DE102013217485A1

DE102013217485A1 - Arrangement and method for checking rod-shaped articles of the tobacco-processing industry

Info

Publication number: DE102013217485A1
Application number: DE102013217485.3A
Authority: DE
Inventors: Dierk Schröder
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2015-03-05
Also published as: EP2865282B1; JP6442195B2; PL2865282T3; JP2015047164A; CN104413544A; EP2865282A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überprüfung von queraxial geförderten stabförmigen Artikeln (14) der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere zur Überprüfung von flüssigkeitsgefüllten Kapseln (18) in Filtern (16) von Filterzigaretten (14), mit wenigstens einer Muldenfördervorrichtung (10, 20) mit Mulden (12, 22) zur Aufnahme und queraxialen Förderung von stabförmigen Artikeln (14) und wenigstens einer kapazitiven HF-Messvorrichtung (30) mit wenigstens einem Messkondensator (34, 34‘). Die Erfindung betrifft ferner eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie sowie ein Verfahren zur Überprüfung von queraxial geförderten stabförmigen Artikeln (14) der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere zur Überprüfung von flüssigkeitsgefüllten Kapseln (18) in Filtern (16) von Filterzigaretten (14). In der erfindungsgemäßen Anordnung weist die wenigstens eine kapazitive HF-Messvorrichtung (30) entlang eines Förderweges der stabförmigen Artikel (14) wenigstens einen längserstreckten, einseitig oder beidseitig offenen seitlichen Durchtrittskanal (40) für einen über die jeweiligen Mulden (12, 22) überstehenden Abschnitt (15) der Artikel (14) auf, wobei der wenigstens eine Durchtrittskanal (40) den wenigstens einen Messkondensator (34, 34‘) seitlich durchdringt, so dass überstehende Abschnitte (15) der stabförmigen Artikel (14) auf ihrem Förderweg durch den Durchtrittskanal (40) ein HF-Messfeld im wenigstens einen Messkondensator (34) durchqueren.The invention relates to an arrangement for checking transversely axially conveyed rod-shaped articles (14) of the tobacco-processing industry, in particular for checking liquid-filled capsules (18) in filters (16) of filter cigarettes (14), with at least one tray conveyor device (10, 20) Troughs (12, 22) for receiving and Queraxialen promotion of rod-shaped articles (14) and at least one capacitive RF measuring device (30) with at least one measuring capacitor (34, 34 '). The invention further relates to a machine of the tobacco processing industry and a method for checking transversely supported rod-shaped articles (14) of the tobacco processing industry, in particular for checking liquid-filled capsules (18) in filters (16) of filter cigarettes (14). In the arrangement according to the invention, the at least one capacitive RF measuring device (30) along a conveying path of the rod-shaped articles (14) at least one longitudinal, open on one or both sides lateral passageway (40) for over the respective wells (12, 22) projecting portion (15) the article (14), wherein the at least one passage channel (40) penetrates the at least one measuring capacitor (34, 34 ') laterally, so that projecting portions (15) of the rod-shaped articles (14) on their conveying path through the passageway (40) traverse an RF measuring field in the at least one measuring capacitor (34).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überprüfung von queraxial geförderten stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere zur Überprüfung von flüssigkeitsgefüllten Kapseln in Filtern von Filterzigaretten, mit wenigstens einer Muldenfördervorrichtung mit Mulden zur Aufnahme und queraxialen Förderung von stabförmigen Artikeln und wenigstens einer kapazitiven HF-Messvorrichtung mit wenigstens einem Messkondensator. Die Erfindung betrifft ferner eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie sowie ein Verfahren zur Überprüfung von queraxial geförderten stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere zur Überprüfung von flüssigkeitsgefüllten Kapseln in Filtern von Filterzigaretten.The invention relates to an arrangement for checking transversely supported rod-shaped articles of the tobacco processing industry, in particular for checking liquid-filled capsules in filters of filter cigarettes, with at least one trough conveyor with troughs for receiving and Queraxialen promotion of rod-shaped articles and at least one capacitive RF measuring device at least one measuring capacitor. The invention further relates to a machine of the tobacco-processing industry and a method for checking cross-axially conveyed rod-shaped articles of the tobacco-processing industry, in particular for checking liquid-filled capsules in filters of filter cigarettes.

Bislang werden in einigen Filterstrangmaschinen, wie beispielsweise in der so genannten KDF der Anmelderin, Filterstäbe hergestellt, in die Objekte, beispielsweise geschmacksflüssigkeitsgefüllte Kapseln, eingelegt werden. Direkt während der Produktion werden diese Kapseln vor weiterer Verarbeitung geprüft, wobei insbesondere auch Mikrowellen-Sensoren wie das MIDAS-EF der Anmelderin zur Anwendung kommen. Dabei wird geprüft, ob der Füllgehalt der Kapseln korrekt ist oder ob diese zerbrochen sind, ob Kapseln fehlen, ob doppelte Kapseln eingelegt sind und ob die Position in der Strangrichtung korrekt ist.So far, filter rods are produced in some filter rod machines, such as in the so-called KDF of the Applicant, in the objects, such as taste liquid-filled capsules are inserted. Directly during production, these capsules are tested before further processing, in particular microwave sensors such as the Applicant's MIDAS-EF being used. It checks whether the filling content of the capsules is correct or whether they are broken, whether capsules are missing, whether double capsules are inserted and whether the position in the strand direction is correct.

In einigen Fällen werden die so produzierten Filterstäbe für eine gewisse Zeit, beispielsweise 24 Stunden, gelagert und anschließend entlang einer pneumatischen Förderstrecke noch einmal auf ihren Füllgehalt bzw. darauf, ob sie zerbrochen sind, geprüft. Dies geschieht beispielsweise in der mit „FDU“ bezeichneten Anlage der Anmelderin, um auszuschließen, dass an der Filterstrangherstellungsmaschine Kapseln beschädigt worden sind, die erst nach einiger Zeit auslaufen und nur im ausgetrockneten Zustand vom Mikrowellen-Sensor als fehlerhaft detektiert werden.In some cases, the filter rods thus produced for a certain time, for example, 24 hours, stored and then along a pneumatic conveyor line again on their fill content and whether they are broken, checked. This happens, for example, in the applicant's "FDU" system, in order to prevent capsules from being damaged on the filter strand production machine, which leak out only after some time and are only detected as defective by the microwave sensor in the dry state.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, sicherzustellen, dass die Qualität der stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie nach der vollständigen Bearbeitung sichergestellt wird.In contrast, the present invention has the object to ensure that the quality of the rod-shaped articles of the tobacco processing industry is ensured after the complete processing.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Anordnung zur Überprüfung von queraxial geförderten stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere zur Überprüfung von flüssigkeitsgefüllten Kapseln in Filtern von Filterzigaretten, mit wenigstens einer Muldenfördervorrichtung mit Mulden zur Aufnahme und queraxialen Förderung von stabförmigen Artikeln und wenigstens einer kapazitiven HF-Messvorrichtung mit wenigstens einem Messkondensator, gelöst, die dadurch weitergebildet ist, dass die wenigstens eine kapazitive HF-Messvorrichtung entlang eines Förderweges der stabförmigen Artikel wenigstens einen längserstreckten, einseitig oder beidseitig offenen seitlichen Durchtrittskanal für einen über die jeweiligen Mulden überstehenden Abschnitt der Artikel aufweist, wobei der wenigstens eine Durchtrittskanal den wenigstens einen Messkondensator seitlich durchdringt, so dass überstehende Abschnitte der stabförmigen Artikel auf ihrem Förderweg durch den Durchtrittskanal ein HF-Messfeld im wenigstens einen Messkondensator durchqueren.This object of the invention is based on an arrangement for checking transversely promoted rod-shaped articles of the tobacco industry, in particular for checking liquid-filled capsules in filters of filter cigarettes, with at least one trough conveyor with troughs for receiving and queraxialen promotion of rod-shaped articles and at least one capacitive RF measuring device with at least one measuring capacitor, which is further developed in that the at least one capacitive RF measuring device along a conveying path of the rod-shaped article at least one longitudinal, one or both sides open lateral passageway for a projecting over the respective wells portion of the article wherein the at least one passage channel laterally penetrates the at least one measuring capacitor, so that projecting portions of the rod-shaped article on its fjord Rweg through the passageway pass through an RF measuring field in at least one measuring capacitor.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass die Artikel, insbesondere Filterzigaretten, queraxial seitlich in den Messkondensator eintauchen und dort das darin angeregte HF-Messfeld durchlaufen. Damit treten die überstehenden Abschnitte der stabförmigen Artikel vollständig in das HF-Messfeld ein. Mit dem längserstreckten, einseitig offenen seitlichen Durchtrittskanal ist die kapazitive HF-Messvorrichtung außerdem für diesen queraxial geförderten seitlichen Durchtritt speziell ausgestaltet, um den entsprechenden Durchtritt durch den Messkondensator zu ermöglichen. Dieser Durchtrittskanal durchschneidet bzw. durchtritt auch den Messkondensator. Vorzugsweise durchqueren die überstehenden Abschnitte der Artikel, insbesondere die Kapseln, das HF-Messfeld in einem in der Längsachse der Artikel im Wesentlichen homogenen Bereich des HF-Messfelds. The invention is based on the basic idea that the articles, in particular filter cigarettes, dip laterally laterally into the measurement capacitor and pass through the RF measurement field excited therein. Thus, the protruding portions of the rod-shaped articles completely enter the RF measurement field. With the longitudinally extended, on one side open passageway, the capacitive RF measuring device is also specially designed for this cross-axially promoted lateral passage to allow the corresponding passage through the measuring capacitor. This passageway cuts through or passes through the measuring capacitor. Preferably, the projecting portions of the articles, in particular the capsules, pass through the RF measuring field in a region of the RF measuring field which is substantially homogeneous in the longitudinal axis of the articles.

Die erfindungsgemäße Maßnahme hat den Vorteil, dass Änderungen in der Dichte, beispielsweise eines Zigarettenfilters, oder in der Flüssigkeitsbefüllung einer flüssigkeitsbefüllten Kapsel im Zigarettenfilter sehr genau und weitgehend positionsunabhängig erfasst werden können. Dies erhöht die Messsicherheit für die Qualität der Filter bzw. der darin enthaltenen Kapseln. The measure according to the invention has the advantage that changes in the density, for example of a cigarette filter, or in the liquid filling of a liquid-filled capsule in the cigarette filter can be detected very accurately and largely independently of position. This increases the reliability of measurement for the quality of the filters or the capsules contained therein.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, die Qualität der stabförmigen Artikel und besonders der Filter und der darin eingelegten Kapseln nach der vollständigen Herstellung der Artikel zu überprüfen. Zu diesem Zeitpunkt haben die Artikel bereits mehrere Verarbeitungsschritte erfahren, die jeweils dazu führen konnten, dass die Artikel oder die Filter nicht den gestellten Anforderungen genügen.With the solution according to the invention it is possible to check the quality of the rod-shaped articles and especially the filters and the capsules inserted therein after the complete production of the articles. At this point in time, the articles have already undergone several processing steps, which in each case could lead to the articles or the filters not meeting the specified requirements.

Vorteilhafterweise weist der wenigstens eine Messkondensator auf einer ersten Seite des Durchtrittskanals eine von einem Grundkörper der HF-Messvorrichtung isolierte leitende Elektrodenfläche auf und auf einer gegenüberliegenden Seite des Durchtrittskanals wenigstens eine gegenüber dem Grundkörper isolierte, auf virtueller Masse gehaltene Kondensatorelektrode, deren Oberfläche kleiner ist als eine Oberfläche der leitenden Elektrodenfläche auf der ersten Seite des Durchtrittskanals. Somit sind die Kondensatorflächen als zwei Flächen bzw. Seiten des Durchtrittskanals ausgebildet, wobei eine Seite mit einem HF-Signal von typischerweise ca. 1 MHz bis 100 MHz beaufschlagt wird und die andere auf Masse gehalten wird. Der Grundkörper ist üblicherweise aus Metall und wird auf Masse gehalten. Die Kondensatorelektrode, die nicht mit einem HF-Signal beaufschlagt wird, wird virtuell auf Masse gehalten. Die Differenz zwischen der virtuellen Masse der Kondensatorelektrode und dem Massepotenzial des Grundkörpers beträgt typischerweise weniger als 1 mV bis etwa 1 mV. Damit ist eine sehr homogene Feldgeometrie sichergestellt.Advantageously, the at least one measuring capacitor has a conductive electrode surface isolated from a main body of the HF measuring device on a first side of the passage channel and at least one capacitor electrode, which is insulated from the main body and held on virtual mass, whose surface is smaller than one on an opposite side of the passage channel Surface of the conductive Electrode surface on the first side of the passageway. Thus, the capacitor surfaces are formed as two surfaces or sides of the passage channel, wherein one side is applied with an RF signal of typically about 1 MHz to 100 MHz and the other is held to ground. The main body is usually made of metal and is held to ground. The capacitor electrode, which is not supplied with an RF signal, is held virtually grounded. The difference between the virtual ground of the capacitor electrode and the ground potential of the body is typically less than 1 mV to about 1 mV. This ensures a very homogeneous field geometry.

Um die Feldgeometrie des HF-Messfeldes weiter zu homogenisieren, ist der Messkondensator mit zwei großen Kondensatorflächen ausgestattet, die größer sind als die zu messenden Objekte, also beispielsweise die Filterabschnitte von Zigaretten. Als Kondensatorfläche dient hierbei einerseits die vom Grundkörper isolierte leitende Elektrodenfläche, die durch ein HF-Messsignal beaufschlagt ist, und andererseits die gesamte gegenüberliegende Fläche einschließlich der auf Massepotenzial liegenden Grundkörperfläche und der auf virtueller Masse gehaltenen Kondensatorelektrodenfläche. Die Kondensatorelektroden selbst sind deutlich kleiner, beispielsweise in der Größenordnung der Zigarettenfilter oder noch kleiner. Bei einer Anordnung von mehreren solchen auf virtueller Masse gehaltenen Kondensatorelektroden auf der zweiten Seite des Durchtrittskanals lässt sich auch eine Positionsbestimmung beispielsweise von Kapseln in Filterstäben realisieren.In order to further homogenize the field geometry of the RF measuring field, the measuring capacitor is equipped with two large capacitor surfaces which are larger than the objects to be measured, for example the filter sections of cigarettes. In this case, on the one hand, the conductive electrode surface insulated from the main body, which is acted upon by an RF measurement signal, and on the other hand, the entire opposing surface, including the base body surface at ground potential and the capacitor electrode surface, held on virtual ground. The capacitor electrodes themselves are significantly smaller, for example, in the order of the cigarette filter or even smaller. In the case of an arrangement of a plurality of such capacitor electrodes held on virtual ground on the second side of the passage channel, it is also possible to realize a position determination of capsules in filter rods, for example.

Vorzugsweise ist eine elektronische Schaltung umfasst, mittels der die Elektrodenfläche auf der ersten Seite des Durchtrittskanals mit einem HF-Messsignal beaufschlagbar oder beaufschlagt ist und die wenigstens eine Kondensatorelektrode auf einer virtuellen Masse haltbar oder gehalten ist, insbesondere mittels eines Nulldetektor-Regelkreises, wobei insbesondere jedem Messkondensator ein eigener Nulldetektor-Regelkreis zugeordnet ist. Eine solche Schaltung umfasst beispielsweise eine harmonische Oszillatorquelle zur Erzeugung des HF-Messsignals sowie einen Schaltungsteil, der eine virtuelle Masse an der Kondensatorelektrode erzeugt. Hierzu wird eine zweite Oszillatorquelle in Frequenz, Phasen und Amplitude so gesteuert, dass die Spannung an der Elektrode auf Null gehalten wird. Dies geschieht vorzugsweise mittels eines Nulldetektor-Regelkreises. Solche Schaltungen sind beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2011 083 052.9 der Anmelderin bekannt, deren Offenbarungsgehalt vollinhaltlich in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen sein soll.Preferably, an electronic circuit is included, by means of which the electrode surface on the first side of the passage channel is acted upon or acted upon by an RF measurement signal and the at least one capacitor electrode on a virtual ground durable or held, in particular by means of a zero detector control loop, in particular each Measuring capacitor is assigned its own zero detector control loop. Such a circuit comprises, for example, a harmonic oscillator source for generating the RF measurement signal and a circuit part which generates a virtual ground at the capacitor electrode. For this purpose, a second oscillator source in frequency, phase and amplitude is controlled so that the voltage at the electrode is kept at zero. This is preferably done by means of a zero detector control loop. Such circuits are for example from the German Patent Application No. 10 2011 083 052.9 the applicant, the disclosure content of which should be incorporated in full in the present patent application.

Da der Eingang der Nulldetektorschaltung virtuell auf Massepotenzial gehalten wird, sind vorhandene Streukapazitäten der Anschlussseite und der Massekapazität messtechnisch unwirksam, so dass das Messergebnis verbessert wird.Since the input of the zero detector circuit is virtually kept at ground potential, existing stray capacitances of the connection side and the mass capacity are metrologically ineffective, so that the measurement result is improved.

Eine weitere Verbesserung der Messung ergibt sich, wenn vorteilhafterweise dem wenigstens einen Messkondensator eine Schaltung aus einer Kompensationskapazität und einem, insbesondere invertierenden, Verstärker parallel geschaltet ist, deren Verstärkungsfaktor und Kapazitätswert so eingestellt oder gewählt sind, dass ein Leersignal des Messkondensators teilweise oder vollständig kompensiert wird. Hierdurch wird die Auflösung der Messung verbessert, da sich im Messbereich der Messkapazität bzw. des Messkondensators, am Eingang der Nulldetektorschaltung, bereits näherungsweise Massepotenzial einstellt, wenn das Signal der Oszillatorschaltung Null ist. Hierdurch wird vermieden, dass ein großes Leersignal des Messkondensators mit dem Signal der Oszillatorschaltung, also des Teils der Schaltung, die die Kondensatorelektrode auf virtueller Masse hält, kompensiert werden muss. Es muss stattdessen nur die Veränderung des Messkondensators kompensiert werden. Hierdurch wird außerdem ein wesentlicher Teil des Rauschens der Schaltung, die aus dem harmonischen Oszillator, der das HF-Messsignal erzeugt, kompensiert, da sowohl der Messkondensator als auch der Kompensationskondensator aus derselben Signalquelle gespeist werden.A further improvement in the measurement results when advantageously the at least one measuring capacitor is connected in parallel with a circuit comprising a compensation capacitor and an amplifier, in particular an inverting amplifier, whose amplification factor and capacitance value are set or selected such that an empty signal of the measuring capacitor is partially or completely compensated , As a result, the resolution of the measurement is improved because in the measuring range of the measuring capacitance or the measuring capacitor, at the input of the zero detector circuit, already approximately ground potential sets when the signal of the oscillator circuit is zero. This avoids that a large empty signal of the measuring capacitor with the signal of the oscillator circuit, ie the part of the circuit that holds the capacitor electrode to virtual ground, must be compensated. Instead, only the change of the measuring capacitor has to be compensated. This also makes up for a significant part of the noise of the circuit, which is compensated from the harmonic oscillator that generates the RF measurement signal, since both the measurement capacitor and the compensation capacitor are fed from the same signal source.

Um verstärkerverursachte Phasenverschiebungen zwischen den Eingangssignalen des Messkondensators und des Kompensationskompensators bzw. der Kompensationskapazität zu vermeiden, ist vorteilhafterweise eine Schaltung mit einem DDS-Baustein und zwei Differenzverstärkern als Oszillator umfasst, wobei zueinander invertierte Ausgänge des DDS-Bausteins gegensinnig mit den Eingängen der Differenzverstärker verbunden sind, wobei der Ausgang eines Differenzverstärkers mit einem ersten Verstärkungfaktor mit einer Elektrode des wenigstens einen Messkondensators verbunden ist und der Ausgang des anderen Differenzverstärkers mit einem zweiten Verstärkungsfaktor, der kleiner ist als der erste Verstärkungsfaktor, mit einer Elektrode der Kompensationskapazität verbunden ist. Hiermit wird die Eigenschaft von DDS-Bausteinen (DDS steht für „direkte digitale Synthese“) genutzt, komplementäre Ausgangssignale zu erzeugen. Durch die gegensinnige Beaufschlagung der komplementären Ausgangssignale auf die Eingänge der Differenzverstärker werden zwei phasengleiche, aber gegensinnige Ausgangssignale erzeugt, deren Amplituden von den Verstärkungsfaktoren der beiden Differenzverstärker abhängen. Da die Kompensationskapazität deutlich größer ist als die sehr kleine Messkapazität, ist der Verstärkungsfaktor des die Kompensationskapazität treibenden Differenzverstärkers entsprechend klein zu wählen.In order to avoid amplifier-induced phase shifts between the input signals of the measuring capacitor and the Kompensationskompensators or the compensation capacitor, a circuit comprising a DDS module and two differential amplifiers is advantageously as an oscillator, mutually inverted outputs of the DDS module are connected in opposite directions with the inputs of the differential amplifier wherein the output of a differential amplifier having a first gain factor is connected to one electrode of the at least one measurement capacitor and the output of the other differential amplifier having a second gain factor less than the first gain factor is connected to an electrode of the compensation capacitance. This makes use of the property of DDS devices (DDS stands for "direct digital synthesis") to generate complementary output signals. By the opposing action on the complementary output signals to the inputs of the differential amplifier two in-phase, but opposing output signals are generated, the amplitudes of which depend on the amplification factors of the two differential amplifiers. Since the compensation capacity is significantly greater than the very small measurement capacitance, the amplification factor of the differential amplifier driving the compensation capacitor has to be correspondingly small.

Auch der gesteuerte Oszillator, der zur Einstellung einer virtuellen Masse ausgangs des Messkondensators vorgesehen ist, kann vorteilhafterweise als eine Kombination aus DDS-Baustein und Differenzverstärker ausgebildet sein. Also, the controlled oscillator, which is provided for setting a virtual mass output of the measuring capacitor can be advantageously designed as a combination of DDS module and differential amplifier.

In einer bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass zwei Kondensatorelektroden zu beiden Seiten einer Trajektorie von Kapseln an einer Kapsel-Sollposition angeordnet sind, wobei die elektronische Schaltung ausgebildet ist, Summenmessungen und/oder Differenzmessungen der Signale der zwei Kondensatorelektroden auszuführen. Die Summenmessungen geben Aufschluss über beispielsweise den Befüllungszustand von eingelegten Kapseln, während Differenzmessungen den Ort von eingelegten Kapseln und insbesondere deren Abweichung von einer Sollposition ergeben. Auch an den Anordnungen mehrerer Kondensatorelektroden sind möglich.In a preferred embodiment of the arrangement according to the invention it is provided that two capacitor electrodes are arranged on both sides of a trajectory of capsules at a desired capsule position, wherein the electronic circuit is designed to perform summation measurements and / or differential measurements of the signals of the two capacitor electrodes. The sum measurements provide information about, for example, the filling state of inserted capsules, while differential measurements give the location of inserted capsules and in particular their deviation from a desired position. Also on the arrangements of several capacitor electrodes are possible.

Die Muldenfördervorrichtung ist vorzugsweise als Muldentrommel, als Muldenkegeltrommel oder als Muldenförderband ausgebildet.The trough conveyor device is preferably designed as a trough drum, as a troughed cone drum or as a trough conveyor belt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filteransetzmaschine, mit einer erfindungsgemäßen zuvor beschriebenen Anordnung gelöst. Diese Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie hat entsprechend die gleichen Merkmale, Vorteile und Eigenschaften wie die erfindungsgemäße Anordnung.The object underlying the invention is also achieved by a machine of the tobacco-processing industry, in particular filter attachment machine, with an inventive arrangement described above. This machine of the tobacco processing industry has the same characteristics, advantages and properties as the arrangement according to the invention.

Ferner wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Überprüfung von queraxial geförderten stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere zur Überprüfung von flüssigkeitsgefüllten Kapseln in Filtern von Filterzigaretten, gelöst, insbesondere in einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung, wobei stabförmige Artikel, insbesondere Filterzigaretten, in Mulden wenigstens einer Muldenfördervorrichtung queraxial an wenigstens einer kapazitiven HF-Messvorrichtung mit wenigstens einem Messkondensator vorbei gefördert werden, das dadurch weitergebildet ist, dass die stabförmigen Artikel einen über die jeweiligen Mulden überstehenden Abschnitt aufweisen, wobei die überstehenden Abschnitte der Artikel auf ihrem Förderweg wenigstens einen längserstreckten, einseitig offenen seitlichen Durchtrittskanal der wenigstens einen kapazitiven HF-Messvorrichtung durchqueren und auf ihrem Förderweg durch den Durchtrittskanal den wenigstens einen Messkondensator durchqueren, so dass die überstehenden Abschnitte der stabförmigen Artikel auf ihrem Förderweg durch den Durchtrittskanal ein HF-Messfeld in dem wenigstens einen Messkondensator durchqueren. Furthermore, the object underlying the invention is also achieved by a method for checking transversely promoted rod-shaped articles of the tobacco processing industry, in particular for checking liquid-filled capsules in filters of filter cigarettes, in particular in a previously described inventive arrangement, wherein rod-shaped articles, in particular Filter cigarettes are conveyed in wells of at least one well conveyor transaxially on at least one capacitive RF measuring device with at least one measuring capacitor, which is further developed in that the rod-shaped article having a projecting over the respective troughs portion, wherein the projecting portions of the article on its conveyor traverse at least one longitudinal, open on one side lateral passageway of the at least one capacitive RF measuring device and on its conveying path through the Durchtrittskana l traverse the at least one measuring capacitor, so that the protruding portions of the rod-shaped article traversing an RF measuring field in the at least one measuring capacitor on its conveying path through the passage channel.

Auch das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem gleichen Grundgedanken wie die erfindungsgemäße Anordnung, dass die stabförmigen Artikel queraxial gefördert werden und ein Abschnitt über die jeweiligen Mulden, in denen sie gefördert werden, übersteht. Dieser überstehende Abschnitt wird durch einen längserstreckten, einseitig oder beidseitig offenen seitlichen Durchtrittskanal der wenigstens einen HF-Messvorrichtung hindurchgefördert und durchquert auf seinem Förderweg durch den Durchtrittskanal den wenigstens einen Messkondensator.The inventive method is based on the same basic idea as the arrangement according to the invention, that the rod-shaped articles are supported transversely axial and a section on the respective wells, in which they are supported protrudes. This projecting portion is conveyed through an elongated, single-sided or double-sided open lateral passageway of at least one RF measuring device and traverses on its conveying path through the passageway the at least one measuring capacitor.

Das Messsignal des wenigstens einen Messkondensators wird vorzugsweise auf das Vorhandensein und/oder eine Befüllung einer Kapsel in einem Filter ausgewertet.The measuring signal of the at least one measuring capacitor is preferably evaluated for the presence and / or filling of a capsule in a filter.

Ebenfalls vorzugsweise werden Messsignale von zwei Messkondensatoren auf eine Positionierung einer Kapsel ausgewertet.Also preferably, measuring signals from two measuring capacitors are evaluated on a positioning of a capsule.

In einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der wenigstens eine Messkondensator auf einer ersten Seite des Durchtrittskanals eine von einem Grundkörper der HF-Messvorrichtung isolierte leitende Elektrodenfläche auf, die mit einem HF-Messsignal beaufschlagt wird, und wenigstens eine auf einer gegenüberliegenden Seite des Durchtrittskanals angeordnete und gegenüber dem Grundkörper isolierte Kondensatorelektrode, die auf virtueller Masse gehalten wird, insbesondere mittels eines Nulldetektor-Regelkreises.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the at least one measuring capacitor has on a first side of the passage channel a conductive electrode surface insulated from a base body of the HF measuring device, which is acted on by an HF measuring signal, and at least one arranged on an opposite side of the passage channel and to the main body isolated capacitor electrode which is held on virtual ground, in particular by means of a zero detector control loop.

Eine Verbesserung der Messung ergibt sich vorteilhafterweise, wenn wenigstens einem Messkondensator, insbesondere dem wenigstens einen Messkondensator, eine Schaltung aus einer Kompensationskapazität und einem, insbesondere invertierenden, Verstärker parallel geschaltet wird, deren Verstärkungsfaktor und Kapazitätswert so eingestellt oder gewählt sind, dass ein Leersignal des wenigstens einen Messkondensators kompensiert wird. Vorzugsweise wird zur Vermeidung von Phasendifferenzen zwischen Messung und Kompensation mittels einer Schaltung mit einem DDS-Baustein, dessen komplementäre Ausgangssignale gegensinnig an Eingänge von zwei Differenzverstärkern geleitet werden, phasengleiche invertierte Signale mit verschiedenen Verstärkungsfaktoren erzeugt, mit denen einerseits der wenigstens eine Messkondensator und andererseits der Kompensationskapazität betrieben werden.An improvement in the measurement is advantageously obtained if at least one measuring capacitor, in particular the at least one measuring capacitor, a circuit of a compensation capacitor and a, in particular inverting, amplifier is connected in parallel, the gain and capacitance value are set or selected such that an empty signal of at least a measuring capacitor is compensated. Preferably, in order to avoid phase differences between measurement and compensation by means of a circuit with a DDS module whose complementary output signals are fed in opposite directions to inputs of two differential amplifiers, in-phase inverted signals with different gain factors generated, with which on the one hand, the at least one measuring capacitor and on the other hand, the compensation capacity operate.

Artikel, deren Kapseln eine nicht ordnungsgemäße Befüllung oder Positionierung aufweisen, werden vorzugsweise ausgeschleust. Das bedeutet, dass sie von der weiteren Bearbeitung ausgeschlossen werden bzw. nicht zu einer Packmaschine gelangen.Articles whose capsules have improper filling or positioning are preferably removed. This means that they are excluded from further processing or do not get to a packing machine.

Auch das erfindungsgemäße Verfahren weist die gleichen Merkmale, Vorteile und Eigenschaften auf, wie die erfindungsgemäße Anordnung. The method according to the invention also has the same features, advantages and properties as the arrangement according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments according to the invention together with the claims and the accompanying drawings. Embodiments of the invention may satisfy individual features or a combination of several features.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:The invention will be described below without limiting the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings, reference being expressly made to the drawings with respect to all in the text unspecified details of the invention. Show it:

1 einen schematischen, aus dem Stand der Technik bekannten Verlauf einer Filterherstellung und Überprüfung, 1 a schematic, known from the prior art course of filter production and verification,

2 schematisch einen Teil einer Muldentrommel, 2 schematically a part of a well drum,

3 schematisch eine Muldenkegeltrommel, 3 schematically a trough drum,

4a)–c) Detailansichten und schematische Schnittdarstellungen durch einen erfindungsgemäßen Messkondensator, 4a) C) detailed views and schematic sectional views through a measuring capacitor according to the invention,

5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung und 5 a schematic representation of a switching arrangement according to the invention and

6 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Schaltanordnung. 6 a schematic representation of another switching arrangement according to the invention.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.In the drawings, the same or similar elements and / or parts are provided with the same reference numerals, so that apart from a new idea each.

In 1 ist schematisch dargestellt, wie Filterstäbe mit Geschmackskapseln bislang hergestellt und Überprüft werden. Im Verfahrensschritt 1 werden Filterstäbe mit Geschmackskapseln auf einer Filterstrangvorrichtung, beispielsweise mit einem Filterstrang aus Azetat, hergestellt, beispielsweise auf einer Filterstrangmaschine gemäß der von der Anmelderin vertriebenen KDF. Direkt während der Produktion werden diese vor weiterer Verarbeitung mittels Mikrowellensensoren, beispielsweise das MIDAS-EF der Anmelderin, daraufhin geprüft, ob Kapseln fehlen, eine doppelte Anzahl an einer Stelle eingebracht ist, ob eine Kapsel an falscher Position ist, ob eine Kapsel gebrochen ist oder einen irregulären Füllgehalt aufweist.In 1 is shown schematically how filter rods with flavor capsules so far produced and reviewed. In the process step 1 For example, filter capsules with flavor capsules are fabricated on a filter rod device, such as a filter strand of acetate, on a filter rod machine according to Applicant's patent KDF, directly during production by means of microwave sensors such as Applicant's MIDAS-EF prior to further processing checked whether capsules are missing, a double number is introduced in one place, whether a capsule is in the wrong position, whether a capsule is broken or has an irregular filling content.

Anschließend werden die Kapseln optional und kundenabhängig 24 Stunden oder mehr gelagert und in einem Verfahrensschritt 2 in einer pneumatischen Fördervorrichtung, beispielsweise gemäß der „FDU“ (Filter Detection Unit) der Anmelderin, die beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2009 017 962 A1 der Anmelderin beschrieben ist, noch einmal überprüft. Hierbei werden wiederum der Füllgehalt und der Zerbrochen-Status geprüft, da an der Filterstrangmaschine Kapseln leicht beschädigt werden können, die erst nach einiger Zeit auslaufen und somit erst später im ausgetrockneten Zustand vom Mikrowellensensor als fehlerhaft detektiert werden können. Auch diese Mikrowellenvorrichtung entspricht beispielsweise der MIDAS-EF, also einem zylindrischen Mikrowellenresonator mit zentralem Durchgang für längsaxial geförderte Filterstäbe, wie er beispielsweise aus DE 198 54 550 B4 bekannt ist. Afterwards, the capsules become optional and customer-dependent 24 Hours or more stored and in one step 2 in a pneumatic conveying device, for example according to the applicant's "FDU" (Filter Detection Unit), which is described, for example, in the German patent application DE 10 2009 017 962 A1 the applicant is described, checked again. In this case again the filling content and the broken status are checked, since capsules can easily be damaged on the filter rod machine, which only leak out after some time and thus can only later be detected as defective by the microwave sensor in the dried out state. This microwave device, for example, corresponds to the MIDAS-EF, so a cylindrical microwave resonator with central passage for longitudinally promoted filter rods, as he, for example DE 198 54 550 B4 is known.

Optional erfolgt in einem Verfahrensschritt 3 eine Multifilterherstellung, bei der kapselgefüllte Filterstopfen mit anderen Filterstopfen zusammen zu einem Multifilterstab zusammengestellt werden. Auch hier können die Kapseln beschädigt werden und gegebenenfalls über eine längere Zeit austrocknen.Optionally, in a process step 3 A multi-filter production in which capsule-filled filter plugs are combined with other filter plugs together to form a multifilter rod. Again, the capsules can be damaged and possibly dry out for a long time.

In einigen Fällen ist aus Mangel an entsprechenden Einrichtungen beim Hersteller die Prüfung im Verfahrensschritt 2 nicht möglich.In some cases, due to a lack of appropriate equipment at the manufacturer, the test is in the process step 2 not possible.

Nach dem Verfahrensschritt 2 und optional dem Verfahrensschritt 3 wird in einem Verfahrensschritt 4 auf einer Filteransetzmaschine, beispielsweise der unter der Bezeichnung „MAX“ der Anmelderin vertriebenen Maschine, der jeweilige Filter mit einem Tabakstab zusammengestellt und verbunden. An dieser Stelle und später erfolgt derzeit keine Prüfung der kapselbesetzten Filter. Es besteht allerdings eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass auch während der Zigarettenherstellung und in folgenden Verarbeitungsschritten Kapseln beschädigt werden, so dass diese auslaufen und beim Endkunden keinen Geschmackseffekt entfalten und es somit zu Reklamationen kommt. Dieses Risiko steigt mit Zunahme der Verarbeitungsschritte, wie zum Beispiel bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von Multifiltern.After the process step 2 and optionally the process step 3 is in a process step 4 on a filter attachment machine, for example the machine sold under the name "MAX" by the applicant, the respective filter is assembled and connected to a tobacco rod. At this point and later, there is currently no check of the capsule-filled filters. However, there is a certain likelihood that capsules will also be damaged during cigarette production and subsequent processing steps, causing them to leak out and have no flavor effect on the end customer and thus result in complaints. This risk increases as processing steps increase, such as in the manufacture and processing of multifilters.

Eine Prüfung auf einer Zigarettenmaschine am letztmöglichen Prüfzeitpunkt vor dem Verpacken gibt es derzeit nicht. Die MIDAS-Messvorrichtungen mit zentral durchsetzten zylindrischen Resonatoren gemäß beispielsweise DE 198 54 550 B4 sind hierzu auch nicht eingerichtet.There is currently no check on a cigarette machine at the last possible check time prior to packaging. The MIDAS measuring devices with centrally interspersed cylindrical resonators according to, for example DE 198 54 550 B4 are not set up for this purpose.

In 2 ist eine Muldenfördervorrichtung in Form einer Muldentrommel 10 ausschnittsweise dargestellt, an deren zylindrischer Oberfläche eine Abfolge von Mulden 12 angeordnet ist, die mit Saugluft (nicht dargestellt) Zigaretten 14 halten. Die Muldentrommel 10 bewegt die Zigaretten 14 in einer Förderrichtung 11, die mit einem Pfeil dargestellt ist. Die Zigaretten 14 bestehen aus einem Tabakstock 17, der größtenteils in jeweils einer Mulde 12 gehalten ist, an dem ein Filter 16 mit einer darin eingelegten Kapsel 18 angesetzt ist. Ungefähr im Bereich des Übergangs vom Tabakstock 17 zum Filter 16 enden die Mulde 12 und die Muldentrommel 10, so dass ein Abschnitt 15 der Zigarette 14 über die Mulde 12 übersteht und frei gefördert wird. Diese Abschnitte 15 der Zigaretten 14 durchlaufen im Folgenden eine erfindungsgemäße Messvorrichtung. In 2 is a trough conveyor in the form of a trough drum 10 shown in detail, on the cylindrical surface of a sequence of wells 12 is arranged, with suction air (not shown) cigarettes 14 hold. The trough drum 10 moves the cigarettes 14 in a conveying direction 11 , which is shown with an arrow. The cigarettes 14 consist of a tobacco rod 17 most of them in a hollow 12 is held, on which a filter 16 with a capsule inserted in it 18 is scheduled. Approximately in the area of the transition from the tobacco rod 17 to the filter 16 end up the hollow 12 and the tub drum 10 so a section 15 the cigarette 14 over the hollow 12 survives and is supported freely. These sections 15 the cigarettes 14 go through below a measuring device according to the invention.

In 3 ist eine alternative Ausführungsform einer Muldenfördervorrichtung dargestellt in Form einer Muldenkegeltrommel 20 mit einem im Wesentlichen frustrokonischen Umfang. Die Muldenkegeltrommel 20 dreht sich in einer Förderrichtung 21 und weist an ihrer äußeren Umfangsfläche wiederum Mulden 22 auf, in denen Zigaretten 14 mittels Saugluft (nicht dargestellt) gehalten werden. Auch in diesem Fall tauchen die überstehenden Abschnitte 15 der Zigaretten 14 in eine nicht dargestellte erfindungsgemäße Messvorrichtung ein. In 3 is an alternative embodiment of a tray conveyor shown in the form of a trough drum 20 with a substantially frustoconical extent. The trough drum 20 turns in a conveying direction 21 and in turn has depressions on its outer peripheral surface 22 on where cigarettes 14 be held by suction (not shown). Also in this case, dive the protruding sections 15 the cigarettes 14 in a measuring device according to the invention, not shown.

In 4 sind in den Teilen a) bis c) verschiedene Details und Ansichten einer erfindungsgemäßen kapazitiven HF-Messvorrichtung 30 dargestellt. 4a) zeigt einen Querschnitt, der senkrecht durch die Fördertrajektorie 19 einer queraxial geförderten Zigarette 14 mit Filter 16 und Kapsel 18 mittig im Filter 16 verläuft. An dieser Stelle wird die Zigarette 14 mit ihrem überstehenden Abschnitt 15 durch einen Durchtrittskanal 40 der kapazitiven HF-Messvorrichtung 30 gefördert. Die in 4a) oben gezeigte Wandfläche besteht aus einer elektrisch leitenden Elektrodenfläche 38, die mittels einer Isolierung 37 vom ebenfalls metallischen Grundkörper 36 der HF-Messvorrichtung 30 isoliert ist. Durch die Isolierung 37 verläuft eine Zuleitung 39, über die die Elektrodenfläche 38 mit einem harmonischen HF-Signal beaufschlagt ist.In 4 in the parts a) to c) are different details and views of a capacitive RF measuring device according to the invention 30 shown. 4a) shows a cross-section which is perpendicular through the conveyor trajectory 19 a queraxial promoted cigarette 14 with filter 16 and capsule 18 in the middle of the filter 16 runs. At this point is the cigarette 14 with its protruding section 15 through a passageway 40 the capacitive RF measuring device 30 promoted. In the 4a) The wall surface shown above consists of an electrically conductive electrode surface 38 by means of insulation 37 from the likewise metallic basic body 36 the RF measuring device 30 is isolated. Through the insulation 37 runs a supply line 39 over which the electrode surface 38 is subjected to a harmonic RF signal.

Der in 4a) unterhalb der Zigarette 14 dargestellte Teil der kapazitiven HF-Messvorrichtung 34 umfasst als Unterseite des Durchtrittskanals 40 bzw. gegenüberliegende Seite den elektrisch leitenden Grundkörper 36, der auf einem Massepotenzial gehalten wird, sowie zwei Kondensatorelektroden 42, 42‘, die mittels einer Isolierung 43, 43‘ gegenüber dem Grundkörper 36 elektrisch isoliert sind und über Zuleitungen 44, 44‘ mit einer elektrischen Schaltung verbunden sind. Diese Kondensatorelektroden 42, 42‘ werden auf einer virtuellen Masse gehalten. Da sich das Potenzial zwischen der virtuellen Masse und der Masse, auf der der Grundkörper 36 liegt, nur um bis zu ca. 1 mV unterscheiden, stellt sich im gesamten Durchtrittskanal 40 zwischen der mit einem HF-Messsignal beaufschlagten Elektrode 38 und der gegenüberliegenden Fläche, die auf Masse bzw. virtueller Masse liegt, ein sehr homogenes HF-Messfeld aus.The in 4a) below the cigarette 14 shown part of the capacitive RF measuring device 34 includes as the underside of the passageway 40 or opposite side of the electrically conductive body 36 , which is kept at a ground potential, as well as two capacitor electrodes 42 . 42 ' by means of insulation 43 . 43 ' opposite the main body 36 are electrically isolated and via leads 44 . 44 ' are connected to an electrical circuit. These capacitor electrodes 42 . 42 ' are kept on a virtual mass. As the potential between the virtual mass and the mass on which the basic body 36 lies, only to differ by up to about 1 mV, arises throughout the passageway 40 between the electrode applied with an RF measurement signal 38 and the opposite surface, which is grounded or virtual ground, a very homogeneous RF field of view.

In 4b ist die gleiche kapazitive HF-Messvorrichtung 30 im Ausschnitt in einem Schnitt dargestellt, die die Fördertrajektorie 19 der Zigarette 14 bzw. des Filters 16 mit der Kapsel 18 beinhaltet. Da diese in einer Mulde auf einer Muldentrommel im Ausführungsbeispiel gefördert wird, hat der Durchtrittskanal 40 in diesem Bereich eine ringabschnittförmige Ausgestaltung bzw. beschreibt eine Kurve, deren Krümmungsradius dem Radius der Muldentrommel entspricht.In 4b is the same capacitive RF measuring device 30 shown in section in a section showing the conveyor trajectory 19 the cigarette 14 or the filter 16 with the capsule 18 includes. Since this is conveyed in a trough on a hollow drum in the embodiment, the passageway has 40 in this area a ring-segment-shaped configuration or describes a curve whose radius of curvature corresponds to the radius of the hollow drum.

4c) zeigt eine Draufsicht auf die untere Fläche des Durchtrittskanals 40, also die auf Masse gehaltene Seite der kapazitiven HF-Messvorrichtung 30. Ein Großteil der Fläche dieser Elektrode besteht aus der Oberfläche des auf Massepotenzial gehaltenen Grundkörpers 36. Zentral entlang der Trajektorie 19 einer Kapsel 18 sind zwei Kondensatorelektroden 42, 42‘ angeordnet, die auf virtueller Masse gehalten werden. Die Kondensatorelektroden 42, 42‘ werden durch eine umfängliche Isolierung 43 von dem Grundkörper 36 isoliert. Die tatsächliche Potenzialdifferenz beträgt jedoch nur bis zu einem oder wenigen mV. Die Kondensatorelektroden 42, 42‘ sind links und rechts der Trajektorie 19 angeordnet, so dass eine Fehlpositionierung einer Kapsel durch eine Asymmetrie in den Messsignalen der Kondensatorelektroden 42, 42‘ erkennbar wird. 4c) shows a plan view of the lower surface of the passageway 40 , So the held on ground side of the capacitive RF measuring device 30 , A large part of the area of this electrode consists of the surface of the body held at ground potential 36 , Central along the trajectory 19 a capsule 18 are two capacitor electrodes 42 . 42 ' arranged, which are kept on virtual ground. The capacitor electrodes 42 . 42 ' be through a comprehensive insulation 43 from the main body 36 isolated. However, the actual potential difference is only up to one or a few mV. The capacitor electrodes 42 . 42 ' are left and right of the trajectory 19 arranged so that a mispositioning of a capsule by an asymmetry in the measurement signals of the capacitor electrodes 42 . 42 ' becomes recognizable.

In 5 ist eine erste Schaltung einer erfindungsgemäßen kapazitiven HF-Messvorrichtung 30 schematisch dargestellt. Dabei wird der Messkondensator 34 durch eine harmonische Signalquelle, also einen Oszillator 50, gespeist. Der Oszillator 50 kann beispielsweise mit einer DDS-Schaltung mit nachgeschaltetem Tiefpassfilter oder mit einem Quarzoszillator aufgebaut sein. Der zweite Anschluss des Messkondensators 34 wird an den Eingang einer Nulldetektorschaltung 62 angeschlossen, dessen Eingang durch den Wirkungszusammenhang virtuell auf Massepotenzial 60 gehalten wird. Da der Eingang der Nulldetektorschaltung 62 virtuell auf Massepotenzial 60 gehalten wird, sind die vorhandenen Streukapazitäten 54, 56 der Anschlussleitungen der Messkapazität 34 messtechnisch unwirksam.In 5 is a first circuit of a capacitive RF measuring device according to the invention 30 shown schematically. In the process, the measuring capacitor becomes 34 through a harmonic signal source, so an oscillator 50 , fed. The oscillator 50 can be constructed, for example, with a DDS circuit with a downstream low-pass filter or with a quartz oscillator. The second connection of the measuring capacitor 34 is applied to the input of a zero detector circuit 62 whose input through the effect context virtually to ground potential 60 is held. Since the input of the zero detector circuit 62 virtually at ground potential 60 are held, are the existing stray capacities 54 . 56 the connecting cables of the measuring capacity 34 metrologically ineffective.

An den Eingang der Nulldetektorschaltung 62 ist eine weitere Impedanz 52 angeschlossen, die beispielsweise als Kapazität oder als Widerstand ausgeführt sein kann, über die ein zweites harmonisches Signal eines zweiten Oszillators 51 eingespeist wird. Der Oszillator 51 wird dabei durch eine Regeleinrichtung 64 so in Amplitude und Phase gesteuert, dass das Eingangssignal der Nulldetektorschaltung 62 virtuell auf Massepotenzial 60 gehalten wird. Hierzu wird das an dem Eingang der Nulldetektorschaltung 62 anliegende Signal nach Amplitude und Phase gemessen und als Ausgangssignal 63 an die Regeleinrichtung 64 übertragen. Die erforderlichen Stellgrößen 65 in Amplitude und Phase sind ein Maß für den Betrag und den Verlustfaktor der Messkapazität 34. Diese beiden Größen werden zur Weiterverarbeitung an eine übergeordnete Automatisierungseinheit weitergeleitet (Bezugszeichen 65a) bzw. als Stellgrößen (Bezugszeichen 65) an den Oszillator 51 gegeben.To the input of the zero detector circuit 62 is another impedance 52 connected, which may for example be designed as a capacitance or as a resistor, via which a second harmonic signal of a second oscillator 51 is fed. The oscillator 51 is doing by a control device 64 so controlled in amplitude and phase that the input signal of the zero detector circuit 62 virtually at ground potential 60 is held. This is done at the input of the zero detector circuit 62 applied signal according to amplitude and phase measured and as an output signal 63 to the control device 64 transfer. The required manipulated variables 65 in amplitude and phase are a measure of the amount and the loss factor of the measuring capacity 34 , These two variables are forwarded to a higher-level automation unit for further processing (reference numerals 65a ) or as manipulated variables (reference numerals 65 ) to the oscillator 51 given.

In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Schaltung wird zur Verbesserung der Auflösung der Messung eine Kompensationskapazität bzw. ein Kompensationskondensator 68 verwendet, der durch einen invertierenden Verstärker 66 aus demselben Oszillator 50 wie der Messkondensator 34 gespeist wird. Dabei werden der Verstärkungsfaktor –a des invertierenden Verstärkers 66 und der Kapazitätswert des Kompensationskondensators 68 so gewählt, dass sich im Messbereich des Messkondensators 34 am Eingang der Nulldetektorschaltung 62 bereits näherungsweise Massepotenzial einstellt, wenn das Signal der Oszillatorschaltung 51 Null ist. Hierdurch wird vermieden, dass ein großes Leersignal des Messkondensators 34 mit dem Signal des Oszillators 51 kompensiert werden muss. Es muss nur die Veränderung des Messkondensators 34 kompensiert werden. Dadurch kann die Auflösung der Messung deutlich verbessert werden. Ein weiterer Vorteil dieser Kompensationsschaltung ist, dass ein wesentlicher Teil des Rauschens des Oszillators 50 kompensiert wird, da Messkondensator 34 und Kompensationskondensator 68 aus derselben Signalquelle gespeist werden.In an advantageous development of this circuit, a compensation capacitor or a compensation capacitor is used to improve the resolution of the measurement 68 used by an inverting amplifier 66 from the same oscillator 50 like the measuring capacitor 34 is fed. At this time, the amplification factor -a of the inverting amplifier becomes 66 and the capacitance value of the compensation capacitor 68 chosen so that in the measuring range of the measuring capacitor 34 at the input of the zero detector circuit 62 already sets approximately ground potential when the signal of the oscillator circuit 51 Is zero. This avoids that a large empty signal of the measuring capacitor 34 with the signal of the oscillator 51 must be compensated. It just has to change the measuring capacitor 34 be compensated. As a result, the resolution of the measurement can be significantly improved. Another advantage of this compensation circuit is that a substantial part of the noise of the oscillator 50 is compensated because measuring capacitor 34 and compensation capacitor 68 be fed from the same signal source.

Im Sinne der Erfindung wird als Nulldetektor-Regelkreis in der Schaltung gemäß 5 die Anordnung aus Nulldetektorschaltung 62, Regeleinrichtung 64 und Oszillator 51 mit Impedanz 52 angesehen, die dafür sorgen, dass sich die virtuelle Masse 60 einstellt.For the purposes of the invention is as a zero detector control circuit in the circuit according to 5 the arrangement of zero detector circuit 62 , Control device 64 and oscillator 51 with impedance 52 viewed, which ensure that the virtual mass 60 established.

6 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Schaltungsanordnung. In dieser Anordnung sind zwei Messkondensatoren 34, 34‘ an einen harmonischen Oszillator 50 als Signalquelle angeschlossen. Beide Messkondensatoren 34, 34‘ sind die gleichen wie in 4. Dies bedeutet auch, dass die beiden Messkondensatoren 39, 39‘ sich die mit einem HF-Messsignal beaufschlagte Elektrodenfläche 38 teilen. Streukapazitäten und Kompensationskapazitäten sind zur besseren Übersichtlichkeit in 6 nicht dargestellt, sind jedoch ebenso wie in 5, vorhanden. Jeder Messkondensator 34, 34‘ ist in jeweils einer eigenen Nulldetektorschaltung 62, 62‘ angeschlossen. Jeder Nulldetektorschaltungseingang wird durch eine entsprechende Regeleinrichtung 64, 64‘ und Oszillatoren 51, 51‘ über Impedanzen 52, 52‘ virtuell auf Massepotenzial 60, 60‘ geregelt. Die entsprechenden Ausgangssignale 65a, 65a‘ der beiden Regeleinrichtungen 64, 64‘ werden in einer Auswertungsschaltung 70 weiterverarbeitet. In dieser Auswertungsschaltung 70 werden einerseits Summensignale gebildet, die es erlauben, die Anwesenheit und den korrekten Inhalt der Kapseln zu erfassen. Weiterhin wird ein Differenzsignal gebildet, das bei korrekter Positionierung der Kapsel im Filter gleich Null ist. Befindet sich die Kapsel nicht in der Mittenposition, ergibt sich je nach Abweichung entweder ein positives oder ein negatives Differenzsignal. 6 shows a further embodiment of a circuit arrangement according to the invention. In this arrangement are two measuring capacitors 34 . 34 ' to a harmonic oscillator 50 connected as signal source. Both measuring capacitors 34 . 34 ' are the same as in 4 , This also means that the two measuring capacitors 39 . 39 ' the applied with an RF measurement signal electrode surface 38 share. Stray capacitance and compensation capacities are in for clarity 6 not shown, however, are as well as in 5 , available. Each measuring capacitor 34 . 34 ' is in each case a separate zero detector circuit 62 . 62 ' connected. Each zero detector circuit input is controlled by an appropriate controller 64 . 64 ' and oscillators 51 . 51 ' about impedances 52 . 52 ' virtually at ground potential 60 . 60 ' regulated. The corresponding output signals 65a . 65a ' the two control devices 64 . 64 ' be in an evaluation circuit 70 further processed. In this evaluation circuit 70 On the one hand, sum signals are formed which make it possible to detect the presence and the correct content of the capsules. Furthermore, a difference signal is formed, which is equal to zero with correct positioning of the capsule in the filter. If the capsule is not in the middle position, depending on the deviation either a positive or a negative difference signal results.

In einer in 7a) gezeigten verbesserten Ausführung eines Oszillators 50a, der an die Stelle des Oszillators 50 in 5 und 6 gesetzt werden kann, wird die Eigenschaft von DDS-Bausteinen 80 genutzt, komplementäre Ausgangssignale U‘, –U‘ zu erzeugen. Diese werden gegensinnig mit den Eingängen von zwei Differenzverstärkern 81, 82 verbunden. Hierdurch werden zwei zueinander invertierte Signale U, –αU mit unterschiedlichem Verstärkungsfaktor erzeugt, nämlich beispielsweise einem Verstärkungsfaktor 1 im Differenzverstärker 81 und einem Verstärkungsfaktor –α im Differenzverstärker 82. Der Verstärkungsfaktor α ist betragsmäßig üblicherweise deutlich kleiner als 1. Mit dem Ausgangssignal U des Differenzverstärkers 81 wird dann der Messkondensator 34 (bzw. 34‘) betrieben, mit dem Ausgangssignal –αU des Differenzverstärkers 82 der Kompensationskondensator 68. So kann eine durch den Verstärker 66 in 5 verursachte störende zusätzliche Phasenverzögerung zwischen dem Messkondensator 34 und dem Kompensationskompensator 68 vermieden werden.In an in 7a) shown improved embodiment of an oscillator 50a , which takes the place of the oscillator 50 in 5 and 6 can be set, the property of DDS building blocks 80 used to generate complementary output signals U ', -U'. These are in opposite directions with the inputs of two differential amplifiers 81 . 82 connected. As a result, two mutually inverted signals U, -αU are generated with different amplification factor, namely, for example, a gain factor 1 in the differential amplifier 81 and a gain factor -α in the differential amplifier 82 , The amplification factor α is usually significantly smaller in magnitude 1 , With the output signal U of the differential amplifier 81 then becomes the measuring capacitor 34 (respectively. 34 ' ), with the output signal -αU of the differential amplifier 82 the compensation capacitor 68 , So can one through the amplifier 66 in 5 caused disturbing additional phase delay between the measuring capacitor 34 and the compensation compensator 68 be avoided.

Ein DDS-Baustein 90 kann in ähnlicher Weise auch in einem Oszillator 51a gemäß 7b) eingesetzt werden, der an die Stelle des Oszillators 51 gemäß 5, 6 treten kann. In diesem Fall empfängt der DDS-Baustein 90 die Stellgrößen 65 als Eingangssignal. Die Ausgangssignale U‘, –U‘ werden über einen Differenzverstärker 91 in ein Ausgangssignal U umgesetzt, das über eine Impedanz 52, 52‘ gemäß 5, 6 zur Einstellung der virtuellen Masse 60, 60‘ verwendet wird.A DDS building block 90 can also work in an oscillator 51a according to 7b) be used, which takes the place of the oscillator 51 according to 5 . 6 can occur. In this case, the DDS module receives 90 the manipulated variables 65 as input signal. The output signals U ', -U' are via a differential amplifier 91 converted into an output signal U, which has an impedance 52 . 52 ' according to 5 . 6 for setting the virtual mass 60 . 60 ' is used.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.All mentioned features, including the drawings alone to be taken as well as individual features that are disclosed in combination with other features are considered alone and in combination as essential to the invention. Embodiments of the invention may be accomplished by individual features or a combination of several features. In the context of the invention, features which are identified by "particular" or "preferably" are to be understood as optional features.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kapseleinsatz und erste Kapselprüfung Capsule insert and first capsule test
22: Kapselprüfung nach Lagerung Capsule test after storage
33: optionale Multifilterherstellung optional multifilter production
44: Zigarettenherstellung cigarette manufacturing
1010: Muldentrommel trough drum
1111: Förderrichtung conveying direction
1212: Mulde trough
1414: Zigarette Cigarette
1515: überstehender Abschnitt der Zigarette protruding section of the cigarette
1616: Filter filter
1717: Tabakstock tobacco rod
1818: Kapsel capsule
1919: Trajektorie einer Kapsel Trajectory of a capsule
2020: Muldenkegeltrommel Hollow cone drum
2121: Förderrichtung conveying direction
2222: Mulde trough
3030: kapazitive HF-Messvorrichtung Capacitive RF measuring device
3434: Messkondensator measuring capacitor
3636: Grundkörper body
3737: Isolierung insulation
3838: Elektrodenfläche electrode area
3939: Zuleitung supply
4040: Durchtrittskanal Passageway
42, 42‘42, 42 ': Kondensatorelektrode capacitor electrode
43, 43‘43, 43 ': Isolierung insulation
44, 44‘44, 44 ': Zuleitung supply
50, 50a50, 50a: Oszillator oscillator
51, 51a51, 51a: Oszillator oscillator
52, 52‘52, 52 ': Impedanz impedance
54, 5654, 56: Streukapazität stray capacitance
60, 60‘60, 60 ': virtuelle Masse virtual mass
62, 62‘62, 62 ': Nulldetektorschaltung Zero detector circuit
63, 63‘63, 63 ': Ausgangssignal output
64, 64‘64, 64 ': Regeleinrichtung control device
65, 65‘65, 65 ': Stellgrößen manipulated variables
65a, 65a‘65a, 65a ': Stellgrößen zur Auswertungseinheit Manipulated variables for the evaluation unit
6666: invertierender Verstärker inverting amplifier
6868: Kompensationskondensator compensation capacitor
7070: Auswertungsschaltung evaluation circuit
8080: DDS-Baustein DDS chip
81, 8281, 82: Differenzverstärker differential amplifier
9090: DDS-Baustein DDS chip
9191: Differenzverstärker differential amplifier

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011083052 [0011]
DE 102009017962 A1 [0037]
DE 19854550 B4 [0037, 0041]

Claims

Arrangement for checking cross-axially conveyed rod-shaped articles ( 14 ) of the tobacco-processing industry, in particular for checking liquid-filled capsules ( 18 ) in filters ( 16 ) of filter cigarettes ( 14 ), with at least one tray conveyor ( 10 . 20 ) with wells ( 12 . 22 ) for receiving and Queraxialen promotion of rod-shaped articles ( 14 ) and at least one capacitive RF measuring device ( 30 ) with at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ), characterized in that the at least one capacitive RF measuring device ( 30 ) along a conveying path of the rod-shaped articles ( 14 ) at least one longitudinally extending, one-sided or double-sided open lateral passageway ( 40 ) for one of the respective wells ( 12 . 22 ) projecting section ( 15 ) the item ( 14 ), wherein the at least one passage channel ( 40 ) the at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ) penetrates laterally so that protruding portions ( 15 ) of the rod-shaped articles ( 14 ) on its conveyor through the passageway ( 40 ) an RF measuring field in the at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ).

Arrangement according to claim 1, characterized in that the at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ) on a first side of the passageway ( 40 ) one of a basic body ( 36 ) of the RF measuring device ( 30 ) insulated conductive electrode surface ( 38 ) and on an opposite side of the passage channel ( 40 ) at least one opposite the main body ( 36 isolated, on virtual mass ( 60 ) held capacitor electrode ( 42 . 42 ' ) whose surface is smaller than a surface of the conductive electrode surface ( 38 ) on the first side of the passageway ( 40 ).

Arrangement according to claim 2, characterized in that an electronic circuit is included, by means of which the electrode surface ( 38 ) on the first side of the passageway ( 38 ) can be acted upon or acted upon by an HF measurement signal and the at least one capacitor electrode ( 42 . 42 ' ) on a virtual mass ( 60 ) is durable or held, in particular by means of a zero-detector control loop, wherein in particular each measuring capacitor ( 34 . 34 ' ) is assigned a separate zero detector control loop.

Arrangement according to claim 3, characterized in that the at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ) a circuit with a compensation capacity ( 68 ) and one, in particular inverting amplifier ( 66 . 82 ) whose gain factor and capacitance value are set or selected such that an empty signal of the measuring capacitor ( 34 . 34 ' ) is partially or fully compensated.

Arrangement according to claim 4, characterized in that a circuit with a DDS module ( 80 ) and two differential amplifiers ( 81 . 82 ) as oscillator ( 50a ), wherein mutually inverted outputs of the DDS module ( 80 ) in opposite directions with the inputs of the differential amplifier ( 81 . 82 ), the output of a differential amplifier ( 81 ) having a first amplification factor with one electrode of the at least one measuring capacitor ( 34 ) and the output of the other differential amplifier ( 82 ) having a second amplification factor smaller than the first amplification factor is connected to an electrode of the compensation capacitance.

Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that two capacitor electrodes ( 42 . 42 ' ) on both sides of a trajectory ( 19 ) of capsules ( 18 ) are arranged at a desired capsule position, wherein the electronic circuit is formed, summation measurements and / or differential measurements of the signals of the two capacitor electrodes ( 42 . 42 ' ).

Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the tray conveyor device ( 10 . 20 ) as a hollow drum ( 10 ), as a trough drum ( 20 ) or formed as a trough conveyor belt.

Machine of the tobacco processing industry, in particular a filter attachment machine, with an arrangement according to one of claims 1 to 7.

Method for checking cross-axially conveyed rod-shaped articles ( 14 ) of the tobacco-processing industry, in particular for checking liquid-filled capsules ( 18 ) in filters ( 16 ) of filter cigarettes ( 14 ), in particular in an arrangement according to one of claims 1 to 7, wherein rod-shaped articles ( 14 ), in particular filter cigarettes ( 14 ), in hollows ( 12 . 22 ) at least one trough conveyor device ( 10 . 20 ) transaxially on at least one capacitive RF measuring device ( 30 ) with at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ), characterized in that the rod-shaped articles ( 14 ) one over the respective wells ( 12 . 22 ) projecting section ( 15 ), wherein the projecting portions ( 15 ) the item ( 14 ) on its conveying path at least one elongated, one-sided open lateral passageway ( 40 ) of the at least one capacitive RF measuring device ( 30 ) and on their way through the passageway ( 40 ) the at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ), so that the protruding sections ( 15 ) of the rod-shaped articles ( 14 ) on its conveyor through the passageway ( 40 ) an RF measuring field in the at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ).

A method according to claim 9, characterized in that a measuring signal of the at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ) on the presence and / or filling of a capsule ( 18 ) in a filter ( 16 ) is evaluated.

Method according to claim 9 or 10, characterized in that measuring signals from two measuring capacitors ( 34 . 34 ' ) on a positioning of a capsule ( 18 ) be evaluated.

Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ) on a first side of the passageway ( 40 ) one of a basic body ( 36 ) of the RF measuring device ( 30 ) insulated conductive electrode surface ( 38 ), which is acted upon by an RF measurement signal, and at least one on an opposite side of the passage channel ( 40 ) and compared to the main body ( 36 ) isolated capacitor electrode ( 42 . 42 ' ), based on virtual mass ( 60 . 60 ' ), in particular by means of a zero detector control loop.

A method according to claim 12, characterized in that at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ), in particular the at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ), a circuit of a compensation capacity ( 68 ) and one, in particular inverting, amplifier ( 66 . 82 ) whose gain factor and capacitance value are set or selected such that an empty signal of the at least one measuring capacitor ( 34 . 34 ' ) is compensated.

Method according to one of Claims 9 to 13, characterized in that articles ( 14 ), their capsules ( 18 ) have improper filling or positioning, be discharged.