DE2510502C3 - Kontrollvorrichtung für zusammengesetzte Zigarettenfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle zusammengesetzter Zigarettenfilter während der Fabrikation nach fortlaufendem Einsetzen der Filterelemente in eine rohrförmige Hülle und vor dem Zerschneiden dieser gefüllten Hülle in Stäbchen unter Verwendung einer Lichtquelle mit auf die gefüllte und fortlaufend geförderte Hülle gerichfeten Lichtstrahlen, welche in einen Fotodetektor eintreten, wenn sie durch die Hülle hindurchgehen.

Die automatische und kontinuierliche Herstellung zusammengesetzter Zigarettenfilter, d. h. Filter aus zwei und mehr Elementen, erfolgt im allgemeinen durch Aneinandersetzen von Filterelementen auf einem Papierstreifen, welcher kontinuierlich gefördert und eine Einrichtung zum Verschließen und Versiegeln durchläuft, wodurch ein Strang gebildet wird, der dann anschließend in Stäbchen zerschnitten wird. Die Filier können beispielsweise aus Pfropfen verschiedener Art bestehen oder auch aus hohlen Kunststoffelementen, die Granulate enthalten und zwischen zwei Pfropfen aus Papier oder einem anderen Material eingesetzt sind. Derartige Filter und ihre Herstellung sind beispielsweise aus den US-PS 35 51256, 36 46 855, 36 10 112

bekannt.

Nun kann es aber vorkommen, daß ein Filterelement fehlt, wodurch ein Hohlraum in dem Strang auftritt. Dieser Hohlraum ist jedoch nicht ohne weiteres durch die undurchsichtige Hülle zu erkennen. Der Strang kann ίο aber auch noch andere Fehler aufweisen, beispielsweise Zwischenräume zwischen zwei Pfropfen, die normalerweise aneinanderliegen müssen, oder Hohlräume, welche nur unzureichend mit Kohlegranulat gefüllt sind. Derartige schadhafte Stäbchen müssen aber entfernt werden, und zwar möglichst auf automatischem Wege. Hierzu sind Vorrichtungen bekannt (DT-OS 15 32 119, DT-AS 11 88 493, US-PS 36 88 620), bei denen auf die gefüllte und fortlaufend geförderte Hülle gerichtete Lichistrahlen bei normaler Füllung von dieser abgeschirmt werden, bei unterbrochener Füllung jedoch durch die Hülle hindurchgehen und in einen Fotodetektor eintreten, welcher die Entfernung des fehlerhaften Hüllenabschnittes, beispielsweise durch Betätigung einer Auswerfeinrichtung, auslöst. Da aber ein HoIiI-raum von 0,5 mm schon einen unzulässigen Fabrikationsfehler darstellt, muß eine solche Kontrollvorrichtung innerhalb verhältnismäßig enger Grenzen zuverlässigarbeiten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Anzeigeempfindlichkeit und Reaktionsfähigkeit derartiger Kontrollvorrichtungen zu verbessern und gleichzeitig den hierfür erforderlichen Platzbedarf an den kontinuierlich arbeitenden Fabrikationsmaschinen zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bündel optischer Fasern an der Lichtquelle, dessen Querschnitt am Lichtaustrittsende in Förderrichtung der Hülle breiter als der Querschnitt am Lichteinirittsende eines Bündels optischer Fasern am Fotodetektor ist.

Dutch diese breitere Ausbildung des Lichtaustrittsendes am Lichlquellenfascrbündel gegenüber dem Lichteintrittsende am Empfängerfaserbündel kann der Querschnitt dieses Lichteintrittsendes verhältnismäßig schmal in Förderrichtung der Hülle und damit empfindlicher für kleinere Hohlräume gemacht werden, ohne dadurch die zu übertragende Lichtintensität und damit die Auslösezuverlässigkeit herabzusetzen.

Durch die Verwendung von Bündeln optischer Fasern können ferner die Lichtquelle und der Fotodetektor abseits des eigentlichen Fabrikationsbereiches angeordnet v/erden, so daß nur die beiden dünnen Faserbündelenden bis an den Zigarettenstrang herangeführt zu werden brauchen, wo sie nur sehr wenig Platz beanspruchen.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Profilansicht,

F i g. 2 eine Frontansicht und

Fig. 3 in größerem Maßstab die Querschnitte der Bündelenden aus optischen Fasern.

Die Lichtquelle 1 und der Fotodetektor 2 sind nur schematisch dargestellt. Die Lichtstrahlen aus der Lichtquelle 1 gehen durch ein Bündel aus optischen Fasern 3, welches das Senderbündel darstellt. Die aus diesem Bündel austretenden Lichtstrahlen treten in das Ende eines zweiten Bündels dieser Fasern 4 ein, welches

das Aufnahmebündel darstellt und an den Fotodetektor 2 angeschlossen ist. Das Ende des Senderbündels 3 sitzt in einer zylindrischen Metallhülse 5, während das Ende des Empfängerbündels 4 in einer zylindrischen Metallhülse 6 sitzt. Diese beiden Hülsen 5 und 6 sitzen ihrerseits in zylindrischen Löchern 7 und 8 in einem ringförmigen Körper 8' aus einem Kunstharz, welches das Licht nicht reflektiert. Dieser Ringkörper 8' ist axial mit einem zylindrischen Loch 9 versehen, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser des Filterstranges 10, so daß dieser Filterstrang 10 frei durch den Ringkörper 8' gefördert werden kann.

Der Ringkörper 8' besitzt noch ein zweites Paar radialer Löcher 11 und 12 zur Aufnahme der Enden zweier weiterer Bündel optischer Fasern, die ebenfalls Senderbündel und Empfängerbündel darstellen. Diese nicnt dargestellten Bündel sind ebenfalls an eine Lichtquelle angeschlossen, welche die Lichtquelle 1 sein kann, und an einen zweiten, nicht dargestellten Fotodetektor. Dieses zweite Bündelpaar aus optischen Fasern kann verwendet werden zur Synchronisation des ZerSchneidens in Stäbchen mit dem Vorschub des Stranges oder auch zur Kontrolle einer richtigen Aufeinanderfolge von gefüllten Elementen, wie es noch beschrieben wird.

F i g. 3 zeigt die Querschnitte der Enden 3.7 und 4a des Sender- und Empfängerbündels. Diese Enden weisen einen rechteckigen Querschnitt auf und sind quer zur Förderrichtung 14 des Stranges 10 angeordnet. D^:,esc Rechtecke sind verhältnismäßig eng und weisen die gleiche Form auf. Dabei ist jedoch die Breite des Ouerschnittes 3a etwa 1 mm und die Breite des Querschnittes 4a etwa 0,5 mm.

Dieser rechteckige Querschnitt wird erhalten durch Abflachung des sonst zylindrischen Bündels. Die besondere Anordnung der Enden der optischen Fasern des Senderbündels und des Empfängerbündels hat die Wirkung einei Konzentration dieser Fasern auf eine kurze Strecke, gemessen in der Förderrrichtung 14, wodurch ein genaueres Signal mit größerer Amplitude erhalten wird, d. h. eine bessere Empfindlichkeil, als wenn die Querschnitte der Faserbündelenden rund sind. Die Tatsache, daß das Ende des Empfängerbündels 4a schmaler ist als das Senderende 3a, verbessert noch die Empfindlichkeit der Anzeige. Wenn nämlich ein verhältnismäßig schmaler Hohlraum in dem Strang auftritt, beispielsweise in derselben Breite wie das Ende 4a des Empfängerbündels, erhalten in einem bestimmten augcnblick alle optischen Fasern des Empfängerbündels 4 gleichzeitig das Licht, welches durch diesen Hohlraum geht, während in dem Fall, wo die Fasern auf einem breiteren Querschnitt verteilt sind, würden die Lichtstrahlen nur über die Faserbündelenden streichen mit dem Erfolg, daß nur ein schwacher Impuls erzeugt wird. In Flöhe des erhaltenen Signals überträgt sich dieses daher durch einen schmaleren und stärkeren Impuls und damit mit größerer Genauigkeit.

Die Anordnung der optischen Fasern in schmalen, rechtwinkligen Querschnitten hat auch zur Folge, daß der Einfluß von Fasern geringerer Leistungsfähigkeit herabgesetzt wird, da diese Fasern praktisch in derselben Weise quer zur Förderrichtung angordnet sind, wie die Fasern mit guter Leistungsfähigkeit. Da ferner der Ringkörper 8' das Licht nicht reflektiert, gibt es keine Nebenreflexionen, welche die Kontrolle stören könnten.

Der Fotodetektor 2 steuert über einen nicht dargestellten Verstärker ein ebenfalls nicht dargestelltes Auswurfgerät für mangelhafte Stäbchen.

In dem Fall, wo die zusammengesetzten Filter einen Hohlraum mit beispielsweise Kohlegranulat aufweisen, muß die Kontrolleinrichtung aucli unterscheiden können zwischen einem Hohlraum aufgrund einer schlechten Aneinanderreihung von Filterelementen und einem Raum, gefüllt mit Granulat. Die Empfindlichkeitsschwelle für den Detektor wird daher in der Weise geregelt werden müssen, daß ein Auswurf ausgelöst wird sowohl bei einer schlechten Aneinanderreihung der Filterelemente, als auch bei einer unrichtigen Aufeinanderfolge der Filterelemente und auch dann, wenn ein Raum unzureichend mit Granulat gefüllt ist. Die Genauigkeit hängt dabei naturgemäß von den elektronischen Einrichtungen des Detektors ab. Eine ungenügende Dichte an Granulat löst ebenfalls einen Auswurf aus und kann den Grund haben entweder in einer unzureichenden Menge Granulat oder in einer zu großen Länge des Hohlraumes.

Es ist ferner wesentlich, daß das Zerschneiden des Stranges an der vorgeschriebenen Stelle erfolgt, so daß alle Filter bzw. Stäbchen brauchbar und gleich sind. Selbst bei einer sorgfältigen Einstellung der Synchronisation von Vorschub des Stranges und des Zerschncidens können Abweichungen auftreten, sei es durch Veränderungen in der Zuführung der Filterelemente, sei es durch eine Veränderung in der Fördergeschwindigkeit des Stranges. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet auch das Aufrechterhalten der Synchronisation zwischen dem Vorschub des Stranges und dem Zerschneiden. Hierzu verwendet man jedoch nicht das Signal aus dem Empfänger 2, welcher die Auswurfeinrichtung steuert, sondern ein Signal aus einem zweiten Bündelpaar optischer Fasern, deren Enden in den Löchern 11 und 12 des Ringkörpers 8' befestigt sind. Diese Bündel prüfen nicht nur den Durchgang eines Hohlraumes oder eines gefüllten Raumes, sondern einen Unterschied in der Struktur zwischen den aufeinanderfolgenden Filterelementen, so daß man auf diese Weise die Filter lokalisieren und erforderlichenfalls danach die Korrektur des Zerschneiden durch Synchronisation steuern kann, beispielsweise mittels eines Servomotors. Das ist möglich, denn ein Lichtsignal kann durch die Filter wahrgenommen werden, insbesondere durch einen Pfropfen aus Papier, Cellulose oder Acetatcellulose, wobei die erhaltene Lichtdichte je nach dem Material sich ändert.

Es ist gleichfalls möglich, eine Synchronisation durch Einführen der Filterlänge oder eines der Elemente und die Fördergeschwindigkeit des Stranges zu bewirken, was man mit geeigneten Einrichtungen mißt.

Die zweiten Faserbündel, deren Enden in den Löchern 11 und 12 des Ringkörpers 8' sitzen, oder ein drittes Faserbündel können verwendet werden zur Kontrolle der richtigen Aufeinanderfolge der Filterelemente. Die zusammengesetzten Filter bestehen aus Elementen unterschiedlicher Art, wobei diese Elemente, die aus zwei oder mehr Zuliefereinrichtungen kommen, in einer bestimmten Ordnung ankommen müssen, sei es abwechselnd oder zwei gleiche Elemente nacheinander. Wenn diese Reihenfolge nicht eingehalten wird, gibt es Fehler, selbst wenn diese Elemente ohne Zwischenraum zwischen sich aneinanderliegen und das schadhafte Stäbchen muß entfernt werden. Zur Ermittlung eines derartigen Fehlers muß der Detektor nicht nur die Fiiteriemente unter sich unterscheiden, sondern auch noch das Signal mit einem Bezugswert vergleichen, welcher dem Filterelement entspricht. Wenn dieses

erhaltene Signal nicht dem Bezugswert entspricht, wird das Stäbchen ausgeworfen.

Ks ist ebenfalls möglich, die Aufeinanderfolge von erhaltenen Signalen für ein Stäbchen zu registrieren und diese Aufeinanderfolge mit einem Bczugswert zu vergleichen. Aufzeichnung und Vergleich kann leicht erfolgen durch an sich bekannte Hinrichtungen auf diesem (iebiet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ψ--

Claims (7)

25 10 502 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Kontrolle zusammengesetzter Zigarettenfilter während der Fabrikation nach fortlaufendem Einsetzen der Filterelemente in eine rohrförmige Hülle und vor dem Zerschneiden dieser gefüllten Hülle in Stäbchen unter Verwendung einer Lichtquelle mit auf die gefüllte und fortlaufend geförderte Hülle gerichteten Lichtstrahlen, welche in einen Fotodetektor eintreten, wenn sie durch die Hülle hindurchgehen, gekennzeichnet durch ein Bündel optischer Fasern (3) an der Lichtquelle (1), dessen Querschnitt am Lichtaustrittsende (3a) in Förderrichtung (14) der Hülle (10) breiter als dor Querschnitt am Lichteintritlschde (4a) eines Bündels optischer Fasern (4) am Fotodetektor (2) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen rechteckigen Querschnitt der Faserbündelenden (3a, 4a) quer zur Hüllenförderrichtung (14) in einem Größenverhältnis von etwa 1 : 2.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen rechteckigen, die gleiche Form aufweisenden Querschnitt der Faserbündelenden (3a, 4a) quer zur Förderrichtung der Hülle.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Größenverhaltnis der Faserbündelenden von etwa 1 : 2.

5. Vorrichtung nach Anspruch t, gekennzeichnet durch wenigstens ein weiteres Bündelpaar aus optischen Fasern, welches an eine Einrichtung zur Kontrolle der richtigen Aufeinanderfolge der Filterelemente angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein weiteres Bündelpaar aus optischen Fasern, welches an eine Einrichtung zum Aufspühren einer Unterbrechung in der gefüllten Hülle angeschlossen ist und die Synchronisation des Zerschneidens in Stäbchen steuert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Befestigung der Faserbündclenden (3a, 4a) an einem Ringkörper (8') aus einem das Licht nicht reflektierenden Kunstharz und mit einem zylindrischen Loch (9) zum Durchgang der rohrförmigen Hülle (10).