EP3761811B1

EP3761811B1 - Saugbandförderer und strangmaschine der tabak verarbeitenden industrie sowie verwendung einer messeinrichtung in einem saugbandförderer

Info

Publication number: EP3761811B1
Application number: EP19711832.6A
Authority: EP
Inventors: Johannes Müller; Jürgen Goetz
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2022-12-07
Anticipated expiration: 2039-03-06
Also published as: CN111787816B; DE102018105111A1; CN111787816A; EP3761811A1; WO2019170725A1; EP3761811B8

Description

Die Erfindung betrifft einen Saugbandförderer einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zur Förderung von Material, insbesondere Tabak, mit einem Saugband, das entlang eines Saugbandpfades geführt wird, der einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt, einen dritten Abschnitt und einen vierten Abschnitt aufweist, einer Saugeinrichtung zum Beaufschlagen des Saugbandes mit Unterdruck innerhalb des ersten Abschnittes und des zweiten Abschnittes des Saugbandpfades und einer Messeinrichtung, wobei der erste Abschnitt des Saugbandpfades so angeordnet ist, dass sich an einem entlang des ersten Abschnittes des Saugbandpfades geführten unteren Trum des Saugbandes durch Saugwirkung der Saugeinrichtung Material ansammelt und darauf ein Materialstrang bildet, der zweite Abschnitt des Saugbandpfades sich stromabwärts an den ersten Abschnitt des Saugbandpfades anschließt und ausgebildet ist, das Saugband mit dem daran angeordneten und im ersten Abschnitt (I) des Saugbandpfades gebildeten Materialstrang zu führen, und der dritte Abschnitt des Saugbandpfades sich stromabwärts an den zweiten Abschnitt des Saugbandpfades anschließt und ausgebildet ist, das Saugband vom Materialstrang zu trennen, eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie mit einem derartigen Saugbandförderer sowie eine Verwendung eines derartigen Saugbandförderers.
Bei einem Saugbandförderer, wie er beispielsweise aus der DE 10 2011 082 625 A1 bekannt ist, wird loses Material der Tabak verarbeitenden Industrie und werden insbesondere Tabakfasern von unten in einen Strangführungskanal einer Strangführungseinrichtung geschleudert, und zwar dort gegen die Unter- bzw. Außenseite eines den Boden des Strangführungskanals bildenden, unteren Trums eines luftdurchlässigen Saugbandes, das von seiner Rück- bzw. Oberseite her von einer Saugeinrichtung mit Unterdruck beaufschlagt wird. Dadurch wird am Saugband von unten aus den Tabakfasern ein strangförmiger Tabakfaserkuchen aufgeschauert, der somit am unteren Trum des Saugbandes durch von der Saugeinrichtung gesaugter Luft gehalten wird. Durch die Bewegung des Saugbandes entlang des Strangführungskanals wird der darin aufgeschauerte und angesammelte Tabakfaserkuchen zu einem Tabakstrang geformt und dabei hängend gefördert. Der untere Trum des Saugbandes erstreckt sich durch den Strangführungskanal von dessen Anfang, wo sich die Strangbildungszone befindet, bis zu einem Egalisator oder Trimmer zur Entfernung von überschüssigen Tabakfasern; über diesen Bereich erstreckt sich in horizontaler Orientierung ein erster Abschnitt des Saugbandpfades, entlang dessen das Saugband geführt wird. Somit bildet der erste Abschnitt des Saugbandpfades denjenigen Bereich, in dem die Tabakfasern von unten auf das Saugband aufgeschauert werden und daraus der Tabakstrang gebildet wird. Nach Verlassen des ersten Abschnittes des Saugbandpfades folgt das Saugband einem zweiten Abschnitt des Saugbandpfades, durch den das Saugband mit dem daran hängenden Tabakstrang weiter in horizontaler Orientierung gefördert wird. In einem sich an den zweiten Abschnitt anschließenden dritten Abschnitt des Saugbandpfades findet dann eine Trennung des Saugbandes vom Tabakstrang statt. Anschließend folgt das nun leere Saugband außerhalb der Strangführungseinrichtung einem vierten Abschnitt des Saugbandpfades.
Um eine möglichst gleichmäßig hohe Verarbeitungsqualität sicherzustellen, ist eine Messeinrichtung vorgesehen, wozu je nach Bedarf unterschiedliche Messverfahren zur Anwendung gelangen, wie beispielsweise optische Messverfahren, kapazitive Messverfahren oder Mikrowellenmessverfahren.
Das Saugband ist ein Verschleißteil. Um das Saugband problemlos austauschen zu können, ist der Strangführungskanal der Strangführungseinrichtung nach unten offen. Bislang werden feste Zeitintervalle vorgegeben, nach deren Ablauf jeweils das Saugband zu wechseln ist. Um auf der sicheren Seite zu sein und keinen Qualitätsverlust aufgrund unerwartet zu starken Verschleißes oder gar eine unvorhergesehene Unterbrechung des Betriebes durch plötzliches Reißen des Saugbandes aufgrund allzu starken Verschleißes zu vermeiden, sind die Intervalle relativ kurz bemessen, was einen häufigen Austausch des Saugbandes bedingt.
Ein Saugbandförderer mit Merkmalen aus dem Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1 ist in DE3612490A1 beschrieben. Weitere einschlägige Saugbandförderer sind Gegenstand der Dokumente US3111026A , EP1250855A1 und GB2191931A .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, die einen bedarfsgerechten Austausch des Saugbandes gezielt zu einem Zeitpunkt ermöglichen, an dem das Saugband tatsächlich einen solchen Abnutzungsgrad erlangt hat, der erst dann einen Austausch des Saugbandes erforderlich macht. Vorgeschlagen wird zur Lösung dieser Aufgabe ein Saugbandförderer einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zur Förderung von Material, insbesondere Tabak, mit einem Saugband, das entlang eines Saugbandpfades geführt wird, der einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt, einen dritten Abschnitt und einen vierten Abschnitt aufweist, einer Saugeinrichtung zum Beaufschlagen des Saugbandes mit Unterdruck innerhalb des ersten Abschnittes und des zweiten Abschnittes des Saugbandpfades, und einer Messeinrichtung, wobei der erste Abschnitt des Saugbandpfades so angeordnet ist, dass sich an einem entlang des ersten Abschnittes des Saugbandpfades geführten unteren Trum des Saugbandes durch Saugwirkung der Saugeinrichtung Material ansammelt und darauf ein Materialstrang bildet, der zweite Abschnitt des Saugbandpfades sich stromabwärts an den ersten Abschnitt des Saugbandpfades anschließt und ausgebildet ist, das Saugband mit dem daran angeordneten und im ersten Abschnitt des Saugbandpfades gebildeten Materialstrang zu führen, und der dritte Abschnitt des Saugbandpfades sich stromabwärts an den zweiten Abschnitt des Saugbandpfades anschließt und ausgebildet ist, das Saugband vom Materialstrang zu trennen.
Ein Grundgedanke der Erfindung beruht somit darauf, das Saugband mit einem Sensor zu vermessen, um den augenblicklichen Zustand des Saugbandes zu erfassen. Die Messung findet dabei in einem Bereich statt, in dem das Saugband sich in einem unbeladenen Zustand befindet und frei von jeglichem Material ist, und somit an einer Stelle, bevor das Saugband in die Strangbildungszone im Bereich des ersten Abschnittes des Saugbandpfades zum Beladen mit Material eintritt oder nachdem das Saugband im dritten Abschnitt des Saugbandpfades von dem zuvor gebildeten Materialstrang getrennt worden ist. Dadurch wird erfindungsgemäß einzig das Saugband selbst vermessen. Dabei macht sich die Erfindung die Erkenntnis zunutze, dass sich durch die Abnutzung die Eigenschaften des Saugbandes verändern, was einen Einfluss auf die effektive Permittivität des Saugbandes und somit auf das Messsignal hat. Eventuelle Signalschwankungen, beispielsweise durch die gegebene Beschaffenheit des Saugbandes oder durch Vibrationen, können über eine längerfristige Ermittlung eliminiert werden. Lässt das vom ersten Sensor ausgegebene und die gemessenen Eigenschaften des Saugbandes angebende Messsignal der ersten Art erkennen, dass das Saugband einen solchen Abnutzungsgrad erreicht hat, welcher einen Austausch des Saugbandes erforderlich macht, kann aufgrund eines solchen Messsignals eine Warn- bzw. Servicemeldung mit dem Hinweis auf den dann anstehenden gezielten Austausch des Saugbandes erfolgen. Demnach besteht der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung darin, dass ein Austausch des Saugbandes nur dann zu erfolgen hat, wenn tatsächlich ein bestimmter Abnutzungsgrad erreicht ist, der dann einen Austausch des Saugbandes erfordert. Dies hat zur Folge, dass sich, wie gefunden wurde, die Nutzungsintervalle eines Saugbandes zum Teil deutlich verlängern lassen, ohne Qualitätseinbußen bei der Verarbeitung oder gar einen plötzlichen Stillstand der Verarbeitung durch eine unvorhergesehene Zerstörung des Saugbandes zu befürchten.
Bevorzugte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
So ist zweckmäßigerweise der erste Sensor der Messeinrichtung ausgebildet, als Eigenschaften des Saugbandes die Dicke und/oder die Feuchtigkeit und/oder Dichte und somit den Verschleiß des Saugbandes zu messen. Denn durch die Abnutzung verringert sich insbesondere die Dicke des Saugbandes. Erfindungsgemäß werden vom ersten Sensor die Dicke und/oder Dichte des Saugbandes erfasst.
Die Erfassung des Zustandes und somit auch des Verschleißes des Saugbandes kann über eine längere Betrachtung der Messsignale stattfinden.
Ebenfalls zweckmäßigerweise ist das Saugband als endlos umlaufendes Saugband ausgebildet, das entlang eines entsprechend endlos umlaufenden Saugbandpfades geführt wird.
Bevorzugt kann der erste Sensor der Messeinrichtung ferner ausgebildet sein, das Auftreten einer Verbindungsstelle im Saugband zu ermitteln und ein das Auftreten dieser Verbindungsstelle anzeigendes Messsignal einer zweiten Art auszugeben. Insbesondere bewirkt die Verbindungsstelle einen deutlichen lokalen Signalhub, so dass insbesondere gegenüber dem Messsignal der ersten Art das Messsignal der zweiten Art nach Art eines Impulses oder kurzen Rechtecksignals mit einem deutlich höheren Spitzenwert auftritt. Mindestens eine solche Verbindungsstelle ist in einem Saugband enthalten, um zwei Abschnitte des Saugbandes miteinander zu verbinden; ist das Saugband als endlos umlaufendes Saugband ausgebildet, sind seine beiden Enden über eine solche Verbindungsstelle miteinander verbunden.
In vielen Fällen wird das Saugband mit einer Übergeschwindigkeit betrieben, die zumindest geringfügig über der Transportgeschwindigkeit des Materialstranges liegt, wobei die genaue Geschwindigkeit des Saugbandes nicht bekannt ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführung weist die Messeinrichtung eine Auswertungseinrichtung auf, die ausgebildet ist, aus mindestens zwei aufeinanderfolgenden Messsignalen der zweiten Art die Bewegungsgeschwindigkeit des Saugbandes zu ermitteln. Dies erfolgt über den zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messsignalen der zweiten Art unter gleichzeitiger Berücksichtigung der bekannten Länge des Saugbandes.
Somit lässt sich die Anwesenheit einer Verbindungsstelle im Saugband auf einfache und zugleich effektive Weise dazu verwenden, die Bewegungsgeschwindigkeit des Saugbandes erstmals genau bestimmen zu können. Eine genaue Bestimmung der Geschwindigkeit des Saugbandes ist aber wichtig im Hinblick auf die gewünschte Transportgeschwindigkeit des Materialstranges und somit auch die gewünschte Verarbeitungsgeschwindigkeit. Ebenfalls lässt sich hiermit eine mangelhafte Vorspannung und ein dadurch bedingter Schlupf des Saugbandes erkennen.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Messeinrichtung einen zweiten Sensor aufweist, der ausgebildet ist, Eigenschaften der gemeinsamen Anordnung aus Saugband und Materialstrang an einer Stelle im zweiten Abschnitt des Saugbandpfades zu messen und ein die gemessenen Eigenschaften der gemeinsamen Anordnung aus Materialstrang und Saugband angebendes Messsignal einer dritten Art auszugeben. Eine solche Messanordnung ist aus der DE 10 2015 105 353 A1 bzw. der entsprechenden WO 2016/162292 A1 bekannt. Bei dieser Ausführung findet eine Messung des Materials bereits in einem verhältnismäßig frühen Stadium statt, in dem der Materialstrang noch nicht durch ein Umhüllungsmaterial umhüllt ist. Eine solche frühzeitige Messung bietet den Vorteil, dass Abweichungen von den vorgegebenen Werten schnell erkannt und damit eine umgehende Regelung insbesondere der Förderung des Materials durchgeführt werden kann, wodurch sich Materialausschuss vorteilhaft reduzieren lässt.
Zweckmäßigerweise ist der zweite Sensor der Messeinrichtung ausgebildet, als Eigenschaften der gemeinsamen Anordnung aus Saugband und Materialstrang die Dicke und/oder die Feuchtigkeit und/oder die Dichte der gemeinsamen Anordnung aus Materialstrang und Saugband zu messen.
Erfindungsgemäß werden vom zweiten Sensor die Feuchtigkeit und/oder Dichte der gemeinsamen Anordnung aus Saugband und Materialstrang erfasst.
Da durch den zweiten Sensor eine Messung der gemeinsamen Anordnung aus Materialstrang und Saugband stattfindet, bildet der nur die Eigenschaften des Saugbandes repräsentierende Teil des vom zweiten Sensor ausgegebenen Messsignals der dritten Art eine Störgröße für den Fall, dass aus dem vom zweiten Sensor ausgegebenen Messsignal der dritten Art nur die gemessenen Eigenschaften des Materialstranges ermittelt werden sollen.
Um eine solche Störgröße zu kompensieren, weist gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der zuvor angesprochenen Ausführung die Messeinrichtung eine Auswertungseinrichtung auf, die ausgebildet ist, unter Berücksichtigung der Messsignale der ersten Art vom ersten Sensor aus den Messsignalen der dritten Art vom zweiten Sensor die Eigenschaften und insbesondere die Dicke und/oder die Dichte und/oder die Feuchtigkeit nur des Materialstranges zu ermitteln. Bei dieser bevorzugten Weiterbildung findet sozusagen die eigentliche Messung durch den zweiten Sensor statt, während der erste Sensor einen Referenzsensor bildet. Durch die Bildung einer Differenz zwischen dem Messsignal der dritten Art und dem Messsignal der ersten Art lässt sich somit die durch das Saugband verursachte Störgröße ausblenden. Auf diese Weise wird somit der grundsätzlich vorhandenen Inhomogenität des Saugbandes als auch dem Verschleiß des Saugbandes entsprechend Rechnung getragen.
Mindestens einer der Sensoren der Messeinrichtung kann vorzugsweise ein optischer Sensor oder ein kapazitiver Sensor oder ein Mikrowellensensor sein. Der zweite Sensor ist erfindungsgemäß ein Mikrowellensensor. Sofern mehrere Sensoren zum Einsatz kommen, sollten diese bevorzugt von der gleichen Art sein, indem beispielsweise alle verwendeten Sensoren Mikrowellensensoren sein können.
Erfindungsgemäß ist der zweite Sensor ein Mikrowellensensor, der als Resonator arbeitet und mittels Transmission und/oder mittels Reflektion eine Änderung der Resonanzfrequenz und/oder Güte und/oder eine Steigung an einer Flanke einer Resonanzkurve misst und/oder einen Mittelwert aus den durch Transmission und durch Reflektion erhaltenen Messungen bildet. Es ist aber auch denkbar, außerhalb der Resonanzfrequenz zu arbeiten und eine Änderung von Streuparametern (Amplitude und/oder Phase) zu messen und dabei bevorzugt die Messung durch Transmission und/oder durch Reflektion vorzunehmen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Tabakstrangmaschine, mit einem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Saugbandförderer gelöst, so wie im Anspruch 9 angegeben.
Schließlich wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Saugbandförderers in einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie gelöst, so wie im Anspruch 10 angegeben.
Es ist bekannt, die Messeinrichtung zur Bestimmung der Materialeigenschaften im Falle von Materialsträngen dort vorzusehen, wo der Materialstrang bereits mit Umhüllungsmaterial umhüllt ist. Dies liegt zum einen darin begründet, dass der Materialstrang dort mit einer Messeinrichtung relativ gut zu erreichen ist. Zum anderen hat der Materialstrang dann schon seine endgültige Form. Jedoch besteht der Nachteil einer solchen Anordnung der Messeinrichtung darin, dass der Einfluss des Umhüllungsmaterials stets mit berücksichtigt werden muss.
Da mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung die Messung der Eigenschaften auch des Materials, insbesondere des Tabakmaterials, bereits in einem sehr frühen Stadium, nämlich beim Saugbandförderer, stattfindet, wo der aus dem Material gebildete Materialstrang noch nicht von einem Umhüllungsmaterial umhüllt ist, eignet sich demnach die erfindungsgemäße Lösung insbesondere auch zur Messung von Eigenschaften eines Materialstranges mit Hilfe von Mikrowellen, auch wenn in einem späteren Bearbeitungsschritt der Materialstrang dann mit einer elektrisch leitenden Umhüllung versehen wird, wie es beispielsweise bei "Heat-not-Burn"-Produkten der Fall ist. Dies war mit den bisher verwendeten Messvorrichtungen nicht möglich, bei denen die Messung erst an dem bereits umhüllten Tabakstock erfolgt ist, da eine elektrisch leitende Umhüllung die Mikrowellen abgeschirmt hätte.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: schematisch in perspektivischer Ansicht einen Saugbandförderer mit einer Messeinrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 2: schematisch in Seitenansicht den Saugbandförderer von Fig. 1.

In den Figuren ist ein Saugbandförderer 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel abgebildet. Ein solcher Saugbandförderer 2 ist bevorzugt Teil einer Zigarettenstrangmaschine. Eine solche in den Figuren nicht dargestellte Zigarettenstrangmaschine weist eine Tabakbeschickungseinrichtung auf, die portionsweise mit Tabakfasern beschickt und aus der ein im Wesentlichen gleichförmiger Tabakfaserstrom entnommen wird. Von der Beschickungseinrichtung werden die Tabakfasern zum Saugbandförderer 2 gefördert.
Der in den Figuren dargestellte Saugbandförderer 2 ist als Zweistrang-Ausführung ausgebildet und somit Teil einer Zweistrang-Zigarettenmaschine. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass der Einfachheit halber von den doppelt vorhandenen Komponenten in Fig. 1 nur die dem Betrachter von Fig. 1 zugewandten Komponenten jeweils mit Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Allerdings sei der guten Vollständigkeit halber in diesem Zusammenhang angemerkt, dass sich die nachfolgend beschriebene Anordnung auch problemlos an einer Einstrang-Maschine realisieren lässt.
Wie die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, weist der Saugbandförderer 2 zwei parallel zueinander angeordnete, endlos umlaufende, luftdurchlässige Saugbänder 4 auf, die um diverse, in den Figuren nicht näher bezeichnete Rollen oder Walzen entlang eines entsprechenden, ebenfalls endlos umlaufenden Saugbandpfades geführt sind, der in den Figuren aber nicht abgebildet ist. Mindestens eine dieser nicht näher gekennzeichneten Rollen oder Walzen werden von einem ebenfalls in den Figuren nicht dargestellten Antrieb in Rotation versetzt, wodurch die Saugbänder 4 entlang des zuvor erwähnten Saugbandpfades in Richtung der Pfeile A bewegt werden.
Der Saugbandförderer 2 weist eine Strangführungseinrichtung auf, die zwei parallel zueinander angeordnete und in Bewegungsrichtung des Pfeils A verlaufende, nach unten offene Strangführungskanäle enthält. Von dieser Strangführungseinrichtung ist in den Figuren nur ein in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Saugbänder 4 gemäß Pfeil A stromabwärts gelegenes Strangführungselement 6 mit an seiner Unterseite ausgebildeten Strangführungskanälen 8 abgebildet. Wie die Figuren ferner erkennen lassen, ist der in den Figuren nicht abgebildete Saugbandpfad so gestaltet, dass die Saugbänder 4 mit ihrem unteren Trum 4a im Wesentlichen in horizontaler oder geringfügig, bevorzugt nach unten, geneigter Richtung und nahezu entlang des gesamten unteren Abschnittes des Saugbandförderers 2 geführt sind. Zum horizontalen Verlauf des unteren Trums 4a der beiden Saugbänder 4 sind auch die beiden Strangführungskanäle 8 entsprechend ausgerichtet, so dass jedes Saugband 4 mit seinem unteren Trum 4a durch einen Strangführungskanal 8 läuft.
Der abgebildete Saugbandförderer 2 ist von einem Gehäuse im Wesentlichen verschlossen, von dem aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren nur die Rückwand 2a und ein oberer Abschnitt 2b abgebildet ist. Die Anordnung des Gehäuses des Saugbandförderers 2 ist so gestaltet, dass der untere Trum 4a der Saugbänder 4 vom Innenraum des Gehäuses her mit Unterdruck beaufschlagt wird. Hierzu ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Rückwand 2a eine Öffnung 7 ausgebildet, an die ein in den Figuren nicht dargestellter Saugkanal angeschlossen ist, welcher zu einer ebenfalls in den Figuren nicht dargestellten Saugluftquelle führt. Somit bilden die Öffnung 7, der nicht dargestellte Saugkanal und die ebenfalls nicht dargestellte Saugluftquelle Bestandteile einer im Übrigen ebenfalls nicht dargestellten Saugeinrichtung.
Die Förderung der in den Figuren nicht dargestellten Tabakfasern von der ebenfalls in den Figuren nicht dargestellten Tabakbeschickungseinrichtung zum Saugbandförderer 2 findet dadurch statt, dass die Tabakfasern von unten in die nach unten offenen Strangführungskanäle der zuvor erwähnten Strangführungseinrichtung verbracht werden, und zwar bevorzugt mit Hilfe einer in den Figuren ebenfalls nicht dargestellten Stiftwalze, die die Tabakfasern von unten in die Strangführungskanäle schleudert, oder mit Hilfe pneumatisch arbeitender Zuführkanäle, deren Austritt auf einen oder beide Strangführungskanäle gerichtet sind, oder mit Hilfe einer Kombination hiervon. Da der untere Trum 4a der luftdurchlässigen Saugbänder 4 einen Boden der Strangführungskanäle bildet und von seiner Rück- bzw. Oberseite her von der erwähnten Saugeinrichtung mit Unterdruck beaufschlagt wird, gelangen die Tabakfasern in Anhaftung an die Unterseite der unteren Trums 4a der Saugbänder 4 und werden zu einem strangförmigen Tabakfaserkuchen aufgeschauert, der dann in Form eines Tabakstranges am unteren Trum 4a der Saugbänder 4 mit Hilfe des von der Saugeinrichtung erzeugten Unterdruckes gehalten wird. Durch die Bewegung des unteren Trums 4a der Saugbänder 4 in Richtung des Pfeils A wird der daran aufgeschauerte bzw. angesammelte Tabakfaserkuchen als Tabakstrang hängend gefördert.
Anschließend werden die so gebildeten Tabakstränge mit Hilfe von Egalisatoren oder Trimmern von überschüssigen Tabakfasern befreit. Diese Egalisatoren oder Trimmer sind an der Unterseite des abgebildeten Strangführungselementes 6 angeordnet, und zwar bevorzugt höhenverstellbar für eine wahlweise Justierung der Tabakstränge hinsichtlich Dicke und Gewicht. Zwar sind die Egalisatoren oder Trimmer in den Figuren nicht abgebildet; jedoch lassen die Figuren erkennen, dass an der Unterseite des Strangführungselementes 6 zwei hintereinanderliegende Aussparungen 6a1 und 6a2 ausgebildet sind, die jeweils zur Aufnahme eines Egalisators oder Trimmers vorgesehen sind.
Von den in den Figuren nicht dargestellten Saugbandpfaden, entlang derer sich die Saugbänder 4 in Richtung der Pfeile A bewegen, erstreckt sich ein erster Abschnitt (I) über die gesamte Strangbildungszone, die innerhalb des Strangführungselementes 6 stromabwärts von der zweiten Aussparung 6a2 endet, wie die Figuren schematisch erkennen lassen.
Der so gebildete und an einem der Saugbänder 4 hängende Tabakstrang gelangt nun aufgrund der fortgesetzten Bewegung der Saugbänder 4 in Richtung des Pfeils A vom ersten Abschnitt I des Saugbandpfades in einen sich daran anschließenden zweiten Abschnitt II des Saugbandpfades und tritt im zweiten Abschnitt II des Saugbandpfades aus dem stromabwärts gelegenen Ende 6b des Strangführungselementes 6 aus, während sich der untere Trum 4a der Saugbänder 4 zusammen mit dem Tabakstrang nun entlang eines zweiten Abschnittes II des Saugbandpfades im Wesentlichen weiterhin in horizontaler oder geringfügig, bevorzugt nach unten, geneigter Richtung bewegt. Wie die Figuren erkennen lassen, schließt sich der zweite Abschnitt II des Saugbandpfades stromabwärts in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Saugbänder 4 gemäß Pfeil A an den ersten Abschnitt I des Saugbandpfades an und verläuft dann im dargestellten Ausführungsbeispiel überwiegend außerhalb des Strangführungselementes 6.
Wie die Figuren ferner erkennen lassen, ist für den Saugbandpfad ein dritter Abschnitt III definiert, der sich stromabwärts in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Saugbänder 4 an den zweiten Abschnitt II anschließt. In diesem dritten Abschnitt III des Saugbandpfades findet eine Trennung der Saugbänder 4 von dem in den Figuren nicht dargestellten Tabakstrang statt, indem die Saugbänder 4 über eine in Fig. 2 dargestellte Rolle oder Walze 9 nach oben und somit von der Orientierung des sich weiterhin etwa in horizontaler Richtung bewegenden Tabakstranges weg umgelenkt werden. Im Bereich der Rolle oder Walze 9 liegt an den Saugbändern 4 kein oder nur allenfalls ein geringer Unterdruck an, wodurch ein Ablösen der Tabakstränge vom Saugband 4 begünstigt wird.
Entlang des übrigen Abschnittes des Saugbandpfades, der den Rücklauf bildet und somit sich in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Saugbänder 4 gemäß Pfeil A stromabwärts an den dritten Abschnitt III des Saugbandpfades anschließt und bis zum stromaufwärts gelegenen Anfang des ersten Abschnittes I des Saugbandpfades reicht, laufen die Saugbänder 4 in einem unbeladenen und somit leeren Zustand. Dieser übrige Abschnitt des Saugbandpfades wird als vierter Abschnitt IV des Saugbandpfades definiert und ist stellvertretend für diesen gesamten übrigen Abschnitt in den Figuren nur an einer Stelle in der rechten Hälfte der Figuren durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen "IV" gekennzeichnet.
Im Bereich des stromabwärts gelegenen Endes des dritten Abschnittes III oder des stromaufwärts gelegenen Anfanges des vierten Abschnittes IV des Saugbandpfades ist ein in den Figuren nicht dargestellter Schaber angeordnet, der sich im Eingriff mit der die Unterseite des unteren Trums 4a bildenden Seite des Saugbandes 4 befindet, um das Saugband 4 nach Trennung vom Tabakstrang von eventuell noch vorhandenen Tabakresten zu befreien und/oder das Ablösen des Tabakstranges vom Saugband 4 zu erleichtern, und dabei bevorzugt mit der in Fig. 2 dargestellten Rolle oder Walze 9 zusammenwirkt, indem das Saugband 4 zwischen diesem Schaber und der Rolle oder Walze 9 geführt wird.
Wie die Figuren erkennen lassen, ist ein erster Sensor 10 vorgesehen. Dieser erste Sensor 10 ist ausgebildet, die Dicke der Saugbänder 4 an einer Stelle im vierten Abschnitt IV des Saugbandpfades zu messen, wo sich ja die Saugbänder 4 mit ihrem leeren Trum und somit frei von jeglichem Tabakmaterial im unbeladenen Zustand fortbewegen. Aus der von dem ersten Sensor 10 gemessenen augenblicklichen Dicke der Saugbänder 4 kann auf deren Abnutzungsgrad und somit deren Verschleiß geschlossen werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, den ersten Sensor 10 so auszubilden, dass alternativ oder zusätzlich auch andere Eigenschaften des Saugbandes 4 als die Dicke erfasst werden können.
Erfindungsgemäß werden vom ersten Sensor 10 die Dicke und/oder Dichte des Saugbandes 4 erfasst.
Die endlos umlaufenden Saugbänder 4 sind an ihren beiden Enden über eine Verbindungsstelle 4b miteinander verbunden. Im Bereich der Verbindungsstelle weisen die Saugbänder 4 eine Dicke auf, die mindestens das Doppelte der Dicke im übrigen Saugband 4 beträgt, zumindest die Dicke und/oder die Dichte des Saugbandes 4 an anderer Stelle übersteigt und somit deutlich höher ist. Die Verbindungsstelle 4b bewirkt beim ersten Sensor 10 einen deutlichen lokalen Signalhub, der nach Art eines Impulses oder eines kurzen Rechtecksignals mit einem deutlich höheren Spitzenwert und deshalb als Messsignal einer zweiten Art auftritt, das sich somit hinsichtlich seines Signalverlaufes deutlich von dem zuvor erwähnten Messsignal der ersten Art unterscheidet.
Wie die Figuren ferner erkennen lassen, ist stromabwärts und benachbart von dem stromabwärts gelegenen Ende 6b des Strangführungselementes 6 ein zweiter Sensor 12 vorgesehen, der ausgebildet ist, im Bereich des zweiten Abschnittes II des Saugbandpfades die Dicke der dort vorhandenen gemeinsamen Anordnung aus Saugband 4 und Tabakstrang zu messen und ein entsprechendes Messsignal einer dritten Art auszugeben. Grundsätzlich ist es denkbar, den zweiten Sensor auch so auszubilden, dass zusätzlich oder alternativ auch andere Eigenschaften der gemeinsamen Anordnung aus Saugband 4 und Tabakstrang als die Dicke gemessen werden können.
Erfindungsgemäß werden vom zweiten Sensor 12 die Feuchtigkeit und/oder Dichte der gemeinsamen Anordnung aus Saugband 4 und Materialstrang erfasst.
Der erste Sensor 10 ist über ein Kabel 13 und der zweite Sensor 12 über ein Kabel 14 an eine Auswertungseinrichtung 16 angeschlossen, in der die von den Sensoren 10, 12 ausgegebenen Messsignale verarbeitet und daraus gebildete Prozesssignale erzeugt und ausgegeben werden. Somit sind die beiden Sensoren 10, 12, deren Anschlusskabel 13, 14 und die Auswertungseinrichtung 16 Bestandteile einer gemeinsamen Messeinrichtung.
Wegen der Zweistrang-Ausführung des dargestellten Saugbandförderers 2 sind die beiden Sensoren 10, 12 entweder so ausgebildet, dass sie getrennt jedes der beiden Saugbänder 4 erfassen können, oder ist jeweils ein Sensor für jedes Saugband 4 separat und sind somit insgesamt zwei erste Sensoren 10 und zwei zweite Sensoren 12 vorgesehen. Nachfolgend ist der Einfachheit halber nur die Rede jeweils von einem Sensor und einem vom Sensor vermessenen Saugband. Die Aufgabe des ersten Sensors 10 besteht darin, den augenblicklichen Zustand des Saugbandes 4 zu erfassen. Da der erste Sensor 10 an einer Stelle benachbart zum vierten Abschnitt IV des Saugbandpfades angeordnet ist, findet dessen Messung in einem Bereich statt, in dem das Saugband 4 sich in einem unbeladenen Zustand befindet und frei von jeglichem Material ist, und demnach an einer Stelle, bevor das Saugband 4 zum Beladen mit Tabakfasern in den ersten Abschnitt I des Saugbandpfades eintritt oder nachdem das Saugband 4 von dem zuvor innerhalb des ersten Abschnittes I des Saugbandpfades gebildeten und entlang des zweiten Abschnittes II des Saugbandpfades geförderten Tabakstrang im dritten Abschnitt III des Saugbandpfades getrennt worden ist. Dadurch wird einzig das Saugband 4 selbst vermessen. Da sich durch die Abnutzung die Dicke des Saugbandes 4 reduziert, was einen Einfluss auf die effektive Permittivität des Saugbandes 4 und somit auf das vom Sensor ausgegebene Messsignal der ersten Art hat, lässt sich aus dem Augenblickswert dieses Messsignals auf den momentanen Verschleißzustand des Saugbandes 4 schließen. Eventuelle Signalschwankungen, beispielsweise durch die gegebene Beschaffenheit des Saugbandes 4 oder durch Vibrationen, können über eine längerfristige Ermittlung in der Auswertungseinrichtung 16 eliminiert werden. Lässt das vom ersten Sensor 10 ausgegebene und die gemessene augenblickliche Dicke des Saugbandes 4 angebende Messsignal der ersten Art erkennen, dass das Saugband 4 einen solchen Abnutzungsgrad erreicht hat, welcher einen Austausch dieses Saugbandes 4 erforderlich macht, gibt aufgrund eines solchen Messsignals die Auswertungseinrichtung 16 eine Warn- bzw. Servicemeldung mit dem Hinweis auf den dann anstehenden Austausch des Saugbandes 4 aus.
Ferner kann der erste Sensor 10 zur Messung der Bewegungsgeschwindigkeit der Saugbänder 4 verwendet werden. Hierzu kommen die vom ersten Sensor 10 ausgegebenen Messsignale der zweiten Art zum Tragen. Denn aus jeweils zwei aufeinanderfolgenden Messsignalen der zweiten Art lässt sich auf einfache und zugleich effektive Weise die augenblickliche Bewegungsgeschwindigkeit des Saugbandes 4 ermitteln. Dies erfolgt über den zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messsignalen der zweiten Art unter gleichzeitiger Berücksichtigung der bekannten Länge des Saugbandes 4. Dieser Auswertungsprozess findet ebenfalls in der Auswertungseinrichtung 16 statt.
Während für die Messung der Dicke und ggf. weiterer Materialeigenschaften insbesondere zur Ermittlung des Abnutzungsgrades des Saugbandes 4 sowie ferner für die Ermittlung der Bewegungsgeschwindigkeit des Saugbandes 4 nur der erste Sensor 10 benötigt wird, lassen sich mit Hilfe der beschriebenen Messeinrichtung zusätzlich auch noch die Dichte und/oder die Feuchtigkeit und/oder ggf. weitere Materialeigenschaften des im ersten Abschnitt I des Saugbandpfades gebildeten Tabakstranges ermitteln. Hierzu kommt der zweite Sensor 12 zum Einsatz und dessen Messsignal der dritten Art zur Auswertung. Da durch den zweiten Sensor 12 eine Messung der gemeinsamen Anordnung aus Saugband 4 und Tabakstrang stattfindet, bildet der nur die Dicke und ggf. sonstige Eigenschaften des Saugbandes 4 repräsentierende Teil des vom zweiten Sensor 12 ausgegebenen Messsignals der dritten Art eine Störgröße. Um diese Störgröße zu kompensieren bzw. zu beseitigen, werden in der Auswertungseinrichtung 16 unter Berücksichtigung der die Dicke und ggf. noch weitere Eigenschaften des Saugbandes 4 angebenden Messsignale der ersten Art vom ersten Sensor 10 aus den Messsignalen der dritten Art vom zweiten Sensor 12 die Dicke und ggf. noch weitere Eigenschaften ausschließlich des Tabakstranges ermittelt.
Befindet sich beispielsweise zu einem Zeitpunkt t1 ein bestimmter Abschnitt Δx des Saugbandes 4 im Messbereich des zweiten Sensors 12, wird von diesem ein Messsignal der dritten Art erzeugt, welcher insbesondere die Dicke der gemeinsamen Anordnung aus Saugband 4 und Tabakstrang angibt. Aufgrund der kontinuierlichen Fortbewegung der endlos umlaufenden Saugbänder 4 erreicht derselbe Abschnitt Δx des Saugbandes 4 zu einem späteren Zeitpunkt t2 den ersten Sensor 10, dessen ausgegebenes Messsignal der ersten Art nur die Dicke und ggf. noch weitere Eigenschaften des Saugbandes 4 angibt, so dass das Messsignal der ersten Art die zuvor erwähnte Störgröße repräsentiert. Der Zeitpunkt t2 kann auch aus der Bewegungsgeschwindigkeit des Saugbandes 4 und/oder aus Drehgeberimpulsen einer in den Figuren nicht dargestellten Drehgeberimpulseinheit eines ebenfalls in den Figuren nicht dargestellten Saugbandantriebes abgeleitet werden. In der Auswertungseinrichtung 16 wird nun die Differenz aus dem Messsignal der dritten Art und dem Messsignal der ersten Art gebildet, um die Störgröße herauszurechnen und dadurch zu beseitigen, so dass nur die Nutzgröße übrig bleibt, die die Dicke und ggf. noch weitere Materialeigenschaften nur des Tabakstranges repräsentiert und zusätzlich zu der erwähnten Störgröße im Messsignal der dritten Art enthalten ist.
Auf diese Weise wird somit der grundsätzlich vorhandenen Inhomogenität des Saugbandes 4 als auch dem Verschleiß des Saugbandes 4 entsprechend Rechnung getragen.
Demnach bildet in diesem Fall der zweite Sensor 12 den eigentlichen Messsensor, während der erste Sensor 10 als Referenzsensor dient. Beispielsweise kann der zweite Sensor 12 eine Konstruktion aufweisen, wie sie in der DE 10 2015 105 353 A1 bzw. der entsprechenden WO 2016/162292 A1 beschrieben ist.
Mindestens einer der Sensoren 10, 12 kann vorzugsweise ein optischer Sensor oder ein kapazitiver Sensor oder ein Mikrowellensensor sein, wobei vorzugsweise beide Sensoren 10, 12 von derselben Art und insbesondere Mikrowellensensoren sind. Der zweite Sensor 12 ist erfindungsgemäß ein Mikrowellensensor.
Erfindungsgemäß ist der zweite Sensor 12 ein Mikrowellensensor, der als Resonator arbeitet und mittels Transmission und/oder mittels Reflektion eine Änderung der Resonanzfrequenz und/oder Güte und/oder eine Steigung an einer Flanke einer Resonanzkurze misst und/oder einen Mittelwert aus den durch Transmission und durch Reflektion erhaltenen Messungen bildet. Es ist aber auch denkbar, dass in diesem Fall der zweite Sensor 12 außerhalb der Resonanzfrequenz arbeitet und eine Änderung von Streuparametern (Amplitude und/oder Phase) misst und dabei bevorzugt die Messung durch Transmission und/oder durch Reflektion vornimmt.
Nach Verlassen des Saugbandförderers 2 wird der dort gebildete Tabakstrang in einer nachgeschalteten, einen weiteren Teil der Zigarettenstrangmaschine bildenden, jedoch ebenfalls in den Figuren nicht dargestellten Umhüllungseinrichtung mit Umhüllungsmaterial umhüllt. Hierzu gelangt der Tabakstrang bereits im dritten Abschnitt III des Saugbandpfades unterhalb der in Fig. 2 abgebildeten Rolle oder Walze 9 auf das ebenfalls in den Figuren nicht abgebildete Umhüllungsmaterial, das dann zusammen mit dem darauf liegenden Tabakstrang in die Umhüllungseinrichtung gefördert wird, die sich in der Ansicht der Figuren links an den Saugbandförderer 2 anschließt. Die Umhüllung mit Umhüllungsmaterial erfolgt quer zur Transportrichtung des Tabakstranges, und die beiden sich nun gegenüberliegenden, in Transportrichtung des Tabakstranges verlaufenden Längsränder des Umhüllungsmaterials werden miteinander verklebt. Da die beschriebene Messung bereits im dargestellten Saugbandförderer 2 und demnach vor der Umhüllungseinrichtung stattfindet, lassen sich problemlos einerseits Mikrowellen für die Messungen und anderseits elektrisch leitende Umhüllungsmaterialen, wie sie beispielsweise bei "Heat-not-Burn"-Produkten vorgesehen werden, verwenden, ohne dass durch die ansonsten abschirmende Funktion der elektrisch leitenden Umhüllung die Messungen mit Hilfe von Mikrowellen beeinflusst würden.

Claims

Saugbandförderer einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zur Förderung von Material, insbesondere Tabak, mit einem Saugband (4), das entlang eines Saugbandpfades geführt wird, der einen ersten Abschnitt (I), einen zweiten Abschnitt (II), einen dritten Abschnitt (III) und einen vierten Abschnitt (IV) aufweist, einer Saugeinrichtung (7) zum Beaufschlagen des Saugbandes (4) mit Unterdruck innerhalb des ersten Abschnittes (I) und des zweiten Abschnittes (II) des Saugbandpfades, und einer Messeinrichtung, wobei der erste Abschnitt (I) des Saugbandpfades so angeordnet ist, dass sich an einem entlang des ersten Abschnittes (I) des Saugbandpfades geführten unteren Trum (4a) des Saugbandes (4) durch Saugwirkung der Saugeinrichtung (7) Material ansammelt und darauf ein Materialstrang bildet, der zweite Abschnitt (II) des Saugbandpfades sich stromabwärts an den ersten Abschnitt (I) des Saugbandpfades anschließt und ausgebildet ist, das Saugband (4) mit dem daran angeordneten und im ersten Abschnitt (I) des Saugbandpfades gebildeten Materialstrang zu führen, der dritte Abschnitt (III) des Saugbandpfades sich stromabwärts an den zweiten Abschnitt (II) des Saugbandpfades anschließt und ausgebildet ist, das Saugband (4) vom Materialstrang zu trennen, und der vierte Abschnitt (IV) des Saugbandpfades stromabwärts vom dritten Abschnitt (III) des Saugbandpfades angeordnet und so ausgebildet ist, dass das nun leere Saugband (4) dem vierten Abschnitt (IV) des Saugbandpfades (4) folgt, wobei die Messeinrichtung mindestens einen ersten Sensor (10) aufweist, der ausgebildet ist, als Eigenschaften des Saugbandes (4) dessen Dicke und/oder Dichte und somit dessen Verschleiß an einer Stelle im vierten Abschnitt (IV) des Saugbandpfades zu messen und ein die gemessenen Eigenschaften des Saugbandes (4) angebendes Messsignal einer ersten Art auszugeben,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen zweiten Sensor (12) aufweist, der ausgebildet ist, als Eigenschaften der gemeinsamen Anordnung aus Saugband (4) und Materialstrang deren Feuchtigkeit und/oder deren Dichte an einer Stelle im zweiten Abschnitt (II) des Saugbandpfades zu messen und ein die gemessenen Eigenschaften der gemeinsamen Anordnung aus Materialstrang und Saugband (4) angebendes Messsignal einer dritten Art auszugeben, wobei der zweite Sensor (12) ein Mikrowellensensor ist und ausgebildet ist, als Resonator zu arbeiten und mittels Transmission und/oder mittels Reflektion eine Änderung der Resonanzfrequenz und/oder der Güte und/oder eine Steigung an einer Flanke einer Resonanzkurve zu messen und/oder einen Mittelwert aus den durch Transmission und durch Reflektion erhaltenen Messungen zu bilden.
Saugbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugband (4) als endlos umlaufendes Saugband ausgebildet ist, das entlang eines entsprechend endlos umlaufenden Saugbandpfades geführt wird.
Saugbandförderer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (10) der Messeinrichtung ferner ausgebildet ist, das Auftreten einer Verbindungsstelle (4b) im Saugband (4) zu ermitteln und ein das Auftreten einer solchen Verbindungsstelle (4b) anzeigendes Messsignal einer zweiten Art auszugeben.
Saugbandförderer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung eine Auswertungseinrichtung (16) aufweist, die ausgebildet ist, aus mindestens zwei aufeinanderfolgenden Messsignalen der zweiten Art die Bewegungsgeschwindigkeit des Saugbandes (4) zu ermitteln.
Saugbandförderer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung eine Auswertungseinrichtung (16) aufweist, die ausgebildet ist, unter Berücksichtigung der Messsignale der ersten Art vom ersten Sensor (10) aus den Messsignalen der dritten Art vom zweiten Sensor (12) die Dicke und/oder die Dichte und/oder die Feuchtigkeit nur des Materialstranges zu ermitteln.
Saugbandförderer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (10) der Messeinrichtung ein optischer Sensor oder ein kapazitiver Sensor oder ein Mikrowellensensor ist.
Saugbandförderer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (12) ausgebildet ist, außerhalb der Resonanzfrequenz zu arbeiten und eine Änderung von Streuparametern zu messen.
Saugbandförderer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (12) ausgebildet ist, die Messung durch Transmission und/oder durch Reflektion vorzunehmen.
Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Tabakstrangmaschine, mit einem Saugbandförderer (2) nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
Verwendung eines Saugbandförderers (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei der Materialstrang in einem nach der Messung durch die Messeinrichtung stattfindenden weiteren Bearbeitungsschritt mit einer elektrisch leitenden Umhüllung versehen wird.