DE8317318U1 - Optische pruefvorrichtung fuer zigaretten - Google Patents

Description

Stw.: Zigarettenprüfen-Umhüllung abtasten-fotoelektrisch-

Wendetrommeln-I Hauni-Akte 1778, Bergedorf, den 10. Juni 1983

Optische Prüfvorrichtung für Zigaretten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Prüfen der Umhüllung stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie mit einem umlaufenden Fördermittel zum queraxialen Fördern der Artikel in einlagiger Reihe durch eine Prüfzone und mit einem auf die Prüfzone ausgerichteten optischen Prüfmittel, welches ein einen achsparallelen Umfangsabschnitt jedas die Prüfzone passierenden Artikels ausleuchtendes Beleuchtungsmittel und ein opto-elektrisches Sensormittel mit einer Reihe unterschiedlichen Längenabschnitten der beleuchteten Artikeloberfläche zugeordneter opto-elektrischer Detektormittel zum Erfassen des an der Artikeloberfläche reflektierten

Lichts aufweist.

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Unter stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie sind im Zusammenhang¹¹ cfer vorliegenden Erfindung alle aus Tabak, Tabakersatzstoffen und Filtermaterial hergestellten Erzeugnisse wie Zigaretten, Filterzigaretten und dergl. zu verstehen. Wenn im folgenden also nur noch von Zigaretten die Rede ist, so sind die anderen Artikel deswegen nicht ausgeschlossen.

Zigaretten werden am Ende ihres Herstellungsprozesses gewöhnlich einer pneumatischen Endprüfung unterworfen, um herstellungsbedingte Füller zu erfassen und die fehlerhaften Zigaretten auszusondern. Mit einer solchen pneumatischen Prüfanordnung können jedoch nicht alle Fehler ermittelt werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß oftmals trotz sichtbarer Fehler in der Umhüllung diese bei der pneumatischen Prüfung nicht erkannt werden und auch nicht erkannt werden können. Handelt es sich beispielsweise bei diesen Fehlern um Löcher in der Umhüllung, die zufällig

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Wendetrömmeln-I Hsuni-Akte 1778, Bergedörf, den 10. Juni 1983

durch eine Tabakfaser luftdicht verdeckt sind, sind sie pneumatisch nicht zu ermitteln. Auch an den Nahtstellen eingeschlossene Tabakkriimel können pneumatisch nicht erfaßt werden. Bei Filterzigaretten gehen beispielsweise auch unvollständig angeklebte Belagblättchen und abstehende Fahnen unbemerkt durch die pneumatische Prüfung. Auch gebogene oder eingedrückte Zigaretten können mit der pneumatischen Prüfung nicht als fehlerhaft erkannt werden.

Um optisch erkennbare Fehler der Zigarettenumhüllung, wie Löcher, Flecken, Klebstellen oder fehlende bzw. falsch aufgebrachte Stempelaufdrucke, zu ermitteln, ist es bekannt, den Zigarettenstrang vor dem Zerschneiden in Einzelzigaretten optisch zu prüfen. Diese Prüfung erfolgt jedoch zu früh im Herstellungsprozeß, so daß erst an den abgetrennten Einzelzigaretten entstehende Fehler der Umhüllung nicht erfaßt werden können. Diese müssen durch eine zusätzliche Prüfvorrichtung ermittelt werden.

Durch die DE-OS 28 40 617 ist eine solche Prüfvorrichtung zum optischen Abtasten der Oberfläche von queraxial geförderten Einzel- bzw. Doppelzigaretten bekannt. Hier werden die Zigaretten nacheinander in eine Prüfzone gefördert, in der sie unter Stillstand einmal um 360° um ihre Längsachse gedreht werden. Dabei wird ein Umfangsabschnitt der Zigarette, der sich über ihre ganz.e Länge erstreckt, beleuchtet und die Reflexion mit einem Fotodetektor gemessen. Um den ganzen Umfang der Zigaretten abtasten zu können, ist es also notwendig, die Zigaretten um ihre Längs· achse zu drehen, was eine starke mechanische Beanspruchung bedeutet, die ihrerseits wieder zu Beschädigungen der Zigaretten führen kann.

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Durch die DE-OS 30 30 140 ist eine andere optische Prüfeinrichtung zum optischen Abtasten der Oberfläche von queraxial geförderten Zigaretten bekannt. Hier wird ein Umfangsabschnitt jeder Zigarette während des Durchlaufs durch eine Prüfzone beleuchtet und mit einer Linienkamera abgetastet. Diese Vorrichtung erlaubt nicht die Prüfung der ganzen Umfangsflache der Zigarette. Sie bietet daher keinen zuverlässigen Rückschluß auf die Unversehrtheit der geprüften Zigaretten. Soll die ganze Zigarette geprüft werden, so ist es auch hier erforderlich, die Zigaretten um ihre Längsachse zu drehen. Eine Vorrichtung, die das ermöglicht, ist hier jedoch nicht gezeigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Prüfvorrichtung zum optischen Prüfen von ι stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie :* anzugeben, welche bei möglichst schonender Handhabung der Artikel eine zuverlässige Aussage über den Zustand der \

ganzen Artikeloberfläche gewährleistet. I

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Prüfzone wenigstens einen ersten und einen zweiten Prüfzonenabschnitt aufweist, daß auf jeden Prüfzonenabschnitt wenigstens ein optisches Prüfmittel ausgerichtet ist und daß die beim Durchgang durch den ersten Prüfzonen abschnitt verdeckten Umfangsabschnitte der Artikel beim Durchgang durch den zweiten Prüfzonenabschnitt den optischen Prüfmitteln zugewendet sind« Vorzugsweise sind gemäß der Erfindung auf jeden Pr'üfzonenabschnitt wenigstens zwei optische Prüfmittel unter verschiedenen Winkeln zur Förderebene ausgerichtet, die benachbarte achsparallele UmfangSäbschnitte der den Prüfzönenäbschnitt durchlaufenen :· Artikel ausleuchten und abtasten. Gemäß einer besonders zweckmäßigen j speziellen Weiterbildung der Erfindung sind

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auf jeden Prüfzonenabschnitt zwei optische Prüfmittel im Winkelabstand von etwa 90° zueinander und unter einem Winkel von etwa 45° zur Förderebene der Artikel radial auf eine gemeinsame, in der Förderebene der Artikel verlaufende achsparallele Schnittlinie ausgerichtet. Mit einer solchen Anordnung ist eine vollständige Abtastung der ganzen, den Prüfmitteln eines Prüfzonenabschnitts zugewandten Artikeloberfläche unter annähernd gleichen

Reflexionsbedingungen an der Artikeloberfläche möglich. Eine Reflexionsmessung bei streifendem, tangentialem Lichteinfall, bei der Fehler ii\ den Randbereichen des Artikels nur schwach oder überhaupt nicht registriert werden können, ist mit dieser Ausbildung der Vorrichtung nicht erforderlich.

Um die ganze Oberfläche der Artikel, also auch die in dem ersten Prüfzonenabschnitt verdeckte Seite der Artikel, optisch abtasten zu können, sind gemäB weiterer Ausbildung der Erfindung zwei im Abstand einer ungeraden Anzahl von übergabestellen angeordnete Förderer vorgesehen, wobei der erste Prüfzonenabschnitt auf dem ersten und der zweite Prüfzonenabschnitt auf dem zweiten Förderer angeordnet ist. Zweckmäßigerweise sind der erste und der zweite Prüfzonenabschnitt auf zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Förderern angeordnet, und auf jeden Prüfzonenabschnitt sind wenigstens zwei optische Prüfmittel ausgerichtet. Auf diese Weise wird im Prüfzonenabschnitt des ersten Förderers die eine Hälfte der Artikeloberfläche und im zweiten Prüfzonenabschnitt auf dem zweiten Förderer die bis dahin verdeckte Hälfte der

Artikeloberflä'che geprüft.

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Als Beleuchtungsmittel sind vorzugsweise parallel zu den zu prüfenden Artikeln angeordnete Lichtleisten vorgesehen, die aus einer einzigen Lichtquelle oder aus einer Reihe von einzelnen Lichtquellen bestehen können.

Um die übertragung möglichst höher Lichtintensität von den ßelsuchtungsmitteln zur Artikeloberfläche und von der Artikeloberfläche zu den optischen Prüfmitteln zu gewährleisten, sind gemäß der Erfindung erste Lichtleitmittel vorgesehen, welche von den Beleuchtungsmitteln emittiertes Licht auf die zugeordneten Umfangsabschnitte der die Prüfzonenabschnitte durchlaufenden Artikel fokussieren, und es sind zweite Lichtleitmittel vorgesehen, die an der Artikeloberfläche reflektiertes Licht auf die opto-elektrischen Sensonnittel fokussieren. Die zweiten Lichtleit- mittel sind so ausgebildet und angeordnet, daß an verschiedenen Längenabschnittai der beleuchteten Umfangsabschnitte der Artikeloberfläche reflektiertes Licht auf unterschiedliche Detektormittel der opto-elektrischen Sensormittel fokussiert wird. Auf diese Weise wird eine hohe Ortsauflösung der Prüfvorrichtung erreicht. Um eine möglichst gute Bündelung und Fokussierung des Lichts zu erzielen, sind als Lichtleitmittel vorzugsweise optische Linsen-und Spiegel systeme vorgesehen, wobei die Strahlengänge des von den Beleuchtungsmitteln emittierten und des an der Artikeloberfläche reflektierten Lichts teilweise zusammenfallend geführt sind. Auf diesem ergibt sich bei sehr kompakter konstruktiver Ausbildung der Vorrichtung eine optimale Strahlenführung des Lichts.

Das von den Lichtleisten emittierte Licht kann gemäß der Erfindung auf schmale, sich über die ganze Zigarettenlänge erstreckende Umfangsabschnitte der Artikel fokussiert Werden. Das Licht bildet dabei einen Lichtvorhang, unter

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üem die Artikel bei ihrer Förderung durch den betreffenden Prüfzonenabschnitt hindurchlaufen. Dabei wird nacheinander jeder gewünschte Umfangsabschnitt der Zigarette linienförmig abgetastet. Es ist gemäß der Erfindung jedoch auch möglich, den ganzen,einem optischen Prüfmittel in einem

XO Prüfzonenabschnitt zugeordneten Umfangsabschnitt der Artikeloberfläche vollständig zu beleuchten und das an diesem Umfangsabschnitt reflektierte Licht auf die Reihe der Detektormittel des opto-elektrischen Sensormittels zu fokussieren. In diesem Fall wird jedoch ein opto-elek trisches Sensormittel vorgezogen, das als zweidimensionales Array aus opto-elektrischen Detektormitteln ausgebildet ist. Die Lichtleitmittel sind so ausgebildet, daß sie auf den Arrays zweidimensionale Abbilder der beleuchteten Umfangsabschnitte der die Prüfzonenabschnitte durchlaufenden Artikel erzeugt. Diese Bilder werden dann linienweise abgetastet und ausgewertet. Für den Fall der zweidimensionalen Abbildung der beleuchteten Umfangsabschnitte der Artikel auf einem zweidimensionalen Array aus opto-elektrischen Detektormitteln ist gemäß der Erfindung weiter vorgesehen, die Linsen- und Spiegel systeme mit Mitteln zur Veränderung des Abbildungsmaßstabes in wenigstens einer Dimension zu versehen. Auf diese Weise kann ein günstiger Abbildungsmaßstab erzeugt werden. Zur Veränderung des Abbildungsmaßstabs können die Linsen- und Spiegel systeme zum Fokus- sieren des von den Beleuchtungsmitteln emittierten Lichts auf die Umfangsabschnitte der die Prüfzonenabschnitte durchlaufenden Artikel und zum Fokussieren des an Jer Artikeloberfläche reflektierten Lichts auf die opto-elektrischen Sensormittel Zylinderlinsen uufweisen.

Alle Detektormittel eines jeden Prüfmittels können an eine gemeinsame Auswertschaltung angeschlossen sein, welche wenigstens ein Komparatorglied zum Erzeugen von

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Steuersignalen bei Abweichungen der von den Detektormitteln in Abhängigkeit von aer Intensität des an der Artikeloberflache reflektierten Lichts abgegebenen Meßsignale von vorgegebenen Sollwertsignalen aufweist.

Die Erfindung bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit einer vollständigen optischen Prüfung der Oberfläche von stabförmigen Artikeln, wobei bei geringem konstruktivem Aufwand eine stets schonende Behandlung der Artikel gewährleistet ist. Die Oberflächenprüfung gemäß der Erfindung gibt nicht nur Aufschluß über Fehler wie Löcher, Verschmutzungen, Flecken, Klebstoffreste und fehlende oder fehlerhafte Aufdrucke, sondern auch über Verformungen, über die ordnungsgemäße oder fehlerhafte Zusammensetzung der Artikel, abgeknickte Filter, Falten im Belagpapier, abstehende Belagfahnen und hochstehende Ecken des Belagpapiers. Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet also die Möglichkeit einer umfassenden Oberflächenprüfung queraxial geförderter stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie.

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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung naher erläutert.
Es zeigen:

Figur 1 den prinzipiellen Aufbau der optischen

Prüfvorrichtung nach der Erfindung in

schematischer Darstellung,,

Figur 2 den Ablauf des Durchgangs eines zu prüfenden

Artikels durch einerlPrüfzonenabschnitt, 15

Figur 3 den prinzipiellen Aufbau der optischen

Prüfvorrichtung nach der Erfindung in einer schematischen Draufsicht,

Figur 4 eine andere Ausführung des Prlifprinzips

in schematischer Darstellung,

Figur 5a

und 5b die Abbildung der Artikel auf einem zweidimensional en Array und

Figur 6 eine vereinfachte Ausführungsform einer

Auswertanordnung für ein Sensormittel mit einer Reihe opto-elektrischer Detektormittel 30

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Stw.: Zigarettenprüfen-Umhülluhg abtästen-fotoelektrisch- Wendetrommeln-I - Hauni-Akte 1778, Bergedorf_t den 10. Juni 1983 In Figur 1 ist der prinzipielle Aufbau einer optischen

Prüfvorrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt. Mit 1 und 2 sind zwei umlaufende Förderer in Gestalt von Muldentrommeln bezeichnet. Jeder Förderer weist an seinem Umfang in bekannter Weise achsparallele Mulden 3 auf, von denen der Einfachheit halber jeweils nur zwei dargestellt sind. In den Mulden 3 werden mit Saugluft, die über bekannte, in der Zeichnung nicht gezeigte Anschlußmittel an die Mulden geführt wird, zu prüfende stabförmige Artikel 4, beispielsweise Filterzigaretten, gehalten und queraxial in der durch Pfeile angedeuteten Richtung gefördert. An einer Obergabestelle 6 werden die Artikel 4 in bekannter Weise von dem ersten Förderer 1 auf den zweiten Förderer 2 übergeben.

Auf dem ersten Förderer 1 durchlaufen die zu prüfenden Artikel 4 einen ersten Prüfzonenabschnitt 7, auf den eine erste optische Prüfeinrichtung 8 ausgerichtet ist. Auf einen zweiten Prüfzonenabschnitt 9, den die zu prüfenden Artikel 4 auf dem zweiten Förderer 2 durchlaufen, ist eine zweite optische Prüfeinrichtung 8 in der gleichen Weise ausgerichtet. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Aufteilung der Prüfzone in einen ersten und einen zweiten Prüfzonenabschnitt gewährleistet, daß nach der Prüfung der der ersten optischen Prüfeinrichtung 8 zugewandten Hälfte 12 der Artikeloberfläche beim Durchgang durch den ersten Prüfzonenabschnitt 7 der beim Fördern auf dem ersten Förderer verdeckte Teil 12' der Umfangsflache beim Durchgang durch den zweiten Prüfzonenabschnitt 9 auf dem zweiten Förderer der zweiten optischen Prüfeinrichtung 8 zugewandt ist und abgetastet werden kann. So ist eine vollständige optische Prüfung der Artikeloberfläche mit der gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung möglich. Die Figur 1 zeigt

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den ersten und den zweiten Förderer in einer unmittelbar benachbarten Anordnung. Der Zweck der Vorrichtung nach der Erfindung ist jedoch auch dann noch erfüllt, wenn die Förderer 1 und 2 nicht unmittelbar aufeinanderfolgen, solange nur eine ungerade Anzahl von Übergabestellen 6 ίο zwischen diesen beiden Förderern liegt. Auch dann ist die auf dem Förderer 1 verdeckte Oberflächenhälfte der zu prüfenden Artikel auf dem Förderer 2 nach außen gewandt und einer optischen Abtastung zugänglich.

Jede optische Prüfeinrichtung 8 besteht aus zwei auf den betreffenden Prüfzonenabschnitt ausgerichteten optischen Prüfmitteln 13 und 13', deren Aufbau identisch ist und deren Einzelteile in der Figur 1 daher mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Jedes optische Prlifmittel weist ein Beleuchtungsmittel in Gestalt einer parallel zur Achse der zu prüfenden Artikel angeordneten Lichtleiste 14 auf, die aus einer einzigen langgestreckten Lichtquelle oder aus einer Reihe von nebeneinander angeordneten einzelnen Lichtquellen bestehen kann. Mit Linsen 16 und einem teil durchlässigen Spiegel 17 wird das von den Lichtleisten emittierte Licht auf benachbarte Umfangsabschnitte 12a bzw, 12b der freiliegenden Oberfläche der zu prüfenden Artikel gelenkt. Zur seitlichen Begrenzung der Strahlengänge sind Spaltblenden 11 vorgesehen.

Zur Messung der Intensität des an den Umfangsabschnitten 12a und 12b reflektierten Lichts sind opto-elektrische Sensormittel 18 vorgesehen, auf welche das Licht nach seinem Durchgang durch den teildurchlässigen Spiegel 17 mittels Linsen 19 fokussiert wird. Das emittierte und

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das reflektierte Licht sind hier zwischen dem teildurchlässigen Spiegel und der Artikeloberfläche zusammenfallend geführt, wodurch sich besonders günstige Reflexionsbedingungen ergeben. Der teildurchlässige Spiegel 17 kann hier so ausgebildet sein, daß er einen größeren Lichtanteil reflektiert und einen kleineren durchläßt. Auf diese Weise gelangt ein größerer Teil des reflektierten Lichts zu dem opto-elektrischen Sensormittel 18, was die Empfindlichkeit der Prüfvorrichtung verbessert. Daß gleichzeitig ein größerer Anteil des von dem Beleuchtungsmittel emittierten Lichts wegen der Reflexion am teildurchlässigen Spiegel die Artikeloberfläche nicht erreicht, kann wenigstens teilweise dadurch kompensiert werden, daß ein leistungsstärkeres Beleuchtungsmittel eingesetzt wird.

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Wie Figur 3 erkennen läßt, sind die Sensormittel 18 aus einer Reihe von opto-elektrischen Detektoren 18a bis 18h zusammengesetzt, die parallel zur Achse der zu prüfenden Artikel 4, in Figur 3 ist eine zu prüfende Filterzigarette gezeigt, verläuft. Figur 3 zeigt auch, daß die einzelnen opto-elektrischen Detektormittel 18a bis 18h jeweils über eine Linsenanordnung 19 und einen gemeinsamen, sich über die Länge des zu prüfenden Artikels 4 erstreckenden teildurchlässigen Spiegel 17 benachbarten Längenabschnitten 4a bis 4h des beleuchteten Umfangsabschnitts des zu prüfenden Artikels 4 zugeordnet sind. Die Längenabschnitte 4a bis 4h können sich an ihren Grenzen geringfügig überschneiden, um eine lückenlose Prüfung der zu prüfenden Artikel 4 über ihre ganze Länge hin zu gewährleisten. Die Anzahl der Längenabschnitte, welche der zu prüfende Artikel 4 eingeteilt ist und die dadurch vorgegebene Anzahl von Detektormitteln des 1inienförmigen Sensormittels 18 bestimmen im wesentl ich^endas Auflösungsvermögen und die Empfindlichkeit der vorgeschlagenen Prüfvorrichtung.

Zwischen den Spiegel- und Linsensystemen der optischen Prüfmittel 13 und 13' und dem jeweil igen.Prüfzonenabschnitt 7 liegt ein lichtdurchlässiges Fenster 21, welches Verschmutzungen der optischen Linsen- und Spiegelsysteme verhindert.

In Figur 2 ist der Förderablauf eines zu prüfenden Artikels 4 durch einen Prüfzonenabschnitt 7 bzw. 9 schematisch gezeigt. Die optischen Prüfmittel 13 und 13' sind wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben aufgebaut. Sie bestehen aus parallel zur Artikelachse liegenden Lichtleisten 14, deren Licht über Linsen 16 und teildurchlässige Spiegel 17 in den Prüfzönenabschnitt 7 gelangt. Das

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5 reflektierte Licht wird an den teildurchlässigen Spiegeln j 17 teilweise reflektiert und mit Linsensystemen 19 auf

die Sensormittel 18 fokussiert. Auch hierbei handelt es sich, wie in Figur 3 gezeigt, um jeweils eine Reihe von

ί Detektormitteln, die parallel zur Achse der zu prüfenden

ίο Artikel 4 angeordnet ist. Die Strahlengänge 22 und 22' der optischen Prüfmittel 13 und 13' bilden zwei Lichtvor hänge, die sich in einer achsparallelen Linie 23 in der

Förderebene 24 der Artikel 4 schneiden. In Figur 2 ist die Förderebene der Artikel der Einfachheit halber eben darge-

stellt. Wie Figur 1 zeigt, verläuft die Förderebene jedoch entsprechend der Umfangsfläche der Förderer 1 und 2 gebogen.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine besonders bevorzugte An-

Ordnung der optischen Prüfmittel 13 und 13', bei der die Prüfmittel im Winkelabstand von etwa 90° zueinander und unter einem Winkel von etwa 45° zur Förderebene der Artikel radial auf die gemeinsame, in der Förderebene der Artikel liegende achsparallele Schnittlinie 23 ausgerichtet sind.

Durch diese Anordnung wird, wie Figur 1 zeigt, erreicht, daß jedes optische Prüfmittel 13 und 13' einen Umfangsabschnitt 12 a bzw. 12b der Artikeloberfläche abtastet, der die Hälfte der auf dem Förderer 1 freiliegenden Oberfläche 12 umfaßt. Die auf dem Förderer 1 verdeckt liegende Ober fläche 12' der'zu prüfenden Artikel liegt auf dem Förderer 2 nach außen und wird dort gemäß der Erfindung mit der zweiten optischen Prüfeinrichtung 8 optisch abgetastet. Randbereiche der zu prüfenden Artikel, in denen Fehler der Oberfläche wegen des streifenden bzw. tangentialen Licht einfalls keine oder nur geringe, nicht meßbare Reflexions änderungen bewirken, gehen in die Messung nicht ein. Jedes Prüfmittel 13 und 13' tastet nur solche Umfangsabschnitte der zu prüfenden Artikel ab, deren Reflexionsunterschiede

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zuverlässige Aussagen über den Zustand der Artikeloberfläche zulassen.

Figur 2 zeigt den Bewegungsablauf eines zu prüfenden Artikels 4 durch einen Prüfzonenabschnitt 7. Die Bewegung verläuft in der durch einen Pfeil markierten Richtung. Die unterhalb der die Förderebene 24 kennzeichnenden Linie liegenden Teile der zu prüfenden Artikel sind den optischen Prüfmitteln 13 und I3¹ nicht ausgesetzt, da sie in einer Mulde des betreffenden Fördermittels liegen.

In der in Figur 2 mit strichpunktierten Linien dargestellten Position A tritt ein zu prüfender Artikel 4 gerade in den Strahlengang 22 des ersten Prüfmittels 13 ein, und seine Oberfläche beginnt das von der Lichtleiste 14 des optischen Prüfmittels 13 emittierte Licht zu reflektieren. Empfangen alle Detektormittel 18a bis 18h des Sensormittels 18 gleichzeitig von der Oberfläche des in den Strahlengang eintretenden Artikels 4 reflektiertes Licht, so hat der Artikel seine gewünschte zylindrische Form. Weicht die Gestalt des Artikels 4 von der zylindrischen Form ab, so werden einige der Detektormittel 18a bis 18h später belichtet als die anderen, was beim überschreiten vorgegebener Grenzwertezu einem Fehlersignal führt. Auf digse Weise können verbogene und deformierte Artikel mit der durch die Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung ermittelt und ausgesondert werden.

Sobald der zu prüfende Artikel 4 die in Figur 2 gestrichelt dargestellte Position B erreicht, tritt der für· die Reflexionsmessung besonders geeignete Umfangsabschnitt 12a in den Strahlengang 22 des optischen Prüfmittels 13 e^n* Damit beginnt die Messung der Intensität des in diesem Umfangsabschnitt 12a reflektierten Lichts, wobei Fehler

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wie Löcher, Verschmutzungen, Klebstoffreste und ähnliches

sicher entdeckt werden. 5

i> Gleichzeitig tritt der Artikel 4 in der Position B in den |;

Strahlengang 22' des optischen Prüfmittels 13'. Hier «

gelangt sofort der Umfangsabschnitt 12b in den Meßbereich der Detektormittel 18a bis 18h des optischen Prüfmittels 13', so daß auch hier in Position B sofort mit der Reflexionsmessung begonnen wird, um Fehler in der Oberfläche des Umfangsabschnitts 12b zu ermitteln.
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Die mit ausgezogener Linie dargestellte Position C des zu prüfenden Artikels 4 entspricht der in der Figur 1 gezeigten Position der Artikel 4 in den Prüfzonenabschnitten ; 7 und 9 auf den Förderern 1 und 2. In dieser Position wird . das von den Lichtleisten 14 emittierte senkrecht einfallen- ·. de Licht senkrecht reflektiert. Hier ist das Reflexionsvermögen der Artikelaberfläche im Verhältnis zu den optischen Prüfmitteln 13 und 13' am größten.

in derfölgenden, gestrichelt gezeichneten Position D tritt der Artikel 4 aus dem Strahlengang 22 des ersten Prüfmittels 13 aus. Gleichzeitig verläßt der Umfangsabschnitt 12b den Bereich des Strahlgangs 22' des zweiten Prüfmittols 13'. In der letzten, strichpunktierten Position E verläßt der Artikel 4 auch den Strahlengang 22' des optischen Prüfmittels 13'. Wird hier gleichzeitig von allen Detektormitteln 18a bis 18h des Sensormittels 18 kein reflektiertes Licht mehr empfangen, so hat der geprüfte Artikel 4 an dieser Stelle seine vorgesehene zylindrische Form. Weicht die Gestalt des Artikels von der zylindrischen Form ab, weil der Artikel verbogen ist oder weil er an dieser Stelle Eindrückungen aufweist, so registrieren die

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Detektormittel 18a bis 18h zu unterschiedlichen Zeiten das Aufhören der Reflektion an der Artikeloberfläche und erzeugen entsprechende Fehlersignale.

Die Umfangsabschnitte 12a und 12b, die sich im Scheitelpunkt auch überschneiden können, umfassen die ganze, während der Förderung auf dem Förderer 1 freiliegende Oberfläche des zu prüfenden Artikels 4, so daß ein Durchgang durch den Prüfzonenabschnitt 7 die optische Abtastung der einen Hälfte der Oberfläche des Artikels erlaubt. Zur Prüfung der anderen Hälfte der Oberfläche, die während der Förderung auf dem Förderer 1 verdeckt ist, werden die zu prüfenden Artikel über eine Obergabestelle 6 auf den zweiten Förderer 2 übergeben, wo dieser Teil der Oberfläche freiliegt und beim Durchgang durch den zweiten Prüfzonenabschnitt in gleicher Weise abgetastet wird.

Figur 4 zeigt eine aadere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung. Auch hier ist ein Förderer 1 toder 2) mit achsparallelen Mulden 3 vorgesehen, in denen zu prüfende Artikel 4 queraxial durch einen Prüfzonenabschnitt 7 (oder 9) gefördert werden. Eine nicht dargestellte Beleuchtungseinrichtung, die wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben aufgebaut sein kann, leuchtet jeweils einen Umfangsabschnitt 12a bzw. 12b der in der Mulde frei liegenden Artikeloberfläche aus. Als Sensormittel 18 sind zweidimensional ausgebildete Detektorarrays 26 vorgesehen, die aus mehreren parallelen Reihen von opto-elektrischen Detektoren bestehen. In den Figuren 5a und 5b sind in Draufsicht solche Detektorarrays 26 aus parallelen Reihen von opto-elektrischen Detektoren 27 gezeigt. Werden in den Linsensystemen 19, die das an der Artikeloberfläche in den Umfangsabschnitten 12a und 12b reflektierte Licht auf die Detektorarrays 26 fokussieren, ausschließlich

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sphärische Linsen benutzt, so entsteht auf den Detektorarrays 26 das in Figur 5a gezeigte Abbild 28 des entsprechenden Umfangsabschnitts des zu prüfenden Artikels. Ein punktförmiger Fehler in dem Umfangsabschnitt erscheint in dieser Abbildung als dunkler Fleck 29.Der Einsatz von Zylinderlinsen in den Linsensystemen 19 bewirkt eine Veränderung des Abbüdungsmaßstabes in einer Richtung, so daß auf den Detektorarrays 26 ein in einer Dimension vergrößertes Abbild 31 des zu prüfenden Artikels erscheint. Derselbe auf der Oberfläche des Artikels punktartig in Erscheinung tretende Fehler wird bei Verwendung von Zylinderlinsen als Linie 32 abgebildet, die bei der Reflexionsmessung natürlich ein vergrößertes Signal abgibt. Bei der Verwendung von Detektorarrays in Verbindung mit Zylinderlinsen ist also eine Erhöhung der Meßgenauigkeit der erfindungsgemäö vor geschlagenen Vorrichtung möglich. In Figur 4 sind mit 17 wieder die teildurchlässi^en Spiegel, die das von den nicht dargestellten Bßleuchtungsmitteln emittierte Licht auf die Umfangsabschnitte 12a und 12b lenken, bezeichnet.

in Figur 6 ist eine stark vereinfachte Auswertanordnung für die von den opto-elektrischen Detektormitteln 18a bis 18h abgegebenen Signale dargestellt. Der Ausgang jedes Detektormittels 18a bis 18h ist mit einem Schwellwertglied 33a bis 33h verbunden, das von einem gemeinsamen Taktgeber 34 über eine Taktecheibe 36 entsprechend dem Maschinentakt getaktet wird. Die Ausgänge aller SchwelIwertglieder 33a bis 33h liegen an den Eingängen eines gemeinsamen ODER-Gliedes 37, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Schieberegisters 38 verbunden ist, das ebenfalls von dem Takt- geber 34 getaktet wird. Der Ausgang des Schieberegisters ist über einen Verstärker 39 mit dem elektromagnetischen Betätigungsorgan 41 eines Ausblasventils 42 verbunden. Ober- oder unterschreitet ein Meßsignal eines der

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Detoktormittel 18a bis 18h einen durch das nachgeschaitete Schwellwertglied 33a bis 33h vorgegebenen Grenzwert» so erscheint am Ausgang des betreffenden Schwellwertgliedes ein Fehlersignal, das über das ODER-Glied 37 in den Eingang des Schieberegisters 38 gelangt. Hier wird dieses Fehlersignal solange verzögert, bis der als fehlerhaft erkannte Artikel die Auswurfsteile erreicht hat. In diesem Moment wird das elektromagnetische Betätigungsorgang 41 von dem aus dem Schieberegister austretenden Fehlersignal über den Verstärker 39 erregt, so daß das Ausblasventil 42 geöffnet und der fehlerhafte Artikel ausgestoßen wird. Derselbe Ablauf ergibt sich, wenn mehrere der opto-elekiHschen Detektormitiel 18a bis 18h gleichzeitig Fehlersignale erzeugen.

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung kann also, wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, die ganze Oberfläche queraxial geförderter Artikel lückenlos optisch abgetastet werden. Dabei werden nicht nur Fehler der Oberfläche selbst, wie dunkel erscheinende Löcher und Schmutzflecken, hell erscheinende Klebstoffreste und fehlerhafte Stempelaufdrucke ermittelt, sondern es kann über die Oberflächenabtastung auch die Form der Artikel . kontrolliert werden. Auch gebogene, geknickte und eingedrückte Artikel sowie abstehende Belagpapierfahnen und -ecken werden mit der Vorrichtung nach der Erfindung festgestelIt.

Claims (12)

■ · · * t Ii Il M • «et · · · • ■ i * 1 * * 99 · III I I I · · · « t · ■ ■ r · re at · · Stw.: Zigarettenprüfen-Umhüllung abtasten-fotoelektrisch- Wendetrommeln-I - Hauni-Akte 1778, Bergedorf, den 10. Juni 1983 P- -- Ansprüche

1. Vorrichtung zum optischen Prüfen der Umhüllung stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie mit einem umlaufenden Fördermittel zum queraxialen Fördern der

Artikel in einlagiger Reihe durch eine Prüfzone und mit

einem auf die Prüfzone ausgerichteten optischenPrüfmittel,

i welches ein einen achsparallelen Umfangsabschnitt jedes die Prüfzone passierenden Artikels ausleuchtendes Beleuchtungsmittel und ein opto-elektrisches Sensormittel mit einer Reihe unterschiedlichen Längenabschnitten der beleuchteten Artikeloberfläche zugeordneter opto-elektrischer Detektormittel zum Erfassen des an der Artikeloberfläche reflektierten Lichts aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfzone wenigstens einen ersten (7) und einen zweiten Prüfzonenabschn'itt (9) aufweist, daß auf jeden Prüfzonenabschnitt (7, 9) wenigstens ein optisches Prüfmittel (13, 13') ausgerichtet ist und daß die beim Durchgang durch den ersten Prüfzonenabschnitt (7) verdeckten Umfangsabschnitte (12¹) der Artikel (4) beim Durchgang durch den zweiten Prüfzonenabschnitt (9) den optischen Prüfmitteln (13, 13') zugewandt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeden Prüfzonenabschnitt (7, 9) wenigstens zwei optische Prüfmittel (13, 13') unter verschiedenen Winkeln zur Förderebene (24) ausgerichtet sind, die benachbarte achsparallele Umfangsabschnitte (12a, 12b) der den Prüfzonenabschnitt durchlaufenden Artikel (4) ausleuchten und abtasten.

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Stw.: Zigarettenprüfen-Umhüllung abtasten-fotoelektrisch-

Wendetrommeln-I - Hauni-Akte 1778_O Bergedorf, den 10. Juni 1983

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeden Prüfzonenabschnitt (7, 9) zwei optische Prüfmittel (13, 13') im Winkelabstand von etwa zueinander und unter einem Winkel von etwa 45° zur Förderebene (24) der Artikel (4) radial auf eine gemeinsame, in der Förderebene der Artikel liegende achsparallele Schnittlinie (23) ausgerichtet sind.

4. Vorichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Abstand einer ungeraden Anzahl von Obergabestellen (6) angeordnete Förderer (1, 2) vorgesehen sind und daß der erste Prüfzonenabschnitt (7) auf dem ersten (1) und der zweite Prüfzonenabschnitt (9) auf dem zweiten Förderer (2) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Beleuchtungsmittel (14) parallel zu den zu prüfenden Artikeln (4) angeordnete Lichtleiste vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß erste Lichtleitmittel (16, 17) vorgesehen sind, welche von den Beleuchtungsmitteln (14) emittiertes Licht auf die zugeordneten Umfangsabschnitte (12a, 12b) der die Prüfzonenabschnitte (7, 9) durchlaufenden Artikel (4) fokussieren und daß zweite Lichtleitmittel (17, 19) vorgesehen sind, die an der Artikeloberfläche (12) reflektiertes Licht auf die opto-elektrischen Ser^ormittel (18) fokussieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Lichtleitmittel (17* 19) so ausgebildet und angeordnet sind, daß an verschiedenen Längenabschnitten (4a bis 4h) der beleuchteten Umfangsabschnitte (12a,12b)

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StW.: ZigarettenprUferHUmhtinung abtasten-fotoelektrisch-^

Wendetrommeln-I - Hauni-Akte 1778* ßergedorf, den 10. Juni 1983

der Artikeloberflache reflektiertes Licht auf unterschiedliche Detektormittel (18a bis 18h) der opto-elektrischen Sensormittel (18) fokussiert wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtleitmittel optische Linsen- und Spiegelsysteme (16» 17* 19) vorgesehen sind und daß die Strahlengänge (22, 22') des von den Beleuchtungsmitteln (14) emittierten und des an der Artikeloberflache (12) reflektierten Lichts teilweise zusammenfallend geführt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8- dadurch gekennzeichnet, daß die opto-elektrischen Sensormittel (18) als zweidimensionale Arrays (26) aus opto-elektrischen Detektormitteln (27) ausgebildet sind und daß die Licht- | leitmittel (17, 19) auf den Arrays zweidimensionale Ab- ] bilder ( 28, 31) der beleuchteten Umfangsabschnitte (12a, 12b) der die Prüfzonenabschnitte (7, 9) durchlaufenden <

Artikel (4) erzeugen. }

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen- und Spiegel systeme (16, 17, 19) Mittel zur Veränderung des Abbildungsmaßstabs^einer Dimension enthalten.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen- und Spiegel systeme (16, 17, 19) zum Fokussieren des von den Beleuchtungsmitteln (14) emittierten Lichts auf die Umfangsabschnitte (12a, 12b) der die Prüfzonenabschnitte (7, 9) durchlaufenden Artikel (4) und zum Fokussieren des an der Artikeloberfläche(12) reflektierten Lichts auf die opto-elektrischen Sensormittel (18) ZyIinderlinsen (19) aufweisen.

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Stw»; Zigarettenprüfen-Umhüllung abtasten-fotoelektMsch.^-·

Wendetrommel η - I - Hauni-Akte 1778, Bergedorf, den 10. Juni 1983

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle Detektormittel (18a bis 18h) eines jeden Prüfmittels (13, 13') an eine gemeinsame Auswertanordnung angeschlossen sind, welche wenigstens ein Komparatorglied (33a bis 33h) zum Erzeugen von Steuersignalen bei Abweichungen der von den Detektormitteln in Abhängigkeit von der Intensität des an der Artikeloberfläche (12) reflektierten Lichts abgegebenen Meßsignale von vorgegebenen Sollwertsignalen aufweist.

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