[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden eines Tabakstrangs für die Herstellung
von stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie, wobei aus einem mit Partikel
versehenen Tabakfaserstrom für den Tabakstrang ein mit Partikel angereicherter Strom
abgetrennt wird und der Partikel abgemagerte Tabakfaserstrom dem Tabakstrang zugeführt
wird.
[0002] Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bilden eines Tabakstrangs zur
Herstellung stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie mit einer Tabakstrangbildeeinrichtung
und einer Zuführeinrichtung eines Tabakfaserstroms zur Tabakstrangbildeeinrichtung
und einer Abscheideeinrichtung für Partikel aus dem Tabakfaserstrom.
[0003] Vorrichtungen der oben bezeichneten Gattung bilden bekanntlich den sogenannten "Verteiler"
einer Tabak- bzw. rauchbare Tabakersatzstoffe verarbeitenden Strangmaschine, insbesondere
Zigarettenstrangmaschine.
[0004] Aus einem im Verteiler durch Vereinzelung und Ausbreitung der Tabakfasern gebildeten
Tabakvlies wird ein Tabakstrom bzw. Tabakstrang geformt. Zur Herstellung der Zigaretten,
Zigarren oder dgl. muss die Tabakzufuhr zum Bilden des Tabakstrangs möglichst gleichmäßig
erfolgen. Um eine ausreichende Füllung des Tabakstrangs zu gewährleisten, wird mit
einem Überschuss an Tabak gearbeitet. Unter einem Saugstrangförderer wird der Tabakstrang
aufgeschauert und nach einem Egalisieren umhüllt. Anschließend wird der umhüllte Tabakstrang
in einzelne Artikel bzw. Tabakstöcke geschnitten.
[0005] Der zur Bildung des Tabakstrangs verwendete Tabak lässt sich grob in Kurztabak oder
andere Tabakfasern, die beispielsweise mittellange und lange Tabakfasern, unterteilen.
Kurztabak tritt bei allen Verarbeitungsschritten der Herstellung derartiger Artikel
auf. Die längeren Tabakfasern sorgen für die strukturelle Stabilität des Artikels,
während der Kurztabak hierzu wenig beiträgt.
[0006] Um ein Tabakvlies bereitzustellen, wird ein Tabakstrom zu einer Trenneinheit gefördert,
um die leichten, verwendbaren Tabakfasern und -partikeln von den schweren, holzartigen
Partikeln abzutrennen, die hauptsächlich aus den Rippen der Tabakblätter bestehen.
Die schweren Partikel fallen in einen Abfallkanal, während die leichten Tabakfasern
durch Unterdruck in einen vertikalen Kanal geführt werden, der an seiner Spitze durch
einen Saugförderer abgeschlossen ist, auf den die leichten Tabakfasern unter Bildung
einer Tabakschicht abgelegt werden, aus der ein kontinuierlicher Tabakstrang gebildet
wird.
[0007] Aus DE-C-43 07 407 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Zigaretten bekannt, bei
der die leichten Tabakpartikel vom Abfallmaterial mit den schwereren Tabakpartikeln
getrennt werden.
[0008] Bei der Herstellung von Zigaretten wird besonders Wert darauf gelegt, dass der Anteil
der abgeschiedenen Rippen im Verhältnis zum Tabakdurchsatz einem konstanten Wert entspricht,
der für eine bestimmte Tabakmischung als optimal gilt. Diese Größe stellt in der Regel
einen günstigen Kompromiss zwischen den Qualitätsansprüchen an die Zigarette einerseits
und den Kosten für die abgeschiedenen Rippen andererseits dar. Da dieser Wert von
Tabakmischung zu Tabakmischung variiert, muss daher der Abscheider vom Bedienungspersonal
manuell eingestellt werden. Außerdem variiert dieser Wert innerhalb einer Mischung
z.B. infolge unterschiedlicher Feuchtigkeit der Rippen.
[0009] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
den Austrag von Partikeln, Rippen oder dgl. aus einem Tabakfaserstrom einzustellen,
wobei es möglich sein soll, den Austrag von Partikeln und Rippen während des Betriebes
einer Vorrichtung konstant zu halten.
[0010] Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zum Bilden eines Tabakstrangs für die
Herstellung von stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie, wobei aus
einem mit Partikel versehenen Tabakfaserstrom für den Tabakstrang ein mit Partikeln
angereicherter Strom abgetrennt wird und der Partikel abgemagerte Tabakfaserstrom
dem Tabakstrang zugeführt wird, dadurch, dass der Anteil der Partikel im Partikel
angereicherten Strom erfasst wird und dass in Abhängigkeit des Partikelanteils im
Partikel angereicherten Strom der Trennvorgang der Partikel aus dem Tabakfaserstrom
geregelt wird. Durch die kontinuierliche Messung des Partikelanteils und der Regelung
des Tabakfaserstroms wird ein gleichmäßiger Rippenaustrag während des Betriebes ermöglicht.
Dadurch ist es nicht mehr erforderlich, dass das Bedienungspersonal den Abscheidegrad
der Partikel aus dem Tabakfaserstrom nachregelt. Diese Nachregelung erfolgt erfindungsgemäß
nunmehr automatisch. Aufgrund der ausgebildeten Regelkette wird kontinuierlich während
des Betriebs der Zigarettenstrangmaschine der Abscheidegrad der Partikel verändert.
Damit findet eine selbsttätige Anpassung an sich ändernde Produktionsbedingungen statt.
[0011] Um beispielsweise lange Tabakfasern zu entfernen, bevor die Partikel aus dem Tabakfaserstrom
abgeschieden werden, wird der Tabakfaserstrom vorgesichtet.
[0012] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Tabakfaserstrom in
Abhängigkeit der Abweichung des Ist-Wertes des Partikelanteils im Partikel angereicherten
Strom von einem, vorzugsweise vorgebbaren, Soll-Wert geregelt wird.
[0013] Bevorzugterweise wird das Verhältnis der Partikelanteildichte im Partikel angereicherten
Strom zur Tabakfaserstromdichte im Partikel abgemagerten Tabakfaserstrom konstant
gehalten.
[0014] Ferner ist es von Vorteil, wenn der Partikelanteil mittels einer gravimetrischen
oder optischen Messeinrichtung erfasst wird. Als gravimetrische Messeinrichtungen
sind Portionswaagen, Bandwaagen oder Prallplatten bekannt. Eine optische Messeinrichtung
ist beispielsweise DE-C-199 48 559 bekannt.
[0015] In einer alternativen Ausbildung der Erfindung wird der Partikelanteil mittels einer
Mikrowellen-Messeinrichtung erfasst. Diese hat den Vorteil, dass zusätzlich zu den
ausgeschlossenen bzw. abgeschiedenen Partikeln, insbesondere Rippen, auch Fremdkörper
erkannt und ausgeschleust werden.
[0016] Insbesondere erfolgt die Erfassung des Partikelanteils und die Regelung des Tabakfaserstroms
kontinuierlich.
[0017] Bevorzugterweise wird der Tabakfaserstrom mittels eines Sichtluftstroms einer vorgeschalteten
Sichteinrichtung geregelt.
[0018] Vorteilhafterweise werden Tabakrippen als Partikel aus dem angelieferten Tabakfaserstrom
abgeschieden.
[0019] Ferner wird zur Lösung der Aufgabe eine Vorrichtung zum Bilden eines Tabakstrangs
zur Herstellung stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie mit einer Tabakstrangbildeeinrichtung
und einer Zuführeinrichtung eines Tabakfaserstroms zur Tabakstrangbildeeinrichtung
und einer Abscheideeinrichtung für Partikel aus dem Tabakfaserstrom dadurch weitergebildet,
dass eine Messeinrichtung zur Erfassung des Anteils der Partikel im Partikel angereicherten
Strom und dass eine Regeleinrichtung zur Regelung des Tabakfaserstroms vorgesehen
sind.
[0020] Ferner ist erfindungsgemäß eine Vorsichtungseinrichtung für den Tabakfaserstrom vorgesehen,
um lange Tabakfasern aus dem der Abscheidungseinrichtung zugeförderten Tabakfaserstrom
zu entfernen.
[0021] Vorzugsweise ist die Tabakfaserstromdichte in Abhängigkeit des Partikelanteils im
Partikel angereicherten Strom regelbar.
[0022] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Regeleinrichtung eine Vergleichseinrichtung
zum Vergleich eines Ist-Wertes des Partikelanteils mit einem, vorzugsweise vorgebbaren,
Sollwert aufweist, so dass der Abscheidegrad der Partikel aus dem Tabakfaserstrom
konstant gehalten wird. Der Soll-Wert wird vor Produktionsbeginn für die verarbeitete
Tabakmischung bestimmt und eingegeben.
[0023] Gemäß der Erfindung ist die Messeinrichtung als gravimetrische oder optische Messeinrichtung
ausgebildet. In einer Alternative ist die Messeinrichtung als Mikrowellen-Messeinrichtung
ausgebildet.
[0024] Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens
anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen
Zeichnungen exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung
aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich
verwiesen wird. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine prinzipielle Darstellung der Abscheidung von Tabakrippen gemäß dem Stand der
Technik;
- Fig. 2
- eine prinzipielle Darstellung zur erfindungsgemäßen Abscheidung von Tabakrippen aus
einem Tabakfaserstrom und
- Fig. 3
- im Querschnitt ausschnittsweise eine schematische Darstellung eines Vliesbettverteilers
einer Zigarettenherstellungsmaschine.
[0025] In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende
Teile mit den selben Bezugsziffern bezeichnet, so dass von einer entsprechenden erneuten
Darstellung abgesehen wird und lediglich Abweichungen der in diesen Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert werden.
[0026] In Fig. 1 ist das Prinzip der Abscheidung eines Partikelstroms aus einem Ausgangsstrom
gemäß dem Stand der Technik in einer Prinzipdarstellung gezeigt. Als Ausgangsstrom
wird ein Tabakfaserstrom 110 mit Partikeln, bestehend aus Tabakfasern und Tabakrippen
sowie weiteren Bestandteilen, auf einen Sichter 120 gegeben. Aus dem Tabakfaserstrom
110 werden mittels des Sichters 120 Tabakrippen sowie andere Partikel in einem Abscheidestrom
140 abgeschieden. Die nicht abgeschiedenen Tabakfasern sowie andere Bestandteile werden
als Tabakfaserstrom 130 dem Tabakvlies sowie dem zu bildenden Tabakstrang zugeführt.
Über ein Stellglied 125 wird der Abscheidegrad der Tabakrippen sowie der anderen schwereren
Bestandteile oder Fremdkörper am Abscheider 120 manuell durch Bedienungspersonal eingestellt.
[0027] Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Stand der Technik wird der Abscheidegrad manuell
festgelegt und bleibt während der Produktion eines Tabakstrangs bei einer bestimmten
Tabakmischung unverändert.
[0028] In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Regelung des Tabakfaserstroms
in einer Prinzipdarstellung gezeigt. Mittels einer Messeinrichtung 145 wird der Anteil
der Tabakrippen sowie weiterer Teilchen im Abscheidestrom 140 ermittelt und als Ist-Wert
an eine Regeleinrichtung 150 weitergeleitet. Da bei einem Wechsel der Tabakmischung
sich auch die Anteile der Partikel bzw. der Tabakrippen im Tabakfaserstrom 110 ändern,
wird ein Soll-Wert SW für den Abscheidegrad der Tabakrippen bzw. Teilchen am Sichter
120 ebenfalls in die Regeleinrichtung 150 eingegeben. In Abhängigkeit der Differenz
zwischen dem gemeinsamen Ist-Wert und dem Soll-Wert SW wird ein Signal bei einer zu
großen Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert SW an ein Stellglied 155 gegeben, so
dass die Abscheidung der Tabakrippen und anderer Bestandteile aus dem Tabakfaserstrom
110 während des laufenden Betriebes verändert und angepasst wird.
[0029] Das in Fig. 2 dargestellte Stellglied 155 wird beispielsweise durch einen Servomotor
verwirklicht.
[0030] Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Fließbettverteilers
einer hier nicht dargestellten Zigarettenherstellungsmaschine zum Zuführen von Tabak
zu einem Saugstrangförderer 70. Der Verteiler ist ausschnittsweise im rechten Teil
der Fig. 3 dargestellt. Im linken Teil der Zeichnung ist in einer Seitenansicht eine
Schüttelrinne 4 bzw. Schwingförderrinne mit einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung
dargestellt. Die Schwingförderrinne ist ebenfalls im rechten Teil der Figur im unteren
Bereich im Längsquerschnitt gezeigt.
[0031] Die Funktionsweise des Verteilers ist ausführlich beispielsweise in der europäischen
Patentanmeldung EP-A-1 224 874 der Patentanmeiderin beschrieben, die vollumfänglich
in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen ist. Um einen lückenlosen Tabakstrang
mit zusätzlichen Tabakverdichtungen an den Zigarettenenden erzeugen zu können, ist
ein ausreichender Tabaküberschuss erforderlich. Durch einen Stauschacht 12 fallen
vereinzelte, längere Tabakfasern mit Tabakrippen und anderen Bestandteilen senkrecht
nach unten und gelangen durch einen sich trichterförmig verengenden Schacht in den
Einflussbereich eines Vorsichters 13. Hierzu entnimmt eine Füllwalze 10 Tabak aus
dem Stauschacht 12 und führt ihn dosiert zu einer Schlägerwalze 11. Die Füllwalze
10 bestimmt mit ihrer Geschwindigkeit die zur Strangerzeugung erforderliche Gesamttabakmenge.
[0032] Der Vorsichter 13 ist mit einer Vorsichterdüse versehen und erzeugt eine im wesentlichen
waagerecht gerichtete Luftströmung. Die quer zur Fallrichtung des Tabaks gerichtete
Luftströmung trennt leichtere Tabakfasern von schwereren Rippen und fördert die leichteren
Tabakfasern auf eine Leitfläche 14 zur Bildung eines Tabakvlieses.
[0033] Die schwereren Tabakanteile mit den Tabakrippen fallen als abgeschiedener Teilstrom
T2 in eine Zellwalze 15 und werden in einem Nachsichter 16 portioniert zugegeben.
Durch die Einstellung einer (hier nicht dargestellten) Drosselklappe wird Blasluft
sowie die Tabakrippen/Tabakmenge beeinflusst, die zum Nachsichter 16 gelangt. Eine
zu große Tabak-/Rippenmenge kann zur Verstopfung der Zellwalzenschleuse 15 führen.
[0034] Über die Zellwalzenschleuse 15 wird der abgeschiedene Teilstrom T2 einem im Nachsichtschacht
17 senkrecht nach oben gerichteten Sichtluftstrom zugeführt. Dadurch erfolgt eine
weitgehend saubere Trennung des Tabakfaserstroms (vgl. Fig. 2, Bezugszeichen 110)
zwischen den Tabakfasern und den Tabakrippen. Die Tabakfasern aus dem Tabakteilstrom
T2 gelangen zusammen mit den Fasern aus dem Vorsichtsstrom in den Tabakstrang. Die
schwereren Rippen und Teilchen im Nachsichter 16 fallen als Partikel angereichter
Strom auf eine Schwingförderrinne 4 und werden aus dem Verteilerbereich herausgefördert.
Die Schwingförderrinne 4 transportiert die aufgefangenen Tabakrippen R zu einem Auffangtrichter
9. Hierbei gelangen die Tabakrippen R in den Messbereich einer Messeinrichtung 8.
Die Messeinrichtung ist als Mikrowellensensor ausgebildet, so dass im Mikrowellenfeld
der Anteil der Tabakrippen und anderer Fremdkörper erkannt werden. Mittels der Mikrowellen-Messeinrichtung
8 wird die Dichte der Tabakrippen im abgeförderten Partikel angereicherten Strom ermittelt.
[0035] Die im Partikelstrom enthaltenen Rippen R gleiten über die Sensorfläche der Mikrowellen-Messeinrichtung
8 auf den Boden des Auffangtrichters 9. Über eine angeschlossene Rohrleitung 7 wird
der Partikelstrom abgesaugt und zu einer Sammelstelle geführt.
[0036] Der Mikrowellen-Messeinrichtung 8 ist eine Signalverarbeitungselektronik 18 zugeordnet,
die ein Signal für den Rippenmassestrom erzeugt und an einen Regler 19 weiterleitet.
Der Regler 19 vergleicht den Ist-Wert mit einem eingebbaren Soll-Wert SW und steuert
bei Abweichungen einen Servomotor 20 an. Der Servomotor 20 kann beispielsweise ein
Linearmotor sein. Der Servomotor 20 bewegt aufgrund des erhaltenen Signales vom Regler
19 ein Gestänge 21, so dass der Abstand zwischen der beweglichen vorderen Sichterwand
des Nachsichters 16 zur festen Sichterrückwand vergrößert oder verkleinert. Dadurch
ändern sich die Geschwindigkeit der Sichtluft bzw. Blasluft und somit der Rippenaustrag
aus dem angelieferten Teilstrom T2.
[0037] Neben der Veränderung der Druckverhältnisse im Nachsichter 16 ist es im Rahmen der
Erfindung möglich, dass der Sichtluftstrom durch Änderung der Drehzahl des Motors
für den Sichtluftstrom erzeugenden Lüfter verändert bzw. geregelt wird. In einer weiteren
Ausbildungsform kann der Sichtluftstrom separat über eine motorisch angetriebene Drossel
verändert werden.
[0038] In einer anderen Ausgestaltung ist es möglich, die Drehzahl einer Rippenwalze oder
die Position einer Separierungskante mittels der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung
anzusteuern und motorisch zu verändern.
[0039] Mittels der Erfindung ist es möglich, einen festen Rippenaustrag bzw. Partikelaustrag
aus einem Tabakfaserstrom einzustellen, wobei die Einstellung und Regelung automatisch
erfolgt. Durch die kontinuierliche Messung und Regelung des Rippenaustrages wird während
der Herstellung eines Tabakstrangs bzw. Zigarettenstrangs der Tabakstrom gezielt und
automatisch beeinflusst.
Bezugszeichenliste
[0040]
- 4
- Schwingförderrinne
- 7
- Rohrleitung
- 8
- Mikrowellen-Messeinrichtung
- 9
- Auffangtrichter
- 10
- Füllwalze
- 11
- Schlägerwalze
- 12
- Stauschacht
- 13
- Vorsichter
- 14
- Leitfläche
- 15
- Zellwalze
- 16
- Nachsichter
- 18
- Signalverarbeitungselektronik
- 19
- Regler
- 20
- Servomotor
- 21
- Gestänge
- 70
- Saugstrangförderer
- 110
- Tabakfaserstrom
- 120
- Sichter
- 125
- Stellglied
- 130
- Tabakfaserstrom
- 140
- Abscheidestrom
- 145
- Messeinrichtung
- 150
- Regeleinrichtung
- 155
- Stellglied
- R
- Rippen
- SW
- Soll-Wert
- T
- Tabakstrom
- T2
- Teilstrom
1. Verfahren zum Bilden eines Tabakstrangs für die Herstellung von stabförmigen Artikeln
der tabakverarbeitenden Industrie, wobei aus einem mit Partikeln versehenen Tabakfaserstrom
(110) für den Tabakstrang ein mit Partikel angereicherter Strom (140) abgetrennt wird
und der Partikel abgemagerte Tabakfaserstrom (130) dem Tabakstrang zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Partikel (R) im Partikel angereicherten Strom (140) erfasst wird und
dass in Abhängigkeit des Partikelanteils im Partikel (R) angereicherten Strom (140)
der Trennvorgang der Partikel aus dem Tabakfaserstrom (110) geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakfaserstrom (110) vorgesichtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakfaserstrom (110) in Abhängigkeit der Abweichung eines Ist-Werts des Partikelanteils
von einem, vorzugsweise vorgebbaren, Soll-Wert (SW) geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Partikelanteildichte im Partikel (R) angereicherten Strom (140)
zur Tabakfaserstromdichte im Partikel abgemagerten Tabakstrom (130) konstant gehalten
wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelanteil mittels einer gravimetrischen oder optischen Messeinrichtung (8,
145) erfasst wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelanteil mittels einer Mikrowellen-Messeinrichtung (8) erfasst wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Partikel (R) und die Regelung des Tabakfaserstroms (110) kontinuierlich
erfolgt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakfaserstrom (110) mittels eines Sichtluftstroms einer vorgeschalteten Sichteinrichtung
geregelt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Tabakrippen als Partikel abgeschieden werden.
10. Vorrichtung zum Bilden eines Tabakstrangs zur Herstellung stabförmiger Artikel der
tabakverarbeitenden Industrie mit einer Tabakstrangbildeeinrichtung und einer Zuführeinrichtung
eines Tabakfaserstroms zur Tabakstrangbildeeinrichtung (70) und einer Abscheideeinrichtung
(120, 16) für Partikel (R) aus dem Tabakfaserstrom (110), dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (145, 8) zur Erfassung des Anteils der Partikel (R) im Partikel
angereicherten Strom (140) und eine Regeleinrichtung (150, 155, 19) zur Regelung des
Tabakfaserstroms (110) vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorsichtungseinrichtung (13) für den Tabakfaserstrom (110) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabakfaserstromdichte (110) in Abhängigkeit des Partikelanteils im Partikel (R)
angereicherten Strom (140) regelbar ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (150) eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich eines Ist-Werts
des Partikelanteils mit einem, vorzugsweise vorgebbaren, Sollwert (SW) aufweist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (145) als gravimetrische oder optische Messeinrichtung (145)
ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (8) als Mikrowellen-Messeinrichtung ausgebildet ist.