Vorrichtung zum Aufbereiten von Tabak
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern und Aufbereiten von Tabak - Fasern aus rauchfähigem Material - im Zusammenhang mit der Bildung eines Tabakstrangs für die Herstellung von Zigaretten, wobei der Tabak einem Verteiler - Hopper - zuführbar ist.
Der Begriff Tabak umfasst in diesem Falle alle Arten von Fasern aus rauchfähigem Material, aber auch Fasern für die Herstellung von Zigarettenfiltern.
Für die Fertigung von Zigaretten wird üblicherweise ein fortlaufender Tabakstrang gebildet, der von Zigarettenpapier umgeben ist. Für die Herstellung des Tabakstrangs bedarf es einer sorgfältigen Aufbereitung des Tabaks bzw. der Tabakfasern. Darüber hinaus soll der Tabak im Bereich des Tabakstrangs frei von Fremdkörpern sein. Bei der Aufbereitung des Tabaks kommt es darauf an, dass einerseits Tabakklumpen vermieden bzw. beseitigt, andererseits die Tabakfasern nicht zu sehr zerkleinert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen für eine leistungsfähige, insbesondere mechanische Aufbereitung von Tabak (Tabakfasern) vorzuschlagen, durch die der Tabak eine optimale Behandlung erfährt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
a) der Verteiler bildet innerhalb eines Gehäuses vorzugsweise im oberen Bereich einen geschlossenen Tabakraum,
b) im Tabakraum herrscht durch Absaugen von Luft Unterdruck,
c) innerhalb des Tabakraums ist ein drehend angetriebenes Förder- und Auflockerungsorgan für Tabak gelagert, nämlich eine Mitnehmer aufweisende Tabakwalze.
Erfindungsgemäß wird demnach im oberen Bereich des geschlossenen Verteilers ein Tabakraum gebildet, in dem durch Absaugen von Luft Unterdruck herrscht. Durch diesen wird auch der Tabak in den Tabakraum gefördert. Die Tabakwalze ist eine Besonderheit, weil sie mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit angetrieben ist und durch besonders
ausgebildete Mitnehmer den Tabak auflöst bzw. auflockert unter Beseitigung von Tabakklumpen. Von der als Tabakförderer wirkenden Tabakwalze wird der Tabak an ein Ausschleuserad übergeben, welches den Tabak aus dem Unterdruckbereich in einen darunterliegenden Bereich mit Normaldruck übergibt, und zwar einen quergerichteten Tabakförderer, der aufgrund seiner Arbeitsweise Fremdstücke mit höherem Eigengewicht aussondert.
Eine Besonderheit der Erfindung ist auch die Zuführung des Tabaks oberhalb der Tabakwalze in den Tabakraum, und zwar bei gleichzeitiger Querverteilung.
Um die Zuführung des Tabaks zum Umfang der Tabakwalze zu gewährleisten, ist eine untere Begrenzung des Tabakraums als Förderer ausgebildet, der den Tabak zum Umfang der Tabakwalze transportiert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Behandlung von Tabak in Seitenansicht bzw. im Vertikalschnitt der Gesamtvorrichtung,
Fig. 2 den oberen Bereich der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,
Fig. 3 eine Einzelheit der Vorrichtung in einer Schnittebene lll-lll der Fig. 2, in nochmals vergrößertem Maßstab,
Fig. 4 eine Einzelheit einer Siebwalze im Querschnitt,
Fig. 5 die Einzelheit gemäß Fig. 4 in Ansicht entsprechend V-V der Fig. 4,
Fig. 6 einen Horizontalschnitt im Wesentlichen von einer Tabaktrommel in der Schnittebene Vl-Vl der Fig. 2,
Fig. 7 eine Darstellung analog Fig. 2 für ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Zur Herstellung von Zigaretten bedarf es auch einer sorgfältigen mechanischen Aufbereitung des Tabaks. Hierunter sind Tabakfasern und anderes rauchfähiges, faseriges Material zu verstehen, aber auch Material zum Herstellen von (Filter-)Zigaretten. Der Tabak wird in eine Behandlungsvorrichtung eingeleitet, nämlich in einen Verteiler - Hopper -, der von einem Gehäuse 10 umgeben ist. Der Tabak wird im oberen Bereich, nämlich unmittelbar unterhalb einer Oberwand 11, seitlich als Tabakstrom 12 in den Verteiler eingeleitet. Der Tabakstrom 12 tritt durch Ansaugen, also aufgrund von Unterdruck, in einen im oberen Bereich gebildeten Tabakraum 13 ein. Innerhalb dieses Tabakraums 13 befindet sich ein Tabakförderer, der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis Fig. 6 als Siebwalze 14 mit quergerichteter Drehachse ausgebildet ist.
Der Tabak wird oberhalb des Tabakförderers bzw. oberhalb der Siebwalze 14 in den Tabakraum 13 eingefördert. Dabei sinkt Leichttabak, also Tabakteile mit geringem Eigengewicht, von oben auf die Siebwalze 14, nämlich auf deren Walzenmantel 15. Tabakanteile mit höherem Eigengewicht, insbesondere Tabakklumpen, werden in den zur Eintrittsseite gegenüberliegenden Bereich des Tabakraums 13 gefördert und treffen dabei gegebenenfalls auf eine aufrechte Gehäusewand 16 des Tabakraums 13 auf.
Der Tabakraum 13 ist nach unten durch eine in besonderer Weise angeordnete Kammerwand 17 innerhalb des Gehäuses 10 begrenzt. Die Kammerwand 17 ist - ausgehend von der Gehäusewand 16 - abwärtsgeneigt in Richtung zur Siebwalze 14. Im Bereich derselben setzt sich die Kammerwand 17 als bogenförmiger Bereich fort, unter Anpassung und unter Anschmiegen an den Umfang der Siebwalze 14. Des Weiteren erstreckt sich die Kammerwand 17 bis in den Bereich eines anschließenden Förderers, nämlich einer Zellradschleuse 18.
Durch die Ausgestaltung des Tabakraums 13 bzw. der Kammerwand 17 wird der nicht unmittelbar auf der Siebwalze 14 abgelegte Tabak in Richtung auf die Siebwalze 14 geleitet bzw. bewegt. Im unteren Bereich des Tabakraums 13 wird ständig Tabak aufgenommen von der Siebwalze 14, die zu diesem Zweck längs des Umfangs. verteilt angeordnete Mitnehmer aufweist.
Der Tabak bzw. der Tabakstrom 12 wird in besonderer Weise in die Vorrichtung eingeleitet, nämlich unter Verteilung des Tabaks in Querrichtung, also parallel zur Drehachse der Siebwalze 14. Der Tabakstrom 12 wird durch einen rohrförmigen Tabakkanal 19 zugeführt, der oberhalb der Siebwalze 14 im Gehäuse 10 mit einem horizontalen Schenkel mündet. Im Mündungsbereich des Tabakkanals 19 ist ein bewegbares Lenkorgan für den Tabakstrom 12 angebracht. Es handelt sich dabei um (zwei) parallele Leitwände 20, die je schwenkbar gelagert sind an einer Halterung 21. Durch ein Betätigungsorgan, nämlich eine Betätigungsstange 22 werden die beiden aufrechten Leitwände 20 hin- und herschwenkend bewegt mit einer Bewegungsamplitude im Bereich eines spitzen Winkels (Fig. 3). Entsprechend wird der in den Tabakraum 13 eintretende Tabakstrom 12 in Querrichtung geleitet, so dass eine Querverteilung des Tabaks oberhalb der Siebwalze 14 stattfindet.
Eine Besonderheit sind Ausgestaltung und Funktionsweise der Siebwalze 14. Diese ist mit einem luftdurchlässigen Walzenmantel 15 ausgerüstet. Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich besteht der Walzenmantel 15 aus einem Raster von Längsstegen 23 sowie Umfangsstegen 24. Diese bilden zusammen ein gitterförmiges Tragwerk mit (rechteckigen) Öffnungen. Innerhalb der Öffnungen sind feinmaschige Siebe 25 angebracht. Über Endwände 26, 27 ist die Siebwalze 14 drehbar im bzw. am Gehäuse 10 gelagert.
Im Innenraum der hohlen Siebwalze 14 wird ein Unterdruck erzeugt, durch den der Tabak am Umfang bzw. am Walzenmantel 15 gehalten ist. Zu diesem Zweck ist die Siebwalze 14 an der einen Seite mit einer Hohlwelle 28 in der Gehäusewand gelagert. Über die Hohlwelle 28 wird ein Saugorgan an die Siebwalze 14 angeschlossen, nämlich ein Saugrohr 29. Dieses tritt nur als Rohrstutzen in die Siebwalze 14 ein und erzeugt innerhalb derselben Unterdruck, der über den luftdurchlässigen Walzenmantel 15 an den Tabakraum 13 weitergegeben wird. Auch in dem Tabakraum 13 herrscht demnach Unterdruck, der auch die Zuführung des Tabaks über den Tabakkanal 19 bewirkt.
Zum sicheren Abfördern des Tabaks durch die Siebwalze 14 sind außen am Walzenmantel 15 Mitnehmer angebracht. Es handelt sich dabei um eine Mehrzahl von mit Um- fangsabstand voneinander angeordneten Mitnehmerstegen 30. Diese erstrecken sich in achsparalleler Richtung und sind unter einem spitzen Winkel zum Walzenmantel 15 gerichtet, und zwar unter Bildung von im Profil hakenartigen Mitnehmern. Die Mitnehmer-
Stege 30 sind an in Längsrichtung des Walzenmantels 15 verlaufenden Tragprofilen 31 angebracht.
Die Mitnehmerstege 30 sind mit einem die Zerkleinerung bzw. Auflösung von Tabakklumpen bewirkenden Profil ausgebildet, nämlich im vorliegenden Falle mit einem Sägezahnprofil 32. Der Mitnehmersteg 30 erzeugt so eine Kammwirkung, wenn durch Drehbewegung der Siebwalze 14 die Mitnehmerstege 30 nacheinander aus einem unteren Bereich in den gesammelten Vorrat an Tabak eintreten. Wie ersichtlich, werden dabei durch die Mitnehmerstege 30 in Längsrichtung der Siebwalze 14 gebildete Tabakportionen 33 mitgenommen.
Die Siebwalze 14 dient somit auch als Förderer für den Tabak innerhalb des Tabakraums 13, wobei der Tabak bis zu 180° und mehr transportiert wird. In einem etwa zum Vorratsbereich des Tabakraums 13 gegenüberliegenden Bereich wird der Tabak bzw. werden die Tabakportionen 33 während einer Abwärtsbewegung von dem Walzenmantel 15 abgenommen. Die Tabakportionen 33 gelangen im Wesentlichen im freien Fall in den Bereich der Zellradschleuse 18, die den Tabak weiter transportiert und dabei einen anschließenden Bereich mit Normaldruck von dem Unterdruckbereich im oberen Teil des Gehäuses 10 abgrenzt.
Das Lösen der Tabakportionen 33 vom Walzenmantel 15 wird mechanisch und/oder pneumatisch gefördert. Benachbart zum Walzenmantel 15 ist ein drehbares Vereinzelungsorgan 34 wirksam. Dieses weist umlaufende Organe auf, die in den Tabak bzw. in die Tabakportionen 33 eintreten. Im vorliegenden Falle sind auf einem drehbaren Rohr 35 mehrere querabstehende Finger 36 angeordnet, und zwar in zwei annähernd radial abstehenden Reihen. Diese Finger 36 treten infolge der Drehbewegung des Vereinzelungsorgans 34 in den Tabak ein, lockern diesen auf bzw. trennen Verklumpungen und fördern den so behandelten Tabak in Richtung zur Zellradschleuse 18. Das Vereinzelungsorgan 34 läuft zu diesem Zweck mit hoher Geschwindigkeit um, jedenfalls deutlich höher als die Drehgeschwindigkeit der Siebwalze 14. Die Drehrichtung des Vereinzelungsorgans 34 ist derjenigen der Siebwalze 14 entgegengerichtet.
Um das Lösen des Tabaks vom Walzenmantel 15 zu unterstützen, wird von Innen im lokalen Bereich des Tabakabwurfs Druckluft gegen den luftdurchlässigen Walzenmantel
15 gerichtet, so dass der Tabak von der Außenseite des Walzenmantels 15 abgeblasen wird. Zu diesem Zweck ist innerhalb der Siebwalze 14 ein ortsfestes Blasorgan angeordnet, nämlich eine langgestreckte, schlitzförmige Blasdüse 37. Diese wird über ein mittiges Blasrohr 38 mit Druckluft versorgt. Das Blasrohr 38 tritt in das mit entsprechend größerem Durchmesser ausgebildete Saugrohr 29 ein und verläuft mittig innerhalb des Saugrohrs 29. An das Blasrohr schließt unmittelbar die Blasdüse 37 an, die sich annähernd über die volle Länge der Siebwalze 14 erstreckt. Eine Mündung der Blasdüse 37 liegt in unmittelbarer Nachbarschaft zum Walzenmantel 15, und zwar im Bereich des Tabakabwurfs, nämlich gegenüber dem Vereinzelungsorgan 34. Das Blasorgan bzw. die Blasdüse 37 ist somit zugleich ein Reinigungsorgan für die Siebwalze 14.
Der aufgelockerte und entklumpte Tabak wird von der Zellradschleuse 18 abwärts gefördert und auf einen Anschlussförderer gegeben. Dieser ist so ausgebildet, dass beim Weitertransport Fremdkörper im Tabak, nämlich Kleinteile 39 mit hohem Eigengewicht, selbsttätig ausgesondert werden. Es handelt sich dabei um Metallteile, Kunststoffteile usw. Der Anschlussförderer ist hier als Schwingförderer ausgebildet, nämlich als Schwingförderrinne 40. Diese erstreckt sich aus einem Bereich unterhalb der Zellradschleuse 18 mit schwacher Neigung aufwärts zur gegenüberliegenden Seite der Vorrichtung bzw. des Gehäuses 10. Dort wird der Tabak einer Weiterverarbeitung zugeführt. Die Schwingförderrinne 40 wird zur Förderung schwingend angetrieben. Dadurch wird der (leichte) Tabak aufwärtsbewegt, während schwergewichtige Fremdkörper 39 entgegen der Förderrichtung durch Eigengewicht abwärtsbewegt werden und dabei in einen Sammelbehälter 41 fallen.
Der in dem gesamten Tabakraum 13 bis zur Zellradschleuse 18 herrschende Unterdruck wird gemäß Fig. 1 bis Fig. 6 über die Siebwalze 14 bzw. das Saugrohr 29 erzeugt, welches oben im Bereich der Oberwand 11 aus dem Gehäuse austritt. Im Bereich außerhalb des Tabakraums 13 herrscht Normaldruck im Gehäuse 10. Hier findet allerdings eine Entlüftung statt über ein Saugrohr bzw. Entlüftungsrohr 42, welches ebenfalls im oberen Bereich aus dem Gehäuse 10 austritt.
Eine Besonderheit besteht in der Gesamtgestaltung der Vorrichtung gemäß Fig. 1. In einem oberen Bereich des sehr kompakten Gehäuses 10 befindet sich die beschriebene Einheit zur verteilten Zuförderung des Tabaks und zum Auflockern desselben. Im unteren
Bereich sind Organe und Einheiten angeordnet, die den von der Schwingförderrinne 40 transportierten Tabak unter Bildung von Tabakströmen in Kanälen einem Saugband 43 zuführen, welches innerhalb eines Saugkanals 44 verläuft. An der Unterseite eines Untertrums des Saugbands 43 wird in einer an sich bekannten Weise ein Tabakstrang gebildet als Teil eines Zigarettenstrangs für die Herstellung der Zigaretten. Der obere Bereich des Gehäuses 10 ist demnach durch die Kammerwand 17 vom unteren Teil abgegrenzt, in dem Normaldruck herrscht. In den Kanälen wird zur Förderung der Tabakströme Unterdruck oder Überdruck erzeugt. Die gesamte Vorrichtung ist dadurch in übersichtlicher Formation innerhalb des kompakten Gehäuses 10 untergebracht.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 entspricht weitgehend dem vorstehend beschriebenen Beispiel, so dass übereinstimmende Bezugsziffern für gleiche Gegenstände verwendet werden. Der Unterdruck im Tabakraum 13 wird hier auf andere Weise erzeugt, jedenfalls nicht über den Tabakförderer. Vielmehr wird Luft unmittelbar aus dem Tabakraum 13 abgesaugt. Zu diesem Zweck ist hier im Bereich einer Oberwand 11 des Gehäuses 10 ein Saugrohr 45 angebracht. Dies führt unmittelbar in den Tabakraum 13, und zwar benachbart bzw. oberhalb der Mündung des Tabakkanals 19. Das Saugrohr 45 weist einen Siebeinsatz 50 auf.
Der Tabakförderer ist bei diesem Ausführungsbeispiel als geschlossener Hohlkörper ausgebildet, nämlich als Tabakwalze 46. Diese weist einen geschlossenen zylindrischen Mantel 47 auf, an dessen Umfang die Mitnehmer bzw. Mitnehmerstege 30 in der beschriebenen Ausführung angebracht sind. Die Tabakwalze 46 wird in Pfeilrichtung drehend angetrieben.
Eine weitere Besonderheit liegt in einer Förderhilfe für die Zuführung des Tabaks im Tabakraum 13 zum Umfang der Tabakwalze 46. Als untere Begrenzung des Tabakraums 13 bzw. als Teil der Kammerwand 17 ist ein Tabakförderer vorgesehen, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Fördergurt 48. Dessen oberer Fördertrum 49 bildet die Begrenzung des Tabakraums 13 in diesem Bereich. Der Fördergurt 48 ist schräg abwärts gerichtet, und zwar annähernd tangential zur Tabakwalze 46. Durch den Fördergurt 48 wird der Tabak im Tabakraum 13 zuverlässig dem Umfang der Tabakwalze 46 im unteren Bereich derselben zugeführt. An den Fördergurt 48 schließen Bereiche der Kammerwand 17 dichtend an.
Bezugszeichenliste
10 Gehäuse 37 Blasdüse
11 Oberwand 38 Blasrohr
12 Tabakstrom 39 Fremdkörper
13 Tabakraum 40 Schwingförderrinne
14 Siebwalze 41 Sammelbehälter
15 Walzenmantel 42 Entlüftungsrohr
16 Gehäusewand 43 Saugband
17 Kammerwand 44 Saugkanal
18 Zellradschleuse 45 Saugrohr
19 Tabakkanal 46 Tabakwalze
20 Leitwand 47 Mantel
21 Halterung 48 Fördergurt
22 Betätigungsstange 49 Fördertrum
23 Längssteg 50 Siebeinsatz
24 Umfangssteg
25 Sieb
26 Endwand
27 Endwand
28 Hohlwelle
29 Saugrohr
30 Mitnehmersteg
31 Tragprofil
32 Sägezahnprofil
33 Tabakportion
34 Vereinzelungsorgan
35 Rohr
36 Finger