WO2010051969A1 - Vorrichtung und verfahren zur zufuhr von schnitttabak von einer tabakaufgabeeinheit zu einer tabakverarbeitungsmaschine - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur zufuhr von schnitttabak von einer tabakaufgabeeinheit zu einer tabakverarbeitungsmaschine Download PDF

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WO2010051969A1
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WO
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tobacco
sensor
buffer
cut tobacco
conveyor
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/007871
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karsten Eckert
Dietmar Zielke
Frank Weimann
Original Assignee
Hauni Maschinenbau Ag
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Publication date
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Priority to PL09744974T priority patent/PL2369949T3/pl
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/39—Tobacco feeding devices
    • A24C5/397—Tobacco feeding devices with means for regulating the tobacco quantity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/39—Tobacco feeding devices
    • A24C5/392—Tobacco feeding devices feeding pneumatically

Definitions

  • the invention relates to a device for supplying cut tobacco from a tobacco feeding unit to a tobacco processing machine, with a conveyor, which is connectable with at least one tobacco feeding unit and with at least one tobacco processing machine and provided for the promotion of cut tobacco, an adjusting means for influencing the Conveying speed of the cut tobacco in the conveyor, a sensor device and a control device which is connected to the sensor device and the adjusting means and provided for controlling the actuating means in response to a signal output by the sensor device for controlling the conveying speed to a predetermined value.
  • the invention relates to a method for supplying cut tobacco from a tobacco feeding unit to a tobacco processing machine, preferably a cigarette manufacturing machine, in which cut tobacco conveyed via a conveyor of at least one tobacco feeding unit to at least one tobacco processing machine, the conveying speed of the cut tobacco in the conveyor via an actuating means and affects Adjusting means in response to a signal output by a sensor device for the purpose of controlling the conveying speed is controlled to a predetermined value.
  • the tobacco supply usually takes place via tubular delivery lines, through which the tobacco is sucked by means of an air flow into a pre-storage or intermediate storage of the cigarette manufacturing machine.
  • This intermediate storage device which is also referred to as a lock, is usually located at the inlet of the cigarette manufacturing machine or forms an interface between a delivery line and the actual cigarette manufacturing machine.
  • the tobacco feed is usually carried out discontinuously, with the intermediate store being filled with tobacco in batches by conveying air. Such a loading phase typically takes about 20 to 30 seconds. If the buffer is full, the air delivery is switched off. After the cache has been emptied into the cigarette manufacturing machine and thereby the tobacco has been transferred to the cigarette manufacturing machine to be forwarded to cigarette production, a new filling cycle of the buffer is initiated by turning on the air stream.
  • the air ratios for tobacco production between the tobacco feeding unit and the cigarette making machine are adjusted so that sufficient tobacco is carried through the air to always supply the cigarette making machine safely.
  • the tobacco velocity depends essentially directly on the air velocity.
  • changes in the delivery line system for example in the case of a conversion or repair, changes in air conditions due to leaks in the cache
  • changes in the air generation system for example, by wear of the fan and load changes in the air by switching on or off further cigarette making machines, the air technology not decoupled from each other
  • the air velocity is undesirably affected, which has a negative effect especially after a single adjustment of the air velocity.
  • two pressure measuring points arranged one behind the other in the direction of flow are arranged on the conveying line and form between them a measuring path along which the pressure drop of the air flow is measured and fed as a differential pressure measured value to the control unit.
  • a further measuring point with a pressure sensor is arranged on the conveying line, wherein a system vacuum value measured therewith is fed to the regulating unit for the purpose of compensating the differential pressure measuring value.
  • the problem with this concept is mainly that the measured air velocity is proportional to the tobacco velocity only in a certain working range, and falling below the airspeed below a certain minimum value leads to the sudden stoppage of the tobacco flow, while at high air velocities there is a risk of destroying the tobacco.
  • control systems for a suction conveyor system based on a capacitive tobacco speed measuring system are known from the prior art.
  • DE 10 2006 011 742 B3 discloses such a system in which an adjustable control flap for controlling the air flow is arranged in the intake manifold and has a control unit connected to the control flap and a capacitive sensor connected to the control unit which controls the speed of the tobacco in the delivery line measures.
  • this concept can not rule out that if the tobacco flow rate changes at a constant tobacco velocity, which leads to a reduced tobacco throughput, the cigarette manufacturing machine receives too little tobacco.
  • a device for feeding cut tobacco from a tobacco feeding unit to a tobacco processing machine having a conveyor connectable to at least one tobacco feeding unit and to at least one tobacco processing machine and for conveying cut tobacco Adjusting means for influencing the conveying speed of the Thomastabaks in the conveyor, at least one sensor device and a control device which is connected to the sensor device and the adjusting means and provided for controlling the actuating means in response to a signal output by the sensor device for the purpose of controlling the conveying speed to a predetermined value , characterized in that the sensor device is designed for measuring the mass flow or the volume flow of the cut tobacco.
  • neither the velocity of the conveying medium, which is usually air, nor the tobacco velocity, but rather the mass flow or the volume flow of the cut tobacco are detected according to the invention for controlling the conveying speed.
  • the measurement according to the invention of the mass flow or of the volume flow the increase of the mass or the volume of the tobacco over the time can be determined exactly and according to the invention the quantity measurement takes place via a mass and / or volumetric flow measurement.
  • Volume and mass are directly related to the specific weight of the tobacco, the specific weight of the tobacco being significantly dependent on the humidity of the tobacco.
  • the invention provides a stable system capable of compensating for disturbances without adversely affecting tobacco velocity.
  • the invention allows simple and reproducible settings. At this point, for the sake of completeness, it should be noted that the term “conveying speed” is understood to mean the speed of the cut tobacco.
  • a preferred embodiment of the invention in which the conveyor has a buffer for the temporary storage of cut tobacco, is characterized in that the sensor device comprises a sensor arrangement for measuring the level of the buffer and an evaluation unit, which from the rate of increase of the level to the mass or volume flow of the cut tobacco.
  • This embodiment provides in a particularly simple way a way to determine the mass or volume flow of the cut tobacco by measuring over a period of the level of the buffer, which requires only structurally simple sensor, and from the increase in the level within a certain period of mass - or volume flow of the cut tobacco for the purpose of actual value detection for the feed control is determined.
  • the quantity measurement takes place on the filling level in the buffer.
  • the sensor arrangement has a plurality of sensors, which are arranged approximately in the direction of the increase in the filling level of the buffer next to or behind one another, wherein these sensors are preferably approximately in a row.
  • a particularly preferred embodiment of this sensor arrangement is characterized in that at least five discrete sensors or at least five sensor elements are provided in an integrally constructed sensor arrangement and in particular the respective distance between the discrete sensors or sensor elements does not exceed one fifth of the total length of the buffer ,
  • a particularly fine-level level detection and control is given in particular if the respective distance between the discrete sensors or sensor elements is less than 50 mm.
  • Particularly advantageous for such a measurement are optical sensor units, each consisting of a light source and a photosensor.
  • the buffer is formed so that the increase of the level takes place approximately in the horizontal direction.
  • a pneumatically operated conveyor has been found that can be easily fill despite about horizontal extent of the cache.
  • a horizontal arrangement of the intermediate memory has the advantage of a low design.
  • the buffer may also be constructed such that the increase in the filling level takes place approximately in the vertical direction.
  • the individual sensors or sensor elements of a sensor arrangement used in this modified embodiment should be arranged one above the other substantially vertically and / or offset relative to the vertical.
  • Such a buffer forms expediently at the same time the storage of a pre-distributor of a cigarette manufacturing machine.
  • the buffer can optionally be part of the conveyor and in this case preferably sit in the area of their outlet, or be part of a downstream tobacco processing machine and in this case preferably sit in the area of their inlet or be provided as an interface between the conveyor and tobacco processing machine.
  • the conveyor operates substantially pneumatically and has a pneumatic conveying line and at least one adjustable throttle valve provided as actuating means for controlling the air flow in the pneumatic conveying line.
  • the throttle valve may be arranged upstream of the buffer or downstream of the buffer in a suction pipe, which is connected to an outlet of the buffer.
  • an electrical or pneumatic actuator can be provided in each case, with this actuator preferably being designed as a controlled drive and further as an electromotive or pneumatic servo drive for a precisely stepless and rapid angular adjustment of the throttle.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the control device is designed to control the actuating means in dependence not only on a signal output from the sensor device, but additionally of at least one process variable of the tobacco processing machine for controlling the conveying speed to a predetermined value.
  • at least one process variable of the tobacco processing machine as additional auxiliary actual size becomes Fed control loop.
  • the control loop can be additionally supported in particular by measurement and / or control data from the tobacco processing machine. It is particularly advantageous to use the strand speed of the tobacco processing machine as the process variable, so that, for example, in the case of a drop in the strand speed, the throttling of the supplied mass or mass immediately results. Volumetric flow of cut tobacco can be reacted.
  • control device in addition to controlling the tobacco feeding unit.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the control device is designed to control the actuating means in dependence not only on a signal output by the sensor device, but also by a proportional to the conveying air velocity signal which a known air speed sensor in the delivery line and / or in a suction tube is sandwichesges- shares.
  • the control circuit is fed an additional Hilfsisty which received for the purpose of optimization in the scheme and / or can be used for diagnostic purposes and also as an indicator to the operator of the cigarette manufacturing machine can be provided.
  • the control device processes, in addition to the signal emitted by the sensor device, which images the respective current fill level of the buffer, also the signal proportional to the transport air velocity and / or the at least one process variable of the tobacco processing machine such that a continuous optimization of the conveying air flow in terms of a gentle and safe uninterrupted tobacco promotion is given.
  • the control device can be designed self-learning. If, for example, an interruption of the tobacco stream occurs due to falling below a certain conveying air velocity, then the regulating device and / or a downstream controller stores the signal values available at the time of undershooting as limit values so as not to fall below these limits again at the conveying air flow velocity.
  • a volume or mass measurement is used as the basis for the regulation of a pneumatic charging device
  • the conveying device in such a case preferably as a belt conveyor and / or is designed as a screw conveyor.
  • a belt conveyor can convey the cut tobacco directly into a buffer which contains a sensor arrangement according to the invention, wherein discrete sensors or sensor elements provided for this purpose are preferably arranged one above the other.
  • a deviating sensor arrangement and in particular this upstream of the intermediate store, such a sensor arrangement preferably being in the form of a scale, in particular a belt scale.
  • a method for supplying cut tobacco from a tobacco feeding unit to a tobacco processing machine wherein cut tobacco is conveyed to at least one tobacco processing machine via a conveyor of at least one tobacco feeding unit, controlling the conveying speed of the cut tobacco the delivery device is influenced by an adjusting means and the adjusting means is controlled in dependence on a signal output by a sensor device for controlling the conveying speed to a predetermined value, characterized in that the mass flow or the volume flow of the Thomastabaks is measured by the sensor device.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a tobacco feed system with a control system according to a first embodiment using a tobacco feeding station according to a first embodiment;
  • Figure 2 is a schematic block diagram of a tobacco feeding system with a control system according to the first embodiment using a tobacco feeding station according to a second embodiment
  • Figure 3 is a schematic block diagram of a tobacco feeding system with a control system according to a second embodiment using a tobacco feeding station according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of a tobacco feed system with a control system according to the second embodiment using a tobacco feed system
  • Figure 5 schematically shows in block diagram a tobacco feeding system with a control system according to a third embodiment using a tobacco feeding station according to the first embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a tobacco feed station 2.
  • This tobacco feeding station 2 has a chamber 4 for receiving cut tobacco 6 (hereinafter usually abbreviated to "tobacco") .
  • the lower end of the chamber 4 is delimited by an endless belt conveyor 8, which is set in circulating motion by a drive device 10 Tobacco 6 resting on the belt conveyor 8 is conveyed to one end of the belt conveyor 8, from where it passes into an underlying hopper 12 and from there into a tubular outlet 14 connected to the lower end of the hopper 12.
  • the tobacco loading station points 2 computing wheels 16, which are rotated by the drive means 10 in rotation and return excess tobacco in the chamber 4.
  • the tobacco 6 is transported by means of a conveying device 20, which will be explained in greater detail below, to a tobacco processing machine, not shown in the figures, which is a cigarette manufacturing machine for the presently described embodiment.
  • the conveyor 20 operates pneumatically and has a pneumatic tubular delivery line 22 which is connected with its inlet at the outlet 14 of the tobacco feeding station 2 and with its outlet to a tubular inlet 24 of a buffer 26.
  • a pneumatic tubular delivery line 22 In the delivery line 22 there is a negative pressure, so that a corresponding suction air flow can promote the tobacco from the outlet 14 of the tobacco feeding station 2 in the buffer 26.
  • the intermediate storage means 26, which may also be referred to as a lock, is subdivided in the illustrated embodiment into an upper first chamber 28 and a lower second chamber 30, these two chambers 28, 30 being separated from one another by a sieve 32. As can also be seen from FIG.
  • the buffer 26 is arranged horizontally, and thus the two chambers 28, 30 and the screen 32 extend in the horizontal direction.
  • the inlet 24 leads into the upper first chamber 28, in which the tobacco collects, which is blown in the direction of arrow X coming from the pneumatic conveying line 22 and the inlet 24 into the first chamber 28.
  • the first chamber 28 fills successively from the distal first end wall 28a (in FIG. 1) toward the opposite (in FIG. 1 left) proximal second end wall 28b and thus in a direction opposite to the arrow X.
  • the buffer 26 operates doing so in the manner of a cyclone by the transport air flows from the pneumatic feed line 22 through the wire 32 into the lower second chamber 30 and passes through a suction pipe 34 in the direction of the arrow Y to the suction side of a fan, not shown. In this way, the tobacco 6 collected in the first chamber 28 is separated from the transport air.
  • the air delivery in the conveyor system 20 is switched off and interrupted in this way the influx of further tobacco.
  • the buffer 26 is emptied into the cigarette manufacturing machine, not shown, and thereby the tobacco 6 spent in the cigarette making machine to be forwarded to cigarette production before a new filling cycle of the buffer 26 is initiated by turning on the air flow again.
  • the loading of tobacco is thus discontinuous by the buffer 26 is intermittently filled with tobacco 6.
  • Such a loading phase typically lasts about 20 to 30 seconds.
  • the buffer 26 thus forms an interface between the conveyor 20 and the actual cigarette making machine and may either be part of the conveyor 20 and in this case preferably sit in the area of the outlet of the pneumatic conveyor line 22, as Figure 1 reveals, or be part of the downstream cigarette making machine and in this case preferably sitting in the area of their inlet.
  • a throttle valve 36 is provided in the illustrated embodiment as an actuator, which is located in the intake pipe 34 downstream of the intermediate schen acronym 26 sits and is opened or closed by a servomotor 38.
  • a servomotor 38 it is also conceivable to influence the air velocity in the delivery line 22 or in the intake pipe 34 by other types of actuators or alternatively by direct control of the fan, not shown.
  • the servomotor 38 for the throttle valve 36 is controlled by a control unit 40 which generates a corresponding control signal and transmits it via a line 42 to the servomotor 38 in order to be able to set the rotational position and thus the opening width of the throttle valve 36 to a desired value.
  • the amount of subsidized tobacco 6 is determined or evaluated and used as a significant actual size for the control by the control unit 40.
  • the increase of the filling level with tobacco 6 in the first chamber 28 of the intermediate store 26 is measured.
  • an elongated sensor arrangement 44 is provided, which extends in the longitudinal direction substantially over the entire length of the first chamber 28.
  • the sensor arrangement 42 is assigned to the first chamber 28 and arranged on or within it.
  • the sensor assembly 44 measures the continuous increase in fill level of the first chamber 28 of the buffer 26 with tobacco 6.
  • the air flow entering the first chamber 28 of the buffer 26 in the direction of the arrow X causes the increase in level to be approximately opposite in the horizontal direction the arrow X takes place, so the first chamber 28 is filled in the horizontal direction of Figure 1 from right to left with tobacco 6, the elongated sensor assembly 44 is aligned horizontally.
  • the sensor arrangement 44 has a plurality of sensors, not shown in detail in the figures, which are arranged approximately in the direction of increasing the filling level of the buffer 26 next to or behind one another, these sensors preferably being approximately in a row.
  • optical sensor units each consisting of a light source and a photosensor.
  • the sensor arrangement 44 for measuring the weight of the tobacco 6 accumulated in the first chamber 28 of the intermediate store 26.
  • the sensor arrangement 44 is connected via a line 46 to the control unit 40 and transmits to this a signal indicating the current level of the first chamber 28 of the buffer 26. Since during the filling of the first chamber 28 of the buffer 26 with tobacco 6, the level increases substantially continuously, this increase in the level in the output from the sensor assembly 44 measurement signal is expressed accordingly.
  • the change in the measurement signal from the sensor arrangement 44 due to the increase in the fill level of the first chamber 28 of the buffer 26 is used in the control unit 40 for determining the actual mass or volume flow of the tobacco 6 in the delivery line 22.
  • the determination of the instantaneous value of the mass or volume flow of the tobacco 6 in the conveyor 20 takes place via the level measurement.
  • Volume and mass are directly related to the specific weight of the tobacco.
  • the amount of tobacco can also be evaluated from the determination of the mass or volume flow when required.
  • the determined instantaneous value of the mass or volume flow is therefore used as the actual value for the control by comparing this value with a desired value and as a result of this comparison, the control unit 40 via the servomotor 38, the opening position of the throttle valve 36 sets or changed accordingly.
  • the speed of the air flow in the delivery line 22 is adjusted or changed accordingly. Since primarily the speed of the air flow in the delivery line 22 influences the mass or volume flow of the tobacco 6, the mass or volume flow of the tobacco 6 is regulated by the control concept described above. Thus, with the control concept described above, a direct control of the mass or volume flow of the tobacco 6 takes place.
  • the speed of the air flow is additionally measured and fed to the control unit 40 as an additional actual value or auxiliary actual value.
  • a corresponding sensor 48 is housed in the suction tube 34 in the illustrated embodiment and connected via a line 50 to the control unit 40, this sensor 48, for example, the differential pressure, dynamic pressure or impeller principle or as a photoelectric sensor using the Karmaschen Whirlwind effect can be formed.
  • at least one process variable from the downstream cigarette maker which is not shown in the figures, may be fed to the control unit 40 as a further auxiliary variable, as indicated by the dashed line 52 in FIG.
  • control circuit can be additionally supported, in particular by measuring and / or control data from the cigarette manufacturing machine, which can lead to further optimization of the control if necessary. It is particularly advantageous to use the machine speed of the cigarette manufacturing machine as the process variable or, in the event that the cigarette manufacturing machine is designed as a stranding machine, the strand speed, so that, for example, in the case of a sinking of the machine or line speed, immediately with the throttling of the supplied mass or Volume flow of the tobacco and thus with the throttling of the operation of the conveyor 20 can be reacted.
  • control unit 40 may be advantageous for the control unit 40 to generate and transmit a further signal for controlling the tobacco feed station 2, as is schematically indicated in FIG. 1 by the dashed line 54. With this additional control signal on the line 54, the control unit 40 controls the drive device 10 and thus the rotational speed of the belt conveyor 8 in the tobacco-feeding station 2.
  • the tobacco feed system shown in FIG. 2 differs from the feed system of FIG. 1 only by the use of a differently constructed tobacco feed station 100, as is known, for example, from EP 0 568 868 B1.
  • the embodiment of the tobacco feeding station 100 shown in FIG. 2 has an input hopper 104 through which the tobacco is introduced. Below the tapered lower outlet opening 104a of the input hopper 104 sits a horizontally extending and gently sloping distributor disc 108 in a chamber 110. The tobacco exiting the outlet port 104a of the input hopper 104 strikes the central portion of the underlying distributor disc 108.
  • the distributor disc 108 is exposed to vibration, which, in conjunction with gravity, causes the tobacco to move from the central area to the peripheral edge of the distributor disc 108.
  • a plurality of suction tubes 114 are arranged at a distance from one another, which suck in the tobacco distributed through the distributor disc 108 and convey it into the delivery line 22.
  • the suction tubes 114 are adjustable in their height and thus in their distance from the distributor disc 108 or to the bottom 110a of the chamber 110, for which purpose corresponding actuators are provided, which in FIG. These are not shown.
  • the control unit 40 controls in the embodiment shown in Figure 2 via the line 54, the actuators for the height adjustment of the suction pipes 114th
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a tobacco charging system, which differs from the system according to FIG. 1 in that, instead of a sensor arrangement for measuring the filling level assigned to the first chamber 28 of the buffer 26, a direct measurement of the mass or volume flow of the tobacco 6 upstream of the Latch 26 takes place.
  • a corresponding sensor 144 is provided in the illustrated embodiment at the inlet 24 of the buffer 26.
  • this sensor 144 can be designed, for example, as a microwave sensor or as a high-frequency sensor.
  • FIG. 4 shows another embodiment of a tobacco feeding system, which differs from the tobacco feeding system according to FIG. 3 only in that a tobacco feeding station corresponding to the tobacco feeding station 100 shown in FIG. 2 is used, the structure and operation of which has been described above with reference to FIG.
  • the control concept described above uses, with the measurement of the mass flow or the volume flow of the tobacco, an optimal measurement, with which it is possible to keep the tobacco speed in the delivery line 22 as low as possible without, on the other hand, too little tobacco in the downstream cigarette making machine arrives.
  • the signal indicating the mass or volume flow is processed in the control unit 40 to optimize the air flow in the delivery line 22.
  • the supply of the amount of tobacco is controlled by the air throttling via the throttle valve 36 so that the tobacco velocity is as low as possible and the amount of tobacco supplied is only slightly larger than the amount of tobacco consumed by the cigarette making machine, so that a discontinuous Beschi- ckung with the longest possible loading phases results.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a tobacco feeding system, which, although a tobacco feeding station according to the tobacco feeding station 2 shown in FIGS. 1 and 3, the structure and operation of which has previously been described with reference to FIG. 1, and a control unit corresponding to the control unit 40 described above however, differs from the above-described embodiments by another structure of the conveyor and the buffer. Et al There is an essential difference in that the embodiment according to FIG. 5 does not work pneumatically and thus the conveyor 220 and the buffer 226 are not part of a pneumatic system.
  • the conveying device 220 in the exemplary embodiment shown there has a conveying screw 214 and a belt conveyor 222.
  • the screw conveyor 214 is arranged directly below the outlet 14 of the funnel 12 of the tobacco feeding station 2 and conveys the tobacco 6 emerging from the funnel 12 via the outlet 14 to the belt conveyor 222, which has a circulating conveyor belt.
  • the pulley 236 (right-hand side in FIG. 5) is driven by a motor 238, which is usually an electric motor.
  • the screw conveyor 214 is oriented approximately at right angles to the belt conveyor 222, as Figure 5 reveals, after which the screw conveyor 214 is perpendicular to the plane and the belt conveyor 222 is shown lying in the drawing plane. In principle, however, other orientations between the auger 214 and the belt conveyor 222 are of course conceivable.
  • the belt conveyor 222 conveys the tobacco 6 via an inlet 224 into a buffer store 226.
  • the belt conveyor 222 protrudes with its discharge-side end a little through the inlet 224 in the buffer 226.
  • the here also alternatively to be designated as a lock buffer 226 has the same extent Function as the buffer 26 previously described with reference to Figure 1, as that it forms an interface between the conveyor 220 and the actual cigarette making machine, which is also not shown in this embodiment, and either be part of the conveyor 220 or be part of the downstream cigarette making machine and in this case preferred in the range whose inlet can sit.
  • the temporary storage 226 serves for the batchwise storage of tobacco 6 in the course of a discontinuous charging with tobacco.
  • the tobacco 6 accumulates on a bottom 226a of the buffer 226, and the filling of the buffer 226 with tobacco 6 thus takes place in the vertical direction.
  • the inlet 224 is provided at the top of the buffer 226.
  • the tobacco 6 falls from the belt conveyor 222 due to the influence of gravity in the direction of the bottom 226a of the buffer 226.
  • the buffer 226 forms a container which is filled with tobacco 6 by the tobacco 6 falls due to the influence of gravity on the bottom 226a of the buffer 226 and piled up from there.
  • the buffer 226 according to Figure 5 does not extend in the horizontal direction, but is arranged substantially upright in the illustrated embodiment.
  • an elongated sensor arrangement 244 is provided, which is arranged substantially upright, but otherwise in terms of construction and function of the sensor arrangement 44, which has been shown in Figures 1 and 2 and described with reference to those figures, so that reference is made to avoid repetition.
  • the sensor assembly 244 is connected via a line 246 to the control unit 40 and transmits to this a signal indicating the current level of the chamber 228 of the buffer 226.
  • the belt conveyor 222 is driven by the motor 238, which is controlled by the control unit 40.
  • the motor 238 is connected via a line 242 to the control unit 40.
  • the control unit 40 controls the rotational speed of the motor 238, which has a direct effect on the conveying speed of the belt conveyor 222 and thus the speed of movement of the tobacco 6 in the direction of the arrow Z.
  • a high speed of the motor 238 and thus a high conveying speed of the belt conveyor 222 causes a high mass or volume flow of the tobacco 6, while a low speed of the motor 238 and thus a low conveyor speed speed of the belt conveyor 222 has a low mass or volume flow of tobacco 6 result.
  • a further sensor 344a is provided, which has an elongated shape and is arranged between the two strands of the circulating conveyor belt.
  • This further sensor 344a is designed as a weight sensor and determines the weight of the tobacco 6.
  • the sensor 344a transmits its signal to an evaluation unit 344b, which also receives a further signal via a line 348, which indicates the rotational speed of the motor 238. From the weight signal from the sensor 344a and the speed signal from the motor 238, the evaluation unit 344b determines the mass or volume flow of the tobacco 6 and transmits a corresponding signal via a line 346 to the control unit 40.
  • the sensor 344a and the evaluation 344b together form another Sensor arrangement for determining the mass or volume flow of the tobacco 6.
  • two sensor arrangements are therefore used to determine the mass or volume flow of the tobacco 6, namely the sensor arrangement 244 and the sensor arrangement 344a, 344b.
  • the sensor arrangement 244 and the sensor arrangement 344a, 344b.
  • control unit 40 For further details on the operation of the control by the control unit 40 reference is made to the description made with reference to FIG 1.
  • the buffer 226 is shown in Figure 5 without an outlet. In fact, however, there is an outlet for transferring the tobacco 6 from the buffer 226 to the cigarette making machine previously mentioned but not shown in the drawings.
  • two arithmetic wheels 250 which are arranged within the chamber 228 of the buffer 226 in the lower region, are shown by way of example in FIG.
  • the conveying screw 220 also includes the conveying screw 214.
  • the conveying screw 214 Alternatively, it is also conceivable to dispense with the conveying screw 214 and the cut tobacco from the outlet 14 of the tobacco feeding station 2 directly onto the belt conveyor 222 to drop.
  • the motor 238 is to be provided for driving such a screw conveyor.
  • the drive of the screw conveyor 214 must be controlled by the control unit 40 accordingly.
  • the control unit 40 may be self-learning. If, for example, an interruption of the tobacco flow occurs if the value falls below a certain predetermined minimum value for the mass flow or volume flow, the control unit 40 stores this value as a limit which is observed for the future regulation so that it no longer falls below it. In this way, a so-called. Stuttering is prevented. In contrast, limited tobacco stream breaks may be in the ordinary range and are dependent on the design of the entire batching plant, such as the duration and phase of the feed process. from the pipe lengths; These characteristics can be learned by the control unit and taken into account so that the control does not oscillate.

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Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Zufuhr von Schnitttabak von einer Tabakaufgabeeinheit (2) zu einer Tabakverarbeitungsmaschine, vorzugsweise einer Zigarettenherstellungsmaschine, mit einer Fördereinrichtung (20), die mit mindestens einer Tabakaufgabeeinheit (2) und mit mindestens einer Tabakverarbeitungsmaschine verbindbar und zur Förderung von Schnitttabak (6) vorgesehen ist, einem Stellmittel (36) zur Beeinflussung der Fördergeschwindigkeit des Schnitttabaks (6) in der Fördereinrichtung (20), einer Sensoreinrichtung (44) und einer Regelungseinrichtung (40), die an der Sensoreinrichtung (44) und das Stellmittel (36) angeschlossen und zur Steuerung des Stellmittels (36) in Abhängigkeit von einem von der Sensoreinrichtung (44) ausgegebenen Signal zwecks Regelung der Fördergeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert vorgesehen ist. Das Besondere der Erfindung besteht darin, dass die Sensoreinrichtung (44) zur Messung des Massestromes oder des Volumenstromes des Schnitttabaks (6) ausgebildet ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Zufuhr von Schnitttabak von einer Tabakaufgabeeinheit zu einer Tabakverabeitungsmaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zufuhr von Schnitttabak von einer Tabakaufgabeeinheit zu einer Tabakverarbeitungsmaschine, vorzugsweise einer Zigarettenherstellungsmaschine, mit einer Fördereinrichtung, die mit mindestens einer Tabakaufgabeeinheit und mit mindestens einer Tabakverarbeitungsmaschine verbindbar und zur Förde- rung von Schnitttabak vorgesehen ist, einem Stellmittel zur Beeinflussung der Fördergeschwindigkeit des Schnitttabaks in der Fördereinrichtung, einer Sensoreinrichtung und einer Regelungseinrichtung, die an der Sensoreinrichtung und das Stellmittel angeschlossen und zur Steuerung des Stellmittels in Abhängigkeit von einem von der Sensoreinrichtung ausgegebenen Signal zwecks Regelung der Fördergeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert vorgesehen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zufuhr von Schnitttabak von einer Tabakaufgabeeinheit zu einer Tabakverarbeitungsmaschine, vorzugsweise einer Zigarettenherstellungsmaschine, bei welchem Schnitttabak über eine Fördereinrichtung von mindestens einer Tabakaufgabeeinheit zu mindestens einer Tabakverarbeitungsmaschine gefördert, die Fördergeschwindigkeit des Schnitttabaks in der Fördereinrichtung über ein Stellmittel beeinflusst und das Stellmittel in Abhängigkeit von einem von einer Sensoreinrichtung ausgegebenen Signal zwecks Regelung der Fördergeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird. Bei bislang im Markt verfügbaren Zigarettenherstellungsmaschinen findet die Tabakzufuhr üblicherweise über rohrförmige Förderleitungen statt, durch welche der Tabak mit Hilfe eines Luftstromes in einen Vor- oder Zwischenspeicher der Zigarettenherstellungsmaschine gesogen wird. Dieser alternativ auch als Schleuse bezeichnete Zwischenspei- eher befindet sich üblicherweise am Einlass der Zigarettenherstellungsmaschine oder bildet eine Schnittstelle zwischen einer Förderleitung und der eigentlichen Zigarettenherstellungsmaschine. Die Beschickung mit Tabak erfolgt dabei gewöhnlich diskontinuierlich, wobei der Zwischenspeicher schubweise mit Tabak durch Luftförderung gefüllt wird. Eine solche Beschickungsphase dauert typischerweise etwa 20 bis 30 Sekunden. Ist der Zwischenspeicher voll, wird die Luftförderung abgeschaltet. Nachdem der Zwischenspeicher in die Zigarettenherstellungsmaschine entleert und dadurch der Tabak in die Zigarettenherstellungsmaschine verbracht worden ist, um zur Zigarettenproduktion weitergeleitet zu werden, wird ein neuer Befüllungszyklus des Zwischenspeichers durch Einschalten des Luftstromes eingeleitet.
Üblicherweise werden die Luftverhältnisse zur Tabakförderung zwischen der Tabakaufgabeeinheit und der Zigarettenherstellungsmaschine so eingestellt, dass ausreichend Tabak durch die Luft befördert wird, um die Zigarettenherstellungsmaschine immer sicher zu versorgen. Die Tabakgeschwindigkeit hängt im wesentlichen unmittelbar von der Luftgeschwindigkeit ab. Insbesondere durch Veränderungen im Förderleitungssystem, beispielsweise im Falle eines Umbaus oder einer Reparatur, Veränderungen der Luftverhältnisse durch Undichtigkeiten beispielsweise im Zwischenspeicher, Veränderungen im Lufterzeugungssystem, beispielsweise durch Verschleiß des Lüfters und Lastveränderungen im Lufthaushalt durch Zu- oder Abschalten weiterer Zigarettenherstellungsmaschinen, die lufttechnisch nicht voneinander entkoppelt sind, sowie durch Veränderung des Rohrsystems durch Umschalten auf andere Tabakaufgabeeinheiten wird die Luftgeschwindigkeit aber unerwünscht beeinflusst, was sich insbesondere nach einer einmaligen Einstellung der Luftgeschwindigkeit negativ auswirkt.
Eine zu hohe Förderung- und somit Tabakbeschickungsgeschwindigkeit bewirkt zwar ein schnelles Füllen des Zwischenspeichers, führt jedoch nachweisbar zur Zerstörung des Tabaks. In einem gewissen Arbeitsbereich ist die Luftgeschwindigkeit proportional zur Tabakgeschwindigkeit. Demgegenüber führt ein Unterschreiten der Luftgeschwindigkeit unter einen bestimmten Minimalwert zum plötzlichen Stillstand des Tabakflusses und somit zwangsläufig auch zum Stillstand der Zigarettenproduktion in der nachgeschalteten Zigarettenherstellungsmaschine. Aus dem Stand der Technik sind Anlagen mit einer Luftregelung bekannt, bei welcher die Luftgeschwindigkeit oder Druckdifferenzen in den Förderleitungen oder in einem Auslass des Zwischenspeichers zur Ableitung des Luftstromes gemessen werden und in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Messung die Luftgeschwindigkeit in der Förderleitung über ein Stellglied geregelt wird. Bei diesem Stellglied kann es sich beispielsweise um eine Drosselklappe handeln, die in einem Saugrohr nach dem Zwischenspeicher angeordnet ist, welches am Auslass des Zwischenspeichers angeschlossen ist. Die DE 103 32 869 B4 beispielsweise offenbart eine Saugförderanlage mit einer Regeleinheit, welche ein Signal zur Verstellung der Drosselklappe in Abhängigkeit von mindestens einem Diffe- renzdruckmesswert erzeugt. Hierzu sind zwei in Strömungsrichtung hintereinander liegende Druckmessstellen an der Förderleitung angeordnet und bilden zwischen sich eine Messstrecke, entlang welcher der Druckabfall des Luftstromes gemessen und als Diffe- renzdruckmesswert der Regelungseinheit zugeführt wird. Zusätzlich zu dieser Messstrecke zwischen den Druckmessstellen an der Förderleitung ist ein weiterer Messpunkt mit einem Drucksensor an der Förderleitung angeordnet, wobei ein damit gemessener Systemunterdruckwert der Regelungseinheit zwecks Kompensierung des Differenzdruck- messwertes zugeführt wird. Das Problem dieses Konzeptes besteht hauptsächlich darin, dass die gemessene Luftgeschwindigkeit nur in einem gewissen Arbeitsbereich proportional zur Tabakgeschwindigkeit ist und eine Unterschreitung der Luftgeschwindigkeit unter einen bestimmten Minimalwert zum plötzlichen Stillstand des Tabakflusses führt, während bei hohen Luftgeschwindigkeiten die Gefahr der Zerstörung des Tabaks besteht.
Des weiteren sind aus dem Stand der Technik Regelungssysteme für eine Saugförderanlage bekannt, welche auf einem kapazitiven Tabakgeschwindigkeitsmesssystem beruhen. Die DE 10 2006 011 742 B3 beispielsweise offenbart eine derartige Anlage, bei welcher im Saugrohr eine einstellbare Regelklappe zur Steuerung des Luftstromes angeordnet und eine mit der Regelklappe verbundene Regelungseinheit sowie einen mit der Regelungseinheit verbundenen kapazitiven Sensor aufweist, der die Geschwindigkeit des Tabaks in der Förderleitung misst. Dieses Konzept kann allerdings nicht ausschließen, dass bei Veränderung der Tabakfördermenge unter gleichbleibender Tabakgeschwindig- keit, was zu einem reduzierten Tabakdurchsatz führt, die Zigarettenherstellungsmaschine zu wenig Tabak erhält.
Demnach besteht ein Bedarf an einer Verbesserung des Tabakbeschickungssystems derart, dass (1.) die Tabakgeschwindigkeit auf einem solchen niedrigen Minimalwert gehalten werden kann, dass noch eine ausreichende Versorgung der Tabakverarbei- tungsmaschine mit Tabak gewährleistet ist, jedoch sich ein besonders schonender Transport des Tabaks realisieren lässt, (2.) man ein jederzeit stabiles System erhält, das in der Lage ist, Störungen aller Art auf den Lufthaushalt so auszugleichen, dass das zuvor erwähnte Erfordernis einer minimalen Tabakgeschwindigkeit jederzeit erfüllt bleibt, und (3.) nur einfache reproduzierbare oder möglichst gar keine Einstellungen erforderlich sind.
Vorgeschlagen wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Zufuhr von Schnitttabak von einer Tabakaufgabeeinheit zu einer Tabakverarbeitungsmaschine, vorzugsweise einer Zigarettenherstellungsmaschine, mit einer Fördereinrichtung, die mit mindestens einer Tabakaufgabeeinheit und mit mindestens einer Tabakverarbeitungsmaschine verbindbar und zur Förderung von Schnitttabak vorgesehen ist, einem Stellmittel zur Beeinflussung der Fördergeschwindigkeit des Schnitttabaks in der Fördereinrichtung, mindestens einer Sensoreinrichtung und einer Regelungseinrichtung, die an der Sensoreinrichtung und das Stellmittel angeschlossen und zur Steuerung des Stellmittels in Abhängigkeit von einem von der Sensoreinrichtung ausgegebenen Signal zwecks Regelung der Fördergeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung zur Messung des Massestromes oder des Volumenstromes des Schnitttabaks ausgebildet ist.
Für die Regelung der Fördergeschwindigkeit wird demnach weder die Geschwindigkeit des Fördermediums, bei welchem es sich gewöhnlich um Luft handelt, noch die Tabakgeschwindigkeit, sondern erfindungsgemäß der Massestrom oder der Volumenstrom des Schnitttabaks erfasst. Somit kann durch die erfindungsgemäße Messung des Massestromes oder des Volumenstromes die Zunahme der Masse oder des Volumens des Tabaks über die Zeit exakt ermittelt werden und findet die Mengenmessung erfindungsgemäß über eine Masse- und/oder Volumenstrommessung statt. Volumen und Masse stehen dabei über das spezifische Gewicht des Tabaks in direktem Zusammenhang, wobei das spezifische Gewicht des Tabaks maßgeblich von der Feuchte des Tabaks abhängig ist. Durch die Verwendung einer Massen- oder Volumenstrommessung lässt sich eine optimale Regelung realisieren, um zum einen die Tabakgeschwindigkeit niedrig zu halten, ohne dass zum anderen zu wenig Tabak in die Tabakverarbeitungsmaschine gelangt. Ferner erhält man durch die Erfindung ein stabiles System, das in der Lage ist, Störungen ohne negative Beeinflussung der Tabakgeschwindigkeit auszugleichen. Schließlich erlaubt die Erfindung einfache und reproduzierbare Einstellungen. An dieser Stelle sei der guten Vollständigkeit halber angemerkt, dass unter „Fördergeschwindigkeit" die Geschwindigkeit des Schnitttabaks zu verstehen ist.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung, bei welcher die Fördereinrichtung einen Zwischenspeicher zur temporären Speicherung von Schnitttabak aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoreinrichtung eine Sensoranordnung zur Messung des Füllstandes des Zwischenspeichers und eine Auswerteeinheit aufweist, die aus der Geschwindigkeit der Zunahme des Füllstandes den Masse- oder Volumenstrom des Schnitttabaks ermittelt. Diese Ausführung bietet auf besonders einfache Weise eine Möglichkeit zur Ermittlung des Masse- oder Volumenstroms des Schnitttabaks, indem über einen Zeitraum der Füllstand des Zwischenspeichers gemessen wird, wozu es lediglich konstruktiv einfacher Sensorik bedarf, und aus der Zunahme des Füllstandes innerhalb eines bestimmten Zeitraumes der Masse- oder Volumenstrom des Schnitttabaks zwecks Istwerterfassung für die Beschickungsregelung ermittelt wird. Somit findet bei dieser Ausführung die Mengenmessung über die Füllhöhe im Zwischenspeicher statt.
Bei einer Weiterbildung dieser Ausführung weist die Sensoranordnung mehrere Sensoren auf, die etwa in Richtung der Zunahme des Füllstandes des Zwischenspeichers neben- oder hintereinander angeordnet sind, wobei diese Sensoren vorzugsweise etwa in einer Reihe liegen. Diese Weiterbildung bietet einen besonders einfachen Aufbau der Sensoranordnung zur Messung des Füllstandes und eine einfache, jedoch wirkungsvolle Funkti- onsweise, da beim Auffüllen des Zwischenspeichers die einzelnen Sensoren der Reihe nach nacheinander reagieren. Anstelle einer solchen Messung mit mehreren diskret angeordneten Sensoren ist es auch vorteilhaft, einen einstückig aufgebauten und sich über die gesamte Länge des Zwischenspeichers erstreckenden Sensor zu verwenden, wobei ein solcher Sensor üblicherweise die Zunahme des Füllstandes analog oder fein- stufig digital misst. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform dieser Sensoranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens fünf diskrete Sensoren bzw. mindestens fünf Sensorelemente in einer einstückig aufgebauten Sensoranordnung vorgesehen sind und insbesondere der jeweilige Abstand zwischen den diskreten Sensoren bzw. Sensorelementen ein Fünftel der gesamten Länge des Zwischenspeichers nicht über- schreitet. Eine besonders feinstufige Füllstandserfassung und Regelung ist insbesondere dann gegeben, wenn der jeweilige Abstand zwischen den diskreten Sensoren bzw. Sensorelementen weniger als 50 mm beträgt. Besonders vorteilhaft für eine solche Messung sind optische Sensoreinheiten, die jeweils aus einer Lichtquelle und einem Fotosensor bestehen. Vorzugsweise ist der Zwischenspeicher so ausgebildet, dass die Zunahme des Füllstandes etwa in horizontaler Richtung stattfindet. Gerade bei einer pneumatisch arbeitenden Fördereinrichtung hat sich herausgestellt, dass sich trotz etwa horizontaler Erstreckung der Zwischenspeicher problemlos füllen lässt. Eine horizontale Anordnung des Zwischen- Speichers hat den Vorteil einer niedrigen Bauform. Alternativ kann der Zwischenspeicher aber auch so aufgebaut sein, dass die Zunahme des Füllstandes etwa in vertikaler Richtung stattfindet. Die einzelnen Sensoren bzw. Sensorelemente einer in dieser modifizierten Ausführung verwendeten Sensoranordnung sollten im wesentlichen senkrecht und/oder gegenüber der Vertikalen versetzt übereinander angeordnet sein. Ein solcher Zwischenspeicher bildet zweckmäßigerweise zugleich den Vorratsspeicher eines Vorverteilers einer Zigarettenherstellungsmaschine.
Der Zwischenspeicher kann wahlweise Bestandteil der Fördereinrichtung sein und in diesem Fall bevorzugt im Bereich deren Auslasses sitzen, oder Bestandteil einer nachgeschalteten Tabakverarbeitungsmaschine sein und in diesem Fall bevorzugt im Bereich deren Einlasses sitzen oder als Schnittstelle zwischen Fördereinrichtung und Tabakverarbeitungsmaschine vorgesehen sein.
Zweckmäßigerweise arbeitet die Fördereinrichtung im wesentlichen pneumatisch und weist eine pneumatische Förderleitung und mindestens eine als Stellmittel vorgesehene, verstellbare Drosselklappe zur Steuerung des Luftstromes in der pneumatischen Förder- leitung auf. Bei Verwendung eines Zwischenspeichers in der zuvor erwähnten Art kann die Drosselklappe bauartbedingt stromaufwärts vom Zwischenspeicher oder stromabwärts vom Zwischenspeicher in einem Saugrohr angeordnet sein, welches an einem Auslass des Zwischenspeichers angeschlossen ist. Zum Öffnen und Schließen der mindestens einen Drosselklappe kann jeweils ein elektrischer oder pneumatischer Stell- antrieb vorgesehen sein, wobei für eine präzise stufenlose und schnelle Winkelverstellung der Drosselklappe dieser Stellantrieb vorzugsweise als geregelter Antrieb und des weiteren als elektromotorischer oder pneumatischer Servoantrieb ausgebildet sein kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Regelungseinrichtung zur Steuerung des Stellmittels in Abhängigkeit nicht nur von einem von der Sensoreinrichtung ausgegebenen Signal, sondern zusätzlich von mindestens einer Prozessvariablen der Tabakverarbeitungsmaschine zwecks Regelung der Fördergeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert ausgebildet ist. Somit wird zumindest eine Prozessvariable der Tabakverarbeitungsmaschine als zusätzliche Hilfsistgröße dem Regelkreis zugeführt. Auf diese Weise kann der Regelkreis insbesondere durch Mess- und/oder Steuerdaten aus der Tabakverarbeitungsmaschine zusätzlich unterstützt werden. Besonders vorteilhaft ist es, als Prozessvariable die Stranggeschwindigkeit der Tabakverarbeitungsmaschine zu verwenden, so dass beispielsweise im Falle eines Absinkens der Stranggeschwindigkeit sofort mit der Drosselung des zugeführten Massebzw. Volumenstromes des Schnitttabaks reagiert werden kann.
Schließlich ist es ferner vorteilhaft, die Regelungseinrichtung zusätzlich zur Steuerung der Tabakaufgabeeinheit auszubilden.
Im Falle einer pneumatischen Fördereinrichtung nebst Beschickungsregelung zeichnet sich eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung dadurch aus, dass die Regelungseinrichtung zur Steuerung des Stellmittels in Abhängigkeit nicht nur von einem von der Sensoreinrichtung ausgegebenen Signal, sondern zusätzlich von einem der Förderluftgeschwindigkeit proportionalen Signal ausgebildet ist, welches durch einen bekannten Luftgeschwindigkeitssensor in der Förderleitung und/oder in einem Saugrohr bereitges- teilt wird. Somit wird dem Regelkreis eine zusätzliche Hilfsistgröße zugeführt, welche zwecks Optimierung in die Regelung eingehen und/oder zu Diagnosezwecken herangezogen werden kann sowie zusätzlich als Anzeigewerte dem Betreiber an der Zigarettenherstellungsmaschine zur Verfügung gestellt werden kann.
Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Regelung einer pneumatischen Beschi- ckungsvorrichtung verarbeitet die Regelungseinrichtung neben dem von der Sensoreinrichtung ausgegebenen Signal, welches den jeweils aktuellen Füllstand des Zwischenspeichers abbildet, auch das die Förderluftgeschwindigkeit proportionale Signal und/oder die mindestens eine Prozessvariable der Tabakverarbeitungsmaschine derart weiter, dass eine kontinuierliche Optimierung des Förderluftstromes im Sinne einer schonenden und sicheren unterbrechungsfreien Tabakförderung gegeben ist. Dabei kann die Regelungseinrichtung selbstlernend ausgelegt sein. Tritt beispielsweise eine Unterbrechung des Tabakstromes durch Unterschreitung einer bestimmten Förderluftgeschwindigkeit auf, so speichert die Regelungseinrichtung und/oder eine nachgeordnete Steuerung die zum Unterschreitungszeitpunkt vorhandenen Signalwerte als Grenzwerte ab, um zukünf- tig diese Grenzwerte bei der Förderluftstromgeschwindigkeit nicht wieder zu unterschreiten. Auch wenn in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen eine Volumen- oder Massemessung als Basis für die Regelung einer pneumatischen Beschickungsvorrichtung verwendet wird, ist es grundsätzlich denkbar, auch eine mechanische Beschickungsvorrichtung auf dieser Basis zu regeln, wobei die Förderein- richtung in einem solchen Fall vorzugsweise als Bandförderer und/oder als Förderschnecke ausgebildet ist. Bei einer derartigen mechanischen Beschickungsvorrichtung kann beispielsweise ein Bandförderer den Schnitttabak direkt in einen Zwischenspeicher fördern, welcher eine erfindungsgemäße Sensoranordnung enthält, wobei hierfür vorgesehene diskrete Sensoren oder Sensorelemente vorzugswei- se übereinander angeordnet sind. Alternativ ist es im Falle einer solchen mechanischen Beschickungsvorrichtung grundsätzlich auch denkbar, eine abweichende Sensoranordnung und insbesondere diese stromaufwärts vom Zwischenspeicher vorzusehen, wobei eine solche Sensoranordnung bevorzugt als Waage, insbesondere als Bandwaage, ausgebildet sein kann.
Vorgeschlagen wird ferner gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Zufuhr von Schnitttabak von einer Tabakaufgabeeinheit zu einer Tabakverarbeitungsmaschine, vorzugsweise einer Zigarettenherstellungsmaschine, bei welchem Schnitttabak über eine Fördereinrichtung von mindestens einer Tabakaufgabeeinheit zu mindestens einer Tabakverarbeitungsmaschine gefördert, die Fördergeschwindig- keit des Schnitttabaks in der Fördereinrichtung über ein Stellmittel beeinflusst und das Stellmittel in Abhängigkeit von einem von einer Sensoreinrichtung ausgegebenen Signal zwecks Regelung der Fördergeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass von der Sensoreinrichtung der Massestrom oder der Volumenstrom des Schnitttabaks gemessen wird.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 schematisch im Blockschaltbild ein Tabakbeschickungssystem mit einem Regelungssystem gemäß einer ersten Ausführung unter Verwendung einer Tabakaufgabestation gemäß einer ersten Ausführung;
Figur 2 schematisch im Blockschaltbild ein Tabakbeschickungssystem mit einem Regelungssystem gemäß der ersten Ausführung unter Verwendung einer Tabakaufgabestation gemäß einer zweiten Ausführung; Figur 3 schematisch im Blockschaltbild ein Tabakbeschickungssystem mit einem Regelungssystem gemäß einer zweiten Ausführung unter Verwendung einer Tabakaufgabestation gemäß der ersten Ausführung;
Figur 4 schematisch im Blockschaltbild ein Tabakbeschickungssystem mit einem Regelungssystem gemäß der zweiten Ausführung unter Verwendung einer
Tabakaufgabestation gemäß der zweiten Ausführung; und
Figur 5 schematisch in Blockschaltbild ein Tabakbeschickungssystem mit einem Regelungssystem gemäß einer dritten Ausführung unter Verwendung einer Tabakaufgabestation gemäß der ersten Ausführung.
In Figur 1 ist schematisch eine Tabakaufgabestation 2 gezeigt. Diese Tabakaufgabestation 2 weist eine Kammer 4 zur Aufnahme von Schnitttabak 6 (im folgenden meist kurz „Tabak" genannt) auf. Das untere Ende der Kammer 4 wird von einem endlosen Bandförderer 8 begrenzt, der von einer Antriebseinrichtung 10 in eine Umlaufbewegung versetzt wird. Der auf dem Bandförderer 8 ruhende Tabak 6 wird an das eine Ende des Bandför- derers 8 gefördert, von wo er in einen darunter liegenden Trichter 12 und von dort in einen mit dem unteren Ende des Trichters 12 verbundenen rohrförmigen Auslass 14 gelangt. Ferner weist die Tabakaufgabestation 2 Rechenräder 16 auf, die von der Antriebseinrichtung 10 in Rotation versetzt werden und überschüssigen Tabak in die Kammer 4 zurückgeben.
Vom Auslass 14 der Tabakaufgabestation 2 wird der Tabak 6 mit Hilfe einer noch nachfolgend näher erläuterten Fördereinrichtung 20 zu einer in den Figuren nicht dargestellten Tabakverarbeitungsmaschine transportiert, welche für das vorliegend beschriebene Ausführungsbeispiel eine Zigarettenherstellungsmaschine ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel arbeitet die Fördereinrichtung 20 pneumatisch und weist eine pneumatische rohrförmige Förderleitung 22 auf, die mit ihrem Einlass am Auslass 14 der Tabakaufgabestation 2 und mit ihrem Auslass an einem rohrförmigen Einlass 24 eines Zwischenspeichers 26 angeschlossen ist. In der Förderleitung 22 herrscht ein Unterdruck, so dass ein entsprechender Saugluftstrom den Tabak vom Auslass 14 der Tabakaufgabestation 2 in den Zwischenspeicher 26 fördern kann. Der alternativ auch als Schleuse zu bezeichnende Zwischenspeicher 26 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in eine obere erste Kammer 28 und eine untere zweite Kammer 30 unterteilt, wobei diese beiden Kammern 28, 30 durch ein Sieb 32 voneinander getrennt sind. Wie Figur 1 ferner erkennen lässt, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Zwischenspeicher 26 horizontal angeordnet und erstrecken sich somit die beiden Kammern 28, 30 sowie das Sieb 32 in horizontaler Richtung. Der Einlass 24 führt in die obere erste Kammer 28, in der sich der Tabak sammelt, welcher in Richtung des Pfeils X von der pneumatischen Förderleitung 22 und dem Einlass 24 kommend in die erste Kammer 28 geblasen wird. Dabei füllt sich die erste Kammer 28 von der (gemäß Figur 1 rechten) distalen ersten Stirnwand 28a sukzessive in Richtung auf die gegenüber liegende (gemäß Figur 1 linke) proximale zweite Stirnwand 28b und somit in eine Richtung entgegen dem Pfeil X. Der Zwischenspeicher 26 arbeitet dabei nach Art eines Zyklons, indem die Transportluft aus der pneumatischen Förderleitung 22 durch das Sieb 32 in die untere zweite Kammer 30 strömt und über ein Saugrohr 34 in Richtung des Pfeils Y zur Saugseite eines nicht dargestellten Ventilators gelangt. Auf diese Weise wird der in der ersten Kammer 28 gesammelte Tabak 6 von der Transportluft getrennt.
Ist die erste Kammer 28 vollständig mit Tabak 6 gefüllt, wird die Luftförderung im Fördersystem 20 abgeschaltet und auf diese Weise der Zustrom von weiterem Tabak unterbrochen. Anschließend wird der Zwischenspeicher 26 in die nicht dargestellte Zigaretten- herstellungsmaschine entleert und dadurch der Tabak 6 in die Zigarettenherstellungsmaschine verbracht, um zur Zigarettenproduktion weitergeleitet zu werden, bevor ein neuer Befüllungszyklus des Zwischenspeichers 26 durch erneutes Einschalten des Luftstromes eingeleitet wird. Die Beschickung mit Tabak erfolgt somit diskontinuierlich, indem der Zwischenspeicher 26 schubweise mit Tabak 6 gefüllt wird. Eine solche Beschickungs- phase dauert typischerweise etwa 20 bis 30 Sekunden.
Der Zwischenspeicher 26 bildet demnach eine Schnittstelle zwischen der Fördereinrichtung 20 und der eigentlichen Zigarettenherstellungsmaschine und kann entweder Bestandteil der Fördereinrichtung 20 sein und in diesem Fall bevorzugt im Bereich des Auslasses der pneumatischen Förderleitung 22 sitzen, wie Figur 1 erkennen lässt, oder Bestandteil der nachgeschalteten Zigarettenherstellungsmaschine sein und in diesem Fall bevorzugt im Bereich deren Einlasses sitzen.
Zur Einstellung der Luftgeschwindigkeit ist im dargestellten Ausführungsspiel als Stellglied eine Drosselklappe 36 vorgesehen, die im Saugrohr 34 stromabwärts vom Zwi- schenspeicher 26 sitzt und von einem Stellmotor 38 geöffnet oder geschlossen wird. Alternativ ist es aber auch denkbar, die Luftgeschwindigkeit in der Förderleitung 22 bzw. in dem Saugrohr 34 durch andere Arten von Stellgliedern oder alternativ durch direkte Steuerung des nicht dargestellten Ventilators zu beeinflussen.
Gesteuert wird der Stellmotor 38 für die Drosselklappe 36 von einer Regelungseinheit 40, die ein entsprechendes Stellsignal erzeugt und über eine Leitung 42 an den Stellmotor 38 übermittelt, um die Drehstellung und somit die Öffnungsweite der Drosselklappe 36 auf einen gewünschten Wert einstellen zu können. Dabei wird die Menge des geförderten Tabaks 6 ermittelt bzw. ausgewertet und als wesentliche Istgröße für die Regelung durch die Regelungseinheit 40 verwendet.
Hierzu wird in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Zunahme des Füllstandes mit Tabak 6 in der ersten Kammer 28 des Zwischenspeichers 26 gemessen. Für diese Messung ist eine längliche Sensoranordnung 44 vorgesehen, die sich in Längsrichtung im wesentlichen über die gesamte Länge der ersten Kammer 28 erstreckt. Wie Figur 1 erkennen lässt, ist die Sensoranordnung 42 der ersten Kammer 28 zugeordnet und an oder innerhalb dieser angeordnet. Die Sensoranordnung 44 misst die kontinuierliche Zunahme des Füllstandes der ersten Kammer 28 des Zwischenspeichers 26 mit Tabak 6. Da der in die erste Kammer 28 des Zwischenspeichers 26 in Richtung des Pfeils X eintretende Luftstrom dafür sorgt, dass die Zunahme des Füllstandes etwa in horizontaler Richtung entgegengesetzt dem Pfeil X stattfindet, also die erste Kammer 28 in horizontaler Richtung gemäß Figur 1 von rechts nach links mit Tabak 6 befüllt wird, ist die längliche Sensoranordnung 44 horizontal ausgerichtet.
Bevorzugt weist die Sensoranordnung 44 mehrere in den Figuren im einzelnen nicht dargestellte Sensoren auf, die etwa in Richtung der Zunahme des Füllstandes des Zwi- schenspeichers 26 neben- oder hintereinander angeordnet sind, wobei diese Sensoren vorzugsweise etwa in einer Reihe liegen. Besonders vorteilhaft für eine solche Messung sind optische Sensoreinheiten, die jeweils aus einer Lichtquelle und einem Fotosensor bestehen.
Es ist aber beispielsweise auch denkbar, die Sensoranordnung 44 zur Messung des Gewichtes des in der ersten Kammer 28 des Zwischenspeichers 26 angesammelten Tabaks 6 auszubilden. Je voller die erste Kammer mit Tabak 6 gefüllt ist, umso höher ist bei dieser Ausführung das gemessene Gewicht. Die Sensoranordnung 44 ist über eine Leitung 46 an die Regelungseinheit 40 angeschlossen und übermittelt an diese ein Signal, das den augenblicklichen Füllstand der ersten Kammer 28 des Zwischenspeichers 26 anzeigt. Da während der Befüllung der ersten Kammer 28 des Zwischenspeichers 26 mit Tabak 6 der Füllstand im wesentlichen kontinuierlich zunimmt, kommt diese Zunahme des Füllstandes im von der Sensoranordnung 44 abgegebene Messsignal entsprechend zum Ausdruck. Die Änderung des Messsignals von der Sensoranordnung 44, bedingt durch die Zunahme des Füllstandes der ersten Kammer 28 des Zwischenspeichers 26, wird in der Regelungseinheit 40 zur Ermittlung des tatsächlichen Masse- oder Volumenstromes des Tabaks 6 in der Förderlei- tung 22 verwendet. Somit findet also über die Füllstandsmessung die Ermittlung des Augenblickswertes des Masse- oder Volumenstromes des Tabaks 6 in der Fördereinrichtung 20 statt. Volumen und Masse stehen dabei über das spezifische Gewicht des Tabaks in direktem Zusammenhang. Außerdem lässt sich aus der Ermittlung des Masseoder Volumenstromes auch bei Bedarf die Menge des Tabaks auswerten.
Der ermittelte Augenblickswert des Masse- oder Volumenstromes wird demnach als Istwert für die Regelung verwendet, indem dieser Wert mit einem Sollwert verglichen wird und als Ergebnis dieses Vergleiches die Regelungseinheit 40 über den Stellmotor 38 die Öffnungsstellung der Drosselklappe 36 entsprechend einstellt bzw. verändert. Durch die Einstellung bzw. Veränderung der Öffnungsstellung der Drosselklappe 36 wird wiederum die Geschwindigkeit des Luftstromes in der Förderleitung 22 entsprechend eingestellt bzw. verändert. Da primär die Geschwindigkeit des Luftstromes in der Förderleitung 22 den Masse- bzw. Volumenstrom des Tabaks 6 beeinflusst, wird durch das zuvor beschriebene Regelungskonzept der Masse- oder Volumenstrom des Tabaks 6 geregelt. Somit findet mit dem zuvor beschriebenen Regelungskonzept eine direkte Regelung des Masse- oder Volumenstromes des Tabaks 6 statt.
Im in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird zusätzlich noch die Geschwindigkeit des Luftstromes gemessen und als zusätzlicher Istwert bzw. Hilfsistwert der Regelungseinheit 40 zugeführt. Hierzu ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein entsprechender Sensor 48 im Saugrohr 34 untergebracht und über eine Leitung 50 an der Regelungsein- heit 40 angeschlossen, wobei dieser Sensor 48 beispielsweise nach dem Differenzdruck-, Staudruck- oder Flügelrad-Prinzip oder auch als Lichtschranke unter Nutzung des Karmaschen-Wirbelstraßen-Effektes ausgebildet sein kann. Ferner kann bevorzugt als weitere Hilfsistgröße mindestens eine Prozessvariable aus der nachgeschalteten und in den Figuren nicht dargestellten Zigarettenherstellungsmaschine der Regelungseinheit 40 zugeführt werden, wie dies in Figur 1 durch die gestrichelte Leitung 52 angedeutet ist. Auf diese Weise kann der Regelkreis insbesondere durch Mess- und/oder Steuerdaten aus der Zigarettenherstellungsmaschine zusätzlich unterstützt werden, was bei Bedarf zu einer weiteren Optimierung der Regelung führen kann. Besonders vorteilhaft ist es, als Prozessvariable die Maschinengeschwindigkeit der Zigarettenherstellungsmaschine oder für den Fall, dass die Zigarettenherstellungsmaschine als Strangmaschine ausgebildet ist, die Stranggeschwindigkeit zu verwenden, so dass beispielsweise im Fall eines Absinkens der Maschinen- oder Stranggeschwindigkeit sofort mit der Drosselung des zugeführten Masse- bzw. Volumenstromes des Tabaks und somit mit der Drosselung des Betriebes der Fördereinrichtung 20 reagiert werden kann.
Schließlich kann es für den Fall einer weiteren Optimierung der Regelung von Vorteil sein, dass die Regelungseinheit 40 ein weiteres Signal zur Steuerung der Tabakaufgabe- Station 2 erzeugt und an diese übermittelt, wie in Figur 1 durch die gestrichelte Leitung 54 schematisch angedeutet ist. Mit diesem zusätzlichen Steuersignal auf der Leitung 54 steuert die Regelungseinheit 40 die Antriebseinrichtung 10 und somit die Umlaufgeschwindigkeit des Bandförderers 8 in der Tabakaufgabestation 2.
Das in Figur 2 dargestellte Tabakbeschickungssystem unterscheidet sich von dem Be- schickungssystem von Figur 1 lediglich durch die Verwendung einer anders aufgebauten Tabakaufgabestation 100, wie sie beispielsweise aus der EP 0 568 868 B1 bekannt ist. Die in Figur 2 dargestellte Ausführung der Tabakaufgabestation 100 weist einen Eingabetrichter 104 auf, durch den der Tabak eingegeben wird. Unterhalb der verjüngten unteren Auslassöffnung 104a des Eingabetrichters 104 sitzt eine sich horizontal erstreckende und zu ihrem Umfang leicht abfallende Verteilerscheibe 108 in einer Kammer 110. Der aus der Auslassöffnung 104a des Eingabetrichters 104 austretende Tabak trifft auf den Zentralbereich der darunter liegenden Verteilerscheibe 108. Die Verteilerscheibe 108 ist Vibrationen ausgesetzt, was in Verbindung mit der Schwerkraft dazu führt, dass sich der Tabak vom Zentralbereich zum Umfangsrand der Verteilerscheibe 108 hin bewegt. Im Bereich des Umfanges der Verteilerscheibe 108 sind im Abstand voneinander mehrere Saugrohre 114 angeordnet, welche den durch die Verteilerscheibe 108 verteilten Tabak ansaugen und in die Förderleitung 22 befördern. Die Saugrohre 114 sind in ihrer Höhe und somit in ihrem Abstand zur Verteilerscheibe 108 bzw. zum Boden 110a der Kammer 110 verstellbar, wozu entsprechende Stellantriebe vorgesehen sind, die in Figur 2 aller- dings nicht dargestellt sind. Durch die Verstellung der Höhe der Saugrohre 114 lässt sich die Menge des aufgesogenen Tabaks beeinflussen. Deshalb steuert die Regelungseinheit 40 in dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel über die Leitung 54 die Stellantriebe für die Höhenverstellung der Saugrohre 114.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Tabakbeschickungssystem, welches sich von dem System gemäß Figur 1 dadurch unterscheidet, dass anstelle einer der ersten Kammer 28 des Zwischenspeichers 26 zugeordneten Sensoranordnung zur Messung des Füllstandes eine direkte Messung des Masse- oder Volumenstromes des Tabaks 6 stromaufwärts vom Zwischenspeicher 26 stattfindet. Hierzu ist ein entspre- chender Sensor 144 im dargestellten Ausführungsbeispiel am Einlass 24 des Zwischenspeichers 26 vorgesehen. Alternativ ist es aber auch denkbar, diesen Sensor 144 an der pneumatischen Förderleitung 22 anzuordnen. Für die direkte Massen- bzw. Volumens- tromessung kann der Sensor 144 beispielsweise als Mikrowellensensor oder als Hochfrequenzsensor ausgebildet sein.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Tabakbeschickungssystems, welches sich von dem Tabakbeschickungssystem gemäß Figur 3 lediglich dadurch unterscheidet, dass eine Tabakaufgabestation entsprechend der in Figur 2 gezeigten Tabakaufgabestation 100 verwendet wird, deren Aufbau und Funktionsweise zuvor anhand von Figur 2 beschrieben worden ist.
Das zuvor beschriebene Regelungskonzept verwendet mit der Messung des Massestromes oder des Volumenstromes des Tabaks eine optimale Messgröße, mit der es möglich ist, zum einen die Tabakgeschwindigkeit in der Förderleitung 22 so niedrig wie möglich halten, ohne dass zum anderen zu wenig Tabak in die nachgeschaltete Zigarettenherstellungsmaschine gelangt. Das den Masse- oder Volumenstrom angebende Signal wird in der Regelungseinheit 40 zu einer Optimierung des Luftstromes in der Förderleitung 22 verarbeitet. Die Zufuhr der Tabakmenge wird dabei durch die Luftdrosselung über die Drosselklappe 36 so geregelt, dass die Tabakgeschwindigkeit möglichst niedrig ist und die zugeführte Tabakmenge nur geringfügig größer als die von der Zigarettenherstellungsmaschine verbrauchte Tabakmenge ist, so dass sich eine diskontinuierliche Beschi- ckung mit möglichst langen Beschickungsphasen ergibt. Grundsätzlich ist es mit diesem Regelungskonzept auch denkbar, die zugeführte Tabakmenge gleich der von der Zigarettenherstellungsmaschine verbrauchten Tabakmenge einzustellen, so dass sich im Idealfall eine kontinuierliche Beschickung ergibt. Ebenfalls ist die zuvor beschriebene Rege- lung in der Lage, bei einer zu langen andauernden Unterbrechung des Tabakflusses die Drosselung durch schnelles Öffnen der Drosselklappe 36 sofort aufzuheben.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Tabakbeschickungssystems, welches zwar eine Tabakaufgabestation entsprechend der in den Figuren 1 und 3 gezeigten Tabakaufgabestation 2, deren Aufbau und Funktionsweise zuvor anhand von Figur 1 beschrieben worden ist, und eine Regelungseinheit entsprechend der zuvor beschriebenen Regelungseinheit 40 verwendet, sich jedoch von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen durch einen anderen Aufbau der Fördereinrichtung und des Zwischenspeichers unterscheidet. U.a. besteht ein wesentlicher Unterschied darin, dass die Aus- führung gemäß Figur 5 nicht pneumatisch arbeitet und somit die Fördereinrichtung 220 und der Zwischenspeicher 226 nicht Teil eines pneumatischen Systems sind.
Wie Figur 5 erkennen lässt, weist die Fördereinrichtung 220 in dem dort dargestellten Ausführungsbeispiel eine Förderschnecke 214 und einen Bandförderer 222 auf. Die Förderschnecke 214 ist direkt unterhalb des Auslasses 14 des Trichters 12 der Tabak- aufgabestation 2 angeordnet und fördert den aus dem Trichter 12 über den Auslass 14 austretenden Tabak 6 zum Bandförderer 222, welcher ein umlaufendes Förderband aufweist. Von den Rollen oder Walzen, die das Förderband des Bandförderers 222 führen, stützen und umlenken, wird die (gemäß Figur 5 rechte) Umlenkrolle bzw. -walze 236 von einem Motor 238 angetrieben, bei dem es sich gewöhnlich um einen Elektromo- tor handelt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Förderschnecke 214 etwa rechtwinklig zum Bandförderer 222 orientiert, wie Figur 5 erkennen lässt, wonach die Förderschnecke 214 rechtwinklig zur Zeichenebene und der Bandförderer 222 in der Zeichenebene liegend dargestellt ist. Grundsätzlich sind aber selbstverständlich auch andere Orientierungen zwischen der Förderschnecke 214 und dem Bandförderer 222 denkbar.
Der Bandförderer 222 befördert den Tabak 6 über einen Einlass 224 in einen Zwischenspeicher 226. Hierzu ragt der Bandförderer 222 mit seinem abgabeseitigen Ende ein wenig durch den Einlass 224 in den Zwischenspeicher 226. Der auch hier alternativ als Schleuse zu bezeichnende Zwischenspeicher 226 hat insoweit die gleiche Funktion wie der zuvor anhand von Figur 1 beschriebene Zwischenspeicher 26, als dass er eine Schnittstelle zwischen der Fördereinrichtung 220 und der eigentlichen Zigarettenherstellungsmaschine, welche auch in diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt ist, bildet und entweder Bestandteil der Fördereinrichtung 220 sein oder Bestandteil der nachgeschalteten Zigarettenherstellungsmaschine sein und in diesem Fall bevorzugt im Bereich deren Einlasses sitzen kann. Der Zwischenspeicher 226 dient zur schubweisen Zwi- schenspeicherung von Tabak 6 im Zuge einer diskontinuierlichen Beschickung mit Tabak.
Anders als im Zwischenspeicher 26 der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele wird im Zwischenspeicher 226, der im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 nur eine einzige Kammer 228 aufweist, der Tabak 6 auf einem Boden 226a des Zwischenspeichers 226 angehäuft, und die Befüllung des Zwischenspeichers 226 mit Tabak 6 erfolgt demnach in vertikaler Richtung. Um das Volumen des Zwischenspeichers 226 möglichst weitgehend auszunutzen, ist der Einlass 224 an der Oberseite des Zwischenspeichers 226 vorgesehen. Dadurch fällt der Tabak 6 vom Bandförderer 222 aufgrund Schwerkrafteinflusses in Richtung auf den Boden 226a des Zwischenspeichers 226. Demnach bildet der Zwischenspeicher 226 einen Behälter, der mit Tabak 6 befüllt wird, indem der Tabak 6 aufgrund von Schwerkrafteinfluss auf den Boden 226a des Zwischenspeichers 226 fällt und von dort nach oben angehäuft wird. Anders als der Zwischenspeicher 26 der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele erstreckt sich der Zwischenspeicher 226 gemäß Figur 5 nicht in horizontaler Richtung, sondern ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen aufrecht angeordnet.
Für die Messung des Füllstandes im Zwischenspeicher 226 ist eine längliche Sensoranordnung 244 vorgesehen, die im wesentlichen aufrecht angeordnet ist, im übrigen aber hinsichtlich Konstruktion und Funktion der Sensoranordnung 44 entspricht, welche in den Figuren 1 und 2 gezeigt und anhand jener Figuren beschrieben worden ist, so dass hierauf zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird. Die Sensoranordnung 244 ist über eine Leitung 246 an die Regelungseinheit 40 angeschlossen und übermittelt an diese ein Signal, das den augenblicklichen Füllstand der Kammer 228 des Zwischenspeichers 226 anzeigt.
Wie bereits erwähnt, wird der Bandförderer 222 vom Motor 238 angetrieben, welcher von der Regelungseinheit 40 gesteuert wird. Hierzu ist der Motor 238 über eine Leitung 242 an die Regelungseinheit 40 angeschlossen. Die Regelungseinheit 40 steuert die Drehzahl des Motors 238, was sich unmittelbar auf die Fördergeschwindigkeit des Bandförderers 222 und somit die Bewegungsgeschwindigkeit des Tabaks 6 in Richtung des Pfeils Z auswirkt. Eine hohe Drehzahl des Motors 238 und somit eine hohe Fördergeschwindigkeit des Bandförderers 222 bewirkt einen hohe Masse- oder Volumenstrom des Tabaks 6, während eine niedrige Drehzahl des Motors 238 und somit eine niedrige Förderge- schwindigkeit des Bandförderers 222 einen niedrigen Masse- oder Volumenstrom des Tabaks 6 zur Folge hat.
Wie Figur 5 schematisch ferner erkennen lässt, ist innerhalb des Bandförderers 222 ein weiterer Sensor 344a vorgesehen, welcher eine längliche Form besitzt und zwischen den beiden Trums des umlaufenden Förderbandes angeordnet ist. Dieser weitere Sensor 344a ist als Gewichtssensor ausgebildet und ermittelt das Gewicht des Tabaks 6. Der Sensor 344a übermittelt sein Signal an eine Auswerteeinheit 344b, die über eine Leitung 348 außerdem ein weiteres Signal erhält, welches die Drehzahl des Motors 238 angibt. Aus dem Gewichtssignal vom Sensor 344a und dem Drehzahlsignal vom Motor 238 ermittelt die Auswerteeinheit 344b den Masse- oder Volumenstrom des Tabaks 6 und übermittelt ein entsprechendes Signal über eine Leitung 346 an die Regelungseinheit 40. Somit bilden der Sensor 344a und die Auswerteeinheit 344b gemeinsam eine weitere Sensoranordnung zur Ermittlung des Massen- oder Volumenstromes des Tabaks 6.
Bei der Ausführung gemäß Figur 5 werden demnach zur Ermittlung des Masse- oder Volumenstromes des Tabaks 6 zwei Sensoranordnungen verwendet, nämlich die Sensoranordnung 244 und die Sensoranordnung 344a, 344b. Selbstverständlich ist es alternativ aber auch denkbar, nur eine dieser beiden Sensoranordnungen zu verwenden.
Hinsichtlich weiterer Einzelheiten zur Funktionsweise der Regelung durch die Regelungseinheit 40 wird auf die anhand von Figur 1 erfolgte Beschreibung verwiesen.
Ferner sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass der Zwischenspeicher 226 in Figur 5 ohne einen Auslass dargestellt ist. Tatsächlich ist aber ein Auslass vorhanden, um den Tabak 6 aus dem Zwischenspeicher 226 in die bereits erwähnte, jedoch in den Zeichnungen nicht dargestellte Zigarettenherstellungsmaschine zu verbringen. Für eine effiziente Entnahme des Tabaks 6 aus dem Zwischenspeicher 226 sind in Figur 5 beispiel- haft zwei Rechenräder 250 gezeigt, die innerhalb der Kammer 228 des Zwischenspeichers 226 im unteren Bereich angeordnet sind.
In dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel zählt zur Fördereinrichtung 220 neben dem Bandförderer 222 auch die Förderschnecke 214. Alternativ ist es aber auch denkbar, auf die Förderschnecke 214 zu verzichten und den Schnitttabak aus dem Aus- lass 14 der Tabakaufgabestation 2 direkt auf den Bandförderer 222 fallen zu lassen. In einer weiteren alternativen Modifikation ist es aber auch denkbar, auf den Bandförderer 222 zu verzichten und stattdessen die Förderschnecke 214 derart auszubilden und anzuordnen, dass sie den Schnitttabak vom Auslass 14 der Tabakaufgabestation 2 direkt in den Einlass 224 des Zwischenspeichers 226 fördert. In diesem Fall ist der Motor 238 für den Antrieb einer solchen Förderschnecke vorzusehen. Auf jeden Fall muss bei einer solchen Modifikation der Antrieb der Förderschnecke 214 von der Regelungseinheit 40 entsprechend gesteuert werden.
Die Regelungseinheit 40 kann selbstlernend ausgebildet sein. Tritt beispielsweise eine Unterbrechung des Tabakflusses durch Unterschreitung eines bestimmten vorher festge- legten Mindestwertes für den Masse- oder Volumenstrom auf, speichert die Regelungseinheit 40 diesen Wert als Grenzwert ab, welcher für die zukünftige Regelung beachtet wird, damit er nicht mehr unterschritten wird. Auf diese Weise wird ein sog. Stotterbetrieb verhindert. Demgegenüber können begrenzt auftretende Tabakstromunterbrechungen im Bereich des Gewöhnlichen liegen und hängen bezüglich Dauer und Phasenlage zum Beschickungsprozess von der Auslegung der gesamten Beschickungsanlage wie z.B. von den Rohrlängen ab; diese Charakteristika können von der Regelungseinheit eingelernt und so berücksichtigt werden, dass die Regelung nicht schwingt.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Zufuhr von Schnitttabak von einer Tabakaufgabeeinheit (2; 100) zu einer Tabakverarbeitungsmaschine, vorzugsweise einer Zigarettenherstellungsmaschine, mit einer Fördereinrichtung (20; 220), die mit mindestens einer Tabakaufgabeeinheit (2; 100) und mit mindestens einer Tabakverarbeitungsmaschine verbindbar und zur Förderung von Schnitttabak (6) vorgesehen ist, einem Stellmittel (36; 236) zur Beeinflussung der Fördergeschwindigkeit des Schnitttabaks (6) in der Fördereinrichtung (20; 220), mindestens einer Sensoreinrichtung (44; 144; 224; 344a) und einer Regelungseinrichtung (40), die an der Sensoreinrichtung (44; 144; 224; 344a) und das Stellmittel (36; 236) angeschlossen und zur Steuerung des Stellmittels (36; 236) in Abhängigkeit von einem von der Sensoreinrichtung (44; 144; 244; 344a) ausgegebenen Signal zwecks Regelung der Fördergeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (44; 144; 244; 344a) zur Messung des Massestromes oder des Volumenstromes des Schnitttabaks (6) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , mit einem Zwischenspeicher (26; 226) zur temporären Speicherung von Schnitttabak (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung eine Sensoranordnung (44; 244) zur Messung des Füllstandes des Zwischenspeichers (26; 226) aufweist und eine Aus- werteeinheit (40) vorgesehen ist, die aus der Geschwindigkeit der Zunahme des Füllstandes den Masse- oder Volumenstrom des Schnitttabaks (6) ermittelt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (44; 244) mehrere Sensoren aufweist, die etwa in Richtung der Zunahme des Füllstandes des Zwischenspeichers (26; 226) hintereinander angeordnet sind und bevorzugt
etwa in einer Reihe liegen.
4. Vorrichtung nach Anspruchi , mit einem Zwischenspeicher (26) zur temporären Speicherung von Schnitttabak (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung eine Sensoranordnung (144; 344a) zur Messung des Masse- oder Volumenstromes des Schnitttabaks (6) aufweist, wobei diese Sensoranordnung (144; 344a) im Bereich eines Einlasses (24; 224) oder am Ein- lass (24; 224) des Zwischenspeichers (26; 226) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (144) als Hochfrequenzsensor oder Mikrowellensensor ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicher (26) so ausgebildet ist, dass die Zunahme des Füllstandes etwa in horizontaler Richtung stattfindet.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (220) einen Bandförderer (222) und/oder einen Schneckenförderer (214) aufweist.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher die Fördereinrichtung (20) eine pneumatische Förderleitung (22) und mindestens eine als Stellmittel vorgesehene, verstellbare Drosselklappe (36) zur Steuerung des Luftstromes in der pneumatischen Förderleitung (22) aufweist, der Zwischenspeicher (26) einen Auslass zur Ableitung des Luftstromes aufweist und an diesem Auslass ein Saugrohr (34) ange- schlössen ist, in welchem die Drosselklappe (36) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (40) zur Steuerung des Stellmittels (36) in Abhängigkeit nicht nur von einem von der Sensoreinrichtung (44; 144) ausgegebenen Signal, sondern zusätzlich von einem von einem weiteren Sensor (48) ausge- gebenen Signal, welches die Förderluftgeschwindigkeit angibt, zwecks Regelung der Fördergeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (40) zur Steuerung des Stellmit- tels in Abhängigkeit nicht nur von einem von der Sensoreinrichtung (44; 144) ausgegebenen Signal, sondern zusätzlich von mindestens einer Prozessvariablen der Tabakverarbeitungsmaschine zwecks Regelung der Fördergeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessvariable die Stranggeschwindigkeit einer als Zigarettenstrangmaschine vorgesehenen Zigarettenherstellungsmaschine ist.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (40) zusätzlich zur Steuerung der Tabakaufgabeeinheit (2; 100) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des Stellmittels (36; 236) ein Servoantrieb (38; 238) vorgesehen ist.
14. Verfahren zur Zufuhr von Schnitttabak von einer Tabakaufgabeeinheit (2; 100) zu einer Tabakverarbeitungsmaschine, vorzugsweise einer Zigarettenherstellungsmaschine, bei welchem Schnitttabak (6) über eine Fördereinrichtung (20; 220) von mindestens einer Tabakaufgabeeinheit (2; 100) zu mindestens einer Tabakverarbeitungsmaschine gefördert, die Fördergeschwindigkeit des Schnitttabaks (6) in der Fördereinrichtung (20; 220) über ein Stellmittel (36; 236) beeinflusst und das Stellmittel (36; 236) in Abhängigkeit von einem von einer Sensoreinrichtung (44; 144; 244; 344a) ausgegebenen Signal zwecks Regelung der Fördergeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass von der Sensoreinrichtung (44; 144; 244; 344a) der Massestrom oder der Volumenstrom des Schnitttabaks (6) gemessen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welcher der Schnitttabak (6) in einem Zwischenspeicher (26; 226) temporär gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstand des Zwischenspeichers (26; 226) von der Sensoreinrichtung (44; 244) gemessen und von einer Auswerteeinheit (40) aus der Geschwindigkeit der Zunahme des Füllstandes der Masse- oder Volumenstrom des Schnitttabaks (6) ermittelt wird.
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