DE10145326A1

DE10145326A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung ventilierter Zigaretten mit Perforation

Info

Publication number: DE10145326A1
Application number: DE10145326A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Christen Lorenzen
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2003-04-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ventilierten Produkten der tabakverarbeitenden Industrie, deren Füllung aus rauchfähigem Material zum Bilden eine stabförmigen Stranges fortlaufend mit einem Umhüllungsstreifen (4) umhüllt wird, der von einer Umhüllungsstreifenrolle (6) zugeführt wird, und bei dem Zigaretten (7) von dem stabförmigen Strang abgeschnitten werden, und wobei auf einer Prüftrommel (22) ein Gesamtventilationsgrad des Produkts (7, 100) gemessen wird, wobei in Abhängigkeit des gemessenen Gesamtventilationsgrades des geprüften Produkts eine Perforationsvorrichtung (16) zur Perforierung der Filterzigarette (100) gesteuert wird. Um bei einer Prüftrommel (22), die nur den Gesamtventilationsgrad messen kann, einen gleichbleibenden und genauen Gesamtventilationsgrad, mit gleichbleibenden Filter- und Tabakstockventilationsgraden zu erreichen, wird vorgeschlagen, einer definierbaren Anzahl Produkten (7, 100) bei Vorliegen festlegbarer Zustände keine Perforierung zuzufügen und den Gesamtventilationsgrad wenigstens eines unperforierten Produkts zur Feststellung eines Tabakstockventilationsgrades zu messen. Die Erfindung betrifft außerdem auch eine Vorrichtung, die zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Produkten der tabakverarbeitenden Industrie, wobei eine Füllung aus rauchfähigem Material zum Bilden eines Zigarettenstranges fortlaufend mit einem Umhüllungsstreifen umhüllt wird, wonach stabförmige Abschnitte, insbesondere Zigaretten, von dem fortlaufenden Strang abgeschnitten werden. Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung zum Messen eines Ventilationsgrades von stabförmigen Produkten der tabakverarbeitenden Industrie und eine Vorrichtung zur Herstellung von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere von Zigaretten, mit einer Umhüllungsvorrichtung zum fortlaufenden Umhüllen eines Stranges aus rauchfähigem Material mit einem Umhüllungsstreifen zwecks Bildung eines Zigarettenstranges und mit einem Messerapparat zum fortlaufenden Abschneiden von Zigaretten.

Bei der Herstellung von sogenannten leichten Zigaretten, insbesondere Filterzigaretten, werden im Bereich der Filter zunehmend Nebenluftkanäle in Form von Löchern eingebracht, durch die beim Ziehen an den Zigaretten dem Rauch kühle Nebenluft zugeführt wird. Es wird dabei angestrebt, einen relativ großen Nebenluftstrom zuzuführen, der in einem vorgegebenen, möglichst konstanten Verhältnis zu dem die Zigaretten verlassenden Gesamtstrom stehen soll. Dieses Verhältnis wird mit Gesamtventilationsgrad bezeichnet. Es ist bereits bekannt, Zigaretten mit Löchern zu versehen, d. h. sie zu perforieren, z. B. durch Entlangrollen an einer mit Nadeln besetzten Rollfläche.

Es ist auch bekannt, Zigaretten mittels Laserstrahlen zu perforieren, wobei jeweils eine bestimmte Anzahl von Löchern mit einem gewünschten Gesamtquerschnitt aufgebracht wird.

Um die Zigaretten einer Marke hinsichtlich Kondensat, Nicotin und CO im Rauch einerseits, andererseits hinsichtlich des vom Raucher registrierten Verhaltens beim Rauchen (Geschmack pro Zug, Zugzahl) möglichst konstant zu halten, müssen die Teilventilationsgrade, aus denen sich der Gesamtventilationsgrad zusammensetzt möglichst konstant sein. Dieser Gesamtventilationsgrad setzt sich aus Filterventilationsgrad und Tabakstockventilationsgrad zusammen, wobei diese innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen müssen.

In der DE 27 50 038 ist ein Verfahren zum Steuern des Perforierens von Zigaretten oder anderen stabförmigen Rauchartikeln beschrieben. Zur Kompensation der Tabakstockventilation wird vorgeschlagen, die Luftdurchlässigkeit des Zigarettenpapiers vor der Strangbildung oder auf einer separaten Prüftrommel vor der Perforierung zu messen.

In dem Artikel 16609 im Research Disclosure 02/1978 ist ein Verfahren zur Messung des Ventilationsgrades von Filterzigaretten offenbart, bei dem ventilierte Zigaretten auf einer Prüftrommel in einer ersten Prüfstation auf den Gesamtventilationsgrad und in einer zweiten Prüfstation, bei abgedichteter Ventilationszone, auf den Ventilationsgrad des Tabakstocks hin geprüft werden.

Beide bekannten Verfahren benötigen wenigstens eine zusätzliche Meßvorrichtung und weitere Vorrichtungen, so daß die Vorrichtung zur Herstellung und das Verfahren selbst komplexer werden.

Bisher haben alle Realisierungen auf einer Prüftrommel mit nur einer Meßanordnung auch den Tabakstockventilationsgrad zu messen, nicht zu den erforderlichen Ergebnissen geführt.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen auf einer Prüftrommel, die nur einen Ventilationsgrad messen kann, eine Filterzigarette mit gleichbleibenden und genauen Teil- und Gesamtventilationsgraden herstellbar ist.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Produkten der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere von ventilierten Zigaretten, gelöst, wobei eine Füllung aus rauchfähigem Material zum Bilden eines fortlaufenden Stranges mit einem Umhüllungsstreifen umhüllt wird, der insbesondere von einer Umhüllungsstreifenrolle zugeführt wird, und bei dem stabförmige Abschnitte von dem fortlaufenden Strang abgeschnitten werden, und bei dem insbesondere an dem jeweiligen stabförmigen Abschnitt ein Filter zur Herstellung einer Filterzigarette angesetzt wird, wobei auf einer Prüfeinrichtung ein Gesamtventilationsgrad wenigstens eine stabförmigen Abschnittes, insbesondere einer Filterzigarette, gemessen wird und bei dem in Abhängigkeit des gemessenen Gesamtventilationsgrades des geprüften Abschnitts eine Perforationsvorrichtung zur Perforierung des Abschnitts gesteuert wird und bei dem eine vorgebbare Anzahl Abschnitte, insbesondere bei Vorliegen festlegbarer Zustände, keine Perforierung zugefügt wird und der Gesamtventilationsgrad wenigstens eines unperforierten Abschnitts zur Feststellung eines Tabakstockventilationsgrades gemessen wird.

Die Erfindung setzt voraus, daß mit der Prüfeinrichtung nur ein Ventilationsgrad meßbar ist. Unter der Voraussetzung, daß das Papier des Umhüllungsstreifen immer die gleiche Porosität aufweist, ist es auch ausreichend, bspw. nur den Gesamtventilationsgrad zu messen und in Abhängigkeit des gemessenen Gesamtventilationsgrades eine Perforationsvorrichtung zu steuern. Mit den durch die Perforationsvorrichtung, insbesondere im Bereich des Filters oder des Mundbereiches in dem Belagpapier, zugefügten Perforationslöchern läßt sich der Gesamtventilationsgrad den erforderlichen Vorgaben anpassen.

Da die Prüftrommel lediglich den Gesamtventilationsgrad messen kann, wird bei einer automatisch geregelten Perforationsvorrichtung der Gesamtventilationsgrad der Filterzigarette bzw. des Abschnitts entsprechend verändert. Wird jedoch bspw. ein Umhüllungsstreifen, wie insbesondere ein Zigarettenpapierstreifen, mit von der Vorschrift abweichender Porosität verwendet, würde die Perforationsvorrichtung auf Grund der Messung des Gesamtventilationsgrades, diesen Gesamtventilationsgrad verändern. Da aber durch das von der Vorschrift abweichende Umhüllungsstreifenpapier mit abweichender Porosität der Tabakstockventilationsgrad ein anderer wäre, wird der Filterventilationsgrad so verändert, daß zwar der Gesamtventilationsgrad gleich bleibt, aber dennoch ein anderer nicht den Vorgaben entsprechender Abschnitt (bzw. Zigarette) produziert werden würde.

Da aber die Qualität, insbesondere die Porosität des Papiers des Umhüllungsstreifen in gewissen Grenzen variiert, würden bei gleicher Vorgehensweise und einem Papier mit höherer Porosität des entsprechenden Abschnitts oder der entsprechenden Zigarette weniger Löcher als Perforation zugefügt werden.

Die Erfindung nutzt die Messung des Gesamtventilationsgrades auf der Prüfeinrichtung derart aus, daß bei Vorliegen festlegbarer Zustände, bspw. dem Wechsel einer Umhüllungsstreifenrolle, der Steuerung der Perforationsvorrichtung ein Signal von einem Signalgeber zugeführt wird, welches bei der Steuerung der Perforationsvorrichtung bewirkt, daß die Perforationsvorrichtung für eine definierbare Anzahl von Zigaretten ausgeschaltet wird. Dadurch wird mit der Messung des Gesamtventilationsgrades in der Prüfeinrichtung überprüft, ob die Porosität des Papiers der jeweiligen gerade benutzten Umhüllungsstreifenrolle innerhalb der Toleranzen liegt. Die Filterzigaretten oder Abschnitte, bei denen die Perforationsvorrichtung zu diesen Meßzwecken ausgeschaltet war, werden später ausgeworfen. Wird bei ausgeschalteter Perforationsvorrichtung ein Gesamtventilationsgrad gemessen, der außerhalb der Toleranzen liegt, wird die Produktion angehalten und es werden entsprechende Maßnahmen getroffen, wie bspw. die Umhüllungsstreifenrolle gewechselt. Wenn festgestellt wird, daß der Tabakstockventilationsgrad, der in der Prüfeinrichtung von den unperforierten Abschnitten gemessen wurde, innerhalb der Vorgaben liegt, wird die Perforationsvorrichtung wieder eingeschaltet, so daß den folgenden Abschnitten wieder eine Perforierung zugefügt wird. Auch von diesen Abschnitten mit Perforierung wird der Gesamtventilationsgrad gemessen, jedoch wird dieser durch die Perforationslöcher verändert. Die Perforationsvorrichtung wird dann wieder in Abhängigkeit des gemessenen Gesamtventilationsgrades gesteuert. Da mit einer Umhüllungsstreifenrolle sehr viele Abschnitte produziert werden, ist es ausreichend diese Messung vorzugsweise nur am Beginn der Umhüllungsstreifenrolle vorzunehmen. Bei unbekannter Qualität der Umhüllungsstreifenrollen ist es möglich die erfindungsgemäße Überprüfung auch während des Produktionsprozesses zu wiederholen.

Vorzugsweise umfaßt die Prüfeinrichtung eine Prüftrommel.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Perforationsvorrichtung als Laser ausgebildet, wobei der Laser so gesteuert wird, daß der Gesamtventilationsgrad konstant gehalten wird und bei einem Wechsel oder Neuanfang einer Umhüllungsstreifenrolle für eine definierbare Anzahl von Abschnitten der Laser ausgeschaltet wird, so daß an diesen Abschnitten keine Perforierung vorgenommen wird. Auch diese unperforierten Abschnitte werden dann der Prüftrommel zugeführt und der Gesamtventilationsgrad wird gemessen. Da aber für den Fall von hergestellten Filterzigaretten in den Filter keine Perforationslöcher eingefügt wurden und damit im wesentlichen keine Luft durch das Belagpapier in den Filter eindringen kann, wird somit eigentlich der Tabakstockventilationsgrad geprüft. Je nach Papierqualität bzw. Porosität des Belagpapiers gelangt natürlich Luft auch durch dieses Papier, ohne daß Perforationslöcher vorgesehen sind. Durch Vorsehen von Perforationslöchern wird die Ventilation allerdings erhöht. Bei filterlosen Zigaretten sind vorzugsweise im Bereich des Mundstückes bzw. in der Nähe des Bereichs, den der Raucher in den Mund nimmt, Perforationslöcher vorgesehen.

Um festzustellen, ob ein ordnungsgemäßer Ventilationsgrad vorliegt, wird der gemessene Gesamtventilationsgrad mit Schwellwerten verglichen. Bei inakzeptablen Abweichungen von der Norm erfolgt eine Warnung oder ein Maschinenstopp. Die unperforierten Filterzigaretten werden von der Prüftrommel ausgeworfen. Somit erhält man eine Aussage über die Qualität des Umhüllungsstreifens. Da diese Prüfung im wesentlichen dann notwendig ist, wenn eine Umhüllungsstreifenrolle gewechselt wurde, kann, nachdem keine Abweichungen festgestellt wurden, mit der automatischen Perforierung der Filterzigaretten fortgefahren werden. Diese Prüfung kann allerdings auch dann notwendig sein, wenn auf der Umhüllungspapierbobine interne Klebestellen vorgesehen sind, mit der verschiedene Chargen von Umhüllungspapier zusammen geklebt sind. Entsprechende interne Klebstellen können mittels optischer Sensoren festgestellt werden, die dann ein Signal an die Prüfeinrichtung senden können, so daß daraufhin das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, um festzustellen, ob die Qualität des nach der Klebstelle vorgesehenen Papiers auf der Bobine auch den gewünschten Anforderungen entspricht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in festlegbaren Abständen, bspw. nach einer bestimmten Anzahl produzierter Filterzigaretten die Perforationsvorrichtung ausgeschaltet und der Tabakstockventilationsgrad überprüft. Ebenso ist es möglich, nach einer festlegbaren Zeit den Tabakstockventilationsgrad auf die oben beschriebene Art zu überprüfen, indem die Perforationsvorrichtung für eine bestimmte Anzahl von Abschnitten ausgeschaltet wird. Dadurch wird es ermöglicht, unabhängig von einem Wechsel der Umhüllungsstreifenrolle die Qualität des Umhüllungsstreifens zu prüfen und ggf. in den Prozeß einzugreifen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird, insbesondere nachdem eine Abweichung des Tabakstockventilationsgrades festgestellt wurde, vor einem Anhalten der Produktion, erst ein Mittelwert des Tabakstockventilationsgrades mehrerer unperforierter Abschnitte gebildet, der dann wiederum mit Vergleichswerten verglichen wird. Erst wenn auch hier eine inakzeptable Abweichung des gemittelten Tabakstockventilationsgrades vorliegt, wird bspw. die Produktion angehalten, um die Umhüllungsstreifenrolle zu wechseln. Dadurch wird die statistische Sicherheit erhöht und es werden nicht notwendige Produktionsstopps vermieden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Ansetzen der Filter an die vom Strang abgeschnittenen Zigaretten jeweils der Durchmesser des Filters und der Zigarette bzw. des Tabakstocks überprüft. Bei nicht optimal abgestimmten Durchmessern kann an der Verklebungsstelle Nebenluft eintreten, die zum Gesamtventilationsgrad beiträgt. Die Menge der unerwünschten Nebenluft ist abhängig von der Abweichung der Durchmesserdifferenz von einem optimalen Wert. Mißt man die Durchmesser an der Stelle der Verbindung, so kann eine zusätzliche Information gewonnen werden, die mit großer Sicherheit zu einer Aussage führt, ob die Gesamtventilation von der Durchmesserdifferenz negativ beeinflußt wurde, so daß der gemessene Ventilationsgrad nicht berücksichtigt wird. Die Filterzigaretten, die die entsprechende Durchmesserdifferenz aufweisen, können dann bspw. ausgeworfen werden. Ein praktikables Verfahren und eine entsprechende Anordnung zum Messen des Durchmessers eines stabförmigen Artikels der tabakverarbeitenden Industrie ist aus der DE 195 23 273 A1, die der US 5,715,843 entspricht, der Anmelderin bekannt, die bzgl. der Offenbarung in diese Patentanmeldung aufgenommen sein soll.

Die Abschnitte sind vorzugsweise Zigaretten und insbesondere vorzugsweise Filterzigaretten.

Die Aufgabe wird ferner durch eine Einrichtung zum Messen eines Gesamtventilationsgrades von stabförmigen Produkten der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere von Filterzigaretten, gelöst, mittels der ein erstes Signal erzeugbar ist, um eine Perforationsvorrichtung zur Perforierung des stabförmigen Produkts, insbesondere in Abhängigkeit des gemessenen Gesamtventilationsgrades, zu steuern, wobei wenigstens ein Signalgeber vorgesehen ist, mittels dem ein zweites Signal erzeugbar ist, das bei der Perforationsvorrichtung ein Abschalten der Perforierung für eine definierbare Anzahl stabförmiger Produkte bewirkt, und wobei durch Messung des Gesamtventilationsgrades wenigstens eines unperforierten stabförmigen Produkts ein Tabakstockventilationsgrad bestimmbar ist.

Durch diese Einrichtung ist es möglich festzustellen, ob der Gesamtventilationsgrad eines unperforierten Produkts, insbesondere einer Zigarette, in den vorgebbaren Toleranzen liegt, so daß bspw. bei einem Umhüllungsstreifenrollenwechsel, insbesondere einem Wechsel einer Zigarettenpapierbobine, festgestellt werden kann, ob das Umhüllungsmaterial den gewünschten Vorgaben entspricht. Sofern diese Vorgaben eingehalten werden, werden die folgenden Produkte, insbesondere Zigaretten, wieder perforiert, um sog. leichte Zigaretten mit dem gewünschten Ventilationsgrad herzustellen. Vorzugsweise umfaßt die Einrichtung eine Prüftrommel. Vorzugsweise ist die Einrichtung bzw. die Prüftrommel in einer Filteransetzmaschine angeordnet.

Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zur Herstellung von stabförmigen Produkten der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere von Filterzigaretten gelöst, insbesondere mit einer Zufuhreinrichtung zur Zufuhr eines Umhüllungsstreifens, insbesondere von einer Umhüllungsstreifenrolle, insbesondere mit einer Filteransetzvorrichtung zum Ansetzen eines Filters an eine von einem Strang abgeschnittene Zigarette aus rauchfähigem Material, welches mit einem Umhüllungsstreifen umwickelt ist, umfassend eine Einrichtung, insbesondere umfassend eine Prüftrommel, die vorgesehen ist, einen Gesamtventilationsgrad einer Filterzigarette zu messen und mit einer Perforationsvorrichtung zur Perforierung der Filterzigarette in Abhängigkeit des gemessenen Gesamtventilationsgrades, wobei wenigstens ein Signalgeber vorgesehen ist, der bei Vorliegen insbesondere festlegbarer Zustände wenigstens ein Signal erzeugt und dieses Signal bei der Perforationsvorrichtung ein Abschalten der Perforierung für eine definierbare Anzahl Produkte bewirkt und wobei durch Messung des Gesamtventilationsgrades wenigstens eines unperforierten Produkts, insbesondere Zigarette, ein Tabakstockventilationsgrad bestimmbar ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Meßeinheit vorgesehen, die die Durchmesser des Filters und der Zigarette bzw. des Tabakstocks vor dem Ansetzen des Filters an die Zigarette mißt und bei Abweichung eines gebildeten Durchmesserdifferenzsignals von einem Sollwert die Aussonderung der entsprechenden Zigaretten veranlaßt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Speicher vorgesehen, in dem die Minimal und Maximalwerte bzw. Toleranzgrenzen der Durchmesser, der Durchmesserdifferenzen, der Gesamtventilationsgrade und/oder der Schwellwerte für die meßbaren Ventilationsgrade abgespeichert sind. Diese Werte werden einer Vergleichseinheit in der Vorrichtung zur Herstellung von stabförmigen Produkten zum Vergleich zur Verfügung gestellt. Eine Vergleichseinheit in der Steuerung der Prüftrommel und der Perforationsvorrichtung generiert wenigstens ein Signal um die Steuerung der Prüftrommel und der Perforationsvorrichtung zu beeinflussen. Die Prüftrommel in der Filteransetzvorrichtung kann bei inakzeptabler Abweichung ein Auswerfen der Filterzigaretten vornehmen oder veranlassen.

Der mit der Erfindung erreichte Vorteil besteht darin, einen gewünschten Tabakstockventilationsgrad, Filterventilationsgrad und/oder Gesamtventilationsgrad mit größerer Genauigkeit zu erreichen und in der Massenfabrikation von Zigaretten innerhalb relativ enger Grenzen halten zu können.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedanken anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bzgl. der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus und der Ventilationsgrade einer Zigarette,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils einer Zigarettenproduktionsmaschine, bei der die Steuerung einer Perforationsvorrichtung in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit im Umhüllungsstreifen gezeigt ist,
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm ohne Durchmesserprüfung,
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm mit Durchmesserprüfung, und
Fig. 5 ein weiteres Ablaufdiagramm mit Durchmesserprüfung.
In den Figuren und der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, so daß von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Filterzigarette 100 und die unterschiedlichen Ventilationsgrade. Dabei ist die Filterzigarette 100 in einen Tabakstock 101 und einen Filter 8a aufgeteilt. Der Tabakstock wird von einem porösen Zigarettenumhüllungsstreifen 103 umgeben. Hierzu wird ein Umhüllungsstreifen 4 um den Tabakstrang herumgewickelt und von dem umwickelten Tabakstrang wird dann ein Teil abgeschnitten. In den Filter werden Ventilationslöcher 104 von einer Perforationsvorrichtung eingebracht.
Der Gesamtventilationsgrad n_ges wird mittels folgender Formel 1 bestimmt:
Hierbei ist Q_aus die Gesamtluftaustrittsmenge, Q_F die Lufteintrittsmenge im Bereich des Filters der Filterzigarette 100 und Q_P die Lufteintrittsmenge im Bereich des Tabakstocks, wobei insbesondere die Lufteintrittsmenge durch die poröse Papierhülle gemeint ist.
Der Filterventilationsgrad n_F wird mittels folgender Formel 2 bestimmt:
Der Tabakstockventilationsgrad n_T wird mittels Formel 3 bestimmt:
Filterzigaretten sind meistens ventiliert, d. h. es strömt nicht nur Luft durch das Brandende und die Hülle an sich, sondern auch durch Perforationen in der Hülle.
Fig. 2 zeigt schematisch eine übliche Zigarettenmaschine 1 und eine mit ihr gekoppelte übliche Filteransetzvorrichtung 2. Der Zigarettenmaschine 1 werden Tabakfasern oder ein anderes rauchfähiges Material entsprechender Konsistenz aus einem Vorratsbehälter 3 und ein Umhüllungsstreifen 4 aus Zigarettenpapier zugeführt, der von einer Umhüllungsstreifenrolle 6, auch als Bobine 6 bezeichnet, abgezogen wird. In der Zigarettenmaschine 1 wird fortlaufend aus den Tabakfasern zunächst ein breites und dünnes Tabakvlies und aus diesem ein Tabakstrang geformt. Der an einer Kante beleimte Umhüllungsstreifen 4 wird fortlaufend um den Tabakstrang herumgelegt und zur fortlaufenden Bildung eines Zigarettenstranges verklebt. Von dem Tabakstrang werden von einem nicht dargestellten Messerapparat in der Zigarettenmaschine 1 dann fortlaufend Zigaretten 7 abgeschnitten. Der Umhüllungsstreifen 4 und der Tabakstrang aus von dem Vorrat 3 zugeführten Tabakfasern sind daher die Hauptkomponenten, aus denen die fertigen Zigaretten 7 hergestellt werden.
Nach ihrer Herstellung werden die Zigaretten 7 zu der Filteransetzvorrichtung 2 gefördert, wo sie mit aus einem Vorratsbehälter 11 zugeführten Filterstopfen 8 doppelter Gebrauchslänge verbunden werden. Hierzu wird der Filteransetzvorrichtung 2 außer den Filterstopfen 8 auch ein Belagpapierstreifen 9 zugeführt, der von einer Belagpapierstreifenrolle 12 oder Bobine 12 abgezogen, beleimt und in Blättchen zerschnitten wird. Durch Rollen an einer bspw. stationären Gegenrollfläche werden die Zigaretten 7 mit axial fluchtend angelegten Filterstopfen 8 zu fertigen Filterzigaretten 100 konfektioniert.
Bei Herstellung von Doppelfilterzigaretten mit zwei außen liegenden Tabakstöcken und innen angeordnetem Filterstopfen 8 doppelter Gebrauchslänge werden diese vorgenannten Gruppen nach dem Verbinden durch beleimte Belagblättchen durch mittiges Schneiden voneinander getrennt, die Zigaretten 100 einer Reihe gewendet und mit den Zigaretten 100 der anderen Reihe vereinigt und sodann in einer Reihe zur Weiterverarbeitung abgefördert.
Um dem Rauch der Filterzigaretten Nebenluft zuführen zu können, werden Perforationslöcher 104 in die Filterstopfen 8 eingefügt, wozu die Perforationsvorrichtung 16, in Form eines Lasers 17 in der Filteransetzvorrichtung 2 dient. Ein von einem steuerbaren Laser 17 ausgehender Laserstrahl 18 gelangt über Spiegel 19a und 19b sowie eine Linse 21 auf den Filter 8a, wo er ein Perforationsloch 104 durch das Belagpapierblättchen und die meist ebenfalls aus Papier bestehende Oberfläche des Filterstopfens 8 brennt, so daß beim Ziehen an der Filterzigarette 7 kühle Nebenluft durch die Perforationslöcher 104 in den Filter 8a eintreten kann, wo sie sich mit dem durch die Zigarette 7 strömenden Rauchstrom vermischt.
Bei dem Perforationsvorgang befindet sich eine Filterzigarette 100 auf der Perforationstrommel 22, auf der sie in Richtung des Pfeils 23 gefördert und dabei durch Saugluft in Kanälen 24 in Mulden 26 gehalten wird. Eine Rollvorrichtung 27 in Form einer gemäß Pfeil 28 rotierenden Nuttrommel 29 rollt die Filterzigarette 100 an einer Rollstelle derart, daß sie während des Rollens ihre Förderbewegung in Richtung des Pfeils 23 unterbricht, indem sie auf dem Umfang der Prüftrommel 22 relativ zurückrollt. Daher kann der Laserstrahl 18, der in Form von Impulsen vom Laser 17 abgegeben wird, aufeinanderfolgend Perforationslöcher 104 in den Filterstopfen 8 brennen, die dann in einer Reihe liegen. Die zeitliche Steuerung des Beginns der Perforierung einer Filterzigarette und die einzelnen Laserimpulse werden von einer Nockenscheibe ausgelöst, von der der äußere Ring 31 mit den Steuernocken 32 (auslösen) und 33 (Einzelimpulse) zu sehen ist. Die Steuersignale werden von einem Näherungsinitiator 34 an die Steuerung 36 des Lasers 17 gegeben.
Auf der Prüftrommel 30 wird der Gesamtventilationsgrad geprüft. Dazu wird der zu prüfenden Zigarette ein Prüfdruck über eine Drossel zugeführt. Ein Meßwertwandler setzt den gemessenen Druck in ein elektrisches Signal um und führt diesen der Steuerung 36 zu. Ist der Zugwiderstand des Tabakstockes 101 der Zigarette 100 konstant, so wird der Tabakstockventilationsgrad n_T nur von Schwankungen der Luftdurchlässigkeit in der Zigarettenumhüllung 103 beeinflußt. Eine entsprechende Meßanordnung ist beispielsweise in der DE 27 50 038 C2, insbesondere in Fig. 5, offenbart. Die DE 27 50 038 C2 soll vollumfänglich in die Offenbarung dieser Anmeldung aufgenommen sein.
Erfindungsgemäß ist an der Umhüllungsstreifenrolle 6 ein Signalgeber 5 angeordnet, der bei einem Umhüllungsstreifenrollenwechsel ein Rollenwechselsignal 5a erzeugt, welches der Steuerung 36 der Perforationsvorrichtung 16, die den Laser 17 steuert, zugeführt wird. Zusätzlich kann eine Zählvorrichtung 38 angeordnet sein, die bei einer bestimmten Anzahl von fertig konfektionierten Filterzigaretten 100 ein Signal 38a erzeugt, welches bei der Perforationsvorrichtung ein Abschalten der Perforierung bewirkt und für eine definierbare Anzahl von Filterzigaretten eine Messung des Gesamtventilationsgrades vorgenommen wird, um eine Aussage über die Qualität des Tabakstocks bzw. des Tabakstockventilationsgrades zu bekommen.
Abhängig von der Porosität des Umhüllungsstreifens 4, der Qualität der Klebestelle zwischen Filter und Zigarette und der Qualität, insbesondere der Homogenität der Filterstopfen 8 wird der Gesamtventilationsgrad durch Steuern der Perforationsvorrichtung 16 insbesondere der Lochquerschnitte konstant gehalten, wobei vorausgesetzt wird, daß die Tabakmenge im Tabakstrang und somit die Zugwiderstände in den fertigen Zigaretten konstant sind.
Anstelle einer als Laser ausgebildeten Perforationsvorrichtung kann eine mechanische, insbesondere mit Nadeln arbeitende Perforationsvorrichtung, etwa entsprechend der deutschen Anmeldung DE 273 46 436 vorgesehen sein.
Es ist ebenso möglich, einen Signalgeber 10 an der Belagpapierrolle 12 anzuordnen, der ein Signal 10a generiert, wenn die Belagpapierrolle 12 gewechselt wird. Auch in diesem Fall kann durch Abschalten der Perforationsvorrichtung 16 im Vergleich zu vorhergehenden Messungen festgestellt werden, ob die Porosität oder Qualität des Belagpapiers 9 für die Filter innerhalb der Toleranzen liegt.
Auch wenn eine neue Charge Filterstopfen 8 angefangen wird, ist es möglich mittels der Erfindung festzustellen, ob sich der Gesamtventilationsgrad inakzeptabel verändert hat. Ebenso wenn eine neue Sorte Tabak zugeführt wird, kann durch das Abschalten der Perforationsvorrichtung und die dadurch ermöglichten zwei unterschiedlichen Messungen, festgestellt werden, inwieweit Unterschiede zu der vorherigen Tabakmischung vorliegen.
Mittels der Durchmesserprüfeinrichtung 39 zur Prüfung der Durchmesser der Filter und Zigaretten in der Filteransetzvorrichtung 2 ist es möglich, eine weitere Aussage über die Qualität der Klebestelle zu erhalten. Aus der DE 195 23 237 A1 der Anmelderin ist ein entsprechendes Verfahren und eine entsprechende Anordnung zum Messen des Durchmessers eines stabförmigen Artikels der tabakverarbeitenden Industrie offenbart, wobei auf diese Druckschrift bzgl. aller nicht näher in dieser Anmeldung offenbarten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird.
In Fig. 3 ist ein möglicher Ablauf für die Anwendung der Erfindung dargestellt. Das Signal 5a vom Signalgeber 5 an der Umhüllungsstreifenrolle 6 setzt ein Ausschaltsignal 52 für n Takte bei 54. Bei 53 wird abgefragt, ob ein Ausschaltsignal 52 anliegt. Ist dieses der Fall, wird auf der Prüftrommel 30 der Gesamtventilationsgrad der unperforierten Filterzigarette bei 49 geprüft. Liegt dieses Ausschaltsignal 52 bei 53 nicht an, wird die Zigarette bei 43 perforiert. Nach dem Messen der Ventilation bei 49 wird bei 50 überprüft, ob die Ventilation im Sollbereich ist. Ist dieses nicht der Fall, wird die Zigarette bei 56 ausgeworfen. Ist die Ventilation der Zigarette im Sollbereich bzw. ist diese ausgeworfen worden, wird wieder angefragt, ob ein Ausschaltsignal vorliegt (bei 55). Liegt kein Ausschaltsignal vor, wird die nächste Zigarette perforiert und zwar bei 43. Liegt ein Ausschaltsignal vor, wird der gemessene Ventilationswert zur Bestimmung eines Mittelwertes aufgenommen (51). Als nächstes wird abgefragt, ob ausreichend viele Werte für die Mittelwertbildung vorhanden sind und zwar bei 57. Hierzu werden zweckmäßigerweise die Anzahl der zu messenden Mittelwerte mit n, nämlich einer natürlichen Zahl, vorgegeben. Sind nicht ausreichend viele Werte für die Mittelwertbildung angefallen, bzw. ist noch kein Mittelwert über n Zigaretten gebildet worden, wird wieder bei 53 abgefragt, ob ein Ausschaltsignal vorliegt. Sind ausreichend viele Werte für die Bildung des Mittelwertes aufgelaufen, wird bei 58 überprüft, ob der Mittelwert im Sollbereich liegt. Ist dieses nicht der Fall, wird bei 80 die Maschine angehalten; ist dieses der Fall, wird bei 59 das Ausschaltsignal zurückgesetzt, so daß ein Löschsignal bei 62 gesetzt wird.
Fig. 4, die auch ein Ablaufschema wie Fig. 3 darstellt, unterscheidet sich von Fig. 3 dadurch, daß zusätzlich bei 39 eine Durchmesserdifferenz des Filters zum Tabakstock bestimmt wird. Nachdem die Abfrage bei 55, ob das Ausschaltsignal vorliegt, mit "ja" beantwortet wurde, ist dann noch der Verfahrensschritt der Abfrage eingefügt, ob die Durchmesserdifferenz o. k. ist, d. h. keine zu große Durchmesserdifferenz aufgetreten ist. Dieser Verfahrensschritt findet bei 66 statt. Bei einer zu großen Durchmesserdifferenz kann es nämlich geschehen, daß das gemessene Ventilationssignal verfälscht ist. Nur in dem Fall, in dem die Durchmesserdifferenz ausreichend klein ist, werden die Mittelwerte der Ventilationswerte bestimmt. Ist die Durchmesserdifferenz nicht ausreichend klein, wird zum einen die Zigarette ausgeworfen, was in Fig. 4 nicht dargestellt ist und zum anderen die nächste Zigarette entsprechend bei 43 perforiert und/oder bei 49 gemessen.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ablaufdiagramm dargestellt. Es wird dargestellt, welche weiteren Schritte eingeführt werden können, um eine qualitativ hochwertigere Filterzigarette herzustellen. Neben dem Signal 5a vom Signalgeber 5 wird hier parallel noch eine weitere Voraussetzung geprüft. In der Durchmesserprüfeinrichtung 39 werden die Durchmesser der Filter 8a und der Zigaretten 7 überprüft. Wird ein Grenzwert G₁ (für den Durchmesser der Filter) oder G₂ (für den Durchmesser der Zigaretten) überschritten werden die Zigaretten ausgeworfen 56. Erst wenn durch das Signal 39b angezeigt wird, daß keine Lufttasche an der Klebestelle vorliegt, ist die zweite Bedingung zur Abschaltung der Perforationsvorrichtung 16 bei 48 erfüllt und das UND-Gatter 45 gibt ein entsprechendes Signal weiter. Im linken Bereich der Fig. 5 wird zunächst bei 49 der Gesamtventilationsgrad der Zigarette geprüft. Als nächstes wir der Schritt des Abfragens, ob der Gesamtventilationsgrad im Sollbereich ist, in zwei einzelne Schritte unterteilt, nämlich der Vergleich bei 68, ob der Maximalwert 67 überschritten ist. Ist dieses der Fall, werden die Zigaretten bei 56 ausgeworfen. Ist dieses nicht der Fall, wird bei 60 der Minimalwert 63 mit dem Gesamtventilationsgrad verglichen. Ist der Minimalwert bei 61 unterschritten, wird die Zigarette bei 56 ausgeworfen. Ist der Minimalwert nicht unterschritten, wird ein Signal 64 ausgegeben, daß die Porosität des Umhüllungsstreifens in Ordnung ist.
In Fig. 5 ist ein möglicher Ablauf dargestellt, mit dem sichergestellt wird, daß weder eine Lufttasche vorliegt 46, noch daß der Umhüllungsstreifen 4 eine erhöhte Porosität aufweist 64. Signal 39b zeigt an, daß die Durchmesser der Filter und der Zigaretten zueinander passen. Dieses Signal 39b wird mit dem Signal 64 verknüpft. Signal 64 gibt an, daß der gemessene Gesamtventilationsgrad innerhalb der Minimum- und Maximalwerte liegt. Bei Abweichungen sowohl vom Gesamtventilationsgrad, als auch von den Grenzwerten der Durchmesser werden die Zigaretten ausgeworfen. Das Signal 44a zeigt an, daß weder eine Lufttasche vorliegt, noch daß eine Abweichung des Gesamtventilationsgrades vorliegt. In diesem Fall wird das Signal 44b dazu verwendet, die Perforationsvorrichtung einzuschalten 47 und entsprechend des gemessenen Gesamtventilationsgrades zu steuern.
Wenn die Perforationseinrichtung bei 48 für n Takte ausgeschaltet wird, werden bei 65 unperforierte Zigaretten von der Prüftrommel ausgeworfen. Bezugszeichenliste 1 Zigarettenmaschine
2 Filteransetzvorrichtung
3 Vorratsbehälter
4 Umhüllungsstreifen
5 Signalgeber-Umhüllungsstreifen
5a Rollenwechselsignal
6 Umhüllungsstreifenrolle, Bobine
7 Zigaretten
8 Filterstopfen
8a Filter
9 Belagpapierstreifen
10 Signalgeber-Belagpapier
10a Belagpapierrollensignal
11 Vorratsbehälter
12 Belagpapierstreifenrolle, Bobine
16 Perforationsvorrichtung
17 Laser
18 Laserstrahl
19a Spiegel
19b Spiegel
21 Linse
22 Perforationstrommel
23 Pfeil
24 Kanäle
26 Mulden
27 Rollvorrichtung
28 Pfeil
29 Nuttrommel
30 Prüftrommel
31 äußerer Ring
32 Steuernocken (auslösen)
33 Steuernocken (Einzelimpuls)
34 Näherungsinitiator
36 Steuerung
38 Zählvorrichtung
38a Signal Zählvorrichtung
39 Durchmesserprüfeinrichtung
39a Durchmesserdifferenzsignal
39b keine Lufttasche
40 Speicher
43 Zigarette perforieren
44 UND Verknüpfung Signal 39b und 64
44a Keine Lufttasche und Umhüllungsstreifen i. O.
44b Einschaltsignal
45 UND Verknüpfung Signal 5a und 39b
46 Test auf Lufttasche
47 Einschalten Perforationsvorrichtung
48 Perforationsvorrichtung für n Takte ausschalten
49 Ventilation messen
50 Vergleich mit Sollwerten
51 Ventilationswert zur Bildung eines Mittelwerts aufnehmen
52 Ausschaltsignal
53 Abfrage: liegt Ausschaltsignal vor?
54 Ausschaltsignal setzen
55 Abfrage: liegt Ausschaltsignal vor?
56 Prüftrommel wirft Zigaretten aus
57 Mittelwert komplett?
58 Mittelwert im Sollbereich?
59 Ausschaltsignal zurücksetzen
60 Vergleich mit Minimalwert
61 Überschreitung des Minimalwertes
62 Löschsignal setzen
63 Minimalwert
64 Porosität Umhüllungsstreifen i. O.
65 unperforierte Zigaretten auswerfen
66 Durchmesserdifferenz o. k.?
67 Maximalwert
68 Maximalwert überschritten
80 Maschine Stopp
100 Filterzigarette
101 Tabakstock
103 Zigarettenumhüllung
104 Perforationslöcher
x Mittelwert der Gesamtventilationsgrad
n_GES Gesamtventilationsgrad
n_T Tabakstockventilationsgrad
n_F Filterventilationsgrad
Q_aus Gesamtaustrittsluftmenge
Q_ein Gesamteintrittsluftmenge
Q_F Luftmenge die durch Filter eintritt
Q_P Luftmenge die durch Umhüllungsstreifen eintritt
G1 Grenzwert für Durchmesser der Filter
G2 Grenzwert für Durchmesser der Zigarette

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Produkten der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere von ventilierten Zigaretten, wobei eine Füllung aus rauchfähigem Material zum Bilden eines fortlaufenden Stranges mit einem Umhüllungsstreifen (4) umhüllt wird und wobei stabförmige Abschnitte (7) von dem fortlaufenden Strang abgeschnitten werden, wobei auf einer Prüfeinrichtung (30) ein Gesamtventilationsgrad wenigstens eines Abschnitts (7, 100) gemessen wird, wobei eine Perforationsvorrichtung (16) zur Perforierung des Abschnitts (7, 100) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß einer vorgebbaren Anzahl von Abschnitten (7, 100) keine Perforierung zugefügt wird und der Gesamtventilationsgrad wenigstens eines Abschnitts (7, 100) zur Feststellung eines Tabakstockventilationsgrades gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationsvorrichtung (16) in Abhängigkeit des gemessenen Gesamtventilationsgrades des geprüften Abschnitts (7, 100) gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung (30) eine Prüftrommel ist.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umhüllungsstreifen (4, 9) von einer Umhüllungsstreifenrolle (6, 12) zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Wechsel der Umhüllungsstreifenrolle (6) ein Rollenwechselsignal (5a) von einem Signalgeber (5) erzeugt und der Steuerung (36) der Perforationsvorrichtung (16) zugeführt wird und der Gesamtventilationsgrad wenigstens eines unperforierten Abschnitts (7, 100) zur Feststellung der Umhüllungsstreifenqualität gemessen wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer festlegbaren Zeit die Perforationsvorrichtung (16) für eine definierbare Anzahl von Abschnitten (7, 100) abgeschaltet und wenigstens von einem unperforierten Abschnitt (7, 100) der Gesamtventilationsgrad gemessen wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer festlegbaren Anzahl von produzierten Abschnitten (7, 100) die Perforationsvorrichtung (16) für eine definierbare Anzahl von Abschnitten (7, 100) abgeschaltet und der Gesamtventilationsgrad wenigstens eines unperforierten Abschnittes (7, 100) gemessen wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichung des gemessenen Gesamtventilationsgrades des unperforierten Abschnittes von einem Vergleichswert, die Produktion von Abschnitten dieser Qualität gestoppt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die unperforierten Abschnitte nach der Prüfung des Gesamtventilationsgrades ausgeworfen werden.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelwert (x) der gemessenen Gesamtventilationsgrade der unperforierten Abschnitte gebildet wird und mit in einem Speicher (40) abgelegten Minimal- und/oder Maximalwerten verglichen wird.

11. Verfahren nach einem oder mehrere der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte Zigaretten, insbesondere Filterzigaretten, sind.

12. Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß vor der Prüfung des Gesamtventilationsgrades die Durchmesser der Zigarette (7) und eines an die Zigarette anzusetzenden Filters (8, 8a) zur Erzeugung eines Durchmesserdifferenzsignals (39a) gemessen werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesserdifferenzsignal (39a) mit einem vorgebbaren Wert verglichen wird und bei Überschreiten des vorgebbaren Wertes der Meßwert des Ventilationsgrades der unperforierten Zigarette nicht berücksichtigt wird.

14. Einrichtung zum Messen eines Gesamtventilationsgrades von stabförmigen Produkten der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere von Filterzigaretten, mittels der ein erstes Signal erzeugbar ist, um eine Perforationsvorrichtung (16) zur Perforierung des stabförmigen Produkts (100), insbesondere in Abhängigkeit des gemessenen Gesamtventilationsgrades, zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Signalgeber (5, 10, 38) vorgesehen ist, mittels dem ein zweites Signal (5a, 10a, 38a) erzeugbar ist, das bei der Perforationsvorrichtung (16) ein Abschalten der Perforierung für eine definierbare Anzahl stabförmiger Produkte (7, 100) bewirkt, und wobei durch Messung des Gesamtventilationsgrades wenigstens eines unperforierten stabförmigen Produkts (7, 100) ein Tabakstockventilationsgrad bestimmbar ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgeber (5) vorgesehen ist, der bei einem Umhüllungsstreifenwechsel ein Rollenwechselsignal (5a) erzeugt, welches bei der Perforationsvorrichtung (16) ein Abschalten der Perforierung für eine definierbare Anzahl stabförmiger Produkte (7, 100) bewirkt.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 und/oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung eine Prüftrommel (30) umfaßt.

17. Filteransetzmaschine mit einer Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16.

18. Vorrichtung zur Herstellung von stabförmigen Produkten der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere von Filterzigaretten (100), mit einer Zuführeinrichtung (6) zur Zufuhr eines Umhüllungsstreifens (4, 9), wobei eine Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16 oder eine Filteransetzmaschine nach Anspruch 17 vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteransetzvorrichtung (2) zum Ansetzen eines Filters (8) an einen von einem Strang abgeschnittenen stabförmigen Abschnitt (7) aus mit einem Umhüllungsstreifen (4, 9) umwickelten rauchfähigen Material vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Durchmesserprüfeinrichtung (39) zur Überprüfung des Filterdurchmessers und des Zigarettendurchmessers und zur Erzeugung eines Durchmesserdifferenzsignals (39a) vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (40) zur Speicherung von Toleranzgrenzen der Durchmesser, Durchmesserdifferenzen und/oder der Gesamtventilationsgrade vorgesehen ist.