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Stw.: ZM-Strangbildung-Weichstellen erkennen-optisch-LL
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Verfahren und Anordnung zum Erfassen von unzureichend mit Tabak gefüllten
Abschnitten in einem Tabakstrang Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen
von unzureichend mit Tabak gefüllten Abschnitten in einem stetig geförderten Tabakstrang,
der aus einem Tabakstrom gebildet wird, indem dieser, nachdem er in unregelmäßiger
Höhe aufgeschauert wurde, durch gesteuertes Abnehmen von überschüssigen Fasern zu
einem Tabakstrang geformt, anschliessend verdichtet und mit einem Umhüllungsstreifen
umhüllt wird, wobei das Abnehmen von überschüssigen Fasern durch Andern des Abstandes
einer Abnahmestelle zur Förderebene in Abhängigkeit von einem Meßsignal gesteuert
wird, das in Abhängigkeit von dem Mengenstrom (Dichte des egalisierten Tabakstranges)
gebildet wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung zum Erfassen von unzureichend
mit Tabak gefüllten Abschnitten in einem stetig geförderten Tabakstrang mit einem
Strangförderer und einem Egalisator zum Abnehmen von überschüssigen Fasern, mit
einer Verdichtungseinrichtung zum Verdichten des egalisierten Tabakstranges und
zum UmhülTen mit einem Umhüllungsstreifen,.mit einer Meßeinrichtung zum Erfassen
der Dichte des egalisierten Tabakstranges und einer mit der Meßeinrichtung verbundenen
Steueranordnung für den Abstand der Abnahmestelle des Egalisators von der Förderebene.
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Bei der Herstellung von stabförmigen Rauchrtikeln im Strangverfahren
wird der fertiggestellte Tabakstrang, bevor er in einzelne Rauchartikel zerschnitten
wird, bezüglich der Dichte des Tabaks überwacht. Hierzu wird allgemein ein Betastrahler
verwendet, dessen Strahlen durch den
Stw.: ZM-Strangbildung-Weichstellen
erkennen-optisch-Q Tabakstrang geleitet und deren hierdurch bewirkte Schwächung
gemessen wird. Mit den gewonnenen Meßsignalen wird eine Egalisiereinrichtung, die
überschüssigen Tabak von dem aufgeschauerten Tabakstrom abnimmt und dabei den Tabakstrang
bildet, im Sinne einer Konstanthaltung der Dichte des Tabaks und damit der Gewichte
der hergestellten Rauchartikel gesteuert. Auch werden Meßsignale von Strangabschnitten
mit zu geringer Tabakdichte in Steuersignale gewandelt und einer Aussonderungseinrichtung
zum Aussondern des oder der aus dem betreffenden Strangabschnitt gefertigten Rauchartikel
zugeführt: Um sicherzustellen, daß nur absolut einwandfrei gefertigte Rauchartikel
zur Weiterverarbeitung gelangen, müssen auch relativ kurze, unzureichend gefüllte
Strangabschnitte, d.h. solche, die nur einen Bruchteil der Länge eines Rauchartikels
aufweisen, erfaßt werden.
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Dies kann bei einer Stranggeschwindigkeit von über 400m/min, die mit
den neuesten Zigarettenstrangmaschinen gefahren wird, mit den heute bekannten, eine
Beta-Strahlungsquelle aufweisenden Meßeinrichtungen nicht mit Sicherheit gewährleistet
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
mit dem einen Bruchteil der Länge eines Rauchartikels ausmachende, unzureichend
mit Tabak gefüllte Strangabschnitte in einem mit hoher Geschwindigkeit bewegten
Tabakstrang erfaßt werden können.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Abstand
der Tabakoberfläche zur Förderebene gemessen und ein hiervon abhängiges erstes Signal
gebildet wird, daß der Abstand der Abnahmestelle zur Förderebene erfaßt und ein
hiervon abhängiges zweites Signal gebildet wird, daß das erste Signal mit dem zweiten
Signal verglichen
Stw.: ZM-Stranqbildunq-Weichstellen erkennen-optisch-ü
wird, und daß ein drittes Signal gebildet wird, wenn die Differenz der beiden Signale
eine vorgegebene Schwelle unterschreitet.
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Um zu verhindern, daß Rauchartikel, die einen Abschnitt mit unzureichender
Tabakfüllung aufweisen, zur Weiterverarbeitung gelangen, steuert gemäß eines weiteren
Merkmals das dritte Signal das Aussondern eines aus dem Tabakstrang hergestellten
Rauchartikels, indem es bis zum Wirksamwerden entsprechend der Förderung des betreffenden
Strangabschnittes zu einer Auswerfstelle verzögert wird.
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Der Abstand der Tabakoberfläche zur Förderebene wird bevorzugt berührungslos
gemessen. Dies kann dadurch geschehen, daß der Tabakstrang entsprechend seiner Höhe
eine Empfängeranordnung mehr oder weniger abdeckt und die Empfängeranordnung in
Abhängigkeit von der Größe der Abdeckung ein elektrisches Ausgangssignal abgibt.
Der Abstand der Tabakoberfläche zur Förderebene wird bevorzugt opto-elektronisch
gemessen. Ein Messen mit infrarotem Licht ist besonders vorteilhaft, weil eine solche
Messung wenig störanfällig ist. Eine Höhenmessung des Tabakstranges ist aber auch
mit Schallwellen, vorzugsweise nicht hörbaren Schallwellen, sogenanntem Ultraschall,
möglich.
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Auch kann die Höhe des Tabakstranges kapazitiv (mit einem hochfrequenten
elektrischen Wechselfeld) gemessen werden.
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Der Abstand der Tabakoberfläche zur Förderebene kann gemessen werden,
bevor überschüssige Fasern von dem Tabakstrom abgenommen werden, oder aber nach
der Abnahme der überschüssigen Fasern.
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Die eingangs genannte Anordnung, die insbesondere zum Ausüben des
vorstehenden Verfahrens geeignet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Strangförderer
zugeordnete
Stw.: ZM-Stranqbildunq-Weichste-len erkennen-optisch-K
erste Meßanordnung vorgesehen ist, deren Ausgangssignal abhängig ist vom Abstand
der Tabakoberfläche zum Strangförderer, daß eine die Stellung des Egalisators bezüglich
des Strangförderers erfassende zweite Meßanordnung vorgesehen ist, und daß die beiden
Meßanordnungen mit einem Vergleichsglied verbunden sind, das mit einem Schwellenwertglied
in Verbindung steht. Zum Aussondern von nicht einwandfrei hergestellten Rauchartikeln
ist das Schwellenwertglied über ein Verzögerungsglied mit einem Stellglied einer
Aussonderungseinrichtung für fehlerhafte Rauchartikel verbunden. Vorzugsweise wird
eine den Tabak berührungslos messende erste Meßanordnung verwendet. Hierbei kann
es sich um eine opto-elektronische Meßanordnung, vorzugsweise um eine Infrarotlichtschranke
handeln. Es kann aber auch eine erste Meßanordnung mit einem Schallwellen, vorzugsweise
nicht hörbare Schallwellen, sogenannten Ultraschall aussendenden Schallsender und
einen Schallempfänger, zwischen den er Tabak hindurchgeführt wird, verwendet werden.
Auch ist der Einsatz einer Meßanordnung mit einem Meßkondensator, der Bestandteil
eines Hochfrequenzschwingkreises ist, und zwischen dessen Elektroden der Tabak durchgeführt
wird, möglich. Die erste Meßanordnung kann bezüglich der Förderrichtung des Strangförderers
dem Egalisator vorgeordnet oder nachgeordnet sein.
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Das Messen der Höhe des Tabakstranges ist ein sehr genaues und schnelles
Meßverfahren, so daß im Vergleich mit der jeweiligen Höhe des Egalisators, d.h.mit
der Sollhöhe des Tabakstranges nach der Dberschußabnahme Abschnitte mit zu wenig
Tabak, die sich als Täler in dem Tabakstrang darstellen, sicher erfaßt werden. Hierdurch
wird es möglich, alle Zigaretten von der Weiterverarbeitung fernzuhalten, die Abschnitte
mit zu geringer Tabakfüllung aufweisen.
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Stw.: ZM-Strangbildung-Weichstellen erkennen-optisch-g Die Erfindung
wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 eine Zigarettenstrangmaschine in schematischer Darstellung, Figur
2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemaßen Meß- und Steueranordnung, Figuren
3 und 4 Varianten einer Meßanordnung für das Blocksch-altbild der Figur 2.
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Stw.: ZM-Strangbildung-Weichstellen erkennen-optisch-Figur 1 zeigt
eine an sich bekannte Zigarettenstrangmaschiene der Anmelderin, die im folgenden
nach Aufbau und Wirkungsweise kurz beschrieben wird.
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Ein auf einem nicht sichtbaren Vliestuch senkrecht zur Zeichenebene
herangefördertes Tabakvlies 1 wird in einem teilweise im Längsschnitt dargestellten
Tabakkanal 2 auf einen bewegten Strangförderer 3 in Form eines Tabakbandes geschauert,
auf dem ein so gebildeter, keilförmig ansteigender Tabakstrang 4 durch Saugluft
gehalten wird. Dem Tabakkanal 2 ist eine Uberschuß-Abnahmevorrichtung in Form eines
in seiner Höhe veränderbaren Egalisators 6 zugeordnet, welchem wiederum zwei Meßanordnungen
7 und 8 zum Messen des Abstandes der Tabakoberfläche zum Strangförderer 3 zugeordnet
sind, welche später ausführlich beschrieben werden.
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Die Meßanordnung 7 ist dem Egalisator 6 vorgeordnet. Sie kann aber
auch, wie strichpunktiert angedeutet und mit 7' bezeichnet ist, dem Egalisator 6
nachgeordnet sein.
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Der Tabakstrang 4 wird nach dem Entfernen von Tabaküberschuß in eine
Nut einer Förderscheibe 9 übernommen, in deren Grund ebenfalls Saugluft wirkt. Ein
sogenannter Strangförderer 11, der im wesentlichen aus einem unter Einwirkung von
Saugluft stehenden Förderband besteht, übernimmt den Tabakstrang aus der Nut der
Förderscheibe 9 und übergibt ihn auf einen Zigarettenpapierstreifen 12, der fortlaufend
von einer Bobine 13 abgezogen und durch ein Druckwerk 14 geführt wird. In einer-Verdichtungseinrichtung
lo, einem sogenannten Formatteil, wird der Tabakstrang mit dem Zigarettenpapierstreifen
12 umhüllt, dessenabstehende Kante von einem Leimapparat 17 mit einem Leimstreifen
versehen wird. Eine Heizleiste 18 trocknet den Leim nach dem Schließen der Klebnaht,
so daß ein fertiger Zigarettenstrang 19 von einem angetriebenen Formatband 21 abgegeben
wird, das den Tabakstrang mit dem Zigarettenpapier 12
Stw.: ZM-Strangbildung-Weichstellen
erkenne'n-optisch-i durch die Verdichtungseinrichtung 16 zieht. Ein umlaufender
Messerapparat 22 schneidet von dem ZigArettenstrang 19 Zigaretten 23 ab, die mittels
eines Beschleunigers 24 voneinander getrennt und in Mulden einer Ablegertrommel
26 übergeben werden, von der sie der Weiterverarbeitung zugeführt werden.
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Eine Meßeinrichtung 27 zum Erfassen der Tabakdichte in Form eines
Beta-Strahlungsmeßgerätes steuert über eine Steueranordnung 28 die Schnitthöhe des
Egalisators 6, was durch eine strichpunktierte Wirkungslinie ?8a angedeutet ist.
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Zwischen dem Messerapparat 22 und der Ablegertrommel 26 ist eine Aussonderungseinrichtung
30 in Form einer Blasdüse zum Aussondern fehlerhafter Zigaretten 23 angeordnet.
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Nachfolgend werden anhand der Figur 2 der Aufgabe und die Wirkungsweise
der Meßanordnungen 7 und 8 sowie einer mit diesen verbundenen Steueranordnung zum
Aussondern fehlerhafter Zigaretten näher erläutert.
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Die erste Meßanordnung 7 zum Messen der Höhe des Tabakstromes 4 vor
dem Egalisator 6 ist als opto-elektronische Meßanordnung ausgebildet und weist eine
Inrarotlichtquelle 29 sowie eine Linse 31 auf, welche paralleles Licht über einen
halbdurchlässigen Spiegel 32 und einen Umlenkspiegel 33 auf einen Reflexionsspiegel
34 gibt. Durch den Strahlengang zwischen dem Reflexionssp,iegel 34 und dem Umlenkspiegel
33 wird senkrecht zur Zeichenebene der Tabakstrang 4 gefördert. Abhängig von der
:Höhe des Tabakstranges 4 trifft nur ein Teil der Lichtstrahlen, nämlich die gestrichelten
Strahlen 36 oberhalb des Tabakstranges 4, auf den Reflexionsspiegel 34, während
die unteren durchgehend gezeichneten Strahlen vom Tabakstrang 4
Stw.:
ZM-Strangbildung-Weichstellen erkennen-optisch- a aufgefangen werden. Die reflektierter
Lichtstrahlen 36 gelangen zurück auf den halbdurchlässigen Spiegel 32, welcher sie
gegen einen Empfänger 37 leitet, welcher aus mehreren gestaffelt übereinanderliegend
angeordneten Fototransistoren 38 besteht. Die von den mit Licht beaufschlagten Fototransistoren
38 abgegebenen Signale werden von einem Verstärker 39 verstärkt und mittels eines
Addiergliedes 41 summiert. Das Ausgangssignal des Addiergliedes 41 wird einem Vergleichsglied
42 zugeführt, welchem außerdem ein Höhensignal für den Tabakstrang 4 nach dem Egalisieren
zugeführt wird, wozu die jeweilige, von der Meßeinrichtung 27 bestimmte Höhenlage
des Egalisators 6 verwendet wird. Hierzu besteht die dem Egalisator 6 direkt zugeordnete
zweite Meßanor » aus einem induktiven Wegmesser bekannter Bauart (beispielsweise
des Typs Liner Motion SS-104, S/M 4886 der Firma Collins Corporation).
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Im Vergleichsglied 42 werden die beiden Höhenmeßsignale subtrahiert
und ein der jeweiligen Differenz der beiden -Höhenmeßsignale entsprechendes Signal
an ein Schwellenwertglied 46 abgegeben. Das Schwellenwertglied 46 besteht aus einem
Vergleichsglied 47 und einem zugeordneten Sollwertgeber 48. Liegt das dem Schwellenwertglied
46zugeführte Ausgangssignal des Vergleichsgliedes 42 unterhalb des an dem Sollwertgeber
48 eingestellten Signals, so gibt das Schwellenwertglied 46 über einen Verstärker
49 ein Signal an ein Stellglied 51 in Form eines Elektromagnetventils, das eine
eine Druckluftquelle 52 mit der Ausblasdüse 30 verbindende' Leitung 53 freigibt.
Damit dies erst geschieht, wenn die aus dem betreffenden Tabakstromabschnitt gefertigte
Zigarette die Ausblasdüse 30 erreicht hat, ist zwischen das Schwellenwertglied 46
und den Verstärker 49 ein Verzögerungsglied 54 in Form eines
Stw.:
ZM-Stranqbildung-Weichstellen erkennen-optisch-2 an sich bekannten, von einem mit
dem Maschinenantrieb verbundenen Taktgeber getriebenen Schieberegisters geschaltet.
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Wie Figur 3 zeigt, kann anstelle der opto-elektronischen Meßanordnung
gemäß Figur 2 auch eine kapazitive Meßanordnung 107 mit einem Meßkondensator 156
verwendet werden, dessen Elektroden 157 und 158 Bestandteil eines Hochfrequenzmeßschwingkreises
159 sind. Einzelheiten einer solchen Meßanordnung sind der US-PS 3.795.984 der Anmelderin
zu entnehmen. Mit einer solchen Meßanordnung wird üblicherweise die Masse eines
Tabakstromes gemessen. Da im vorliegenden Fall der Tabakstrom 104 nur in seiner
Höhe schwanken kann, wird mit der kapazitiven Meßanordnung 107 ein der Höhe des
Tabakstromes 104 entsprechendes Signal erhalten. Dieses Signal wird entsprechend
der anhand der Figur 2beschriebenen Weise mit dem Höhenmeßsignal der dem Egalisator
6 zugeordneten zweiten Meßanordnung 8 verglichen und weiterverarbeitet.
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Figur 4 zeigt eine Meßanordnung 207 mit einem in einem Gehäuse 261
angeordneten Schallsender 262 und einem auf der anderen Seite des Tabakstromes 204
in einem Gehäuse 263 angeordneten Schallempfänger 264. Der Schallsender 262 besteht
aus einem piezoelektrischen Kristall, der von einem elektrischen Oszillator 266
mit Spannungsimpulsen beaufschlagt wird. Der Schallempfänger 264 besteht ebenfalls
aus einem piezoelektrischen Kristall,der mit einer Auswertanordnung 267 verbunden
ist. Durch die US-PS 3.914.989
Stw.: ZM-Strangbildung-Weichstellen
erkennen-optisch-S der Anmelderin ist eine mit Schallwellen arbeitende Prüfanordnung
zum Prüfen von Zigaretten bekannt. Das Ausgangssignal der Auswertanordnung 267 wird
entsprechend der anhand der Figur 2 beschriebenen Weise mit dem Höhenmeßsignal der
dem Egalisator 6 zugeordneten zweiten Meßanordnung 8 verglichen und weiterverarbeitet.