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Stw.: Zigarettenenden abdichten-Schlauchschelle-IS
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Vorrich tunz um Prüfen von in Aufnahmen eines Förderers Tiegenden
stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Prüfen von in Aufnahmen eines Förderers liegenden stabförmigen Artikeln
der tabakverarbeitenden Industrie durch Einleiten eines Luftstromes in die Stirnenden
der Artikel, mit an den Enden der Aufnahmen des Förderers angeordneten, die Artikel
während des Förderns abdichtenden, aus Gummi oder gummielastischen Stoffen bestehenden
rotations-symmetrischen Dichtelementen, mit Steuermitteln zum Ineingriffbringen
der Dichtelemente mit den Artikeln sowie mit den Dichtelementen zugeordneten, radial
angreifenden Druckelementen zum Verändern des Innendurchmessers der Dichtelemente.
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Vorrichtungen der eingangs bezeichneten Art werden für die Umhüllungsprüfung,
d. h. zum Prüfen der Unversehrtheit der Umhüllung von Zigaretten bzw. Filterzigaretten
sowie auch zum Oberwachen der sogenannten Klimazone der genannten Artikel eingesetzt,
bei denen üblicherweise die Filter mit einer Perforierung versehen sind, deren Lochgröße
und damit Luftdurchlässigkeit möglichst genau eingehalten werden soll.
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Besonders bei der letztgenannten Klimazonenprüfung ist eine einwandfreie
Abdichtung der Artikelenden während des Prüfvorganges unerläßlich, da bei den geringen
Prüfdruckschwankungen schon kleine Undichtigkeiten das Prüfergebnis unzumutbar verfälschen.
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Bei bekannten Prüfvorrichtungen der eingangs bezeichneten Gattung
werden die Dichtelemente mit zum Teil relativ großem Aufwand, beispielsweise in
Form mechanisch angreifender Schiebehülsen oder durch Luftbeaufschlagung, um den
Mantel des Artikels herum geschlossen bzw. vom Umfang des Artikels gelöst.
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Stw. : Zigarettenenden abdichten-Schlauchschelle-II Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau einfache, in der Funktion zuverlässige
und die Artikel schonende Prüfvorrichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckelemente
als die Dichtelemente im Bereich der Artikelenden während eines Pfüfvorganges umschließende,
den Innendurchmesser der Dichtelemente verengende Ringfedern ausgebildet sind, denen
quer zur Längsachse der Dichtelemente angreifende, vor und nach einem Prüfvorgang
durch Steuermittel betätigte Aufweitmittel zum Vergrößern des Innendurchmessers
der Druckelemente zwecks Zuführung bzw. Entfernung der Artikel zugeordnet sind.
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Die erfindungsgemäßen Ringfedern können nach Art handelsüblicher Schlauchschellen
ausgebildet sein, wobei nach einem weiteren Vorschlag ein Ende der Ringfeder an
einem die Dichtelemente tragenden Träger verankert ist und das andere, freie Ende
der Ringfeder durch ein Aufweitmittel relativ zum festen Ende bewegbar ist.
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Zweckmäßigerweise ist das Aufweitmittel als schwenkbar gelagerter
Nocken ausgebildet, welcher nach einem weiteren Vorschlag fest mit einer Welle verbunden
ist, die einen Hebel trägt, an dem eine auf einer Steuerkurve ablaufende Steuerrolle
gelagert ist.
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In einfachster Ausgestaltung kann das Dichtelement als zylindrischer
Schlauchabschnitt ausgebildet sein.
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Falls zusätzlich noch eine anderweitige Lecksuche an den Artikeln
oder eine Qualitätsprüfung des filterseitigen Stirnendes der Artikel vorgenommen
werden soll, ist das Dichtelement gemäß einer alternativen Ausgestaltung nach einem
weiteren Vorschlag im Innern mit einer eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Stirnwand
versehen.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß der Betätigungsmechanismus
zum Aufweiten der die Dichtele-
Stw.: Zigarettenenden abdichten-Schlauchschelle-II
mente radial an den Artikelumfang anlegenden Druckelemente abseits bzw. außerhalb
der die Prüfluft einleitenden Düse installiert ist, so daß eine störungsfreie pneumatische
Prüfung gewährleistet ist. Die in Form von handelsüblichen Schlauchschellen einsetzbaren
Ringfedern garantieren einen wartungsfreien, zuverlässigen Betrieb der Prüfvorrichtung.
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Stw.: Zigarettenenden abdichten-Schlauchschelle-II Die Erfindung wird
nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
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Hierbei zeigt: Figur 1 einen Teillängsschnitt durch eine Prüftrommel
im Bereich der Prüfstation, Figur 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung
von einem Dichtelement zugeordneten Steuermitteln und Figuren eine alternative Ausführungsform
eines Dicht-3 und 4 elementes in entlastetem bzw. durch ein Druckelement beaufschlagtem
Zustand.
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Stw. Zigarettenenden abdichten-Schlauchschelle-II Der in Figur 1 dargestellte,
als Prüftrommel 1 ausgebildete Förderer ist Bestandteil einer in der tabakverarbeitenden
Industrie allgemein bekannten, nicht weiter dargestellten Filteransetzmaschine,
auf der vorgefertigte Filter mit Zigaretten verbunden und die entstehenden Filterzigaretten
auf die Dichtigkeit ihrer Umhüllungen bzw. auf eine vorgegebene Luftdurchlässigkeit
ihrer Klimazone im Filterteil geprüft werden.
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Die Prüftrommel 1 weist auf ihrer Mantelfläche Aufnahmen in Form von
Stegmulden 2 auf, in denen die stabförmigen Artikel in Form von Filterzigaretten
3 von einem Unterdruck festgehalten werden. Der Unterdruck wird von einer nicht
dargestellten Unterdruckquelle erzeugt und pflanzt sich über Kanäle 4, 6 bis in
die Stegmulden 2 fort. Die Kanäle 6 verlaufen im wesentlichen radial im zylindrischen
Körper der Prüftrommel 1 und münden im Bereich der Nabe in den Kanal 4, der durch
eine ortsfeste Hohlachse 7 axial nach außen verläuft. Innerhalb der Hohlachse 7
dreht sich in Lagern 8 eine Antriebswelle 9, die über ein ringförmiges Verbindungsstück
11 und Schrauben 12 mit der Prüftrommel 1 fest verbunden ist.
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Auf der Hohlachse 7 einerseits und auf einer auf der Welle 9 gelagerten
und mittels eines am Maschinenrahmen befestigten Hebels 13 festgehaltenen Buchse-
14 andererseits sind mit Federverbindungen 16 Lagerringe 17 befestigt, auf denen
schräg zur Längsachse der Antriebswelle 9 beiderseits der Prüftrommel 1 Lagersitze
18 vorgesehen sind. Sie neigen sich in Richtung auf die Prüftrommel 1, so daß die
auf ihnen angebrachten Lager 19 in Ebenen verlaufen, die auf einer Seite der Prüftrommel
1 spitzwinklig aufeinander zu und auf der gegenüberliegenden Seite auseinander verlaufen.
Die Neigung der Lagersitze 18 ist auf beiden Seiten der Prüftrommel 1 gleichgroß.
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Die Lager 19 dienen zur Lagerung von Trägern 21, die in den beschriebenen,
schräg zur Antriebswelle 9 geneigten Ebenen
Stw.: Zigarettenenden
abdichten-Schlauchschelle-II umlaufen. Sie werden von Steuersegmenten 22 beaufschlagt,
die mit den ortsfesten Lagerringen 17 über einen Verbindungssteg 23 fest verbunden
sind. Die Steuersegmente 22 liegen über Dichtflächen 24 an den Trägern 21 an. Zur
Feinjustierung der Träger 21 können die Lagerringe 17 in ihrer Lage gegenüber der
Hohlachse 7 auf den Federverbindungen 16 verschoben werden. Dadurch werden die Träger
21 je nach der Länge der zu prüfenden Artikel mehr oder weniger nahe in Richtung
auf die Prüftrommel 1 verschoben. Nichtgzeigte Klemmittel dienen zum Fixieren der
Lagerringe 17 auf der Hohlachse 7 bzw. der Buchse 14.
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Zur Einleitung von Prüfluft in den zu prüfenden Artikel 3 sind auf
der linken Seite an jedem Träger 21 in erfindungsgemäBer Weise ausgestaltete, zur
Umfangsabdichtung der Artikel 3 dienende Dichtelemente 26 und auf der rechten Trommelseite
auf herkömmliche Weise gestaltete, zur Stirnflächenabdichtung der Artikel 3 dienende
Dichtelemente 27 vorgesehen. Die Dichtelemente 26 und 27 umschließen kragenförmig
der Luftzuführung dienende Düsen 28, die über Prüfluftkanäle 29 mit Prüfluft versorgt
werden Diese verlaufen durch die Steuersegmente 22, auf denen ein Prüfluftanschluß
31 befestigt ist. Sie münden in einen Anschlußkanal 32, über den Prüfluft in die
Düse 28 eingespeist wird. In der Dichtfläche 24 des Steuersegmentes 22 ist am Obergang
vom Prüfluftkanal 29 in den Anschlußkanal 32 ein Steuerschlitz 33 vorgesehen, der
kürzer als der Abstand zweier aufeinanderfolgender Stegmulden 2 auf der Prüftrommel
1 ist. Er erstreckt sich auf der vom Anschlußkanal 32 beschriebenen Kreisbahn und
steuert den Einlaß der Prüfluft in die Düse 28.
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Die zur Stirnflächenabdichtung der Artikel 3 dienenden Dichtelemente
27 sind mit einer elastisch verformbaren Stirnwand 34 versehen, welche eine zentrale
Luftdurchtrittsöffnung 36 aufweist.
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Stw. Zigarettenenden abdichten-Schlauchschelle-Is Die rotations-symmetrischen
bzw. hohl zylindrischen Dichtelemente 26 bestehen aus einem weichen, flexiblen Material,
beispielsweise Gummi, und sind durch ein von außen angreifendes, das Dichtelement
26 umschließendes Druckelement in Form einer beispielsweise als handelsübliche Schlauchschelle
ausgebildeten Ringfeder 37 in ihrem Innendurchmesser veränderbar. Jeweils ein Ende
38 einer Ringfeder 37 ist am Träger 21 verankert bzw. in einen Schlitz 39 des Trägers
21 eingelassen und damit in radialer Richtung arretiert. Das andere, frei bewegliche
Ende 41 der Ringfeder 37 ist durch ein Aufweitmittel in Form eines Nockens 42 im
Sinne einer öffnung bzw. Durchmesservergrößerung der Ringfeder 37 beaufschlagbar.
Der Nocken 42 ist in einer Ausnehmung 43 des Trägers 21 schwenkbar und mit einer
Welle 44 fest verbunden, die im Träger 21 drehbar gelagert ist. Das auf der Gegenseite
aus dem Träger 21 herausgeführte Ende der Welle 44 trägt einen Hebel 46, an dessen
freiem Ende eine Steuerrolle 47 gelagert ist, die auf einer am Lagerring 17 vorgesehenen
ringförmigen Steuerkurve 48 abrollt. Die Steuerrolle 47 wird dabei durch die Wirkung
einer an der Welle 44 angreifenden Torsionsfeder 49 gegen die Steuerkurve 48 gedrückt.
Die Steuerkurve 48 weist gemäß Figur 2 im Prüfbereich der Prüftrommel 1 einen abfallenden
Kurvenabschnitt 51 und außerhalb des Prüfbereichs einen erhabenen Kurvenabschnitt
52 auf.
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Die Träger 21 sind über Kupplungsbolzen 53 mit der Prüftrommel 1 verbunden.
Diese ragen mit ihren freien Enden in Ausnehmungen 54 der Prüftrommel 1, die so
groß bemessen sind, daß die Enden der Kupplungsbolzen 53 sich beim pendelnden Umlauf
der Träger 21 frei in ihnen bewegen können.
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Außerdem sind Druckfedern 56 vorgesehen, über die sich die Träger
21 bei ihrer Pendelbewegung gegenüber der Prüftrommel 1 abstützen. Sie werden im
Bereich der Annäherung des Trägers 21 an die Prüftrommel 1 zusammengeschoben und
entspannen sich, wenn sich der Träger 21 und die Prüftrommel 1
Stw.:
Zi garettenenden abdichten-Schlauchschelle-It voneinander entfernen.
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Die Prüfluftanschlüsse 31 sind mit einer Prüfluftleitung 57 verbunden.
In dieser liegt ein Manometer 58 hinter einer Drossel 59 zur Festlegung und Bestimmung
des Druckes. Ein Ventil 61 dient zum Absperren der Prüfluft, die über die beiden
Prüfluftanschlüsse 31 von beiden Seiten in den zu prüfenden Artikel 3 eintritt.
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Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Figuren 1 und 2: Ober einen nicht
dargestellten Antrieb wird die Antriebswelle 9 in Umdrehung versetzt. Sie treibt
über das Verbindungsstück 11 die Prüftrommel 1 an, die sich mit der gleichen Drehzahl
wie die Antriebswelle 9 dreht. Nun wird über den in der Hohlachse 7 verlaufenden
Kanal 4 die Luft aus den Kanälen 6 abgesaugt. Mitidem auf diese Weise in den Stegmulden
2 erzeugten Unterdruck werden die zu prüfenden Artikel 3 auf der Prüftrommel 1 festgehalten.
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Die Artikel werden in dem Augenblick in die Stegmulden 2 gelegt, indem
die Träger 21 sich voneinander und von der Prüftrommel 1 aufgrund ihrer Schräglage
entfernt haben.
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Während der Umdrehung der Prüftrommel 1, bei der die Träger 21 über
die Kupplungsbolzen 53 mitgenommen werden, bewegen sich diese aufeinander zu, so
daß sich die rechtsseitigen Dichtelemente 27 gegen die Stirnseiten der Artikel legen
und die linksseitigen Dichtelemente 26 sich über das Filterende der Filterzigarette
3 schieben. Hierbei umschließt das Dichtelement 26 die Filterzigarette 3 zunächst
noch mit einem geringen Abstand, und zwar so lange, wie die Steuerrolle 47 beim
Umlauf des Trägers 21 auf dem erhabenen Kurvenabschnitt 52 der Steuerkurve 48 abrollt,
so daß der Nocken 42 durch Beaufschlagung des freien Endes 41 der Ringfeder 37 deren
Durchmesser vergrößert und damit das Dichtelement 26 vom radialen Druck der Ringfeder37
entlastet. Bei der weiteren Drehung und Einwärtsbewegung der Träger 21 gelangt die
Steuerrolle auf den abfallenden
Stw.: Zigarettenenden abdichten-Schlauchschelle-IT
Kurvenabschnitt 51 der Steuerkurve 48, so daß der Nocken 42 durch die Wirkung der
Torsionsfeder 49 im Sinne einer Entlastung des freien Endes 41 der Ringfeder 37
quer zur Achse des Dichtelementes 26 verschwenkt wird. Damit zieht sich die Ringfeder
37 zusammen und verengt die oeffnung des Dichtelementes 26, welches sich dichtend
an den Umfang der Filterzigarette 3 anlegt.
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In dieser Stellung wird zur Dichtigkeitsprüfung der Umhüllung des
Artikels 3 bzw. zur Prüfung der Luftdurchlässigkeit der durch eine Perforierung
62 gebildeten Klimazone des Filters 63 des Artikels 3 die Prüfluft ohne Leckverluste
in die beiden Enden des zu prüfenden Artikels 3 eingeleitet, so daß gegebenenfalls
aus dem Artikel 3 austretende Luft und damit ein Absinken des Druckes am Manometer
58 als genaues Maß für die Dichtigkeit der Umhüllung bzw. der Luftdurchlässigkeit
der Perforierung 62 angesehen werden kann.
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Bei dedweiteren Umdrehung der Prüftrommel 1 entfernen sich die Träger
21 wieder voneinander, wobei gleichzeitig die Steuerrolle 47 den erhabenen Kurvenabschnitt
52 erreicht und durch Verdrehen des Nockens 42 das freie Ende 41 der Ringfeder 37
beaufschlagt und deren Durchmesser vergrößert, so daß das entlastete und sich wieder
aufweitende Dichtelement 26 den Artikel 3 freigibt.
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Zum Obergeben des Artikels 3 auf eine nicht dargestellte Fördertrommel
wird der Haltedruck in den Stegmulden 2 abgebaut. Falls die Prüfung ergeben hat,
daß die vorgegebenen Prüfungssollwerte nicht eingehalten werden, wird der als fehlerhaft
erkannte Artikel auf bekannte, nicht weiter dargestellte Weise von einer gesteuerten
Auswerfvorrichtung aus dem weiteren Produktionsgang ausgeschieden.
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In den Figuren 3 und 4 ist eine alternative Ausführung in Form eines
Dichtelementes 126 dargestellt, welches im Innern mit einer elastischen, eine zentrale
Luftdurchtritts-
Stw.: Zigarettenenden abdichten-Schlauchschelle-II
öffnung 164 aufweisenden Stirnwand 166 versehen ist, die sich vor dem Zusammenziehen
der Ringfeder 137 und damit vor dem Beginn der Umfangsabdichtung des Artikels 103
gegen die Filterstirnwand des Artikels 103 anlegt und somit eine Qualitätsprüfung
des Filterendes ermöglicht. So werden zum Beispiel bei schräg geschnittenem Filterende
der Artikel 103 entsprechende Leckverluste der Prüfluft an der Filterstirnfläche
diesen Qualitätsmangel durch einen Druckabfall im Prüfsystem anzeigen. Anschließend
erfolgt dann gemäß Figur 4 die übrige Leckprüfung bzw. Klimazonenprüfung durch Schließen
der Umfangsabdichtung des Dichtelementes 126.
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