DE4341814C1

DE4341814C1 - Determining mass equilibrium of cigarette during smoking

Info

Publication number: DE4341814C1
Application number: DE4341814A
Authority: DE
Inventors: Bernd-Henrik Dipl Phys Mueller; Wolfgang Dipl Ing Trinkies
Original assignee: BAT Cigarettenfabriken GmbH
Current assignee: British American Tobacco Germany GmbH
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2013-12-09

Abstract

A weighing unit (32, fig. 3) is provided for determining the residual mass of the cigarette (20), with which the intermittently smoked cigarette, during the draw phase, is connected with the smoking machine (4). The residual mass of the cigarette (120) is continuously established during the rest phase, including the ash, resulting when the smoking machine is decoupled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Massenbilanz einer Cigarette während des Abrauchens nach dem Anspruch 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens nach Anspruch 2.The invention relates to a method for recording the mass balance of a Cigarette while smoking according to claim 1, and a Device for carrying out such a method according to claim 2.

Zur Analyse des Rauches von Cigaretten ist es allgemein bekannt, Cigaretten in einer Rauchmaschine abzurauchen und den kontinuierlich oder intermittierend abgesaugten Hauptrauch, der aus der Stirnseite der Cigarette austritt, analytisch zu erfassen, indem beispielsweise der Hauptrauch durch einen Cambridge-Filter geleitet wird. In ähnlicher Weise ist es auch bekannt, den Nebenrauch einer Cigarette, der insbesondere in der zugfreien Glimmphase von der Cigarette abraucht, analytisch zu erfassen, und beispielsweise ebenfalls mit einem Cambridge-Filter aufzufangen. Es ist auch bekannt, die Veränderung der Masse einer Cigarette während des Abrauchens durch eine Waage festzustellen.To analyze the smoke of cigarettes, it is generally known Smoking cigarettes in a smoking machine and continuously or intermittently extracted main smoke that comes from the front of the cigarette emerges analytically by, for example, the main smoke through a Cambridge filter is passed. Similarly, it is also known Secondary smoke of a cigarette, especially in the draft-free smoldering phase of the cigarette wears out analytically and, for example, also with a Cambridge filter. It is also known to change the Determine mass of a cigarette while smoking by using a weighing scale.

Mit Hilfe derartiger Einrichtungen ist es praktisch nicht möglich, eine komplette Massenbilanz zu erstellen, insbesondere nicht während der Abrauchphase der Cigarette.With the help of such facilities, it is practically not possible to create a complete mass balance, especially not during the Smoking phase of the cigarette.

In der DE-Z: "Beiträge zur Tabakforschung International", Band 12, Nr. 5, November 1984, S. 259-269 ist ein Verfahren zur Feststellung des Gewichtsverlustes von Cigaretten während eines Zuges bei verschiedenen Cigarettenumfängen angegeben. Der Gewichtsverlust der Cigaretten während der Abrauchphase wird dabei durch Feststellung der Gewichtsdifferenz der Cigaretten unmittelbar vor und unmittelbar nach einer Zugphase festgestellt. Eine kontinuierliche Erfassung der Masse der Cigarette während der Ruhepause ist dabei nicht vorgesehen. Des weiteren wird nur eine Analyse des Hauptrauchs vorgenommen, so daß eine Gesamtmassenbilanz der Cigarette durch dieses Verfahren nicht erstellbar ist.In DE-Z: "Contributions to Tobacco Research International", Volume 12, No. 5, November 1984, pp. 259-269 is a procedure for determining the Weight loss from cigarettes during a train at different Cigarette sizes specified. The weight loss of the cigarettes during the smoking phase is determined by determining the weight difference Cigarettes detected immediately before and immediately after a pull phase. A is continuous recording of the mass of the cigarette during the rest period not provided. Furthermore, only an analysis of the main smoke is made made so that a total mass balance of the cigarette by this The procedure cannot be created.

Die in der "ISO-Norm 33 08" Manuskript März 1991 angegebene Abrauchmaschine dient nur zur Analyse des Hauptrauchs. Sie ermöglicht weder eine Analyse des Nebenrauchs noch eine Massenbilanz. The smoke machine specified in the "ISO standard 33 08" manuscript March 1991 is only used for the analysis of the main smoke. It does not allow an analysis of secondary smoke or a mass balance.

In der DE 41 23 098 C2 ist ein Cigarettenhalter in einer Cigarettenrauchmaschine mit einer pneumatisch betätigbaren Lippendichtung angegeben, ohne daß dort Einzelheiten angegeben sind, wie eine Massenbilanz erstellt werden könnte.DE 41 23 098 C2 is a cigarette holder in one Cigarette smoke machine with a pneumatically operated lip seal specified, without giving details are how a mass balance could be drawn up.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Massenbilanz einer Cigarette anzugeben, durch die eine kontinuierliche Erfassung der wesentlichen Massen einer Cigarette beim Abrauchen zwischen zwei Zugphasen möglich ist.The invention is based, a method and a task Specify device for recording the mass balance of a cigarette by which continuously records the essential mass of a cigarette Smoking between two train phases is possible.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3-11 angegeben.This object is achieved by the one specified in claims 1 and 2 Invention solved. Advantageous developments of the invention are in the Subclaims 3-11 specified.

Gemäß der Erfindung wird zur Erfassung der Massenbilanz einer Cigarette während des Abrauchens eine Analyse des Hauptrauchs durchgeführt und dessen Masse festgestellt. Es erfolgt ferner eine Erfassung der Masse und eine Analyse des Nebenrauchs. Eine Waage ist zur Erfassung der Restmasse der Cigarette einschließlich der entstandenen Ascheanteile während des Abrauchens vorgesehen. Die intermitierend abgerauchte Cigarette ist während der Zugphase mit einer Rauchmaschine verbunden. In der Ruhephase wird die Restmasse der Cigarette bei abgekoppelter Rauchmaschine festgestellt.According to the invention is used to record the mass balance of a cigarette performed an analysis of the main smoke while smoking and its mass determined. The mass is also recorded and a Analysis of secondary smoke. A scale is used to record the residual mass of the Cigarette including the ash content created during smoking. The intermittently smoked cigarette is with one during the pull phase Smoke machine connected. In the resting phase, the remaining mass of the cigarette detected with the smoke machine disconnected.

Bei diesem Verfahren werden alle Massekomponenten einer Cigarette erfaßt. Der Hauptrauch wird von der Rauchmaschine angesaugt, während der Nebenrauch insbesondere über einen Kaminabzug gesammelt wird. Die Restmasse der Cigarette einschließlich Asche kann mit einer Waage gemessen werden, sobald die Cigarette während der Ruhephase keine Verbindung mit der Rauchmaschine aufweist.In this process, all the mass components of a cigarette detected. The main smoke is sucked in by the smoke machine during the Secondary smoke is collected in particular via a chimney extractor. The Residual mass of the cigarette including ash can be measured with a balance as soon as the cigarette is not connected to the Has smoke machine.

Die Masse des Nebenrauchs läßt sich ständig erfassen, sowohl während der Ruhephase als auch während der Zugphase.The mass of secondary smoke can be recorded continuously, both during the resting phase as well as during the pull phase.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Rauchmaschine zur kontinuierlichen Erfassung der Masse und zur Analyse des Hauptrauchs, eine Einrichtung zur kontinuierlichen Erfassung der Masse und zur Analyse des Nebenrauchs und eine Waage zur kontinuierlichen Erfassung der Restmasse der Cigarette einschließlich der entstehenden Asche während des Abrauchens zwischen zwei Zugphasen auf. The device according to the invention has a smoking machine for continuous Recording the mass and analyzing the main smoke, a device for continuous Acquisition of mass and analysis of secondary smoke and a scale for continuous Detection of the residual mass of the cigarette, including the ash that forms during smoking between two pulling phases.

Vorzugsweise ist ein als Rauchraum dienendes geschlossenes Gehäuse vorgesehen, das einen Anschluß für die Rauchmaschine, einen Anschluß für die Einrichtung zur Erfassung der Masse und zur Analyse des Nebenrauchs und einen Zuluftanschluß aufweist. Damit wird es möglich, sämtlichen entstehenden Rauch entweder der Rauchmaschine oder der Einrichtung zur Erfassung der Masse und zur Analyse des Nebenrauchs zuzuführen.A closed housing serving as a smoke space is preferred provided that a connection for the smoke machine, a connection for the Device for measuring the mass and analyzing the secondary smoke and has a supply air connection. This makes it possible for everyone resulting smoke either from the smoke machine or the device for Recording the mass and supplying it for analysis of secondary smoke.

Insbesondere befindet sich die Waage zur Erfassung der Restmasse der Cigarette ebenfalls im Rauchraum, um die Restmasse zwischen zwei Zugphasen der Rauchmaschine zu erfassen. Die Integration der Waage in den Rauchraum hat den Vorteil, daß der Rauchraum während der Messung nicht geöffnet werden muß.In particular, there is the balance for recording the residual mass of the Cigarette also in the smoking room to the remaining mass between two draft phases the smoke machine. The integration of the scale in the smoke room has the advantage that the smoke room is not opened during the measurement got to.

Damit die gesamte Masse der Cigarette erfaßt werden kann, ist es vorteilhaft, wenn die Waage einen Halter zum Festhalten der Cigarette im Filterbereich sowie eine Auffangschale zum Auffangen der Asche aufweist.So that the entire mass of the cigarette can be grasped, it is advantageous if the scale has a holder for holding the cigarette in the filter area as well has a drip tray to catch the ashes.

Während der Zugphase ist die Cigarette insbesondere über eine pneumatisch betätigbare Lippendichtung mit der Rauchmaschine verbunden. In der Ruhephase öffnet sich die Lippendichtung, so daß keinerlei Berührung mit der Rauchmaschine vorhanden ist. Während dieser Zeit kann daher unbeeinflußt von irgendeiner mechanischen Verbindung die Restmasse der Cigarette erfaßt werden. During the puff phase, the cigarette is especially one pneumatically operated lip seal connected to the smoke machine. In During the rest phase, the lip seal opens so that there is no contact with it the smoke machine is present. During this time, therefore, can be unaffected the residual mass of the cigarette is captured by some mechanical connection become.

Zum Auffangen des Nebenrauchs ist insbesondere vorgesehen, daß oberhalb der Cigarette ein Kamin angeordnet ist, der die Cigarette berührungslos nach oben hin abdeckt. Der Kamin kann eine Saugquelle aufweisen, so daß der gesamte Nebenrauch in den Kamin gesaugt wird. Dem Kamin kann dabei eine Waage zur massenmäßigen Erfassung des Nebenrauchs zugeordnet sein. Wenn eine hochempfindliche Waage verwendet wird, reicht es auch aus, nur eine proportionale Menge des Nebenrauchs der hochempfindlichen Waage zuzuführen.To collect the secondary smoke, it is particularly provided that A chimney is arranged above the cigarette, making the cigarette non-contact covering upwards. The chimney can have a suction source, so that the all secondary smoke is sucked into the fireplace. The fireplace can do one A scale for mass recording of secondary smoke must be assigned. If if a highly sensitive scale is used, it is also sufficient to use only one Proportional amount of secondary smoke from the highly sensitive scale feed.

Die Waage zur Erfassung der Masse der Cigarette ist insbesondere eine Kraftaufnehmerwaage mit Nachregelung, so daß der Ort der Cigarette sich nicht verändert. Dies hat den Vorteil, daß während der Ruhephase der Cigarette eine Berührung mit der Lippendichtung zum Anschluß an die Rauchmaschine verhindert wird.The scale for recording the mass of the cigarette is in particular one Load cell scale with readjustment so that the location of the cigarette is not changed. This has the advantage that a during the resting phase of the cigarette Contact with the lip seal for connection to the smoke machine is prevented.

Zur Steuerung des elektrischen und pneumatischen Ablaufs der Erfassung der Massenbilanz ist insbesondere eine zentrale Steuereinrichtung vorgesehen.To control the electrical and pneumatic process of recording a central control device is provided in particular for the mass balance.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, im wesentlichen alle Massen beim Abrauchen einer Cigarette gleichzeitig zu erfassen. Dies betrifft insbesondere die Masse der Cigarette, inkl. Filter, die Masse des gebildeten Kondensats im Hauptrauch und im Nebenrauch und die Massen der gebildeten Gase im Haupt- und Nebenrauch. Alle Messungen können während eines, der Norm entsprechenden, Abrauchzyklus durchgeführt werden. Während der Glimmphase ist die Cigarette vollständig von der Rauchmaschine entkoppelt, so daß die Waage nicht gestört wird. Bei einem Zug wird die Lippendichtung um das Cigarettenfilter geschlossen. Die Messung ist innerhalb von 2 Sekunden, der Norm entsprechend, nach Beendigung eines Zuges sofort wieder möglich. Das Gewicht der Cigarette kann damit zeitlich verfolgt werden, wobei lediglich Unterbrechungen der Messungen während eines Zuges vorhanden sind, die jedoch interpoliert werden können. Die mögliche Verwendung einer hochempfindlichen Piezo- Quarzwaage erlaubt es, die Masse des gebildeten Nebenrauchs kontinuierlich zu vermessen. Der Kamin für die Sammlung des Nebenrauchs kann unterschiedlich ausgestaltet werden. Neben einer verschiedenen Auswahl von Filtern im Kamin kann auch durch entsprechende Festlegung der Proportionen des Einlaßquerschnitts des Probenahmeröhrchens zum Querschnitt des Kamins die Menge an Nebenrauch festgelegt werden, um insbesondere ein zu schnelles Verstopfen des Strömungsweges der Piezo-Quarzwaage zu vermeiden.By means of the device according to the invention it is essentially possible to record all masses when smoking a cigarette at the same time. this concerns in particular the mass of the cigarette, including the filter, the mass of the formed Condensate in the main smoke and secondary smoke and the masses of those formed Gases in the main and secondary smoke. All measurements can be made during one of the Standard, smoke cycle. During the The cigarette is completely decoupled from the smoke machine, so that the scale is not disturbed. With a train, the lip seal is around the Cigarette filter closed. The measurement is within 2 seconds According to the norm, immediately possible after a train has ended. The Weight of the cigarette can thus be tracked over time, whereby only Interruptions of measurements during a train are present however, can be interpolated. The possible use of a highly sensitive piezo Quartz scale allows the mass of secondary smoke formed to continuously increase measured. The chimney for collecting secondary smoke can vary be designed. In addition to a different selection of filters in the fireplace can also be determined by appropriate proportions of the Inlet cross section of the sampling tube to the cross section of the chimney Amount of secondary smoke can be set to be particularly fast Avoid clogging the flow path of the piezo quartz balance.

Anstelle einer Zuführung von Luft zu der Einrichtung kann auch ein anderes Gas eingeführt werden. Es ist auch möglich, anstelle eines Strömungsgenerators am oberen Ende des Kamins über den äußeren Anschluß Druckgas zuzuführen, sofern keine unkontrollierten Auslässe vorhanden sind. Bei Verwendung eines Strömungsgenerators kann die Strömungsgeschwindigkeit durch eine einstellbare Pumpe variabel ausgestaltet werden.Instead of supplying air to the device, a other gas are imported. It is also possible to use one instead Flow generator at the top of the chimney via the outer connection Supply compressed gas if there are no uncontrolled outlets. At Using a flow generator can reduce the flow rate can be configured variably with an adjustable pump.

Vorzugsweise sind in allen Strömungswegen geeignete Gassensoren, z. B. für CO, CO₂, O₂ vorgesehen. Durch die Messung der Verbrennungsgase und die Kenntnis über deren Verhältnis zueinander kann auf die Art und Vollständigkeit der Verbrennung beim Abrauchen der Cigarette geschlossen werden. Die Messung der Gaszuflußmenge am äußeren Anschluß erlaubt die Erstellung einer Gesamtbilanz einschließlich der durch die Verbrennung gebildeten zusätzlichen Gasmenge.Suitable gas sensors, e.g. B. provided for CO, CO₂, O₂. By measuring the combustion gases and the knowledge of their relationship to each other can depend on the type and Completeness of combustion when smoking the cigarette closed become. The measurement of the gas flow rate at the outer connection allows the Preparation of an overall balance including that from the incineration formed additional amount of gas.

Sämtliche Betätigungsvorrichtungen werden insbesondere pneumatisch bewegt. Zur Vermeidung einer Verletzungsgefahr bei Fehlbedienungen ist die Steuerung des gesamten Ablaufs und die Sicherung der Bedienung durch eine elektronische Steuereinheit realisiert.All actuators are particularly pneumatic emotional. To avoid the risk of injury in the event of incorrect operation, the Control of the entire process and ensuring the operation by one electronic control unit realized.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment explained. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht des Gesamtaufbaus der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 1 is a side view of the overall construction of the device according to the invention,

Fig. 2 eine Ansicht einer Einrichtung von Fig. 1 von oben, Fig. 2 is a view of a device of FIG. 1 from above,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Wägeschlittens mit Kraftaufnehmer in abgesenkter Stellung, Fig. 3 is a side view of a force transducer with Wägeschlittens in the lowered position,

Fig. 4 eine Ansicht eines Wägeschlittens mit Kraftaufnehmer in angehobener Stellung, Fig. 4 is a view of a force transducer with Wägeschlittens in the raised position,

Fig. 5 eine Vorderansicht des Wägeschlittens, bei dem der Kraftaufnehmer sich in abgesenkter Stellung (vgl. Fig. 3) befindet, Fig. 5 is a front view of the Wägeschlittens, wherein said force transducer is in the lowered position (see. FIG. 3),

Fig. 6 eine Vorderansicht des Wägeschlittens, bei dem der Kraftaufnehmer sich in angegebener Stellung (vgl. Fig. 4) befindet, Fig. 6 is a front view of the Wägeschlittens, wherein said force transducer is located in a specified position (see. FIG. 4),

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm. Fig. 7 is a timing chart.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist auf einer Grundplatte 6 aufgebaut und enthält ein geschlossenes Gehäuse 1, an das sich eine handelsübliche Rauchmaschine 4 anschließt. Gehäuse 1 und Rauchmaschine 4 sind über eine Seitenplatte 7 mit einer Durchgangsöffnung voneinander getrennt. Die Rauchmaschine 4 enthält eine elektronische Steuereinheit 5, die die Einstellung der Parameter für die Durchführung der Messungen ermöglicht.The device shown in Fig. 1 is built on a base plate 6 and contains a closed housing 1 to which a commercially available smoke machine 4 is connected. Housing 1 and smoke machine 4 are separated from one another via a side plate 7 with a through opening. The smoke machine 4 contains an electronic control unit 5 , which enables the setting of the parameters for carrying out the measurements.

Das Gehäuse 1 weist einen Anschluß 3 für eine Gaszufuhr auf, der insbesondere mit der Atmosphäre verbunden ist. Durch eine Bestückungsklappe 2 läßt sich eine Cigarette 20 in das Innere des Gehäuses 1 einbringen bzw. eine abgerauchte Cigarette entnehmen.The housing 1 has a connection 3 for a gas supply, which is in particular connected to the atmosphere. By a mounting flap 2, a cigarette 20 can be introduced into the interior of the housing 1 or removing a fumed cigarette.

Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich ein Wägeschlitten, der von einer ersten Position 13 in eine zweite Position 14 mittels eines Linearverstellers 16 verschiebbar ist. Hierzu dient ein Schubzylinder 15. Die erste Position 13 des Wägeschlittens (gestrichelt dargestellt) ist die Bestückungsposition, in der bei geöffneter Bestückungsklappe 2 eine Cigarette 20 in das Innere des Gehäuses 1 eingebracht und auf dem Wägeschlitten positioniert werden kann. Nach Schließen der Bestückungsklappe 2 und Abfrage verschiedener Sicherheitseinrichtungen kann der Wägeschlitten mittels des Schubzylinders 15 in die zweite Position 14 überführt werden, die in ausgezogener Linienführung dargestellt ist. Die Cigarette 20 befindet sich dabei in einer Stellung, in der ihr Filterende sich innerhalb eines Vakuumcigarettenhalters 18 befindet. Dieser kann durch Anlegen eines Vakuums geöffnet werden, so daß das Filterende in diesem Zustand keinerlei Berührung mit dem Vakuumcigarettenhalter 18 hat. Bei Belüftung des Vakuumcigarettenhalters 18 schließt sich die Lippendichtung 26 um das Filterende.In the interior of the housing 1 there is a weighing slide which can be moved from a first position 13 to a second position 14 by means of a linear adjuster 16 . A push cylinder 15 is used for this . The first position 13 of the weighing slide (shown in dashed lines) is the loading position in which a cigarette 20 can be inserted into the interior of the housing 1 when the loading flap 2 is open and can be positioned on the weighing slide. After closing the loading flap 2 and querying various safety devices, the weighing slide can be transferred to the second position 14 by means of the push cylinder 15 , which is shown in solid lines. The cigarette 20 is in a position in which its filter end is inside a vacuum cigarette holder 18 . This can be opened by applying a vacuum, so that the filter end has no contact with the vacuum cigarette holder 18 in this state. When the vacuum cigarette holder 18 is ventilated, the lip seal 26 closes around the filter end.

Wenn die Rauchmaschine 4 nun betätigt wird, wird ein definiertes Strömungsvolumen (Hauptrauch) aus der Cigarette 20 abgezogen. Mittels eines durch einen Schubzylinder 21 (vgl. Fig. 2) betätigbaren Schiebers 17, der sich in der Seitenplatte 7 befindet, kann ein Cambridge-Filter 52 in den Rauchkanal geschaltet werden, um den kondensierbaren Teil des Hauptrauchs in diesem Filter 52 abzulagern. Der Cambridge-Filter 52 ist mittels geeigneter Verschraubung direkt in dem Schieber 17 montiert, so daß der Schieber 17 gleichzeitig den Filterhalter darstellt. In den Zeichnungen nicht dargestellt ist, daß entweder zwischen Cambridge-Filter 17 und Rauchmaschine 4 (am Verbindungsrohr 27) oder am Gasaustrittsteil der Rauchmaschine 4 Gassensoren angeflanscht werden können.If the smoking machine 4 is now actuated, a defined flow volume (main smoke) is withdrawn from the cigarette 20 . A Cambridge filter 52 can be switched into the smoke channel by means of a slide 17 which can be actuated by a push cylinder 21 (cf. FIG. 2) and is located in the side plate 7 , in order to deposit the condensable part of the main smoke in this filter 52 . The Cambridge filter 52 is mounted directly in the slide 17 by means of a suitable screw connection, so that the slide 17 simultaneously represents the filter holder. It is not shown in the drawings that gas sensors can be flanged between the Cambridge filter 17 and the smoke machine 4 (on the connecting pipe 27 ) or on the gas outlet part of the smoke machine 4 .

Oberhalb des Wägeschlittens ist ein Trichter 12 vorgesehen, der den von der Cigarette 20 abrauchenden Nebenrauch erfaßt und in den Kamin 9 überleitet. Am Ende des Kamins 9 ist ein Strömungsgenerator 8 vorgesehen, der den Nebenrauch abzieht. Die Filterung des Nebenrauches erfolgt insbesondere ebenfalls über ein Cambridge-Filter 53, das im Filterhalter 10 angeordnet ist. Um die Masse des Nebenrauchs zu erfassen, ist ein Probennahmeröhrchen 11 vorgesehen, das in den Kamin 9 ragt und einen Teil des aufsteigenden Nebenrauchs erfaßt, so daß die im Probenahmeröhrchen 11 abgesaugte Nebenrauchmenge proportional dem Flächenverhältnis des Eingangs des Probenahmeröhrchens 11 zur Kaminfläche ist. Das Probenahmeröhrchen 11 führt auf eine Quarzwaage 22, in der die Masse des kondensierbaren Teils des Nebenrauchs ermittelt werden kann. Nicht dargestellt ist die bekannte Art und Weise, Gassensoren anzuflanschen.Above the weighing slide, a funnel 12 is provided, which detects the secondary smoke smoking from the cigarette 20 and transfers it to the chimney 9 . At the end of the chimney 9 , a flow generator 8 is provided, which extracts the secondary smoke. The secondary smoke is also filtered in particular via a Cambridge filter 53 which is arranged in the filter holder 10 . In order to detect the mass of the secondary smoke, a sampling tube 11 is provided which projects into the stack 9, and detects a part of the ascending side smoke, so that the sucked in the sampling tube 11 sidestream smoke amount of the sampling tube 11 is proportional to the area ratio of the entrance to the fireplace surface. The sampling tube 11 leads to a quartz balance 22 in which the mass of the condensable part of the secondary smoke can be determined. The known way of flange-mounting gas sensors is not shown.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung von oben. Der Wägeschlitten befindet sich dabei in der ersten Position 13, d. h. in der Bestückungsposition. Der Wägeschlitten läßt sich mittels der Kolbenstange 25 des Schubzylinders 15 von der ersten 13 in die zweite 14 Position überführen und gleitet dabei auf den Führungsstangen 23, 24. Die Figur zeigt insbesondere den Kamin 9, in den das Probenahmeröhrchen 11 hineinragt, dessen anderes Ende mit der hochempfindlichen Quarzwaage 22 verbunden ist. Ein Schubzylinder 19 ist vorgesehen, um einen elektrischen Anzünder 37 an das vordere Cigarettenende heranführen zu können. Der Schubzylinder 19 mit Anzünder 37 befindet sich auf dem Wägeschlitten und ist zusammen mit dem Wägeschlitten verschiebbar. Fig. 2 shows a view of the device from above. The weighing slide is in the first position 13 , ie in the loading position. The weighing slide can be moved from the first 13 to the second 14 position by means of the piston rod 25 of the push cylinder 15 and thereby slides on the guide rods 23, 24 . The figure shows in particular the chimney 9 into which the sampling tube 11 protrudes, the other end of which is connected to the highly sensitive quartz balance 22 . A push cylinder 19 is provided in order to be able to bring an electric igniter 37 to the front end of the cigarette. The push cylinder 19 with igniter 37 is located on the weighing slide and can be moved together with the weighing slide.

An die vakuumbetätigte Lippendichtung 26 schließt sich das Cambridge- Filter 52 und das Verbindungsrohr 27 an, das mit der Rauchmaschine 4 verbunden ist.The Cambridge filter 52 and the connecting pipe 27 , which is connected to the smoking machine 4 , adjoins the vacuum-actuated lip seal 26 .

Fig. 3 zeigt einen Wägeschlitten in vergrößerter Ansicht in einer ersten Stellung. Es ist ein Gleitschlitten 40 vorgesehen, der mittels der Kolbenstange 25 aus der ersten (13) in die zweite (14) Position überführbar ist. Auf dem Gleitschlitten 40 befindet sich ein fest angeordneter aufrechtstehender Halteblock 39, an dem eine bewegliche im wesentlichen horizontal angeordnete Grundplatte 31 im Drehpunkt 38 drehbar gelagert ist. Die Grundplatte 31 ist in ihrer Bewegung durch einen oberen Anschlag 28 und einen unteren Anschlag 29 begrenzt. Das Anheben der Grundplatte 31 erfolgt mittels eines Kolbens 41 eines Hubzylinders 30. Fig. 3 shows a weighing slide in an enlarged view in a first position. A sliding carriage 40 is provided which can be moved from the first ( 13 ) to the second ( 14 ) position by means of the piston rod 25 . On the sliding carriage 40 there is a fixed upright holding block 39 on which a movable, essentially horizontally arranged base plate 31 is rotatably mounted in the pivot point 38 . The movement of the base plate 31 is limited by an upper stop 28 and a lower stop 29 . The base plate 31 is raised by means of a piston 41 of a lifting cylinder 30 .

Am oberen Ende des Halteblocks 39 befindet sich auch der Schubzylinder 19 für den elektrischen Anzünder 37.The push cylinder 19 for the electric igniter 37 is also located at the upper end of the holding block 39 .

Es ist ein entnehmbarer schalenförmiger Cigarettenhalter 34 vorgesehen, der durch eine Auflage 33, die in Fig. 3 nur gestrichelt dargestellt ist, in Position gehalten wird. Der Cigarettenhalter 34 weist an seinem rückwärtigen Ende zwei ringförmige Halter 35, 36 auf, durch die die Cigarette 20 durchsteckbar ist und die zum Halten der Cigarette 20 dienen. Der untere Teil des Cigarettenhalters 34 besteht aus einer konkav gebogenen Platte (Auffangschale für Asche).A removable bowl-shaped cigarette holder 34 is provided, which is held in position by a support 33 , which is only shown in broken lines in FIG. 3. The cigarette holder 34 has at its rear end two ring-shaped holders 35 , 36 through which the cigarette 20 can be pushed and which serve to hold the cigarette 20 . The lower part of the cigarette holder 34 consists of a concavely curved plate (collecting tray for ashes).

Auf der beweglichen Grundplatte 31 befindet sich ein Kraftaufnehmer 32. In angehobener Stellung der Grundplatte 31 liegt der Cigarettenhalter 34 auf dem Kraftaufnehmer 32 auf.A force transducer 32 is located on the movable base plate 31 . In the raised position of the base plate 31 , the cigarette holder 34 rests on the force transducer 32 .

Fig. 4 zeigt die Anordnung von Fig. 3, bei der die Grundplatte 31 in angehobener Stellung dargestellt ist. Es ist deutlich zu erkennen, daß der Kraftaufnehmer 32 den Cigarettenhalter 34 unterstützt. Fig. 4 shows the arrangement of Fig. 3, in which the base plate 31 is shown in the raised position. It can clearly be seen that the force transducer 32 supports the cigarette holder 34 .

Die in Fig. 5 dargestellte Vorderansicht zeigt das Wägesystem in zurückgezogener Bestückungsposition 13 und Kraftaufnehmer 32 in abgesenkter Stellung. Auf dem Gleitschlitten 40 befinden sich seitlich zwei aufrechtstehende Schenkel 42, 43, an denen seitlich angebrachte horizontal wirkende Hubzylinder 50, 51 angeordnet sind. Deren Kolben wirken auf über Gelenke 46, 47 bewegbare Zangen 44, 45, die von und in Richtung auf die Schenkel 42, 43 bewegt werden können. Die Gelenke 46, 47 liegen parallel zur Kolbenstange 25. In zusammengefahrener Stellung erfassen die die Auflage bildenden Zangen 44, 45 den Cigarettenhalter 34 am Rand, so daß dieser unterhalb der Nasen 48, 49 eingeklemmt wird. Einerseits wird auf diese Weise der Cigarettenhalter 34 festgehalten und andererseits zentriert.The front view shown in FIG. 5 shows the weighing system in the retracted loading position 13 and force transducer 32 in the lowered position. On the sliding carriage 40 there are two upright legs 42 , 43 on the side, on which laterally mounted horizontally acting lifting cylinders 50 , 51 are arranged. Their pistons act on pliers 44 , 45 which can be moved via joints 46 , 47 and can be moved from and in the direction of the legs 42 , 43 . The joints 46 , 47 are parallel to the piston rod 25 . In the closed position, the pliers 44 , 45 forming the support grip the cigarette holder 34 at the edge, so that it is clamped below the lugs 48 , 49 . On the one hand, the cigarette holder 34 is held in this way and, on the other hand, centered.

Unterhalb des Cigarettenhalters 34 befindet sich zwischen den seitlichen Schenkeln der Zangen 44, 45 der Kraftaufnehmer 32, der gelenkig über den Drehpunkt 38 (Fig. 4) im Halteblock 39 auf der Grundplatte 31 gelagert ist. Fig. 5 zeigt den Kraftaufnehmer 32 in abgesenkter Stellung.Below the cigarette holder 34 is between the side legs of the tongs 44 , 45 of the force transducer 32 , which is articulated via the pivot point 38 ( FIG. 4) in the holding block 39 on the base plate 31 . Fig. 5 shows the load cell 32 in the lowered position.

Fig. 6 zeigt das Wägesystem in ähnlicher Weise wie Fig. 5, jedoch mit angehobenem Kraftaufnehmer 32. Dieser unterstützt den Cigarettenhalter 34. Die Zangen 44, 45 können dann über die Hubzylinder 50, 51 von dem Cigarettenhalter 34 entfernt werden, so daß der Cigarettenhalter 34 allein auf dem Kraftaufnehmer 32 ruht. Das Anheben und Absenken des Kraftaufnehmers 32 erfolgt mittels des Kolbens 41 des Hubzylinders 30. FIG. 6 shows the weighing system in a similar way to FIG. 5, but with the force transducer 32 raised. This supports the cigarette holder 34 . The pliers 44 , 45 can then be removed from the cigarette holder 34 via the lifting cylinders 50 , 51 , so that the cigarette holder 34 rests solely on the force transducer 32 . The force transducer 32 is raised and lowered by means of the piston 41 of the lifting cylinder 30 .

Fig. 7 zeigt ein Zeitablaufdiagramm der Abfolge der verschiedenen Verfahrensschritte. Nach dem Bestücken des Wägesystems mit einer Cigarette 20 und Start des Systems wird das Wägesystem in Rauchposition 14 gefahren. Es erfolgt nun die Freigabe der Waage, indem der Kraftaufnehmer 32 angehoben wird und die Zangen 44, 45 von dem Cigarettenhalter 34 entfernt werden. Nach freigegebener Waage können alle Meßwerte erfaßt werden. Es kann nun durch die Rauchmaschine 4 ein Zug mit einer bestimmten Zugdauer ausgelöst werden. Nach dessen Beendigung wird die Cigarette 20 aus der Lippendichtung 26 freigegeben. Nach Ablauf einer gewissen Zeit, z. B. 60 Sekunden., wird ein neuer Zug ausgelöst und danach die Cigarette 20 wieder freigegeben. Dies wird fortgesetzt, bis ein Stopptaster betätigt wurde oder die maximale Zuganzahl erreicht wurde. Fig. 7 shows a timing diagram of the sequence of the different process steps. After loading the weighing system with a cigarette 20 and starting the system, the weighing system is moved to smoke position 14 . The balance is now released by lifting the force transducer 32 and removing the tongs 44 , 45 from the cigarette holder 34 . After the scale has been released, all measured values can be recorded. The smoke machine 4 can now trigger a train with a specific train duration. After its termination, the cigarette 20 is released from the lip seal 26 . After a certain time, e.g. B. 60 seconds., A new train is triggered and then the cigarette 20 released again. This continues until a stop button has been pressed or the maximum number of trains has been reached.

Nach dem Abrauchen einer Cigarette 20 oder nachdem eine vorgegebene Zugzahl erreicht ist, werden die Zangen 44, 45 wieder geschlossen und der Kraftaufnehmer 32 abgesenkt. Nach dem Zurückfahren des Wägeschlittens in die Bestückungsposition 13 kann der Cigarettenrest durch die Bestückungsklappe 2 entnommen werden.After smoking a cigarette 20 or after a predetermined number of puffs has been reached, the tongs 44 , 45 are closed again and the force transducer 32 is lowered. After the weighing carriage has moved back into the loading position 13 , the remainder of the cigarette can be removed through the loading flap 2 .

Ein wesentliches Element der Vorrichtung ist die zangenartige Erfassung des Cigarettenhalters 34, um diesen präzise zu führen und zu zentrieren, so daß eine Berührung der Lippendichtungen 26 zum Anschluß an die Rauchmaschine 4 nur während eines Zuges stattfinden kann. Eine vorderseitige Zentrierung des Cigarettenhalters 34 erlaubt ferner die axiale Ausrichtung der Cigarette 20 einschließlich der Auffangschale. Dies ermöglicht Positioniertoleranzen von besser als 0,2 mm.An essential element of the device is the pincer-like detection of the cigarette holder 34 in order to guide and center it precisely, so that the lip seals 26 for connection to the smoking machine 4 can only be touched during a train. A front centering of the cigarette holder 34 also allows the axial alignment of the cigarette 20 including the drip tray. This enables positioning tolerances of better than 0.2 mm.

BezugszeichenlisteReference list

1 Gehäuse
2 Bestückungsklappe
3 Gaszufuhr, Zuluftanschluß
4 Rauchmaschine
5 zentrale Steuereinheit
6 Grundplatte
7 Seitenplatte
8 Strömungsgenerator, Saugquelle
9 Kamin, Anschluß für Nebenrauch
10 Filterhalter
11 Probenahmeröhrchen
12 Trichter
13 erste Position
14 zweite Position
15 Schubzylinder
16 Linearversteller
17 Filterschieber
18 Cigarettenhalter, Anschluß für Rauchmaschine 4
19 Schubzylinder
20 Cigarette
21 Schubzylinder
22 Quarzwaage, zweite Waage
23 Führungsstange
24 Führungsstange
25 Kolbenstange
26 Lippendichtung
27 Verbindungsrohr
28 oberer Anschlag
29 unterer Anschlag
30 Hubzylinder
31 Grundplatte
32 Kraftaufnehmer, erste Waage
33 Auflage
34 Cigarettenhalter mit Auffangschale
35 Ringhalter
36 Ringhalter
37 Anzünder
38 Drehpunkt
39 Halteblock
40 Gleitschlitten
41 Kolben
42 Schenkel
43 Schenkel
44 Zange, Zentriermittel
45 Zange, Zentriermittel
46 Gelenk
47 Gelenk
48 Nase
49 Nase
50 Hubzylinder, horizontal wirksam
51 Hubzylinder, horizontal wirksam
52 Cambridge-Filter
53 Cambridge-Filter. 1 housing
2 assembly flap
3 Gas supply, supply air connection
4 smoking machine
5 central control unit
6 base plate
7 side plate
8 flow generator, suction source
9 chimney, connection for secondary smoke
10 filter holders
11 sampling tubes
12 funnels
13 first position
14 second position
15 thrust cylinders
16 linear adjusters
17 filter slide
18 cigarette holder, connection for smoke machine 4
19 thrust cylinders
20 cigarette
21 thrust cylinders
22 quartz scale, second scale
23 guide rod
24 guide rod
25 piston rod
26 lip seal
27 connecting tube
28 upper stop
29 lower stop
30 lifting cylinders
31 base plate
32 load cells, first scale
33 edition
34 cigarette holder with drip tray
35 ring holder
36 ring holder
37 lighter
38 fulcrum
39 holding block
40 sliding carriages
41 pistons
42 legs
43 legs
44 pliers, centering device
45 pliers, centering device
46 joint
47 joint
48 nose
49 nose
50 lifting cylinders, effective horizontally
51 lifting cylinders, effective horizontally
52 Cambridge filter
53 Cambridge filter.

Claims

1. A method for recording the mass balance of a cigarette ( 20 ) while smoking with a smoke machine ( 4 ) for continuously recording the mass and for analyzing the main smoke, with a device for continuously recording the mass and for analyzing the secondary smoke and with a scale ( 32 ) for detecting the residual mass of the cigarette ( 20 ), in which the intermittently smoked cigarette ( 20 ) is connected to the smoking machine ( 4 ) during the pulling phases and in which the residual mass of the cigarette ( 20 ) including the ash formed continuously during the resting phases when the smoke machine ( 4 ) is disconnected.

2. Device for carrying out a method according to claim 1 for detecting the mass balance of a cigarette ( 20 ) during smoking, with a smoke machine ( 4 ) for continuously recording the mass and for analyzing the main smoke, a device for continuously recording the mass and for analysis the secondary smoke and a scale ( 32 ) for continuously recording the residual mass of the cigarette ( 20 ) including the ash formed during the smoking between two pulling phases.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a closed housing ( 1 ) is provided as a smoke space, which has a connection ( 18 ) for the smoke machine ( 4 ), a connection ( 9 ) for the device for detecting the mass and for Analysis of the secondary smoke and a supply air connection ( 3 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the balance ( 32 ) is provided in the smoking room to detect the residual mass of the cigarette ( 20 ) between two pulling phases of the smoking machine.

5. The device according to claim 4, characterized in that the balance ( 32 ) contains a holder ( 34 ) for holding the cigarette ( 20 ) in the filter area and a collecting tray for collecting the ash.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the cigarette ( 20 ) during the pull phase via a pneumatically actuated lip seal ( 26 ) with the smoking machine ( 4 ) can be connected.

7. The device according to claim 3, characterized in that above the cigarette ( 20 ) a chimney ( 9 ), which covers the cigarette ( 20 ) without contact upwards, is provided for detecting the secondary smoke of the cigarette ( 20 ).

8. Apparatus according to claim 3 or 7, characterized in that the chimney ( 9 ) is provided with a suction source ( 8 ), and that the chimney ( 9 ) is assigned a second balance ( 22 ) for the mass detection of at least a proportional amount of secondary smoke .

9. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the arranged in the smoke chamber scale ( 32 ) from a first loading position ( 13 ) in a second smoke position ( 14 ) is displaceable, and that the scale ( 32 ) Centering means ( 44 , 45 ) for determining the position of the cigarette ( 20 ) are assigned.

10. The device according to claim 2, characterized in that the first balance ( 32 ) is a force transducer balance.

11. The device according to one or more of claims 2-10, characterized by a central control unit ( 5 ) for controlling the electrical and pneumatic sequence of the method for detecting the mass balance.