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Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung der Lage des Aufdruckes auf Zigaretten in Zigaretten- paekmasehinen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Feststellung der Lage des Aufdruckes auf Zigaretten vermittels eines elektrischen Fühlers, wobei in an sich bekannter Weise Zigaretten verwandt werden, deren Hülle an einer bestimmten Stelle elektrisch leitend gemacht ist, beispielsweise durch Anbringung eines Firmen- oder Marken-Aufdruckes mit leitfähiger Druckfarbe. Derartige Einrichtungen können beispielsweise Verwendung finden, um Vorrichtungen zum Wenden falschliegender Zigaretten oder Vorwähler zu solchen Einrichtungen an Zigarettenpackmaschinen mit Spiegellegevorrichtung zu betätigen.
Dem Verfahren liegt der folgende Gedanke zugrunde : Bringt man einen zweipoligen Fühler auf eine Zigarette, welche auf einer Seite mit einem stromleitenden Aufdruck versehen ist, so wird naturgemäss zwischen den beiden Polen des Fühlers beim Auftreffen auf die stromleitende (bedruckte) Seite eine gut leitende Verbindung hergestellt. Trifft dagegen der Fühler auf die unbedruckte Seite der Zigarette, so entsteht zwischen den beiden Polen entweder gar keine Verbindung oder nur eine Verbindung von sehr geringer Leitfähigkeit, z. B. bei entsprechendem Feuchtigkeitsgehalt der Zigaretten.
Entsprechend der Erfindung werden nun mit Hilfe eines derartigen zweipoligen Fühlers und einer Elektronenröhre, deren Gitterspannung durch Öffnen und Schliessen des Fühlerstromkreises beeinflusst wird, geeignete Anzeigevorrichtungen, Magnetspulen, Relais od. dgl. gesteuert.
Bekanntlich wird in einer Elektronenröhre, deren Heizfaden (Kathode) an eine Stromquelle angeschlossen und dadurch erhitzt ist, ein Anodenstrom erzeugt, wenn der Minuspol einer zweiten Stromquelle an die Kathode und der Pluspol derselben Stromquelle an die Anode angeschlossen wird. Dieser Anodenstrom kann in seiner Stärke verändert werden, da er von der dem Gitter der Röhre zugeführten Spannung abhängig ist. Wird dem Gitter der Elektronenröhre also vermittels einer dritten Spannungsquelle eine Vorspannung gegenüber dem Heizfaden (Kathode) gegeben, so kann durch Veränderung dieser Gittervorspannung die Stärke des Anodenstromes reguliert werden. Macht man die Gitterspannung positiv, so erhöht sich im allgemeinen der Anodenstrom.
Gibt man dem Gitter der Röhre dagegen eine negative Vorspannung gegenüber dem Heizfaden, d. h. verbindet man den Minuspol der Gitterspannungsquelle mit dem Gitter, den Pluspol mit dem Heizfaden, so vermindert sich der Anodenstrom. Es besteht die Möglichkeit, die negative Vorspannung so einzustellen, dass der Anodenstrom gleich oder fast gleich Null wird. Der zum Steuern einer Elektronenröhre benötigte Gitterstrom ist ausserordentlich gering und da der leitend gemachte Aufdruck an Zigaretten ebenfalls nur ganz geringfügige Stromstärken zulässt, so ist hiemit erfindungsgemäss ein Mittel gegeben, das Vorhandensein eines leitenden Aufdruckes auf der Zigarette nachzuweisen.
Fig. 1 zeigt die beispielsweise Anordnung eines zweipoligen Fühlers innerhalb des Gitterstromkreises einer Elektronenröhre gemäss der vorliegenden Erfindung.
Die Elektronenröhre 1, deren Heizfaden 2 durch die Heizstromquelle 3 erwärmt wird, erzeugt einen dauernden Anodenstrom in dem Kreise : Heizfaden 2, Anodenspannungsquelle 5, Magnetspule eines Hubmagneten 6, Milliamperemeter 7 und Anode 8 der Röhre. An dem einen Heizfadenende ist die Gitterspannungsquelle 9 mit ihrem Pluspol angeschlossen. Der Minuspol der Gitterspannungsquelle ist über die Leitung 10 mit einem Pol des Fühlers 11 verbunden. Der andere Pol des Fühlers 11 ist über die Leitung M mit dem Gitter 13 der Röhre verbunden.
Wird nun der Fühler 11 auf den elektrisch leitenden Aufdruck einer Zigarette gesenkt, so wird von dem Minuspol der Gittcrspannungsquelle über dem Fühler 11 dem
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von einer bestimmten Grösse, die sich aus der Charakteristik der verwendeten Röhre ergibt, so wird* der Anodenstrom gleich Null und damit die Magnetspule 6 stromlos, wodurch in beliebiger, bekannter Weise eine geeignete Anzeigevorrichtung betätigt werden. kann.
Diese Ausführung der Steuerung des Änodenstromes hat den Nachteil, dass während des Hauptteiles der Betriebszeit, nämlich so lange die beiden Fühlerkontakte nicht geschlossen sind, keine negative Spannung dem Gitter der Elektronenröhre zugeführt wird, somit also dauernd ein Anodenstrom fliesst.
Hiedurch wird die Lebensdauer der Elektronenröhre ungünstig beeinflusst.
Fig. 2 zeigt deshalb eine zweite verbesserte'Schaltung, bei der dieser Nachteil vermieden wird.
Parallel zum Fühler ist hier ein konstanter Widerstand R in die Gitterleitung eingeschaltet, der mit dem negativen Pol der Gitterspannungsquelle 9 verbunden ist. Dadurch erhält das Gitter 13 der Elektronenröhre 1 ständig eine negative V ; orspannung gegenüber dem Heizfaden 2 und der Anodenstrom ist so lange gleich oder fast gleich Null, als die beiden Kontakte des Fühlers 11 nicht leitend verbunden sind. Wird dagegen der Fühler auf den elektrisch leitenden Aufdruck einer Zigarette gesenkt, so wird dem Gitter der Elektronenröhre über die Leiung 10-12 eine positive Vorspannung gegenüber dem Heizfaden zugeführt, der die negative Vorspannung ganz oder zum Teil aufhebt, so dass ein Anodenstrom entsteht, der die Spule eines Hubmagneten 6 in Tätigkeit setzt und so z.
B. die betreffende Zigarette als mit dem Aufdruck nach oben liegend durch geeignete Vorrichtungen kennzeichnet. Der feste Widerstand R muss zum Widerstand des elektrisch leitenden Aufdruckes Ra in einem solchen Verhältnis stehen, dass bei geschlossenem Fühlerkontakt mit Sicherheit die negative Vorspannung des Gitters so weit aufgehoben wird, als es gemäss der Charakteristik der verwendeten Röhre zur Erzielung eines genügend hohen Anodenstromes notwendig ist.
Die vorstehende Anordnung gemäss Fig. 2 hat dementsprechend den Vorteil, dass nur während
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geschlossen ist, ein Anodenstrom fliesst.
Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens hat sich jedoch die Notwendigkeit erwiesen, die Leitfähigkeit der Zigarettenhülle an sich, also an den nicht bedruckten Stellen, mit zu berücksichtigen.
Da der Zigarettentabak bei seiner Verarbeitung auf etwa 14% Feuchtigkeitsgehalt gebracht wird, so nimmt auch die Zigarettenhülle allmählich diesen Feuchtigkeitsgehalt an und erhält eine gewisse Leit-
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nach Fig. 2 bei genügend guter Leitfähigkeit der feuchten Zigarettenhülle dem Gitter eine so hohe positive Spannung zugeführt, dass die negative Vorspannung teilweise oder ganz aufgehoben wird und ein Anodenstrom entsteht. Der Anodenstrom ist in diesem Falle unerwünscht. Erfindungsgemäss wird deshalb dem Gitter von vornherein eine höhere negative Vorspannung erteilt, als nach der Charakteristik der Röhre notwendig wäre, um den Anodenstrom-ungefähr gleich Null zu halten. Da die Leitfähigkeit der feuchten Zigaretten schwankt, muss die negative Vorspannung einstellbar sein.
Entsprechend Fig. 3 wird dies dadurch erreicht, dass ein Spannungsteiler 14, welcher mehrere Abgriffe besitzt, parallel zur Gitterspannungsquelle geschaltet wird. Zweckmässigerweise wird dann nach Fig. 3 die Kathode 2 der Röhre 1 an einen mittleren festen Abgriff 15 angeschlossen, während der einstellbare Abgriff 16 zur Regulierung der negativen Vorspannung des Gitters 13 und der Abgriff 17 zur Regulierung der positiven Gegenspannung für das Gitter dient. Die Gitterspannungsquelle 9 wird an einem Spannungsteiler 14 kurz geschlossen. Mittels des verschiebbaren Abgriffes 16 kann nun die jeweils notwendige negative Gittervorspannung eingestellt werden. Dies geschieht dadurch, dass man eine Zigarette mit der unbedruckten Seite unter den Fühler 11 bringt.
Der Abgriff 16 wird dann an dem Spannungsteiler so lange verschoben, bis ein in den Anodenspannungskreis eingeschaltetes Milliamperemeter 7 keinen Anodenstrom anzeigt. Mit Hilfe des zweiten Abgriffes 17 wird dann die positive Vorspannung des Fühlers eingestellt, während eine Zigarette mit Aufdruck unter dem Fühler liegt. Man ver- ändert diesen Abgriff 17 so lange, bis das Gitter 13 genügend positive Vorspannung erhält und ein genügend starker Anodenstrom im Anodenkreis durch das Milliamperemeter 7 angezeigt wird, so dass die Magnetspule 6 des Hubmagneten sicher betätigt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Feststellung der Lage eines auf Zigaretten einseitig angebrachten, elektrisch leitenden Aufdruckes gegenüber einem zweipoligen Fühler (11), dadurch gekennzeichnet, dass der eine Pol des Fühlers mit dem Gitter (13) einer Elektronenröhre, der andere über eine Spannungsquelle mit der Kathode (2) dieser Röhre verbunden ist, so dass je nach dem, ob der Fühler mit der stromleitenden (bedruckten) oder mit der nicht leitenden (unbedruckten) Seite der Zigarette in Berührung kommt, verschieden grosse Spannungen an das Gitter der Röhre gelegt werden, welche Anodenstromänderungen hervorrufen, die geeignete Anzeigevorrichtungen, z. B. Magnetspulen od. dgl., steuern.