DE3534453A1 - Umfangsabdichtung zum pruefen von stabfoermigen artikeln der tabakverarbeitenden industrie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Umfangsabdichtung zum Prüfen von in Aufnahmen eines rotierenden Prüfförderers transpor­ tierten stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Indu­ strie, insbesondere von Mundstückzigaretten mit einer das Mundstückende durchsetzenden, mit einer Ventilationszone des Mundstücks in Strömungsverbindung stehenden sowie an der Stirnfläche des Mundendes des Mundstücks austretenden Beiluftzuführung, umfassend eine einen rotationssymmetri­ schen, das Mundstück umschließenden Dichtungskörper auf­ nehmende Halterung.

Abdichtelemente der eingangs bezeichneten Gattung sind all­ gemein zum Prüfen der Unversehrtheit der Umhüllung von stabförmigen Rauchartikeln bzw. zum Prüfen der gewollten Luftdurchlässigkeit ventilierter Mundstück- bzw. Filter­ zigaretten bekannt. Bei ventilierten Filterzigaretten neuerer Art ist die perforierte Klimazone an rillenartige Beiluft- bzw. Nebenluftkanäle angeschlossen, die das Filter­ mundstück im äußeren Umfangsbereich axial durchsetzen und am Mundende stirnseitig austreten. Diese Kanäle können auch weiter im Inneren des Filters sowie auch schräg oder wen­ delförmig verlaufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, welche die Prüfung der Luftdurchlässigkeit einer derart gestalteten Klimazone ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halterung einen das Mundstückende abstützenden, den Aus­ trittsquerschnitt der Beiluftzuführung freilassenden bzw. aussparenden Stirnanschlag aufweist.

Unverfälschte Meßsignale über die Luftdurchlässigkeit der Klimazone werden dadurch erhalten, daß in den vom Stirnan­ schlag ausgesparten Bereich der Beiluftzuführung Prüfluft­ kanäle der Halterung einmünden.

Insbesondere bei rillenartigen Beiluftkanälen am Umfang der Artikel ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung von Vorteil, die darin besteht, daß der Stirnanschlag einen eine Zentral­ fläche des Mundstückendes abstützenden Kernflächenabschnitt aufweist.

Für den Fall, daß die Beiluftkanäle mehr im Inneren des Fil­ ters verlaufen, ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung von Vorteil, bei der der Stirnanschlag einen sich radial zum Mundstückende erstreckenden Stegquerschnitt aufweist. Zweckmäßigerweise ist ein derartiger Stegquerschnitt gemäß einer Weiterbildung durch ein Stegekreuz gebildet, in dessen Freiräume die Prüfluftkanäle der Halterung einmünden.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen werden definierte, auf die Klimazone bzw. deren Beiluftkanäle bezogene Prüfsignale erhalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Prüftrommel im Bereich der Prüfstation,

Fig. 2 einen vergrößerten Teillängsschnitt durch eine Umfangsabdichtung gemäß Erfindung,

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Umfangs­ abdichtung und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Umfangsabdichtung nach der Linie IV-IV gemäß Fig. 3.

Der in Fig. 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 Zi­ garetten verbunden und die entstehenden Filterzigaretten auf die Dichtigkeit ihrer Umhüllungen bzw. auf eine vorge­ gebene Luftdurchlässigkeit ihrer Klimazone im Filterteil geprüft werden.

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 Unter­ druck festgehalten werden. Die Stegmulden 2 sind so tief, daß sie etwas mehr als die Hälfte des Querschnitts einer Filterzigarette 3 aufnehmen bzw. etwas mehr als den halben Umfang der Filterzigarette umschließen. 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 zylindri­ schen 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 ring­ förmiges Verbindungsstück 11 und Schrauben 12 mit der Prüftrommel 1 fest verbunden ist.

Auf der Hohlachse 7 einerseits und auf einer auf der Welle 9 gelagerten und mittels eines am Maschinenrahmen befestig­ ten Hebels 13 festgehaltenen Buchse 14 andererseits sind mit Federverbindungen 16 Lagerringe 17 befestigt, auf de­ nen 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.

Die Lager 19 dienen zur Lagerung von Trägern 21, die in den beschriebenen, schräg zur Antriebswelle 9 geneigten Ebenen umlaufen. Sie werden von Steuersegmenten 22 beaufschlagt, die mit den ortsfesten Lagerringen 17 über einen Verbin­ dungssteg 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 Federverbin­ dungen 16 verschoben werden. Dadurch werden die Träger 21 je nach der Länge der zu prüfenden Artikel mehr oder weni­ ger nahe in Richtung auf die Prüftrommel 1 verschoben. Nicht gezeigte Klemmittel dienen zum Fixieren der Lager­ ringe 17 auf der Hohlachse 7 bzw. der Buchse 14.

Zur Einleitung bzw. Ableitung von Prüfluft in die bzw. von den zu prüfenden Artikeln 3 sind auf der linken Seite an jedem Träger 21 zur Umfangsabdichtung der Artikel 3 dienende Dichtungskörper 26 und auf der rechten Trommelseite zur Stirnflächenabdichtung der Artikel 3 dienende Dichtungs­ körper 27 vorgesehen. Die Dichtungskörper 26 und 27 um­ schließen kragenförmig der Luftzuführung bzw. Luftableitung dienende Düsen bzw. Halterungen 28 bzw. 29, die an Prüf­ luftkanäle 31 angeschlossen sind. Diese verlaufen durch die Steuersegmente 22, auf denen ein Prüfluftanschluß 32 be­ festigt ist. Sie münden in einen Anschlußkanal 33, über den Prüfluft in die Düsen 29, 28 eingespeist bzw. daraus abge­ leitet wird. In der Dichtfläche 24 des Steuersegmentes 22 ist am Übergang vom Prüfluftkanal 29 bzw. 28 in den An­ schlußkanal 33 ein Steuerschlitz 34 vorgesehen, der kürzer als der Abstand zweier aufeinanderfolgender Stegmulden 2 auf der Prüftrommel 1 ist. Er erstreckt sich auf der vom Anschlußkanal 33 beschriebenen Kreisbahn und steuert den Einlaß bzw. Auslaß der Prüfluft in die Düse 29 bzw. aus der Düse 28.

Die zur Stirnflächenabdichtung der Artikel 3 dienenden Dichtungskörper 27 sind mit einer elastisch verformbaren Stirnwand 36 versehen, welche eine zentrale Luftdurchtritts­ öffnung 37 aufweist.

Die zur Umfangsabdichtung der Artikel 3 dienenden, ebenfalls rotationssymmetrischen bzw. hohlzylindrischen Dichtungs­ körper 26 bestehen aus einem weichen flexiblen Material, beispielsweise Gummi, und sind in ihrem Innendurchmesser veränderbar. Der Dichtungskörper 26 ist an seinem freien Ende mit einem Ringwulst 38 versehen, an den stirnseitig in Form einer metallischen Auflage ein Versteifungsring 39 angeklebt oder anvulkanisiert ist. Hinter dem Ringwulst 38 weist der Dichtungskörper einen aus einem verjüngten Wand­ abschnitt bestehenden geschwächten Wandringabschnitt 41 auf, welcher als nach innen ragende konvexe bzw. die äußere Mantelfläche des Dichtungskörpers 26 konkav einschnürende Ausformung gestaltet ist.

Die in den Stegmulden 2 gehaltenen Filterzigaretten 3 sind am Filterende mit einer perforierten Klimazone 42 versehen, die mit am Umfang des Filterendes axial verlau­ fenden, rillenartigen Beiluftkanälen 43 verbunden ist, die am Mundende des Filters austreten, so daß sich ein ring­ förmiger Kranz von Beiluftöffnungen an der Stirnseite des Filterendes ergibt.

Zur axialen Abstützung der Filterzigarette 3 innerhalb der Umfangsabdichtung 26 ist die den Dichtungskörper 26 auf­ nehmende Halterung 28 gemäß Fig. 2 mit einem Stirnanschlag 44 ausgestattet, welcher in Form eines Kernflächen- bzw. Kernringflächenabschnittes lediglich einen zentralen Flä­ chenabschnitt des Mundstückendes des Filters beaufschlagt, so daß die Austrittsöffnungen der Beiluftkanäle freiblei­ ben. ln den vom Stirnanschlag 44 ausgesparten bzw. freigelassenen Bereich der Öffnungen der Beiluftkanäle 43 münden Prüfluftkanäle 46 ein, welche den Stirnanschlag 44 radial durchsetzen.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4, in denen gleiche Elemente mit um hundert erhöhten Bezugszahlen versehen sind, ist der Stirnanschlag 144 als Stegquerschnitt in Form eines Stegekreuzes 147 aus­ gebildet, in dessen Freiräume Prüfluftöffnungen 146 der Düse bzw. Halterung 128 axial einmünden.

Gemäß Fig. 1 tauchen die Filterzigaretten 3 mit etwas mehr als der Hälfte ihres Querschnittes in die Aufnahme­ mulden 2 ein, d. h. die Aufnahmemulden 2 sind so tief aus­ geformt, daß sie etwas mehr als die Hälfte des Umfangs der Filterzigaretten 3 umschließen. Der auf diese Weise entstehende, die Aufnahmemulden 2 begrenzende stirnsei­ tige Randabschnitt 48 der Prüftrommel 1 dient als Anschlag­ fläche für den Ringwulst 38 bzw. den daran befestigten Ver­ steifungsring 39 des Dichtungskörpers 26. Die Träger 21 sind über Kupplungsbolzen 49 mit der Prüftrommel 1 verbun­ den. Diese ragen mit ihren freien Enden in Ausnehmungen 51 der Prüftrommel 1, die so groß bemessen sind, daß die Enden der Kupplungsbolzen 49 sich beim pendelnden Umlauf der Träger 21 frei in ihnen bewegen können. Außerdem sind Druckfedern 52 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 voneinander ent­ fernen.

Der rechte Prüfanschluß 32 wird über ein Vordruckventil 53 und eine Speiseleitung 54 mit Prüfluft beaufschlagt. Der linke Prüfluftanschluß 32 ist an eine Prüfleitung 56 ange­ schlossen, die mit einem Druck-Spannungs-Wandler 57 und einer Anzeige 58 zur Bestimmung des Druckes verbunden ist.

Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2:

Über einen nicht dargestellten Antrieb wird die Antriebs­ welle 9 in Umdrehung versetzt. Sie treibt über das Verbin­ dungsstück 11 die Prüftrommel 1 an, die sich mit der glei­ chen Drehzahl wie die Antriebswelle 9 dreht. Nun wird über den in der Hohlachse 7 verlaufenden Kanal 4 die Luft aus den Kanälen 6 abgesaugt. Mit dem auf diese Weise in den Stegmulden 2 erzeugten Unterdruck werden die zu prüfenden Artikel 3 auf der Prüftrommel 1 festgehalten.

Die Artikel 3 werden in dem Augenblick in die Stegmulden 2 gelegt, in dem die Träger 21 sich voneinander und von der Prüftrommel 1 aufgrund ihrer Schräglage entfernt haben. Während der Umdrehung der Prüftrommel 1, bei der die Trä­ ger 21 über die Kupplungsbolzen 49 mitgenommen werden, be­ wegen sich diese aufeinander zu, so daß sich der Dichtungs­ körper 27 mit seiner Stirnwand 36 gegen das rechte Tabak­ ende der Filterzigarette 3 legt, während sich der Dichtungs­ körper 26 bis über den Wandringabschnitt 41 hinaus über das Mundstückende der Filterzigarette 3 schiebt, wobei der Wand­ ringabschnitt 41 zunächst noch die Filterzigarette 3 mit geringem Abstand umschließt. Bei der weiteren Einwärtsbe­ wegung der Träger 21 legt sich der Ringwulst 38 bzw. der Versteifungsring 39 des Dichtungskörpers 26 gegen den die Aufnahmemulde 2 begrenzenden stirnseitigen Randabschnitt 48 der Prüftrommel 1, wobei der Dichtungskörper 26 axial ge­ staucht wird, so daß sich der nach innen ragende Wandring­ abschnitt 41 verformt und sich dabei radial einwärts in den Innenraum des Dichtungskörpers 26 vorschiebt und sich eng um die Mantelfläche der Filterzigaretten 3 dichtend herum­ legt. Die für eine dichtende Anlage des rechten Zigaretten­ endes an der Stirnwand 36 des Dichtungskörpers 27 erforder­ lichen Axialkraft wird durch den eine Zentralfläche des Mundstückendes der Filterzigarette beaufschlagenden Stirn­ anschlag 44 der Halterung 28 bewirkt. In dieser Einspannstellung der Filterzigarette 3 kann die Prüfung der Luftdurchläs­ sigkeit der durch die Perforierung gebildeten Klimazone 42 des Filterendes vorgenommen werden, wobei die über die Speiseleitung 54, den Prüfluftanschluß 32, den Steuer­ schlitz 34, den Anschlußkanal 33 und den stirnseitigen Dichtungskörper 27 zugeführte Prüfluft zunächst die Filter­ zigarette 3 längs durchströmt, an deren linken filtersei­ tigen Stirnende innerhalb des Dichtungskörpers 26 austritt, von dort in die freiliegenden Öffnungen der Beiluftkanäle 43 eintritt, welche sie in entgegengesetzter Richtung durchströmt, um dann über die perforierte Klimazone 42 in die Atmosphäre auszutreten. Der dadurch bewirkte Druckab­ fall der Prüfluft wird über die Prüfluftkanäle 46, den An­ schlußkanal 33, den Steuerschlitz 34, den Prüfluftkanal 31 und den Prüfluftanschluß 32 durch den in der Prüfleitung 56 installierten Druck-Spannungswandler 57 gemessen, in be­ kannter Weise zu Prüfsignalen verarbeitet und mit der An­ zeige 58 angezeigt.

Bei der weiteren Umdrehung der Prüftrommel 1 entfernen sich die Träger 21 im Bereich der Dichtungskörper 26 und 27 wieder voneinander, wobei der Ringwulst 38 des Dichtungs­ körpers 26 zunehmend vom Gegendruck des stirnseitigen Randabschnittes 48 der Prüftrommel 1 entlastet wird und sich axial in seine Ausgangslage zurückbewegt. In gleichem Maße wird der Wandringabschnitt 41 des Dichtungskörpers 26 wieder radial aufgeweitet und die Umfangsfläche des Arti­ kels 3 freigegeben. Zum Übergeben 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 der Luftdurchlässig­ keit der Klimazone nicht eingehalten werden, wird der als fehlerhaft erkannte Artikel auf bekannte, nicht weiter dar­ gestellte Weise von einer gesteuerten Auswerfvorrichtung aus dem weiteren Produktionsgang ausgeschieden.

Claims (5)

1. Umfangsabdichtung zum Prüfen von in Aufnahmen eines rotierenden Prüfförderers transportierten stabförmigen Ar­ tikeln der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere von Mundstückzigaretten mit einer das Mundstückende durchsetzen­ den, mit einer Ventilationszone des Mundstücks in Strömungs­ verbindung stehenden, sowie an der Stirnfläche des Mund­ endes des Mundstücks austretenden Beiluftzuführung, umfas­ send eine einen rotationssymmetrischen, das Mundstück um­ schließenden Dichtungskörper aufnehmende Halterung, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (28) einen das Mundstück­ ende abstützenden, den Austrittsquerschnitt der Beiluftzu­ führung (43) freilassenden bzw. aussparenden Stirnanschlag (44) aufweist.

2. Umfangsabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in den vom Stirnanschlag (44) ausgesparten Bereich der Beiluftzuführung (43) Prüfluftkanäle (46) der Halterung (28) einmünden.

3. Umfangsabdichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnanschlag (44) einen eine Zen­ tralfläche des Mundstückendes abstützenden Kernflächenab­ schnitt aufweist.

4. Umfangsabdichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnanschlag (144) einen sich radial zum Mundstückende erstreckenden Stegquerschnitt (147) aufweist.

5. Umfangsabdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stegquerschnitt (147) durch ein Stegekreuz ge­ bildet ist, in dessen Freiräume die Prüfluftkanäle (146) der Halterung (128) einmünden.