补充装置、生产多段棒的设备和生产多段棒的方法
技术领域
本公开涉及一种补充装置、一种生产多段棒的设备和一种生产多段棒的方法。
背景技术
在烟草工业中，诸如卷烟、小雪茄烟的最终产品和呈烟草棒、滤棒(来自单一类型的过滤材料或来自不同过滤材料的多段)形式的半成品以及它们的组成元件(节段)可以由共同术语来定义：棒状元件。在生产过程中，棒状元件通常被放置在储存器中，它们通过该储存器以质量流量的方式供应，即，穿过包含多层棒状元件的管道或穿过单层管道到达根据所供应的单元的结构和需求的生产过程的另外的阶段。棒状元件可以在重力的作用下并且也可以借助于运输机进行移位。在外周表面上具有槽沟的滚筒运输机通常在用于生产多段滤棒的机器中使用。可以将棒状元件从储存器直接供应到这种运输机的槽沟，其中滚筒运输机设置在储存器的下方。多段棒状元件包括不同材料的节段。用于生产多段棒的机器通常配备有用于通过一种类型的材料的节段进行供应的多个模块，其中每个模块都配备有滤棒储存器和滚筒运输机。滤棒在滚筒运输机上被切分成多个节段，然后将来自单独的模块的节段供应到生产棒的公共轨道上。为了生产正确的多段棒，需要在单独的模块中的滚筒运输机上保持滤棒的连续供应。对于滚筒运输机的低旋转速度，可以通过滤棒获得对槽沟的100％的填充，而对于较高的速度，单个槽沟可能保持未被填充。在槽沟未被填充的情况下，即，当一个滤棒缺失时，由于来自单个滤棒的节段设置在多个多段棒中，因此就会生产出多个有缺陷的、不完整的多段棒。可以从生产中自动剔除所有有缺陷的棒，或者在机器停机的情况下可以手动剔除有缺陷的棒。在这两种情况下，机器的生产率都被降低，其中在机器停机和重新启动期间，会发生质量合格的棒也被剔除的情况，这导致废品率显著升高。目前，为了生产多段滤棒，还使用包括烟草或带有加工烟草的材料的棒。此外，还在棒中放置例如用于冷却卷烟烟气或具有装饰功能的节段。
通过欧洲专利EP208925B1已知一种用于为滚筒运输机的槽沟补充棒状元件的装置。用于将元件供应到空槽沟中的补充机构在检测到空槽沟之后以步进的方式运行并执行与该机构中的座分布角度相等的角运动。还存在专利DE4342829，其公开了一种从供应管道收集单根卷烟并将其转移到空槽沟的机构，其中，为了收集卷烟并将其转移到槽沟中，收集器撞击静止的卷烟。在这种方案中，卷烟承受高负荷，因此它在输送过程中可能会受到损坏。这些方案都不适合于生产机器的高速度。在生产机器上还使用具有在操作期间也需要被填充的槽沟的带式输送机或链式输送机。
目前，使用越来越快速的生产机器，并且在它们的操作过程中对有缺陷的产品进行的每次剔除以及机器的每次停机都会降低生产机器的生产率。生产商需要具有在高速的同时也有尽可能最高的生产率的生产机器。半成品的连续供应对保持高生产率具有最大的影响。在生产多段棒的机器的例子中，缺失单个滤棒可能会导致将多个多段棒剔除。因此，这样的机器应配备有补充装置，以对运输机上的槽沟进行补充、转移单个元件，其中可以用棒状元件或替代棒状元件进行补充。使用替代棒状元件提供了生产的连续性，同时对包括由替代棒状元件构成的节段的成组的多段棒进行剔除造成的损失显著低于机器停机。
发明内容
公开了一种用于为运输机的槽沟补充棒状元件的补充装置，其中运输机包括相对于输送方向横向设置并适于输送棒状元件的多个槽沟，补充装置包括：用于供应棒状元件的供应管道；具有旋转轴线的旋转补充元件，其包括至少一个转移座，以用于在接收区域中从供应管道接收棒状元件并且在转移区域中将棒状元件转移到运输机的槽沟，其中旋转补充元件适于在将棒状元件转移到运输机的槽沟之前使相同的棒状元件反复穿过转移区域；以及用于将棒状元件从转移座转移到运输机的槽沟的转移机构。
旋转补充元件可包括至少两个座。
转移机构可包括可动的推出元件。
转移机构可包括枢转杆，旋转补充元件的旋转轴线安装在该枢转杆上。
转移机构可包括负压供应单元和压缩空气供应单元。
座可具有环绕旋转补充元件的旋转轴进行旋转的旋转轴。
旋转补充元件可使座连接至与第二齿轮耦合的第一齿轮，其中第一齿轮的轴以第一旋转速度旋转，第二齿轮以第二旋转速度旋转，并且座的旋转速度取决于第一旋转速度与第二旋转速度之差。
转移机构可使座安装在臂上并连接至与第二齿轮耦合的第一齿轮。
运输机可以是滚筒运输机。
运输机可以是带式运输机。
在转移区域中由转移座赋予棒状元件的速度可以与槽沟的速度相等。
还公开了一种生产多段棒的设备，该设备包括供应单元、烟枪单元和位于供应单元与烟枪单元之间的转移装置，其中供应单元包括供应模块，并且烟枪单元包括烟枪装置和切割头。供应模块包括本文的补充装置。
还公开了一种生产多段棒的方法，该方法包括以下步骤：将至少两种类型的棒状元件供应到生产机器的独立的供应模块；将棒状元件放置于生产机器的供应模块的储存器中；将积聚在储存器中的棒状元件放置于位于供应模块的输送路径中的运输机的槽沟中；在棒状元件在运输机上输送的同时将棒状元件切割成节段；形成节段串列，该节段串列包括通过输送路径供应的来自供应模块的单独的储存器的节段；通过卷烟纸包裹所形成的一连串的节段，以形成连续棒；以及将所形成的连续棒切割成单独的多段棒。该方法还包括以下步骤：将棒状元件输送到位于运输机上方的补充装置的旋转补充元件；保持补充装置处于准备好将棒状元件转移到运输机的状态，其中棒状元件保持旋转运动；在检测到运输机的槽沟中不存在来自储存器的棒状元件时，用棒状元件补充空的槽沟；以及将包括被转移到空的槽沟的棒状元件的节段的多段棒剔除。
补充装置中的棒状元件的速度可与运输机的速度同步。
在检测到运输机的槽沟中不存在来自储存器的棒状元件时，所述方法还可以包括通过类型与来自储存器的棒状元件的类型不同的替代棒状元件补充空的槽沟。
本发明的优点在于，补充装置可以构成用于将棒状元件连续地放置于直线槽沟运输机(例如，带式运输机)的槽沟中的供应器。
根据本发明的装置为补充槽沟做好准备并且保持棒准备好，而不影响与旋转补充元件一起旋转的棒的质量，该旋转补充元件不与位于运输机的槽沟中的棒状元件接触。
在具有两个座的旋转补充元件的情况下，可以在补充多个连续的槽沟的情况下同时地填充第一座和将元件从第二座转移到槽沟。
也可以基于其中一个齿轮的速度的轻微变化来转移棒状元件，这可以在短时间内实现。
附图说明
参照附图中所示的优选实施方式详细描述本发明的目的，其中：
图1和图2示出了示例性连续多段棒的一部分；
图3示出了生产多段滤棒的机器的一部分；
图4示出了用于棒状元件的示例性储存器以及补充装置的第一实施方式；
图5至图10示出了补充装置的第二实施方式；
图11至图12示出了补充装置的第三实施方式；
图13示出了补充装置的第四实施方式；
图14示出了补充装置的第五实施方式。
具体实施方式
图1和图2示出了连续多段棒CR1和CR2的例子的一部分，它们由在生产期间制备的节段S1、S2、S3和S4的串列形成，并且通过生产多段棒的设备的操作而形成。所示的连续多段棒被切割成独立的多段棒。在图1和图2中，棒CR1和CR2的示例性切割点由虚线X1和X2表示。X1和X2各自的连续的线之间的距离构成所生产的单个多段棒的长度。
图3示出了生产多段滤棒的机器的一部分。该机器包括供应单元101、烟枪单元102和位于供应单元101与烟枪单元102之间的转移装置103。供应单元101包括供应模块104、105和106，滤棒被送至这些供应模块并在这些供应模块中生产诸如S1、S2和S4的节段，这些节段形成多段棒CR2。节段S1、S3和S4被放置于供应器107上，该供应器将它们转移到转移装置103，其中一连串的节段S1、S3、S4相对于彼此直线和轴向地布置的串列表示为ST1。转移装置103将串列ST1中接收到的节段S1、S3、S4从供应单元101转移到烟枪单元102。可以使用从现有技术中已知的用于直线和轴向地转移节段(总体上，棒状元件)的多种装置中选择的任何转移装置。在烟枪单元102中，在将连续的卷烟纸110放置于作为烟枪装置109的一部分的烟枪运输机108上之后，将节段S1、S3、S4设置到烟枪运输机108上。随后，将节段S1、S3、S4的串列ST2置于卷烟纸110上。串列ST2中的节段可以与连续的节段组间隔开或者可以无间隙地被传送，使得节段S1、S3、S4保持彼此接触。在烟枪运输机108上移动的节段S1、S3、S4的串列ST2借助于烟枪装置109被卷烟纸110包裹，其中卷烟纸的边缘通过胶水彼此接合。使所形成的连续多段棒CR进一步移动，并借助于切割头111将其切割成独立的多段棒R。将节段S1、S3、S4以串列ST1一个接一个地直线和轴向地供应的供应单元101可以具有任何已知的形式。在所示的实施方式中，供应单元101的供应模块104、105、106各自都配备有储存器，滤棒被供应到该储存器中，其长度是节段S1、S3、S4的长度的倍数。
图4中所示的用于棒状元件2的示例性储存器1包括入口部分1A和出口部分1B。储存器1由侧壁3和4限定，其中用于将棒状元件2引向滚筒运输机6的输送机5位于壁4下方。滚筒运输机6的外周表面7和输送机5构成了储存器1的底壁。该外周表面配备有多个槽沟，这些槽沟相对于滚筒运输机6的旋转轴Z平行地设置，其中槽沟8适于从出口部分1B接收棒状元件2(为了附图的清楚起见，仅示出了棒状元件2的一部分)。在侧壁3的下方，在外周表面7的正上方设置有用于扫除棒状元件2的排除辊9，由于滚筒运输机6的旋转方向(在图中为逆时针方向)，棒状元件2可能在出口部分1B的这个区域中受到压缩并变形。排除辊9也在逆时针方向上旋转，因此其在与滚筒运输机6的外周表面7相反的方向上旋转，从而将棒状元件2推开并防止其挤压。棒状元件2在槽沟8中移位并且借助于设置在切割头11上的圆盘刀10被切割成多个单节段。在侧壁3与切割头11之间设置有补充装置12。补充装置12配备有围绕轴X旋转的补充元件13。补充元件13包括座14，棒状元件2放置在座14中，随后在检测到空的(即，未被填充的)槽沟8的情况下将该棒状元件2放置于滚筒运输机6的槽沟8中。棒状元件2从供应管道15供应到座14，其中可以通过供应管道15供应棒状元件2或与棒状元件2具有相同尺寸但由不同材料制成的替代棒状元件2A。在补充装置12与侧壁3之间设置有传感器16，其检测槽沟8内是否存在棒状元件2。该传感器可以利用电磁辐射，例如它可以是光学传感器或红外传感器。传感器16可以如图所示那样径向地设置，也可以相对于槽沟8和所检测的棒状元件2轴向地设置。
在图5所示的第二实施方式中，补充装置12’配备有设置在臂20上的转移座14’，臂20与第一齿轮21连接，第一齿轮21在可旋转的悬臂22上被枢转地安装在轴Y上，悬臂22可以具有环、盘或可旋转的臂的形式。补充装置12’也在图10中以剖面示出。悬臂22被枢转地安装在轴X上并且以第一旋转速度ω1旋转。第一齿轮21与被枢转地安装在轴X上的第二齿轮23耦合，其中第二齿轮23以第二旋转速度ω2旋转，为了简化附图，悬臂22和第二齿轮23的驱动器没有被示出。臂20、第一齿轮21、悬臂22和第二齿轮23构成旋转补充元件25。在图5中，座14’位于紧邻从供应管道15接收棒状元件2’之前的位置。在供应管道15的出口处设置有投送单元17，其包括第一阻挡元件18和第二阻挡元件19。第一阻挡元件18安装成相对于供应管道15横向滑动，并允许分离单个棒状元件2’并阻挡供应管道15中的其余的棒状元件2。第一阻挡元件18的驱动器在图中未被示出，其中第一阻挡元件18可以借助于气动缸体或其他直线驱动器来移动。第二阻挡元件19允许保持将要被转移到转移座14’的分离的单个棒状元件2’。第二阻挡元件19可以安装成与第一阻挡元件18类似地滑动，或者可以具有可变形的阻挡元件的形式，使得可以在第二阻挡元件19的变形之后使棒状元件2’滑出。
悬臂22和第二齿轮23由独立的驱动器驱动，并且第一齿轮21围绕轴Y的旋转速度ωy取决于悬臂22的第一旋转速度ωl与第二齿轮23的第二旋转速度ω2之差。在将棒状元件2’接收到转移座14’的过程中，如图5、图6和图7所示，旋转速度ω2瞬间增加，由此在轴Y以速度ωl围绕轴X旋转的过程中，臂20与齿轮21一起围绕轴Y以速度ωy相对于悬臂22逆时针旋转，使得在棒状元件2’的转移期间臂20如图6所示的那样竖直地定位在接收区域26中，并且转移座14’接触棒状元件。此时，棒状元件2’被接收在转移座14’中，其借助于位于转移座14’中的开口(未在图中示出)提供的负压以已知的方式保持棒状元件2’。保持较高的速度ω2直到臂20到达图7所示的位置，然后使速度ωl和ω2相等。在使速度ωl和ω2相等之后，速度ωy将等于零，臂20不会相对于悬臂22改变其位置，旋转补充元件25可以在准备好将保持在座14’中的棒状元件2’转移到滚筒运输机6的槽沟8的同时旋转，即，在转移区域27中用棒状元件2’对槽沟8进行补充。座14’中的棒状元件多次穿过转移区域27，同时不接触也不摩擦槽沟8中存在的棒状元件2。棒状元件2’围绕轴X旋转直到检测到需要用棒状元件2’填充的空的槽沟8’为止。在将棒状元件2’接收在座14’中之后，可以借助于悬臂22的速度ωl的瞬间减小而到达图6所示的旋转补充元件20在转移棒状元件2’时的位于管道15前方的位置，并且与之前类似地使旋转速度ωl和ω2相等，因此速度ωy等于零，并且齿轮21不改变其相对于悬臂22的位置。
在检测到槽沟8’中不存在棒状元件2的情况下，开始将棒状元件2’移动到允许其被置于槽沟8’中的位置，其中在补充元件25的旋转运动过程中实现这种位移，并且基于臂20和棒状元件2’在转移区域中的由箭头P(图8)所示的方向上的旋转。为此目的，降低旋转速度ω2或增加旋转速度ωl，其中速度ωl必须适配滚筒运输机6的速度ω3，使得在转移棒状元件2’时棒状元件2’的线速度与槽沟8’的线速度相等。在将棒状元件2’转移到槽沟8’时，臂20与转移座14’一起的速度ωy的方向(图8)与从供应管道15接收棒状元件2’时的方向(图5、图6)相反。图9示出了将棒状元件2’放置于槽沟8’中的时刻。切断将棒状元件2’保持在转移座14’内的负压，并且可以通过相同的开口供应压缩空气以将棒状元件2’推出，其中棒状元件2’通过槽沟8’中的开口(未在图中示出)提供的负压而被保持。在进一步的运动阶段，使速度ωl和ω2保持彼此相等。棒状元件2’具有预先赋予的旋转速度，并且在棒状元件2、2A的转移期间旋转补充元件25的速度与槽沟8的位移速度以及转移座14’和槽沟8’的相对位置的同步允许有效地将棒状元件2’转移到槽沟8’。在转移和速度同步之前赋予速度实现了作用在被转移到槽沟8的棒状元件上的机械负荷的降低。在滚筒运输机6的外周表面7上方设置有引导件24，其将棒状元件2保持在槽沟8内，并在转移座14’移开时防止棒状元件2’从槽沟8’中意外地掉出。转移座14’、第一齿轮21和第二齿轮23与臂20和悬臂22以及可选的未被示出的用于供应压缩空气的元件一起构成转移机构30。图10示出了在图9所示的位置中的补充装置12’的A-A剖面。
可以将与棒状元件2具有相同尺寸的替代棒状元件2A放置于供应管道15中。替代棒状元件2A由与棒状元件2的材料不同的材料制成，并且可以对槽沟8’的补充期间产生的负荷具有更大的抵抗力。在切割替代棒状元件2A之后形成的节段将被置于多个多段棒R中，其中这种多段棒被认为是有缺陷的棒并且被图3所示的顶出器112剔除。
图11示出了补充装置12”的第三实施方式，其配备有包括两个转移座29的旋转补充元件28。旋转补充元件28可以具有一个转移座。棒状元件2在接收区域26中被接收在转移座29中，并且在转移区域27中被转移到槽沟8。棒状元件2’借助于负压被保持在转移座29中。旋转补充元件28以旋转速度ωv连续地旋转，从而准备好对槽沟8进行补充，其中存在于转移座29中的棒状元件2’多次穿过转移区域27，而转移座29和槽沟8的速度及它们的相对位置彼此同步。在检测到槽沟8’中不存在棒状元件的情况下，借助于启动包括通过致动器33、34(图12中的B-B剖面)或通过其他驱动元件而移位的两个推出元件31、32的转移机构38将棒状元件2’转移至该座，从而实现将棒状元件2’转移到槽沟8’。推出元件31、32具有平板的形式并且例如借助于缸体33、34而移位，其中推出元件可以具有任何其他形式。此外，在推出元件31、32移位的同时解除负压并且可选地供应压缩空气，从而更容易地推出棒状元件2’并将其转移到槽沟8’。
在上述实施方式中，补充装置12”包括设置在管道15的出口处的投送单元17’，其配备有包括座36的旋转投送元件35，其中在需要将棒状元件2供应到座29时，旋转投送元件35及时围绕轴P以速度ωp旋转。
图13示出了补充装置12”’的第四实施方式，其与前面的实施方式一样配备有包括两个转移座29的旋转补充元件28，其中补充元件28安装成可在具有固定旋转轴41的杆42上枢转。杆42适于改变其位置，其中在所示出的实施方式中，位置的改变通过缸体43实现。补充元件28以适配滚筒运输机6的速度ω3的速度ωv旋转，其中在保持速度和位置的同步的同时，保持在座29中的棒状元件2’多次穿过转移区域27。当检测到空的(未被填充的)槽沟8’时，启动缸体43，这使旋转补充元件28根据箭头44的方向移动到其底部位置。在降低旋转补充元件28的过程中，解除将棒状元件2’保持在座29中的负压。在将棒状元件放置于槽沟8’内之后，杆41和旋转补充元件返回到图13所示的它们的原始位置。在供应管道15的出口处可以使用任何投送单元。
图14所示的第五实施方式中的补充装置12””配备有包括六个座46的旋转补充元件45。棒状元件2’借助于负压被保持在座46中，并且通过在适当的时刻解除座46中的负压并供应压缩空气来实现棒状元件2’的转移。转移机构40包括负压供应单元和压缩空气供应单元。图15示出了与具有类似于滚筒运输机6的槽沟8的带式运输机31配合的上述补充装置12””。
