miteinander einschließen.
Wenn nur in einem der Verteilerrohre eine Verzweigung in zwei einander gegenüberliegend angeordnete Förderrohre angeordnet ist, können bis zu drei Maschinen, insbesondere auch gleichzeitig, mit Tabak beschickt werden. Vorzugsweise ist jedoch auch in der anderen der beiden Förderrohre eine Verzweigung i zwei Förderrohre angeordnet. In dieser vorteilhaften Ausführung können bis zu vier Maschinen, insbesondere auch gleichzeitig, mit Tabak beschickt werden.
Vorzugsweise ist an der Verzweigung eine Falschluftzuleitung zum Zuleiten von Falschluft in die Verzweigung vorgesehen. Durch diese Maßnahme werden einem unerwünschten Absetzen von Tabak im Bereich der Verzweigung und sich daraus ergebenden Verstopfungen entgegengewirkt .
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1A, 1B eine Vorder- und eine Seitenansicht einer Beschickungsvorrichtung;
Fig. 2A-2D Seitenansichten (Fig. 2A, 2C) und Draufsichten
(Fig. 2B, 2D) einer Verteileranordnung in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 3A, 3B eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer Ver teileranordnung in einer zweiten Ausführungsform
Fig. 4 eine Seitenansicht einer Verteileranordnung in e ner dritten Ausführungsform;
Fig. 5A, 5B eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer Ver- teileranordnung in einer vierten Ausführungsform; und
Fig. 6A, 6B eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer Ver- teileranordnung in einer fünften Ausführungsform.
Die Beschickungsvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 11 und einen in dem Gehäuse angeordneten Stauschacht 12, der als Tabakvorratsbehälter dient und dem an seinem Einlass 13 Schnitttabak 14 zuführbar ist . Am Grund des Stauschachtes 12 wird der Schnitttabak 14 mittels einer Dosiereinrichtung 31 in einen auslassseitigen Trichter 18 dosiert. Die Dosiereinrichtung 31 umfasst hier beispielsweise einen angetriebenen Bandförderer 15 und zwei angetriebene Austragswalzen 16, 17, die mit Abkämmrechen bestückt sind. Die Geschwindigkeiten des Bandförderers 15 und der Austragswalzen 16, 17, und somit die Dosierleistung der Dosiereinrichtung 31 sind mittels entsprechender Antriebe 19 Steuer- und/oder regelbar, insbesondere in Abhängigkeit des Verbrauchs der angeschlossenen Zigarettenhersteil - maschinen .
An seinem unteren Ende weist der Trichter 18 eine Trichterausgangsöffnung 21 auf. Die Trichterausgangsöffnung 21 wird im Folgenden kurz als Trichterausgang 21 bezeichnet. Trichter 18 und Trichterausgang 21 sind vorzugsweise länglich, insbesondere oval geformt, wobei die Ausdehnung in Längsrichtung vorteilhaft mindestens 1.5 Mal so groß ist wie die Ausdehnung in Querrichtung, siehe beispielsweise Fig. 2B. Die Querausdehnung der Trichterausgangsöffnung 21 entspricht vorteilhaft dem Durchmesser der nachfolgend beschriebenen Verteilerrohre 22. Zur Erzielung eines maximalen Tabakmassenstroms kann alterna-
tiv eine Trichterausgangsöffnung 21 λ mit einem größeren Querschnitt vorteilhaft sein, siehe Fig. 5B .
Unterhalb des Trichterausgangs 21 ist ein Verteiler 30 mit zwei waagerecht verlaufenden Verteilerrohren 22a, 22b angeschlossen, die einen Winkel von 180° einschließen und somit einander genau gegenüberliegend angeordnet sind. Die Verteilerrohre 22a, 22b können daher auch als ein durchgehendes Verteilerrohr 22 aufgefasst werden, wobei die Trichterausgangs- Öffnung 21 oben in der Rohrwand ausgebildet ist. Mittels einer Saugströmung wird der Tabak 14 aus dem Trichter 18 abgezogen und fällt durch die Trichterausgangsöffnung 21 in den Verbindungsbereich 23 der Verteilerrohre 22a, 22b.
Aufgrund der gegenüberliegenden Anordnung der Verteilerrohre 22a, 22b wird der Tabak 14 genau und reproduzierbar im Verhältnis der an den Verteilerrohren 22a, 22b anliegenden Saugdrücke bzw. der Saugströmungen in den Verteilerrohren 22a, 22b abgefördert. Wenn beispielsweise die an den Verteilerrohren 22a, 22b anliegenden Saugdrücke gleich groß sind, so dass sich die gleichen Saugströmungen in den Verteilerrohren 22a, 22b einstellen, so werden genau die gleichen Tabakmassenströme durch die Verteilerrohren 22a, 22b abgefördert.
Der Verteiler 30 umfasst des Weiteren eine oder mehrere Verzweigungen 24a, 24b, mittels denen sich ein entsprechendes Verteilerrohr 22a, 22b in jeweils zwei weitere Förderrohre 25c, 25d bzw. 25e, 25f verzweigt. In den Ausführungsformen gemäß den Fig. 2A bis Fig. 5B ist in jedem Verteilerrohr 22a, 22b eine T-Verzweigung 24a, 24b angeordnet. Jeweils die beiden aus einem Verteilerrohr 22a, 22b sich verzweigenden Förderrohre 25c, 25d bzw. 25e, 25f schließen einen Winkel von 180° ein und sind somit ebenfalls einander genau gegenüberliegend ange-
ordnet, siehe Fig. 2B. Aufgrund der gegenüberliegenden Anordnung der Förderrohre 25c, 25d bzw. 25e, 25f wird der Tabak 14 genau und reproduzierbar im Verhältnis der an den Förderrohren 25c, 25d bzw. 25e, 25f anliegenden Saugdrücke bzw. der Saugströmungen in den Förderrohren 25c, 25d bzw. 25e, 25f abgefördert. Die Förderrohre 25c bis 25f sind in dieser Ausführungsform in einer waagerechten Ebene auf der gleichen Höhe wie die Verteilerrohre 22a, 22b angeordnet.
An jedem saugseitigen Ende eines Förderrohrs 25c, 25d, 25e, 25f kann jeweils eine Zigarettenherstellmaschine 26c, 26d, 26e, 26f angeschlossen werden. Die Zigarettenherstellmaschinen 26c bis 26f sind beispielhaft in Fig. 2B schematisch angedeutet. Auf diese Weise können mit einer Beschickungsvorrichtung 10 und dem erfindungsgemäßen Verteiler 30 bis zu vier Zigarettenherstellmaschinen 26c bis 26f gleichzeitig mit Tabak beschickt werden. Dabei kann jede angeschlossene Zigarettenherstellmaschine 26c, 26d, 26e, 26f durch Anlegen eines geeigneten Saugdrucks an das entsprechende Förderrohr 25c, 25d, 25e, 25f einen individuell gewünschten Tabakmassenstrom anfordern. Aufgrund der jeweils entgegengesetzten Anordnung der Förderrohre 25c, 25d bzw. 25e, 25f ist die Gefahr von Verstopfungen im Bereich der T-Verzweigungen 24a, 24b mangels spitzwinkliger Verbindungen gleichermaßen minimal wie im Verbindungsbereich 23 der Verteilerrohre 22a, 22b.
Die Tabakzufuhr mittels der Dosiereinrichtung 31 kann vorteilhaft auf der Grundlage des Saugdrucks in den einzelnen Förderrohren 25c bis 25f gesteuert werden. Der Saugdruck wird beispielsweise mittels entsprechender, in den Förderrohren 25c bis 25f angeordneter Drucksensoren 29c bis 29f gemessen. Die Messsignale von den Drucksensoren 29c bis 29f werden vorteilhaft an eine elektronischen Steuerungseinrichtung weitergelei-
tet, dort verarbeitet und ein entsprechendes Steuersignal an die Dosiereinrichtung 31 ausgegeben.
Die Verzweigungen 24a, 24b sind zweckmäßigerweise beabstandet von dem Trichterausgang 21 angeordnet, wobei der Abstand vorteilhaft mindestens einen maximalen Rohrdurchmesser, weiter vorzugsweise mindestens zwei maximale Rohrdurchmesser des Verteilerrohrs 22 beträgt.
Wie aus Figur 2A ersichtlich, fällt der Tabak aufgrund der schwerkraftbedingten Zuforderung im Trichter 18 zunächst unten auf das waagrechte Verteilerrohr 22a, 22b. Infolgedessen liegt der Tabak daher zunächst auf dem Boden des waagrechten Verteilerrohrs 22a, 22b auf (Position 50 in Figur 2C) und wird danach, d.h. stromabwärts von der Position 50, durch die Luftströmung wieder angehoben und an die obere Rohrwand gefördert (Position 51 rechts in Figur 2C) . Insgesamt ergibt sich somit eine wellenförmige Förderung des Tabaks 14 durch das waagrechte Verteilerrohr 22a, 22b. Diese Wellenform ist am Beginn des waagrechten Verteilerrohrs 22a, 22b, d.h. im Bereich der Mündung 21 des Trichters 18, am größten ausgeprägt und schwächt sich bei weiterer waagrechter Förderung immer mehr ab.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2C und 2D, linke Seite, ist die Verzweigung 24a nahe dem Verbindungsbereich 23 der Verteilerrohre 22a, 22b an der Stelle angeordnet, wo der aus dem Trichter 18 austretende Tabak auf den Boden des Verteilerrohrs 22a trifft, siehe Figur 2C. In der Verzweigung 24a strömt der Tabak dann tangential bzw. in Umfangsrichtung an der Rundung der Verzweigung 24a nach oben. Es entsteht eine Drallströmung in der Verzweigung 24a, welche den Tabak schonend auf die beiden Förderrohre 25c, 25d verteilt.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2C und 2D, rechte Seite, ist die Verzweigung 24b weiter entfernt von dem Verbindungsbereich 23 an der Stelle angeordnet, wo der aus dem
Trichter 18 austretende Tabak auf die Oberseite des Verteilerrohrs 22b trifft, siehe Figur 2C. In der Verzweigung 24b strömt der Tabak dann tangential bzw. in Umfangsrichtung an der Rundung der Verzweigung 24a nach unten. Es entsteht wiederum eine Drallströmung in der Verzweigung 24b, welche den Tabak schonend auf die beiden Förderrohre 25e, 25f verteilt. Die Drehrichtung ist bei der Einströmung an der Oberseite (rechte Seite in Figur 2C) dabei entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Einströmung am Boden (linke Seite in Figur 2C) .
Die Ausführungsform mit kurzem Verteilerrohr 22a (linke Seite in Figuren 2C, 2D) kann gegenüber der Ausführungsform mit längerem Verteilerrohr 22b (rechte Seite in Figuren 2C, 2D) zu bevorzugen sein, weil dort die Position des strömenden Tabaks eindeutig ist.
Bei nicht gezeigten weiteren Ausführungsformen sind beide Verteilerrohre 22a, 22b kurz, d.h. entsprechend der linken Seite in Figuren 2C, 2D, oder lang, d.h. entsprechend der rechten Seite in Figuren 2C, 2D ausgeführt.
Die Anordnung der Verzweigung 24b in einer mittleren Position 52 zwischen den Positionen 50, 51 (siehe Figur 2C) , wo der Tabak in der Mitte des Verteilerrohrs 22b fließt, kann ungünstig sein. In diesem Fall schießt der Tabak 14 mit hoher Geschwindigkeit mittig in die Verzeigung 24b und prallt auf die gegenüberliegende Wand in der Verzweigung 24b. Der Tabak wird durch diesen Aufprall sehr stark mechanisch belastet, was zu einer Verkürzung der Faserstruktur und somit zu einer Tabakzerstörung führt .
Im Folgenden werden mögliche Betriebsarten der Beschickungsvorrichtung 10 gemäß Fig. 2A, Fig. 2B dargestellt.
Saugt nur eines der Förderrohre 25c, 25d, 25e, 25f, so ist der Tabakmassenstrom durch die Strömung eindeutig festgelegt. Die Dosierung in den Trichter 18 erfolgt entsprechend der Tabakmenge für eine, nämlich die an das saugende Rohr angeschlossene Zigarettenherstellmaschine 26c, 26d, 26e oder 26f.
Saugen zwei der Förderrohre, 25c, 25d, 25e, 25f, so wird von der Dosiereinrichtung 31 die doppelte Tabakmenge zudosiert. Der Tabakmassenstrom teilt sich auf die beiden saugenden Förderrohre 25 auf. Saugen zwei Förderrohre 25c und 25d bzw. 25e und 25f auf einer Seite, so erfolgt die Tabakaufteilung in dem entsprechenden Seitenstrang, insbesondere in der entsprechenden Verzweigung 24a oder 24b. In dem Verteilerrohr 22 wird der doppelte Tabakmassenstrom nach einer Seite durch das entsprechende Verteilerrohr 22a oder 22b abgesaugt. Saugen zwei Förderrohre von gegenüberliegenden Seiten, d.h. 25c und 25e oder 25c und 25f oder 25d und 25e oder 25d und 25f, so wird der Massenstrom im Verteilerrohr 22 entsprechend der saugenden Luftmengen aufgeteilt .
Saugen drei Förderrohre, d.h. 25c, 25d und 25e oder 25c, 25d und 25f oder 25c, 25e und 25f oder 25d, 25e und 25f, so wird der Massenstrom in der Verzweigung 24a oder 24b mit zwei saugenden Förderrohren entsprechend der saugenden Luftmengen beispielsweise 1:1 aufgeteilt. Im Verteilerrohr 22 verteilt sich der Massenstrom 1:2, wenn an einer Seite beispielsweise die doppelte Luftmenge saugt. Von der Dosiereinrichtung 31 wird hierbei die dreifache Tabakmenge zudosiert.
Saugen sämtliche Förderrohre 25c bis 25f, so wird der Massenstrom im Verteilerrohr 22 und in den Verzweigungen 24a, 24b entsprechend der saugenden Luftmengen beispielsweise jeweils 1:1 aufgeteilt. Von der Dosiereinrichtung 31 wird dann die vierfache Tabakmenge zudosiert.
Es muss nicht an jedem Förderrohr 25c, 25d, 25e, 25f eine Zi- garettenherstellmaschine 26c, 26d, 26e, 26f angeschlossen sein oder betrieben werden. Mit der Beschickungsvorrichtung 10 gemäß Fig. 2A, Fig. 2B können daher bei Bedarf auch weniger als vier Zigarettenherstellmaschinen 26 betrieben werden. Des Weiteren ist es denkbar, in einem oder mehreren Förderrohren 25c, 25d, 25e, 25f eine oder mehrere weitere T-Verzweigungen vorzusehen, so dass bei Bedarf mit einer Beschickungsvorrichtung 10 mehr als vier Zigarettenherstellmaschinen beschickt werden können .
In der alternativen Ausführungsform gemäß den Fig. 3A, Fig. 3B erfolgt in den Verteilerrohren 22a, 22b jeweils eine weitere Umlenkung nach unten, hier ist die Bauhöhe geringfügig größer als in der Ausführungsform gemäß den Fig. 2A, Fig. 2B.
Die alternative Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der gemäß den Fig. 3A, Fig. 3B darin, dass die Förderrohre 25c bis 25b in der Ebene der Verteilerrohre 22a, 22b liegen. In diesem Fall sind die Förderrohre 25c, 25d und 25e, 25f vorteilhaft auf verschiedenen Höhen angeordnet.
Der Einsatz der unterschiedlichen Varianten gemäß den Fig. 2A, Fig. 2B; Fig. 3A, Fig. 3B; Fig. 4A, Fig. 4B oder weiterer geeigneter Varianten erfolgt je nach den räumlichen Gegebenheiten.
Um ein unerwünschtes Absetzen von Tabak im Bereich der Verzweigungen 24a, 24b und sich daraus ergebende Verstopfungen zu vermeiden, können an den Verzweigungen 24a, 24b Falschluftzuleitungen 27a, 27b zum Einleiten von Falschluft in die Verzweigungen 24a, 24b vorgesehen sein. Dies ist in der Ausführungsform gemäß den Fig. 5A, Fig. 5B gezeigt. Eine Falschluftleitung 28 bzw. 28a, 28b (siehe Fig. 1A, Fig. 1B) in den Verbindungsbereich 23 der Verteilerrohre 22a, 22b ist für sich genommen bereits bekannt.
Die Ausführungsform gemäß den Fig. 6A, Fig. 6B verdeutlicht, dass nicht zwingend in beiden Verteilerrohren 22A, 22B eine Verzweigung 24a, 24b vorgesehen sein muss. In dieser Ausführungsform ist nur in einem Verteilerrohr 22a eine Verzweigung 24a, 24b vorgesehen. Der Verteiler 30 gemäß den Fig. 6A, Fig. 6B ist daher zur gleichzeitigen Beschickung von bis zu drei Zigarettenherstellmaschinen eingerichtet .