Tabakverarbeitungsmasehine. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tabakverarbeitungsmaschine, z. B. eine Zi- ;arettenmaschine. Bei bekannten Maschinen zur Verarbeitung von Tabak wird Schnitt- tabak zugeführt und verlässt die Maschine in Portionen, also z. B. bei Zigarettenmaschinen als Zi-aretten oder in Tabakabfüllmaschinen als Ta.bakpäckehen.
In all diesen Tabakverarbeitungsmaschinen wird Schnittabak in irgendeiner Art auf ein Transportband gebracht. Dieses führt den Tabak in einem endlosen Strang zu oder durch 1#'.inriehtungen, die ihn behandeln, um ihn zu formen. Dieser Strang kann gegebenen falls in eine endlose Papierbahn gewickelt wer den. Das beste bekannte Beispiel einer sol chen 1-Iaschine ist die Zigarettenmaschine für endlosen Tabakstrang.
Zigarettenmaschinen mit, endlosem Tabak strang sind mit Tabakzuführungsapparaten sgerüstet, bei denen Schnittabak in einen <B>i</B> au Trichter gefüllt, verschiedenen Behandlungen wie Bürsten und Kämmen unterworfen und schliesslich rieselnd auf ein Transportband ,egeben wird, auf dem der Tabak einen losen Tabakstrang bildet. Durch das gleiche oder ein nachfolgendes Transportband wird der Tabakstrang geformt, der in der Folge mit der Papierhülle versehen wird.
Durch die Art des Mechanismus, der in dem Tabakzuführungsapparat zur Verwen dung kommt, variiert die Berieselungsmenge mit einer Reihe von Bedingungen wie z. B. mit dem Feuchtigkeitsanteil des Tabaks, der Temperatur, der Art des Tabaks und mit dem Grade, in dem der Tabak gemischt ist, wenn er erstmals in den Trichter kommt. Mit an dern Worten, die Berieselungsmenge, die auf das Transportband kommt, ist nicht kon stant, und es sind viele Versuche gemacht wor den, um eine gleichmässige Verteilung des Tabaks im Tabakstrang zu erreichen. Bisher , war es üblich, die Durchlaufgeschwindigkeit im Trichter so zu ändern, dass mehr oder weniger Tabak auf das Band rieselte.
Das am meisten verbreitete Verfahren für die Prüfung der Zigaretten bestand darin, die fertiggestellten Zigaretten in gewissen Zeitabständen einzeln oder in bestimmten Mengen zu wägen. Das Ergebnis des Wägens wurde üblicherweise durch automatisch wir kende Vorrichtungen benutzt, um über ein Getriebe mit verstellbarer Geschwindigkeit am Berieselungstrichter die Geschwindigkeit zu ändern. An einer Zigarettenmaschine mit end losem Tabakstrang ist dabei das Getriebe so ausgebildet, dass die Geschwindigkeit des Tabakzuführungsapparates geändert werden kann, ohne die Arbeitsgeschwindigkeit der Zigarettenmaschine selbst zu ändern.
Neuerdings wurde verschiedentlich vorge schlagen, den Tabakanteil oder die Dichte des Tabaks, in dem Strang auf elektrischem Wege zu prüfen und konstant zu halten, ä. B. durch Messen des Widerstandes für Hochfrequenz ströme oder durch Bestimmen der Kapazität der Tabakmenge, die durch eine Einrichtung finit Kondensator tritt, und Benutzen der elek trischen Messung, um die Geschwindigkeit des Tabakzuführungsapparates über Relais und andere elektrische Apparate in zweck mässiger Weise zu ändern.
Alle Zigarettenmaschinen für endlosen Tabakstrang haben, wie oben erwähnt, einen Tabakzuführungsapparat und ein Transport band (das eines aus einem ganzen System von Transportbändern sein kann). Aber es beste hen grosse Unterschiede in den Transport systemen, wie sie an den verschiedenen Ma schinen benützt werden.
In einigen Maschinen erstreckt sich die Papierbahn praktisch von einem Ende der Maschine zum andern, bildet das Auffang band, das von Tabak berieselt wird, wo es unter dem Zuführtrichter hindurchläuft, und führt den Tabak mit sich, während er gepresst und in seine Endform gebracht wird. Gleich zeitig wird die Bahn während dieses Verarbei tungsprozesses so um den Tabak gelegt, dass ein endloser Strang im Papier entsteht.
In andern Maschinen berieselt der Tabak zunächst ein endloses Auffangband, das nach folgend als Trichterband bezeichnet wird, und wird von diesem direkt oder über ein weiteres Zwischenband auf eine wandernde Papierbahn gebracht. In einigen Maschinen dieser Art läuft auch das Triehterband schneller als die Papierbahn, so dass der lose Tabakstrang, der vom Zuführtrichter auf dem Triehterband gebildet ist, zu einem dich teren Strang auf der Papierbahn wird. In Maschinen mit Trichterband kann dieses etwas höher angeordnet werden als das eigentliche Transportband, welches die Papierbahn führt, auf die der Tabak übergeben wird.
Zur Vereinfachung soll ' der Ausdruck Tabakstrang hier einen annähernd regel mässigen Streifen aus Teilchen von Schnitt- tabak bedeuten, wie er von einem bestimmten Punkt an durch die Maschine bewegt wird, also z. B. ein loser endloser Strom von Tabak oder ein noch nicht von Papier umhüllter Tabakstrang, wie er aus den losen Teilchen gefertigt wird, oder auch der papierumhüllte Strang.
V4 'o die Dichte oder Menge des Tabaks im Strang genau gemessen oder die Zigarette genau gewogen und die Triehtergeschwindig- keit in Übereinstimmung mit dem Ergebnis des Messens oder Wägens geändert werden kann, ist der Arbeitsgang der Maschine schon gebessert worden. Es ist jedoch wünschens wert, die Maschine noch weiter zu vervoll kommnen.
Nach der vorliegenden Erfindung ist die Tabakverarbeitungsmasehine dadurch gekerrrr- zeichnet, da.ss Schnittabak aus einer Liefer quelle auf ein laufendes Auffangband rieselt, wodurch ein Tabakstrang gebildet wird, der durch eine Messeinrichtung geführt wird, welche die jeweils in ihr befindliche Tabak menge misst und entsprechend der Abwei chung des Istwertes von einem Sollwert eine Geschwindigkeitsregelvorrichtung beeinflusst, welche ein Transportband, auf dem der Tabak strang teilweise liegt, je nach Sinn und Grösse der Abweichung schneller oder langsamer laufen lässt,
wodurch längs des Tabakstranges auftretende Schwankungen in der Masse pro Längeneinheit ausgeglichen werden.
An Hand der beigefügten Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Strangzigarettenmasehine veranschau licht. Auch sind Schemata weiterer Zigaretten maschinen an sich bekannter Art beigefügt, bei denen ähnliche Regeleinrichtungen einge baut werden könnten.
Fig. 1 ist die Vorderansicht der Zigaretten- masehine für einen endlosen Tabakstrang. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 in grösserem Massstab und zeigt die Ansieht einer Ionisationskammer und zuge höriger Teile.
Fig. 3 ist eine Vorderansicht von Fig.2. Fig. 3A ist die Ansicht. von einem Teil von Fig. 3, gesehen in der Richtung des Pfeils.
Fig. 4 ist der Grundriss des Antriebes für die Maschine von Fig. 1, teils im Schnitt, und zeigt schematisch Vorrichtungen zum Abblasen von Staub von den Büchsen der Strahlen quelle. Fig. 5 ist ein Schaltungsschema der Ein- riehtungen zum Messen der ss-Strahlen und zum Steuern der Geschwindigkeit.
Fig. 6 ist die Ansicht von Fig.1 und zeigt eine Ionisationskammer in anderer Stellung und einige Abänderungen.
Fig. 7 bis 9 zeigen die Anordnung von Transporteinrichtungen in Zigarettenmaschi- nen.
Fig. 10 zeigt eine Führung für einen mit Papier umwickelten Zigarettenstrang.
Fig. 11 zeigt Führungseinrichtungen, in denen der Tabakstrang auf. einem U-förmigen Transportband geführt ist.
Fig. 12 zeigt im Schema eine elektronische Steuerung bekannter Art.
Nach Fig. 1 ist die Zigarettenmaschine mit einem Tabakzuführungsapparat 1 ver sehen, der Tabak auf ein bewegtes endloses Transportband 2 rieseln lässt. Dieses wird oft als Trichterband bezeichnet. Ein Streifen in Form einer Papierbahn 3 wird von einer Rolle 4 über verschiedene gezeigte Führungs rollen gezogen und läuft durch eine Bedruck einriehtung 5 und schliesslich über eine schmale Rolle 6, die sie zu dem endlosen Band 7 führt.
Der Tabak auf Band 2 wird durch einen glatten, schrägen Durchgang, der vom Band 2 und einem damit zusammen arbeitenden Stahl band 17 gebildet wird, abwärtsgeführt und dadurch, wie in der britischen Patentbeschrei bung Nr.646746 dargestellt, in gleichmässige Querschnittsform gebracht. Der so gebildete Tabakstrang wird bei der Rolle 6 auf die Pa pierbahn 3 gegeben, und das Band 7 führt die beschickte Papierbahn durch Falt- und ähnliche Vorrichtungen, die durch die Über weisungszahl 8 angezeigt sind und das Papier um den Tabakstrang legen, um den mit 51 bezeichneten endlosen Zigarettenstrang zu bilden.
Bei den Rändern wird das Papier durch Kleister aus einem Leimer 9 überein <B>-</B> Der Zigarettenstrang läuft <B>i</B> andergeklebt.
dann durch einen Heizapparat 10, der den Kleister zum Trocknen bringt, wonach der Zigarettenstrang durch ein Schneidmesser 11 in einzelne Zigaretten geschnitten wird. Diese Zigaretten gelangen zu einem endlosen Förder band 12, das sie zu einer Umlenkeinrichtung 13 führt, wo die Umlenkgreifer die Zigaretten aus der Richtung des Zigarettenstranges schie ben und an ein Sammelband 14 geben.
Auf die dargestellte Maschine wurde schon oben Bezug genommen. Sie ist von einer Art, bei der das Trichterband schneller läuft als die Papierbahn 3.
Um die Zufuhr von Tabak zu dem Band 2 zu ändern, wenn das Gewicht der gefertigten Zigarette zu sehr vom. Sollwert abweicht, ist, für den Trichter eine Antriebswelle 15 vor gesehen, deren Drehgeschwindigkeit im dar gestellten Beispiel durch Drehen der Welle 20 von Hand geregelt wird. Die Bewegung die ser Welle ändert die Geschwindigkeit der Welle 15 und damit die Zufuhr an Tabak. An einer Welle 242 (Fig. 4), die in einer später mit Bezug auf Fig. 4 näher zu be schreibenden Weise mit der Hauptantriebs welle 237 gekuppelt ist, wurde eine Vorrich tung 255 zum Verändern des wirksamen Durchmessers der Riemenscheibe vorgesehen.
Die Vorrichtung besteht, wie in Fig. 1 und 4 gezeigt, aus einem festen Konus 22 und einem beweglichen Konus 23, der an einer Nutung an der Welle 242 gleiten kann. Zwischen beiden Konussen befindet sieh eine Anzahl kurvenförmiger Segmente 24, die in Nuten in den Konussen gleiten, wenn diese gegenein ander- oder auseinanderbewegt werden. Die Segmente werden durch Federringe 25 in den Konussen gehalten. Der bewegliche Konus 23 wird durch eine Schraube 26 (Fig. 4) bewegt, die in einer festen Büchse gleitet, wenn die Schraube durch ein Kettenrad 28 gedreht wird, das von einer Welle 20 über eine Kette 29 und ein Kettenrad 30 angetrieben wird.
Geeignete Druckringe sind vorgesehen und, wenn die Schraube sich in einer Rich tung dreht, wird der Konus 23 gegen den andern Konus zubewegt, oder wenn sie sich in der andern Richtung dreht, bewegt der Zug eines Riemens 31, der auf der durchmesser veränderlichen Riemenscheibe läuft, die beiden Konusse auseinander. Eine Spannrolle ist vorgesehen, die das Lockerwerden des Riemens beseitigt, der über eine breite Riemenscheibe 32 auf der Antriebswelle 1.5 des Trichters läuft.
Nach Passieren des Trichters gelangt das Trichterband 2 zwischen eine Strahlenquelle in einem Kasten<B>111</B> und einen Strahlen detektor oder eine Ionisationskammer im Ge häuse 110. Nach geeigneter Verstärkung oder unter Verwendung anderer geeigneter Vor richtungen wird die Ionisation des Gases in der Kammer durch die Strahlen, die von der Masse des Tabaks und dem Band beim Ab tasten durchgelassen wurden, dazu benutzt, die Bewegungen eines später mit Bezug auf Fig. 4 zu beschreibenden Betätigungsorgans zu steuern, das seinerseits ein Wechselgetriebe im Getriebekasten 216 steuert, über das das Band 7 und die Papierbahnförderer angetrie ben werden.
Das Getriebe ist in Fig. 4 gezeigt und soll nun beschrieben werden. Die Masse des Bandes 7 ist natürlich bekannt und wird in Rechnung gesetzt. Oder Strahlenquelle und Kammer werden, wie gezeigt, doppelt verwendet, wobei der zweite Satz 165 und 166 mit einer gegebenen Masse eines Materials zwischen Strahlenquelle und Kammer als Ver- gleiehseinrichtung benutzt wird. Die genauere Beschreibung folgt später. Diese Anordnung ist auch von Vorteil für den Stromkreis zwi schen den Kammern und dem Betätigungs organ, um den Strom in einem Teil des Stromkreises auf die Differenz der Ströme in beiden Kammern zu reduzieren. Der zweite Satz hat eine Absorption gleich der eines Tabakstreifens mit einer Masse vom Sollwert.
Wenn die Masse des Tabaks auf dem Trichterband die Strahlenquelle über eine ge eignete Zeitdauer durchläuft, genaueres dar über wird später auseinandergesetzt, und ober halb oder unterhalb des Sollwertes liegt, so erfolgt ein Verstellen des Wechselgetriebes auf grössere oder geringere Geschwindigkeit des Bandes 7. Das heisst die Geschwindigkeit des Triehterbandes bleibt konstant, aber die Ge schwindigkeit der Papierbahn ändert in über einstimmung mit den Bewegungen des Be tätigungsorgans, so dass die Papierbahn den Tabak, der vom Trichterband übergeben wird, in Übereinstimmung mit der Änderung der relativen Geschwindigkeit streckt oder in dich tere Lage bringt.
Da jedoch die Änderung im Vergleich zu dem normalen Unterschied der Geschwindigkeiten von Band und Papierbahn klein ist, so beeinträchtigt diese Anordnung nicht ernstlich die Vorteile, die sich normaler- weise aus dem Unterschied in den Geschwin digkeiten ergeben.
Das Messen auf elektrischem Wege oder durch- Verwenden von Strahlen, wie z. B. ss Strahlen, erfolgt sehr rasch, und ein solcher, 11Iessapparat spricht auf eine Änderung in der Masse sofort an. Es ist jedoch nicht wün schenswert, das Betätigungsorgan ebenso plötz licher Steuerung ztt unterwerfen. Ausserdem. ändert auch die Strahlung aus der Strahlen quelle von Augenblick zu Augenblick, das heisst für ausserordentlich kurze Zeiträume gesehen, wenn auch die Gesamtstrahlung für eine begrenzte Zeitdauer, wie z. B. 1/2 Sekunde, annähernd konstant bleibt. Die Kurve, die das Ansprechen des Messapparates zeigt, ist eine Kurve rascher Schwingung (Welle).
Der Ap parat besitzt deswegen Vorrichtungen, durch die eine konstante Zeitverzögerung von z. B. 1/2 Sekunde zwischen Messung und Bewegung des Betätigungsorgans eingefügt wird, so dass sich rasche Schwingungen ausgleichen und das Betätigungsorgan nur längeren Ver lagerungen dieser Kurve folgt.
Die Strahlenquelle kann ein radiaoaktives Material, z. B. Thallium \104 oder Stron- i:ium 90 , sein. Die Ionisationskammer liegt in einem Stromkreis mit einer Gleichstrom Spannungsquelle und einem Hochohmwider- stand. Die Wirkung der Elektronen hoher Geschwindigkeit besteht darin, dass sie beim Eintreten in die Ionisationskammer die darin enthaltenen Gase (Luft) ionisieren und einen schwachen Stromdurclrfluss durch den Wider stand bewirken.
Der Wert dieses Stromes ist über den Arbeitsbereich der Zahl und Ener gie der Elektronen angenähert proportional, die in die Kammer eintreten und die Ioni sation bewirken. Diese Zahl der Elektronen und infolgedessen auch der Strom hängt ab von der Absorption der Zigaretten und diese von der Masse des Tabakstranges, der von der Strahlenquelle bestrichen wird.
Der Strom in der Ionisationskammer ist jedoch zu klein, als dass er direkt praktisch verwertet werden könnte. Er wird deswegen i i erforderlichen Umfang verstärkt, um ein direkt anzeigendes Messinstrument 65 (Fig. 5) und einen Stromkreis zu erregen, der das Be tätigungsorgan in Wirksamkeit bringt, so dass das Wechselgetriebe verstellt und eine Ände rung der Geschwindigkeit des Bandes 7 be wirkt wird.
Gewisse Erscheinungen, die später behan delt werden, ausgenommen, leidet diese Mess- inet.hode unter keinerlei Schwierigkeiten hin sichtlich des Feuchtigkeitsgehaltes des Tabaks. Die Absorption der ss-Strahlen hängt für einen bestimmten Abschnitt ganz von der Masse des Materials ab, durch das die Strahlen ihren Weg nehmen. Die Masse des Tabak stranges nimmt zu, wenn der Feuchtigkeits- gelialt wächst. Dadurch nimmt der Ionisations- stroni entsprechend ab, und es wird, wie ge fordert, die wahre Gewichtsangabe erreicht.
Tabak besitzt Fasernatur, ist also anders als ein Homogenes Material. Die Dichte von Fasern kann bei einem geformten Strang oder auch bei einem losen Streifen um einen ge wissen Betrag variieren, selbst wenn die wirk liche Masse des Stranges angenähert kon stant ist. Aus diesem Grunde ist der Messkreis so gebaut, dass er eine Zeitverzögerung von etwa. '!a Sekunde besitzt, so dass der abgelesene Wert des Gewichts ein Mittelwert der Mess- periode ist.
Es wird eine Länge von etwa 150 mm am Tabakstreifen oder -strang durch die Strahlen erfasst. Zu diesem Zwecke ist eine Ionisat.ions- kammer in einem Gehäuse 110 auf der einen Seite des durchlaufenden Tabakstreifens oder -strangs angebracht und eine Strahlquelle in einer Büchse 111 auf der andern Seite.
In Fig. 2 und 3, die die Ionisationskammer und Strahlenquelle im Detail zeigen, besitzt (las Kammergehäuse 110 einen Schutz 114 in Form eines Drahtgeflechtes über der offenen Seite. Im Gehäuse befindet sich eine innere Kammer 7.7.5, die die Ionisationskammer dar- stellt. Sie besitzt ein dünnes Metallfenster 116, durch das die Strahlen eintreten können. Die Kammer wirkt gleichzeitig als die eine Elek trode der Messv orrichtung. Die Büchse 111 ist in ähnlicher Weise mit einem Fenster 117 ver sehen, durch das die Strahlen heraustreten können.
In der Ionisationskammer 115 be findet sich eine innere Elektrode 118. Die Kammer enthält Luft, ist aber nach aussen luftdicht abgeschlossen. Kabel 119 und 120 verbinden die beiden Elektroden mit dem später an Hand von Fig.5 beschriebenen elektrischen Apparat.
Eine ähnliche Vorrichtung ist, wie später ausgeführt wird, auch für die Vergleichs grösse als Sollwertgeber vorgesehen.
Zwischen dem Kammergehäuse 110 und der Büchse 111 ist eine Verlängerung des Gehäuses vorgesehen, die einen Halter 122 bildet, der nachfolgend als Schirmhalter be zeichnet wird. Der Schirmhalter hat Nuten 123, in denen ein Schirmrahmen 124 mit drei Schirmen 125, 126 und 127 (Fig. 2) gleiten kann. Der Schirmhalter ist in Fig: 2 weg gebrochen gezeichnet, um innere Teile sichtbar zu machen. Der Schirmhalter liegt gegen das Fenster des Kammergehäuses 110 (Fig.2), so dass die Schirme der Strahlenquelle gegen überstehen.
Der Schirmrahmen kann in den Nuten des Halters mittels auf jeder Seite des Rahmens liegender Zahnstangen 128 (Fig. 2) hin und her bewegt werden: In die Zahn stange 128 greift ein Zahnrad 130 auf einer Welle 131, die quer zum Schirmhalter 122 ge lagert und mit einem Drehknopf 129 versehen ist. Auf der Welle 131 ist eine Nockenscheibe oder eine Spanneinrichtung vorgesehen, die aus einem Zylinder 132 besteht, auf den drei Ebenen 133 aufgearbeitet wurden und jede Ebene eine Sehne des ursprünglich kreisför migen Querschnittes darstellt. Diese Ebenen wirken mit steifen Flachfedern 134 zusam men, die an dem Halter 122 befestigt sind.
Beim Drehen des Knopfes 129 und Hin- und Herbewegen des Rahmens über Zahnrad und Zahnstange dreht die Nockenscheibe 132-sich und der Eingriff der Flachfedern mit den Ebenen an der Noekenscheibe übt eine der- artige Spannwirkung aus, dass der Schirm rahmen jeweils eine feste Stellung annimmt, wenn der Knopf 129 losgelassen wird.
Der Schirmrahmen enthält eine Reihe von Öffnungen, z. B. drei, deren mittlere eine dünne Metallabdeckung, den Schirm 125 auf weist, der bezüglich der Absorption der ge wünschten Tabakmenge gleichwertig ist, wäh rend die Öffnungen rechts bzw. links von der mittleren Öffnung mit einem dickeren Schirm 126 bzw. einem dünneren Schirm 127 ver sehen sind. Die Dicke wird den Umständen entsprechend und nach den Forderungen der Benützer gewählt. Aber üblicherweise bietet der Schirm 126 den gleichen Widerstand, den ein Tabakstrang, der 4% dicker ist als normal, dem Durchtritt der Strahlen entgegensetzen würde, während der andere Schirm 127 einen Widerstand bietet, der um 4 % unter dem Wert des normalen Tabakstranges liegt. Diese Schirme können aus Aluminium hergestellt werden. Eine vierte Öffnung 135 ist ohne Schirm.
Bei Benützung der Vorrichtung liegt die vierte Öffnung auf den Tabakstrang aus gerichtet.
Das Kammergehäuse 110 ist bei 146 dreh bar befestigt, wodurch es in Richtung des Pfeils (Fig. 2) geschwenkt werden kann, so dass seine Durchtrittsfläche senkrecht liegt. Die Folge solchen Ausschwenkens ist, dass die Strahlenquelle ihre ss-Strahlen in den freien Raum schickt und in eine Richtung, in der sie leicht den Maschinenwärter treffen können. Als Schutzmassnahme gegen solche Unfälle ist ein Schutzschild 147 vorgesehen, der hori zontal verschoben und so eingestellt werden kann, dass für die eine Stellung des Schutzes die Strahlenquelle offen ist, während in der andern Stellung des Schutzes das Fenster der Strahlenquelle durch den Schutzschild überdeckt ist.
Zu diesem Zwecke ist bei jedem Drehpunkt ein Zahnrad 148 am Ge häuse 110 befestigt, das in eine Zahnstange 1.49 an dem Schutz eingreift. Wenn das Ge häuse 110 um seine Drehpunkte geschwenkt wird, bewegt das Zahnrad die Zahnstange der art, dass beim Öffnen der Kammer das Zahn- rad sich dreht und die Zahnstangen so bewegt, dass der Schutz 1.47 in die Stellung zum Ab decken des Fensters 117 der Strahlenquelle gelangt. Wenn das Kammergehäuse 110 wie der geschlossen wird, wird der Schutz in um gekehrter Richtung in die andere Stellung bewegt. In der geschlossenen Stellung wird das Kammergehäuse durch eine Zwinge<B>151</B> gehalten.
Die Strahlenquelle ist gegen die Ioni- sationskammer hin oder von ihr weg verstell bar. Zu diesem Zwecke hat die Büchse 111 (Fig.2) eine an ihr befestigte Stütze 152, die auf der Rückseite eine dicke Platte 153 mit Bohrung und Gewinde für zwei dreh bare Schrauben 154 trägt. Diese Schrauben sind mit Kegelrädern 1)5 fest verbunden, die durch die Kegelräder 156 in Umdrehung ver setzt werden. Die Räder 1.56 sitzen fest auf einer Welle 157, die sieh in Lagern 158 dreht. Ein Drehknopf 159 ist an der Welle<B>157</B> be festigt. Wenn der Knopf 159 gedreht wird, wird die Büchse 111 zu oder weg bewegt. Ein Zeiger 160 ist an der Stütze 152 befestigt und bewegt sich über eine Skala 161.
Eine feinere Ablesung ergibt sich an der Rundskala 162 mit geeigneter Unterteilung. Über die Rund skala 162 bewegt sieh ein Zeiger 163, der mit dem Drehknopf fest verbunden ist.
Aus Gründen, die später bei der Beschrei bung der Arbeitsweise des Apparates ange geben werden, ist es technisch wünschenswert, eine zweite Strahlenquelle und Ionisations- kammer zu benutzen, die als Vergleichs vorrichtung dient und zwischen Quelle und Kammer einen Metallschirm enthält, der eine Strahlenabsorption aufweist, die der Grösse des Sollwertes der Tabakmasse entspricht. Die zweite Kammer ist der ersten Kammer elek trisch gegengeschaltet, so dass der resultie rende Strom einer Messung der Differenz der Ströme der beiden Kammern darstellt.
Damit der Ausgangsstrom des Apparates als Messgrösse nur von der Tabakmasse ab hängig sei, ist erforderlich, dass in allen Fällen beim Messen Faktoren, die nicht von der Tabakmasse herrühren und auf die Messein- richtung wirken, so in die Vergleiehsvorrieh- tung eingehen, dass der resultierende Strom ausschliesslich von der Tabakmenge abhängig ist.
Nach Fig.1 wird die Messung am losen Tabak dtirehgeführt, der auf einem Band transportiert wird. Die Strahlen treten durch (las Band. Die Absorption durch das Band selbst ändert sich im Gebrauch, da sich das Band abnutzt. Das gilt besonders am .An fang. Auch füllen sieh die Poren des Bandes mit Staub, Tabakteilchen und möglicherweise mich Metallteilchen (Stahl) von den Führun- gen. und andern Maschinenelementen, die den Weg und die Bewegung des Bandes bestim- iüen.
Um die Absorption durch das Band wett zii machen und um Änderungen in der Ab sorption auf Grund der Abnutzung zu begeg nen, ist die Vergleichsvorrichtung , beste hend ans der Strahlenquelle 165 und der Ionisationskammer 166, so untergebracht, dass sie das Band an der in Fig. 1 gezeigten Stelle abtasten, wo es keinen Tabak führt.
Wie oben beschrieben, wird an der Mess- eini-ichtung ein beweglicher Schirmhalter be nutzt. Ein gleicher Schirmhalter ist für die Vergleichsvorrichtung vorgesehen. Mit andern Worten, Messeinriehtung und Vergleichsvor richtung sind in jeder Hinsicht gleich, aus genommen, dass die Vergleichsvorrichtung so eingerichtet ist, dass an Stelle des Tabaks, cler durch die Messvorriehtung geht, in der Vergleichsvorrichtung ein Metallschirm tritt, nämlich der Schirm 125 (Fig.2),
dessen Strahlenabsorptionswirkung gleichwertig ist finit der strahlenabsorbierenden Wirkung des Sollwertes der Tabakmasse.
Zur Verbilligung der Herstellung braucht die Kammer der Messeinrichtung keine Ein stellvorrichtung für den Strahlengang zu be sitzen, wenn die Kammer der Vergleichsvor richtung einstellbar ist.
Wo ein flaches Band abgetastet wird, kann eine Abkratzvorrichtung am rücklaufenden Trum des Bandes 2? verwendet werden, so dass es beim Eintritt in die Vergleichsvorrich tung (rechts in Fig. 1) rein und frei von Staub oder andern Fremdkörpern ist, die der Genauigkeit der Vergleichsvorrichtung Ab bruch tun würden. Statt dessen kann die Vor richtung das Band auch unmittelbar nach Verlassen der Messkammer der Vergleichsvor richtung und vor Durchlaufen unter dem Trichter abkratzen.
Eine Abkratzvorriehtung ist in Fig. 1 gezeigt und besteht nur aus einer Büchse 200 mit einem Kratzer 201 und einer Absaugöffnung 202, die zu einem Absaug- spstem führt. Als weitere Sicherung gegen Ungenauigkeit infolge Staub können Messein- richtung und Vergleichsvorrichtung mit Blas- öffnungen 203 (Fig. 4) versehen werden, die einen Luftstrahl über das Strahlenfenster der Büchse der einzelnen Strahlenquellen blasen und etwaigen Staub von ihnen wegführen.
Die Luft wird in Fig. 4 in der üblichen Weise von einem Luftgebläse 252 geliefert, das von dem gezeigten Zahnradgetriebe seinen Antrieb er hält.
Die Wirkungsweise des Apparates soll nun mehr mit Hinweis auf die Fig. 5 und 4 be schrieben werden, wobei auch andere Teile Erwähnung finden.
Das Fenster im Gehäuse 110 ist so gegen über der radioaktiven Quelle in der Büchse 111 angebracht, dass die Strahlen, die den Tabakstreifen durchdringen, in die Ioni- sationskammer gelangen. Eine Quelle für Gleichspannung, das heisst eine Batterie 58, wird zwischen der innern und äussern Elek trode 118 und 115 eingefügt. Die ss-Strahlen, die in die Kammer 115 eintreten, bewirken die Ionisation des Gases (Luft) und der resul tierende Strom, der sich aus der angelegten Spannung ergibt, ist ein Mass der Energie der den Tabak durchdringenden Strahlen und bewirkt zwischen den Enden des Hochohm widerstandes 60 ein Spannungsgefälle.
Diese Spannung muss verstärkt werden, bevor sie praktisch verwertet werden kann. Da es sich um Gleichstrom handelt, ist ein Gleichstrom verstärker erforderlich.
Es hat sich als sehr praktisch erwiesen, ein Vibrationskondensator-Elektrometer 61 zu verwenden, in dem eine zugeführte Gleich spannung in Wechselstrom umgewandelt wird, indem jene über einen Widerstand 62 auf einen Kondensator 63 gegeben wird, dessen Kapazität mit geeigneter Frequenz (500 Hertz) wechselt. Es entsteht an den Klemmen des Kondensators eine Wechselspannung, die der zugeführten Gleichspannung entspricht. Die Wechselspannung wird einem normalen Weeh- selstrom-Verstärker 64 zugeführt und nach folgend gleichgerichtet, um eine Gleichspan nung ztt gewinnen, die der Abweichung vom Sollwert des Gewichtes proportional und mit ihr in Phase ist.
Diese Ausgangsspannung wirkt auf ein Anzeigeinstrument 65 für direkte Ablesung und betätigt einen Stromkreis, der die Ge schwindigkeit des das Transportband antrei benden Mechanismus steuert.
Der Wert des Widerstandes 60, auf den oben Bezug genommen wurde und an dem das Spannungsgefälle entsteht, ist von der Grössenordnung<B>1010</B> bis<B>1011</B> Ohm. Man hat erkannt, da.ss Widerstände von solch hohem Wert ziemlich unstabil sind, das heisst, dass die Spannung, die sich an dem Widerstand auf baut, langsam mit der Zeit ändert.
Es erschien deswegen wünschenswert, eine zusätzliche radioaktive Quelle 165 und eine Ionisations- kammer 166 (Fig. 1 und 5) zu verwenden, um, wie oben ausgeführt, eine Vergleichsvorrich tung zu schaffen, die für den Sollwert der Masse des Streifens oder Stranges so einge stellt ist, dass ein Strom fliesst, der gleich gross aber entgegengesetzt gerichtet ist wie der in der Kammer des Gehäuses 110, der den Streifen oder Strang misst. Der 1-lochohm- widerstand 60 führt dann nur die Differenz der Ströme in den beiden Kammern.
Im Falle des Gleichgewichtes sind die kleinen Schwan kungen der Spannung am Widerstand 60 dann ohne Bedeutung.
Von dem Wechselstromverstärker 64 fliesst ein Strom zu dem phaseempfindlichen Gleich richter 67, der in Synchronismus mit einem Betriebsstromkreis 68 für den Vibrations- kondensator arbeitet.
Dadurch wird die Span nung zwischen der Ausgangsklemme und 0, die über den Belastungswiderstand 69 eines Kathodenverstärkers 70 aus dem Strom des Kathodenverstärkers entsteht, wobei der Punkt 0 normalerweise das gleiche Potential besitzt wie die Erdleitung, positiv oder nega tiv je "nachdem, ob der Strom der Kammer der Messeinrichtung grösser oder kleiner ist als der der Kammer der Vergleichsvorrich tung. Weiter ist Vorsorge getroffen, dass ein regelbarer Teil dieser Spannung über die Leitung 66 zum Eingang des Verstärkers geleitet wird, um diesen gegen innere Ände rungen zu stabilisieren und eine Einstellung gleichbleibender Empfindlichkeit zu ermög lichen.
Das Anzeigeinstrument 65 liegt zwischen den Kathoden der beiden Röhren 72 und 73 in Serie mit einem variablen Widerstand 71, der dazu dient, die Empfindlichkeit des An zeigeinstrumentes einzustellen. Das Ganze bildet ein ausgeglichenes Röhren-Voltmeter. Die Stromkreise dieser Röhren sind durch Ein stellen eines Widerstandes 76 so abgestimmt, dass mit dem Punkt 0 auf Erdpotential die beiden Kathoden gleiches Potential haben und im Nullinstrument 65 kein Strom fliesst.
Die Stromkreise des phasenempfindlichen Gleich richters 67 und des Kathodenverstärkers 70 sind ebenfalls so abgestimmt, dass der Punkt 0 Erdpotential hat, wenn der Strom aus der Kammer der Messeinrichtung im Gehäuse 110 gleich gross ist wie aus der Kammer 166 der Vergleichsvorrichtung.
Infolgedessen besitzt die Masse des Stran ges ihren Sollwert, wenn das Instrument 65 auf Null steht. Wenn der Wert aber ändert, ändert, die Anzeige am Instrument ebenfalls, wobei eine Abweichung um 5 % des Gewichtes vom Sollwert des Streifens oder Stranges vol len Skalenausschlag bewirkt, wenn der ver änderliche Widerstand 71 des Instrumentes auf grösste Empfindlichkeit eingestellt ist. Dieser Bereich von 5% ist eher enger als in der Praxis notwendig ist, und der Apparat kann so eingestellt werden, dass der volle Ska lenausschlag einer Abweichung um 8% des Ge wichtes entspricht.
Bevor mit der Beschreibung der Fig. 5, die das Messen der Masse des Tabakstreifens und das dadurch verursachte Signal (Aus gangsspannung) behandelt, fortgefahren wird, soll in kurzen Zügen der Zweck der übrigen Teile in Fig. 5 und der damit zusammenhän gende Mechanismus der Fig. 4 erklärt werden.
Es soll eine genaue und schnelle Ände rung der Geschwindigkeit der Papiertrans portvorrichtung herbeigeführt werden, wenn die Tabakabgabe in ihrem Wert von dem abweicht, der zur Herstellung eines Tabak stranges mit dem Sollwert an Masse notwen dig ist. Die Geschwindigkeitsänderung kann zunehmender oder abnehmender Art sein und muss jeweils der Abweichung der Masse des Tabakstreifens vom Sollwert genau propor tional sein. Das Ausgangssignal des beschrie benen.
Teils des Stromkreises der Fig. 5 wird verstärkt und einer Betätigungsspule zuge führt, die ein empfindliches Ventil eines hydraulischen Aggregates für Geschwindig keitsänderung verstellt, das mit dem Me- ehanistnus für den Antrieb des Förderbandes !!her ein Differentialgetriebe verbunden ist. Das Ganze derart, dass das hydraulische Aggregat die Ausgangsgeschwindigkeit des Differentialgetriebes und damit die des Me- ehanismus entsprechend der Drehrichtung des hydraulischen Motors des Regelaggregates erhöht oder vermindert.
Der hydraulische Mo tor treibt ebenfalls einen. Umlaufgenerator an, dessen Ausgangsspannung dem Stromkreis zwisehen Ausgangsseite der Messeinrichtung und dem angegebenen Verstärker aufgedrückt wird. Diese Spannung ist zur Spannung der Ausgangsseite entgegengerichtet und bewirkt eine negative Rückkopplung ; sie bringt die Gesehwindigkeit der Ausgangsseite des Wech- sel-etriebes in lineare Abhängigkeit.
Mit die ser Art Steuerung zeigt das Messgerät 65 stets die Änderungen der Zufuhr vom Trichter an und wird durch Massnahmen am Wechsel- rietriebe nieht beeinflusst. Deswegen ist ein anderes Messinstrument, das später als Ge- wiehtsmesser gekennzeichnet wird und ein Nullinstrument ist, in den Kreis eingefügt und so an-eordnet, dass es auch während einer Änderung der Geschwindigkeit des Transport bandantriebes Null oder Sollwert anzeigt.
Sollte jedoch die Maschinengeschwindigkeit sieh nicht in Übereinstimmung mit dem Ein- gangssignal ändern, dann zeigt der Gewichts messer die Abweichung im Gewicht der ge fertigten Zigaretten an.
Der mit Bezug auf den obern Teil der Fig.5 beschriebene Apparat stellt in Wirk lichkeit ein Messinstrument dar, während der untere Teil der Ansicht einen Apparat zum Steuern der Geschwindigkeit eines Teils der Maschine zeigt. Nunmehr sollen die Ver bindungen zwischen Messinstrument und Ge schwindigkeitsregler beschrieben werden.
Der Ausgangswert des Messinstrumentes wird zwischen Punkt 0 und Erde abgegriffen, ein Wert, der, wie oben auseinandergesetzt, auch dem Messinstrument 65 zugeführt wird. Vernachlässigt man zunächst die mit 250 be zeichnete Vorrichtung, die einen Umlauf generator darstellt, und den Widerstand 91 sowie den Stromkreis des mit 93 bezeichneten Messinstrumentes, so geht die Zuführung zum Gitter der Triode 77 über einen Widerstand 78, einen veränderlichen Widerstand 79 und. einen Gitterwiderstand 80. Triode 77 bildet mit der Triode 81 (beide in gleicher Glashülle) einen Spannungsverstärker hoher Stabilität mit geringem Ausgangswiderstand. Beide geben eine Verstärkung von der Hälfte des Verstärkungsfaktors der Einzelröhren.
Die verstärkte Spannung wird bei der Anode der Röhre 77 abgenommen. Die mittlere Gleich spannung an diesem Punkt beträgt 100 V, und das Potentiometer 82, 83, 84 wird in Verbindung mit dem stabilisierten Netz für -200 V benutzt, um einen Spannungspunkt nahe bei Erdpotential zur Lieferung dieser Spannung an die beiden Ausgangsröhren 85 und 86 zu erhalten. Diese Röhren sind als Trioden nach Art der Kathodenverstärker mit einander parallel geschaltet, um für ein Ele ment 87 mit Betätigungsspule einen geringen Ausgangswiderstand zu erhalten. Das untere Ende dieses Elementes 87 ist mit Erde und das obere Ende mit den parallel geschalteten Kathoden der Röhren 85 und 86 verbunden.
Ein Schalter 88 ist vorgesehen, so dass die Spule 87 aus dem Kreis ausgeschaltet werden kann, wenn die Maschine angelassen wird. Denn der Trichter neigt zunächst dazu, für kurze Zeit unregelmässig zuzuführen, und die Spule 87 wird erst eingeschaltet, wenn er zufriedenstellend arbeitet. Die parallel ge schalteten Kathoden sind jedoch über den Widerstand 89 auch an das Netz mit -200 V angeschlossen. Wenn die Gitterspannung der Röhren 85 und 86 um ein kleines Mass, etwa -2 V, negativ ist, liegt bei diesen Verbindun gen das obere Ende des Elementes 87 an Erd- potential, und infolgedessen fliesst kein Strom durch die Spule.
In Wirklichkeit hat, wie schon auseinandergesetzt wurde, die Aus gangsseite des Messinstrumentes Erdpotential, wenn die Dichte des Tabaks den Sollwert be sitzt, und das Potentiometer 83 ist von An fang an so eingestellt, dass unter dieser Be dingung in der Spule 87 kein Strom fliesst. Andernfalls fliesst schon bei kleiner Eingangs spannung vom Messinstrument her ein Strom im Kreise der Spule 87, wobei die Strom richtung von der Polarität der Eingangsspan nung aus dem Messinstrument abhängig ist.
Die Vorrichtung 222 ist ein hydraulisches Wechselgetriebe (da die Arbeitsflüssigkeit Öl ist, auch bekannt als Ölgetriebe) und be sitzt eine Hochdruck-Ölpumpe mit einem Ent lastungsventil und einem empfindlichen Ven til zum Steuern der Drehrichtung und der Geschwindigkeit der Antriebswelle eines Öl- motors von etwa 1/s PS. Die Geschwindigkeit ist der Verstellung des empfindlichen Ventils angenähert proportional. Dieses Ventil ist direkt mit dem Element 87 gekuppelt, das mit einem Dauermagnetfeld und mit einer auf die Mittelstellung eingestellten Membranfeder ausgerüstet ist und abhängig von Richtung und Grösse des Stromes eine bestimmte Kraft ausübt.
Die mechanische Verbindung zwischen dem Element 87 und dem empfindlichen Ven til ist so eingestellt, dass der Ölmotor stillsteht, wenn die Eingangsgrösse aus dem Messinstru- ment Erdpotential hat. Andernfalls dreht sich die Antriebswelle des Ölmotors in einer Rich tung, die von der Eingangsspannung abhän gig ist.
Der Ölmotor selber ist mechanisch mit einem Differentialgetriebe gekuppelt, das mit Bezug auf Fig. -1 beschrieben und so an geordnet ist, da.ss es die Cxeschwindigkeit eines Teils der Fördervor riehtung der Maschine er höht, wenn die Dichte des Tabaks aus dem Trichter über den Sollwert zunimmt, und die CTesehwindigkeit dieses Teils der Maschine ver ringert, wenn die Dichte zu gering ist. Da durch wird das Gewicht der fertigen Zigarette, trotz der Änderung in der Zufuhr aus dem Trichter auf angenähert gleichbleibendem Wert gehalten.
Da in der einen Drehrichtung des Ölmotors die Geschwindigkeit von dem genannten Teil der Maschine zunehmen muss,, in der andern aber infolge der Beharrung der laufenden Maschine eine Gegenwirkung auf tritt, das heisst der Teil der Maschine die Neigung hat, den Ölmotor anzutreiben, besteht in einer Richtung eine Tendenz zu grösserer Geschwindigkeit als in der andern Richtung für entgegengesetzte aber gleich grosse Ein gangsspannungen. Aus diesem Grunde und zur Verbesserung des gewünschten Frequenz- ganges ist der Umlaufgenerator 250 mecha nisch mit der Antriebswelle des Ölmotors über ein Übersetzungsgetriebe (Fig.4) ver bunden.
Der Generator erzeugt eine Span nung, die in jedem Zeitmoment, der Aus- gangsgesehwindigkeit proportional ist. Eine der Generatorklemmen ist, mit dem obern Ende eines Widerstandes 90 verbunden und die andere über einen N@'iderstand 91, ein Po tentiometer 92, einen variablen Widerstand 79 und einen festen Widerstand 78 zum gleichen i Ende des Widerstandes 90 geführt. Die Span nung über die Widerstände 78 und 79 ist an das Gitter der Röhre 77 gelegt.
Die Polarität dieser in Serie mit der Eingangsspannung lie genden Spannung über die -#Viderstände 78 1 und 79 ist entgegengesetzt und vermindert die Wirkung der Eingangsspannung. Doch ist gleichzeitig die Wirkungsweise des Ganzen bedeutend verbessert und für alle praktischen Zwecke wird die Ausgangsgeschwindigkeit des Ölmotors direkt proportional der Ein gangsspannung aus dem Messinstrument, das von den Änderungen in der Belastung oder dem Wechsel in der Drehrichtung unbeein flusst bleibt.
Obwohl die Wirkung der Eingangsspan- nung zur Erzeugung eines Stromes im Ele- inent 87 durch die in Serie dazu liegende, durch die Rückkopplung der vom Umlauf- 1;etierator erzeugten Spannung vermindert wird, sind die Verstärkung der Röhren 77 Lind 81 und die Wicklung des Elementes 87 so gewählt, dass ohne Rückkopplung schon ein kleiner Bruchteil des normalen, grössten Wertes der Eingangsspannung genügt, um die volle Drehgeschwindigkeit in beiden Rich- titti-en zu erreichen.
In der Praxis wird das Verhältnis der Übersetzung zwischen der Welle des ölmotors iuid der Eingangs- und Ausgangswelle des 1)iffei-entialgetriebes so gewählt, dass, wenn der Motor mit voller Geschwindigkeit in einer der beiden Drehrichtungen läuft, die Ge- sehwindigkeit des genannten Teils der Ma- selline um höchstens 10% zu- oder abnimmt.
Der genaue Betrag der Geschwindigkeitsände- run;- wird durch den veränderlichen Wider stand 79 eingestellt, der den Betrag der Span nun ", die der Eingangsspannung entgegen wirkt, bei beliebiger auftretender Geschwin- di;@keit ändert.
Wenn der Ölmotor stillsteht, ist die Ge- sebwindigkeit der Maschine mit der Zufuhr atis dem Trichter im Schritt, so dass Schwierig- kciten in den andern Systemen beim Anlassen iind Stillsetzen der Maschine vermieden wer den.
Da ausserdem die Geschwindigkeit des besagten Teils der Maschine nie um mehr als 10% der vollen Eingangsspannung wech- #,elt, ist eine Abweichung von der Linearität des Mechanismus auf 1/1o reduziert und, wenn wan die Verluste im Differentialgetriebe und die Leistung für die Beschleunigung vernach- lässigrt, so ist die erforderliche Pferdestärke zahl 1/1o derjenigen zum Antreiben der Maschine.
All diese Faktoren zusammen mit dem stabilen und linearen Verstärker und der Spannungsrückkopplung tragen dazu bei, eine praktisch erprobte Apparatur zu er geben, welche die Geschwindigkeitsänderungen in Schritt hält mit dem Eingangssignal und welcher ohne merkliche Verzögerung raschen ;Änderungen des Eingangssignals folgen kann. Bei diesem Apparat werden Änderungen in der Dichte des vom Trichter zugeführten Tabaks im Messinstrument 65 angezeigt, aber diese Angabe wird von den Änderungen in der Geschwindigkeit eines Teils der Maschine durch die eben beschriebene Vorrichtung nicht beeinflusst.
In der Praxis wurde es als wün- schenswert gefunden, über eine Angabe zu verfügen, ob die Kreise befriedigend funk tionieren, so da.ss der Maschinenwärter sicher ist, dass das Endprodukt das richtige Gewicht besitzt.
Diese Angabe wird durch ein Messinstru- ment 93 erreicht, das als Mikro-Amperemeter mit umkehrbarem Ausschlag in passender Weise geeicht werden kann, um das Gewicht anzugeben, so dass es als Gewichtsmesser bezeichnet werden kann. Das Messinstrument ist an die Spannung über die Widerstände 78, 79 und 92 wirksam angeschlossen. Die An schlüsse führen von Potentiometer 92 über den Widerstand 94, der einen hohen Wert besitzt, zum Messinstrument und von die sem zu Erde und über den Widerstand 9:0 zur Klemme zwischen den Widerständen 90 und 78.
Im normalen Betrieb ist die Spannung, die über die Widerstände 78 und 79 durch den Tacho-Generator entwickelt wird, der Ein gangsspannung an Widerstand 90 entgegen gesetzt. Der Kreis und die Geschwindigkeit stellen die Spannung so ein, dass sie der Eingangsspannung nie ganz gleich ist. Doch das Potentiometer 92 gestattet das Zufügen einer zusätzlichen Spannung, so dass jederzeit, wenn die Ausgangsgeschwindigkeit des Öl- motors der Eingangsspannung proportional und entgegengesetzt wirkend ist, die Span nung, die an den Gewichtsmesser kommt, null ist, so dass dieser nicht ausschlägt.
Wenn der Ölmotor versagt und bei einem Eingangs signal nicht anspricht, so fehlt die Gegen spannung aus dem Tacho-Generatorkreis und der Gewichtsmesser, deren Stromkreisgrössen entsprechend gewählt werden, zeigt in Schritt finit dem Instrument 65 eine Abweichung an. Sollte die Gesehwindigkeitsänderung nicht den rechten Wert haben oder gegenüber dem Eingangssignal verzögert sein, so wird in ähnlicher Weise der Gewichtsmesser die Ab weichung im Gewicht des Endproduktes an zeigen.
Die Anordnung des Antriebes der Maschine ist in Fig. 4 eingehender gezeigt. Dort ist 210 ein Motor, der die ganze Zigarettenmaschine antreibt. Riemen 212, die von der Motor riemenscheibe 213 angetrieben werden, treiben die Riemenscheibe 214, die auf der Welle 215 des Getriebes im Kasten 216 sitzen. Auf der Welle 215 sitzt ein Planetenradträger 217, auf dem die Planetenräder 218 drehbar befestigt sind. Das andere Ende der Welle 215 trägt ein Kettenrad 219, das auf der Welle festsitzt und über eine Kette 221 ein anderes Zahnrad antreibt. Das Rad 220 ist auf einer Welle befestigt, die in einer Büchse 222 gelagert ist. Die Büchse 222 enthält das vorher erwähnte Ölaggregat und besitzt eine Pumpe, die das Öl unter Druck durch den Ölmotor treibt.
Der Ölmotor treibt ein Kettenrad 223, das durch eine Kette 224 mit einem andern Ketten rad 225 verbunden ist, das auf der im Ge triebekasten 216 gelagerten Welle 226 sitzt. Ein Stirnrad 227 auf der Welle 226 treibt ein anderes Stirnrad 228, das an dem mit den Planetenrädern 218 in Eingriff stehenden Sonnenrad 229 befestigt ist. Eine Bewegung der Welle 226 in beliebiger Richtung auf Grund einer Bewegung des Ölmotors bringt in proportionalem Masse das Sonnenrad 229 auf Welle 215 zum Drehen und bewirkt das Dre hen der Planetenräder auf ihren Achsen 230. Dadurch wird das andere Sonnenrad 231 rela tiv zur Welle 215 verdreht. Ein Stirnrad 232 ist mit dem Sonnenrad 231 fest verbunden und nimmt an dessen Bewegung teil.
Diese Bewe gung wird einem Doppelkettenrad 233 durch ein Stirnrad 234 übermittelt, und das Rad 233 treibt ein weiteres Doppelkettenrad 235 über die Ketten 236. Das Rad 235 ist auf der Welle 237 fest, die die Hauptantriebswelle der Zigarettenmaschine ist. Sie treibt die Druck vorrichtung 5 und alle Teile links der kleinen Rolle 6 (Fig. 1). Eine Hülse 238 ist drehbar auf der Hauptwelle 237 montiert und besitzt am einen Ende ein Stirnrad 239, das über ein Zwischenrad 240 von dem Stirnrad 241 her angetrieben wird, das auf der Welle 242 sitzt. Am einen Ende der Welle 242 sitzt die früher beschriebene einstellbare Riemenscheibe 255, die den Zuführtriehter antreibt.
Das andere Ende der Welle 242 besitzt ein Stirnrad 243, das mit einem andern Stirnrad 244 auf Welle 215 in Eingriff steht.
Mit der Hülse 238 ist eine Schnecke ohne Ende verbunden, die ein Sehneekenrad 246 antreibt, an dessen Welle 247 die Antriebs trommel 254 für das Trichterband 2 befestigt, ist (Fig.1).
So wird bei Betrieb die Hülse 238 vom Motor 210 über ein unveränderliches Cx'e- triebe angetrieben, so dass das Trichterband 2 sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit be wegt. Auch die einstellbare Riemenscheibe 255, die den Trichter antreibt, wird mit gleich bleibender Geschwindigkeit angetrieben. Die Geschwindigkeit des Trichters selbst kann jedoch durch Verstellen der Riemenscheibe in der beschriebenen Weise verändert werden. Die Hauptwelle 237 ist jedoch durch ein Ge triebe bewegt, dessen wirksame Übersetzung während des Betriebes geändert werden kann.
Denn wenn die Welle 226 stillsteht, steht auch das Sonnenrad 229 still, und die Planeten räder 218 drehen sich nicht nur im Kreise mit der Welle 215, sondern auch auf ihren Achsen und bringen das andere Sonnenrad 232 entsprechend in Umdrehung. Wenn der Öl- motor die Welle 226 in einer Richtung ver stellt, so dreht sich das Sonnenrad 229 im Verhältnis zur Welle 215 und fügt der Dreh bewegung der Planetenräder zusätzlich eine positive oder negative Bewegung bei, so dass sich das Sonnenrad 231 entsprechend ver stellt. Auf diese Weise wird die Geschwindig keit der Hauptwelle 237 und aller Teile, die durch die Hauptwelle angetrieben werden, ent sprechend der Bewegung des Ölmotors geändert.
Diese Ölmotoren, die bekannte Einriehtun- gen darstellen, sprechen sehr rasch an und ihre Bewegungen werden durch ein kleines Ventil gesteuert, das die Ölzufuhr von der Pumpe drosselt und selber durch eine Magnet spule 87 (Fig. 5) betätigt wird, die in einem Gehäuse 257 eingeschlossen ist. Die Welle 226 besitzt am einen Ende ein grosses Zahnrad 218, das ein kleineres mit dem Umlaufgene rator 250 gekuppeltes Zahnrad 249 antreibt. Der Generator erzeugt den Strom für die l@üekkopplung, wie mit Bezug auf Fig. 5 be schrieben.
An der Motorriemenscheibe 213 sitzt ein Kettenrad 251, das einen Ventilator oder eine Luftpumpe 252 zur Erzeugung von Druck Inft in den Leitungen 253 antreibt. Diese Leitungen führen zu Luftdüsen, die über die Vorderflächen der Strahlenkammer blasen. Die Luftströme blasen Staub und Tabakteil chen, die sich an diesen Stellen ansammeln und zu falschem Messergebnis führen würden, hinweg.
Die beschriebene Anordnung hat sehr be friedigt und sich in langen Prüfungen als gut erwiesen. Es darf als allemeine Regel gelten, dass, sobald als möglich, auf eine Mess- wertä.nderung auch eine Änderung der Trans- portbandgesehwindigkeit folgen soll. Das heisst zwischen beiden Ereignissen sollte keine ver meidliche Verzögerung oder tote Zeit auf <B>1</B> reten.
In Fig. 6, die jetzt beschrieben werden soll, ist die Messvorrichtung näher beim Trans portband als in Fig. 1. Die Fig. 6 zeigt ge- renüber Fig.1 eine Änderung in der Anord- ming der Kammern. Zwischen dem schrägen Kanal 16, der nahe beim Trichter 1 ist, und dem Band 7 befindet sieh ein Papierträger <B>53.</B> Dieser kann ein Streifen ganz dünnen 3letalles sein wie Durahuninium- oder Alu minium-Folie, die über die Stützen 51 ge spannt und bei 55 befestigt ist.
Statt dessen kann ein dünnes Nylonband 56 benutzt wer den, das strichpunktiert gezeichnet ist und durch eine Trommel 57 angetrieben wird. Das Band ist geeignet wegen der Gleich i'örmigkeit der Fäden aus Nylon oder anderer künstlicher Fäden, so dass ein dünnes, bieg sames Band von einheitlicher Struktur erhal ten wird, das die Strahlen überall wenig stens angenähert konstant absorbiert.
Der Stromkreis der Messvorrichtung kann in diesem Falle der gleiche sein wie der, der mit. Bezug auf Pig. 5 beschrieben wurde. Da die Messung der Ware auf der laufen den Papierbahn 3 erfolgt, und auch deren Geschwindigkeit geändert werden soll, bildet die Einrichtung einen geschlossenen Regel kreis, bei dem die durch den Steuervorgang erreichte Masse laufend mit dem Sollwert der Masse verglichen wird. Solche Anordnungen neigen jedoch zum selbständigen Schwingen, das heisst zu Pendelerscheinungen. Die An wendung der Regelfaktoren in der Vorrich tung kann nun so abgestimmt werden, dass diese Neigung unterbunden wird.
Es ist jedoch denkbar, dass bestehende Ma schinen mit einer Mess- und Regeleinrichtung, wie dargestellt, ausgerüstet werden sollen und es aus baulichen Gründen nicht möglich ist, die Messeinrichtung in so günstige Lagen zu bringen wie in Fig. 1 und 6. Ausserdem bilden einige Maschinen, obwohl die Messung am besten an einem flachen Band durchzuführen ist, den Tabakstrang auf einem U-förmigen Band, und es würden beträchtliche Abände rungen notwendig werden, diese Maschinen für eine flache Bandanordnung umzukon- struieren. Es sind deswegen auch andere Aus führungsbeispiele vorgesehen.
Es wird zu deren Erklärung auf die Fig. 7 bis 10 Bezug genommen. Fig.7 zeigt eine Maschine, die weitgehend in Gebrauch ist. Die Papierbahn 3 verläuft unter dem Trichter 1, so dass der Tabak direkt auf das Papier rieselt, das manch mal U-förmig geformt ist, manchmal aber flach ist und durch metallene seitliche Füh rungen läuft. Bei dieser Art Maschinen kann die Geschwindigkeit nur über die ganze Länge des Tabakstranges geändert werden. Die Mes sung wird bei F hinter dem Trichter durch geführt, jedoch so nahe als möglich bei die sem, um die Verzögerung der Korrektur auf ein Minimum herabzusetzen.
Fig.8 zeigt eine andere weit verbreitete Art von Maschinen, bei denen der Tabak auf ein Band 2 rieselt, das U-förmig ist. Es könnte aber auch flach sein. Die Wahl flach oder U-förmig wird beeinflusst von der Bauart und der Arbeitsweise, die ausserhalb unseres Betrachtungskreises liegen. Nach Fig. 7 be wirken Änderungen in der Geschwindigkeit des Transportbandes 'l, dass der aus dem Trichter rieselnde Tabak sich auf eine grössere oder geringere Länge des Auffangbandes 3 (Papierbahn) verteilt und dass der Tabak streifen dann proportional stärker oder schwä cher wird.
In Fig. 8 besteht üblicherweise eine Differenz der Grundgeschwindigkeiten zwi schen Auffangband 2 und Transportband 7, wobei das Band 2 schneller läuft. Doch kön nen Geschwindigkeitsänderungen, die sich aus der Messung ergeben, beiden Bänden 2 und 7 aufgedrückt werden, so dass ihre Relativge schwindigkeit ungeändert bleibt.
Fig. 9 zeigt ein Zwischenband 2A, das mit unter benutzt wird, um ein spezielles Dichter- Machen des Tabakstranges zu erreichen. Das Messen kann bei F durchgeführt und die Ge schwindigkeit des Bandes 7 oder auch schon die des Bandes 2A kann geändert werden.
Es ist denkbar, dass auch der papier umhüllte Strang gemessen werden soll. Für diesen Fall wird eine weitere Messvorrich- tung bei R unmittelbar vor der Stelle ange bracht, wo der fertige Strang in Zigaretten geschnitten wird. Dabei wird der Strang zwi schen Kammer und Strahlenquelle durch die Führungen 112 und 113 geleitet (Fig.10). Da die Hülle des Stranges kurz vorher mit Leim versehen und geklebt wurde, können Kondensationserscheinungen an den Führun gen auftreten. Deswegen sind diese Führun gen mit thermostatiseh gesteuerten Heizungen 164 versehen.
Die Führungen 112 und 113 sind von solcher Form, dass nur der mittlere Teil des Stranges abgetastet wird, um jeden Fehler zu vermeiden, der beim Abtasten des ganzen Stranges dadurch eintreten könnte, dass der Strang sich auf und ab bewegen würde. Durch diese Anordnung wird die Än derung in der Länge, über welche die Strahlen durch den Tabakstreifen durchtreten, auf ein Minimum gebracht.
Es gibt eine Reihe Faktoren, die in Be tracht zu ziehen sind, wenn die Unterbrin gung der Messvorrichtung ins Auge gefasst wird. Die nachfolgenden Angaben mögen als Wegweisung dienen. Wenn ein loser Tabakstrang gemessen wird, der auf einem Band transportiert wird, so kann dieses Band U-förmig sein; es kann aber auch flach sein wie in Fig. 1 und 2, nur müssen alsdann Führungen für die Seiten des Tabakstranges vorgesehen werden. In beiden Fällen ist die Masse der Seitenführungsteile bekannt und kann in Rechnung gesetzt oder in den Vergleichswert einbezogen werden, wenn die Strahlen durch Tabak und Füh rungen treten.
Da jedes fremde Material wie das Trans portband oder die seitlichen Führungen für den Strahlenweg unerwünscht ist, werden, wie oben ausgeführt, Strahlenquelle und Ionisationskammer vorzugsweise oberhalb bzw. unterhalb des Transportbandes angeordnet, um die Fremdmaterialmenge gering halten zu können. So ist es möglich, ein flaches Band zu benutzen, das nur mit einfacher Dicke im Strahlenweg liegt. Die Grösse des Einflus ses dieses Bandes ist für die Messung des Ta baks tragbar. Das Transportband kann an seiner Oberseite ohne Dickenunterschied eine flach konkave Kurve bilden, um den Tabak seitlich ohne besondere Seitenführungen zu halten. Auf alle Fälle ist die Anordnung die beste, bei der das fremde Material mit ge ringster Dicke in den Strahlenweg kommt.
In Fällen, in denen die Anordnung von Strahlen quelle und Ionisationskammer so ist, dass Sei tenführungen notwendig sind, die Strahlen aber weder vor noch nach Passieren des Ta baks durch die Führungen müssen, sollten solche Führungen 52 (Fig. 2) dick oder tief genug sein, da.ss sie alle Strahlen, die auf sie treffen, absorbieren, so dass die Strahlen, die zur Ionisationskammer gelangen, nur solche Strahlen sind, die durch den Tabak gingen.
In Fig. 7 bis 9 wird bei F ein loser Tabak strang, aber bei R der papierumhüllte Strang gemessen. Wenn das Band U-förmig ist (Fig. 11), so sind die Seiten des Bandes prak tisch zu den Strahlen parallel, während diese im Falle von Fig. 1 und 2 mir die Dicke des Bandes durchdringen müssen.
In Fig. 11 läuft das U-förmige Band 2 zwi schen Führungen, die dick ausgeführt sind, damit sie alle Strahlen, die auf sie treffen, absorbieren. -Wenn das Band mit der Konkav seite nach oben leicht gekrümmt ist, wie (las hinter dem Punkt I' der Fall ist, können die Seitenführungen weggelassen werden, das heisst sobald das Band hinreichend gekrümmt ist., dass es den Strang transportiert, ohne den Tabak über die Seitenränder zu streuen, dann sind keine besonderen Führungen not wendig.
Wenn nur eine einzige Ionisationskammer benutzt wird, ist die Batterie 58 in Serie mit dem Hochohmwiderstand 60 geschaltet. 1)a. in diesem Falle keine Vergleichsvorrich tung vorhanden ist, kann die Spannung an dem Hochohmw iderstand dadurch ausge glichen werden, dass in die Rückführleitung 66 eine Batterie mit verstellbarem Potentiometer eingebaut wird, um eine Gegenspannung zu gewinnen, die derjenigen am Widerstand 60 gleichwertig ist, wenn die gemessene Tabak masse den Sollwert besitzt.
Es ist. schon bemerkt worden, dass das be schriebene Verfahren nicht unter Schwierig keiten wegen des Feuchtigkeitsgehaltes leidet, doch kann es wünschenswert erscheinen, Mass nahmen für dessen Berücksichtigung vorzu sehen, da der Benützer in der Regel wünscht, dass das Endprodukt bei einem bestimmten prozentualen Feuchtigkeitsgehalt, der durch aus nicht der zu sein braucht, mit dem der Tabak verarbeitet wurde, ein bestimmtes Ge- wieht hat. Die Maschine kann deshalb eine Vorrichtung zum Messen des Ferichtigkeits- gehaltes des Tabaks, der verarbeitet wird, zum Aufzeichnen der Messung und zum entspre chenden Steuern des oben beschriebenen Appa rates enthalten.
Irgendeine passende Vor richtung zum Bestimmen des Feuchtigkeits gehaltes kann benutzt werden, z. B. Messen des Widerstandes einer vorbestimmten Masse des Tabaks, die zwischen Elektroden liegt, von denen ein geeigneter Regelimpuls in den Stromkreis des Apparates an geeigneter Stelle eingeführt wird. Die beschriebenen Vorrichtungen arbeiten vorbeugend, indem sie die Menge des Tabaks messen und die Maschine dementsprechend ein stellen, und zwar in einer Weise, die von dem Betriebszustand im Augenblick der Mes sung abhängt.
Die ss,Strahlen geben ein Bild der jeweiligen Verteilung des Tabaks auf dem Trichterband, und das kann als Angabe zum Zwecke des Ausgleichens der Unregel mässigkeiten in einem späteren Zeitmoment benutzt werden. Deswegen kann bei einem andern Ausführungsbeispiel das Messresultat auch an zwei Stellen verwertet werden, so dass ein Ausgleich an zwei Stellen der Ma schine erfolgt. Es kann auch Vorsorge ge troffen werden, dass Korrekturen an mehr als zwei Stellen möglich sind, doch scheinen zwei Stellen, also die zweistufige Verwertung, an gemessen. Es sei z. B. angenommen, dass die Verteilung auf dem Trichterband durch Mes sen und Steuern der Geschwindigkeit des Trichterbandes geregelt wurde.
Doch mag die Verteilung für den gewünschten Zweck noch nicht gleichmässig genug sein. Der bearbei tete Tabak wird dann weiterer Behandlung unterworfen zur Verbesserung der Verteilung.
Wenn nach dem Zweistufenverfahren aber mit nur einer ss-Strahlen-Einrichtung gearbei tet wird, so besteht keine Vorrichtung, um die Endqualität des Stranges zu beurteilen. Zur Prüfung des Endresultates kann am Schluss der Maschine ein Wäger verwendet werden. Die zweistufige Methode mag so durchgeführt werden, dass die erste Korrektur ziemlich grob ist und die Sollgüte durch die zweite Korrektur erreicht wird. Wo das durch geführt werden kann, können einfachere Tabakzuführungseinrichtungen benutzt wer den als die, die jetzt gang und gäbe sind.
An Stelle des oben beschriebenen Ölaggre gates kann auch ein schnell ansprechender Motor mit einer elektronischen Vorrichtung verwendet werden, deren Kraft direkt aus einem Verstärkungssystem stammt. Doch er fordern solche Vorrichtungen umfangreiche Steuereinrichtungen, und die Geschwindig keitsänderung ist im Vergleich mit der des Ölaggregates schwerfällig. Statt dessen kann der Messwert auch auf einem magnetischen Band oder einem ähnlichen Registrierinstru- ment aufgespeichert und an Hand der Auf zeichnung eine Geschwindigkeitsregelvorrich- tung beeinflusst werden.
Die Steuerung kann ausser einer Änderung der Geschwindigkeit des Bandes, wie beschrieben, auch noch eine Be handlung des Tabaks auf dem Band durch geeignete Vorrichtungen bekannter Art be wirken, wie sie z. B. für die örtliche Ände rung der Dichte des Streifens verwendet wer den.
Mit den dargestellten Vorrichtungen wird eine Änderung der Tabakmenge, mit welcher das Transportsystem berieselt wird, schnell festgestellt und ihr entgegengewirkt. Für die meisten Betriebsbedingungen ist es genügend, wenn Mittel für die Änderung der Geschwin digkeit eines Transportbandes vorgesehen sind. Doch kann auch eine normale Steuerung der Trichterliefergeschwindigkeit beibehalten und mit einer geeigneten Messvorrichtung ge kuppelt werden, um in Funktion zu treten, wenn die gemessene Menge über gewisse tole rierte Werte hinaus schwankt, die von der Vorrichtung zur Steuerung der Transport- mittelgesehwindigkeit noch beherrscht werden können.
Da die Länge der Zigarette durch die Ge schwindigkeit des Transportbandes, das den papierumhüllten Strang zur Schneidvorrieh- tung bringt, und durch die Geschwindigkeit bestimmt ist, mit der die Schneidevorrich tung rotiert, wird es verständlich, dass bei Änderung der Geschwindigkeit des Transport bandes auch die Geschwindigkeit der Schneide vorrichtung entsprechend geändert werden muss. Ähnliches gilt für andere Einrichtun gen an der Maschine wie die Bedruekvor- riehtung, Ablenkvorrichtungen und Greifer, deren Geschwindigkeit bei einer Änderung in der Geschwindigkeit der Papierbahn auch geändert werden muss.
Die Beschreibung hat eingehend das Mes sen mit Hilfe einer radioaktiven Quelle von durchdringenden Strahlen behandelt. Doch können auch andere bekannte Messeinrichtun- gen benutzt werden. Eine hierzu geeignete bekannte Vorrichtung ist schematisch in Fig. 12 gezeigt. Der Zigarettenstrang 51, oder wenn nötig der lose Strang, durchläuft eine elektrostatische Vorrichtung mit Platten 95. Die Vorrichtung spricht auf Änderungen in der Menge des durchlaufenden Tabaks an. Durch Mess- und Verstärkungseinrichtungen 96 werden Magnete 97 oder 98 erregt, wenn die Menge des Tabaks vom Sollwert abweicht.. Durch die Magnete werden Schalter 99 und 100 betätigt.
Das Schliessen eines Schalters kann zum Verstellen eines Wechselgetriebes verwendet werden, wie das an Hand Fig. 1 beschrieben wurde. In diesem Falle treibt natürlich das Weeliselgetriebe den Teil des Transportsystems, dessen Geschwindigkeit ge ändert werden soll.