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Vorrichtung zum Bestimmen des Zugwiderstandes von Zigaretten Bei
der Zigarettenherstellung muß sehr sorgfältig da.ra.ufgeachtetwerden,,daßderSaugwidorstandbzw.
die Luftdurchlässigkeit aller Zigaretten praktisch gleich ist. Unterschiede, insbesondere
eine Erhöhung de : s Saugwiderstanides., werden von dem Rauche. unangenehm empfunden,
weil sie , bei ihm das Gefühl erwecken, daß die Zigarette nicht »zieth«.
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Ein. zu hoher Saugwiederstand hat ferner den Nachte-il, daß zu geringe
! Mengen, an Sauerstoff, die während des Abbrennens der Zigarette zugeführt werden,
zu einer teilweise unvollkommenen Verbrennung bzw. lediglich zu einem Verkohlen
der Tabakfasern sowie insbesondere der inkrustierten. Substanz führen, durch die
unerwünschteundinsbesondereauch gesundheitlich nachteilige Schwelungsprodukte entstehen.
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Die Gefahr von Unterschieden der Luftdurchlässigkeit besteht in.
besonders hohem Maße bei mit Filtermundstück versehenen. Zigaretten, weil bei der
mechanischen Herstellung der Filtermaterialien Schwankungen ihrer Eigenschaften,
auf die es vom Gesichtspunkt der Luftdurchlässigkeit des Filters ankommt, schwer
vermieden we rden können und ferner die Klebverbindung zwischen Filter und eigentlicher
Zigarette vielfach. Undichtheiten a. ufweist.
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In den Zigarettenfabriken erfolgt daher eine ständige Kontrolle der
Luftdurehlässigkeit der hergestellten.ZigarettenmittelsmechanischerKontrollvorrichtun,
gen.
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Bei den bekannten, für diesen. Zweck verwendeten Vorrichtungen. wird
die Zigarette in ein konisch geformteis Aufnahmestück oder in. ein auf das genaue,
dem Zigarettendurchmesser entsprechende Maß gebohrtes Rohrende oder auch, in einen
Abschnitt eines weichen Gummischla. uches eingesetzt, der an eine Vakuumquelle angeschlossen
ist.
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Um einwandfreie Ergebnisse zu erzielen, ist eine absolute Abdichtung
zwischen, dem Aufnahmekörper und der Zigarette bzw. d, em Zigarettenfilter erforderlich,
die bei den bekannten Vorrichtungen meist dadurch erfolgt, daß die Zigarette beim
Einführen in den Aufnahmekörper um ein, wenn auch nur geringes Maß zusammengepreßt
wird. Infolge des hierbei auf die Zigarette notwendigerweise ausgeübten Druckes
sind Deformationen der Zigarette, durch die der Stromungswiderstand geändert und
die Qualität, insbesonderedieWiederholbarkeit,derErgebnissebeeinträchtigt wird,
fast u nvermiedlich. Wenn gemäß einer anderen bekannten. Anordnung die Abdichtung
zwischen dem Aufnahmekörper und. der Zigarette durch ein zähes Schmiermittel erfolgt,
so ist zwar die für das Einführen der Zigarette in ihren Aufnahmekörper erforderliche
mechanische Energie geringer.
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Dies wird aber mit dem Nachteil erkauft, daß die Verwendung von Schmiermitteln
fil. r die Abdichtung die
Zigarette für weitere Untersuchungen, z. B. Geschmacksprüfungen,
unbrauchbar macht. Ferner kann dieses Abdichtungsmittel Bestandteile des Rauches
absorbieren ! oder in da s Kondensat hereingelangen bzw. durch das Zigarettenpapier
hindurch in das Innere der Zigarette infiltrieren. Ein allen bekannten Maßnahmen
gemeinsamer Nachteil, der sich besonders bei Filterzigaretten auswirkt, ist ferner
der, daß Feuler der Mundstückklebung nicht festgestellt warden. können.
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Die Erfindung scha. fft die Möglichkeit eines zuverlässig und. gleichmäßig
abdichtenden Haltekörpers für die Zigaretten in einer mechanischen Prüfvorrichtungj
bei welcher alle diese Nachteile, insbesondere die Gefahr vonDeformationen, der
Zigaretten, vermieden und, beliebig wiederholbar, immer die gleichen Voraussetzungen.,wiesie
bei normalem Rauchen, der Zigarettevorliegen,sowieauchdieMöglichkeit, in einfacher
Weise durch Vergleichsmessungen, einerseits den Zugwiderstand. andererseits ein
fehlerhaftes Ankleben des Mundstückes bei Filterzigaretten festzustellen, gegeben
sind.
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Dies wird gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß
a. ls abdichtender Haltekörper der Zigarette eine dünne elastische Membran, z. B.
und vorzugsweiseeine Gummimembran, dient, die ein mittleres Loch von etwas kleinerem
Durchmesser als dem der Zigarette aufweist und die an ihrem Umfang zwischen buchsena.
rtigen Körpern, und mit ihrem Innenrand frei beweglich eingespannt ist.
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Durch dieses Loch wird die Zigarette gegen den sehr geringen. Widerstand
der elastischen Membran unter Anwendung eines demzufolge ganz geringen Drucks, der
niemals verfarmend wirken kann, bis zu einem gegebenenfalls axial verstellbar angeordneten
Anschlag hindurchgestoßen, wobei sich die Membran unter Umlegen der Lochkarten in
der Einfüh. rungsrichtung
der Zigarette aufweitet und ihr umgelegter
Teil, kragenartig abdichtend, sich an die Zigarette anlegt.
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Obwohl die mechanische Druckeinwirkung auf die Zigarette minimal
ist, genügt der hierbei erzielte Dichtungsdruck zur Durchführung der Messungen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können bei der neuen Vorrichtung
a.. uch zwei im Abstand hintereinander angeordnete Membranen vorgesehen werden,
von eenen die eine gegen den Zigarettenkörper und die andere gegen das Filtermundstück
abdichtet, so dal3 der Bereich der Klebenaht zwischen dem Filter und der eigentlichen
Zigarette gegen das Eindringen von Luft während der Messung geschützt ist. Hierbeiistder
Raum zwischen beiden Membranen gegebenenfalls über ein Ven. til mit der Atmosphäre
zu verbinden.
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Gemäß einer weiteren. Ausführungsform weist das den Abstand zwischen
den beiden Membranen haltende Zwischenstück im Bereich der Klebenaht einen Ringkanal
auf, der iiber geeignete Bohrungen in dem Zwischenstück, in einer der Membranen
und einer der buchsena. rtigen Körper an ein von Hand zu betätigendes Ventil angeschlossen
ist. Dadurch wird ermöglicht, daß die aufeinanderfolgenden Messungen so, wohl des
Zugwiderstandes als a, uch der Dichtheit der r Klebenaht in ein und derselben Vorrichtung
erfolgen können.
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Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
von beispielsweisen, in den Abbildunge wie. dergegebenen Ausführungsformen der neuen
Prüfvorrichtung hervor.
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Abb. 1 zeigt im Längsschnitt die einfachste Ausführungsform der Gesamtanordnung
; Abb. 2 ist eine Aufsicht, auf die Membran; Abb. 3 veranschaulicht eine Ausfiihrungsform,
bei welcher zwei Membranen hintereinandergeschaltet sind und die in Kombination
mit der Vorrich. tung nach Abb. 1 und 2 dem Zweck dient, außer dem Zugwiderstand
auch die Dichtheit der Klebenaht, über die das Filtermundstück einer Zigarette mit
der eigentlichen Zigarette verbunden ist, zu prüfen ; Abb. 4 zeigt in. entsprechender
Darstellung eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, die die Aufgaben der Vo,
rrichtungen gemäß Abb. 1 und 3 gemeinsam erfüllt, und Abb. 5 ist eine Aufsicht auf
die bei der Ausführungsform nach Abb. 4 verwendete Membran.
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In Abb. 1 ist mit T die zu prüfende Filterzigarette mit dem Filtermundstück
F bezeichnet.
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Der Zigarettenaufnahmekörper bzw. die Meßkammer wird aus einem buchsenartigen
Körper U mit einem Endflansch U', von dem sich ein Kragenansatz U" erstreckt, und
einem zweiten buchsenartigen Körper 0, dessen Ringflansch O' in den Kragenansa,
tz U"eingesetzt ist, geb, ildet. Die Bohrung des Körpers O hat t eine um soviel
größere. n Durchmesser als die Zigarette, daß diese mit erheblichem Spied hindurchgeführtwerden
kann. Zwischen, den Flanschen U' und O' ist die ringförmige Membran G. die z. B.
aus einem dünnen Gummiblättchen besteht. eingespannt. Zu diesem Zweck weist der
Flansch U' des Körpers U Außengewinde zum aufschrauben einer nicht dargestellten
Überwurfmutter auf. Die Ausbildung der Membran ist aus Abb. 2 im einzelnen ersichtlich.
Sie weist ein mittleres Loch Li auf, dessen Durchmesser kleiner ist als der ebenfalls
in Abb. 2 mit gestrichelten Linien angedeutete Durchmesser der zu prüfenden Zigarette
od. dgl. Die Kanten. C, in denen die zylindrischen Bohrungen der r Körper O
und U
in die ebenenFlanschenübergehen, sind, wie bei C ersichtlich, gerundet, so daß sich
trichterförmige Hohlräume ergeben und derart die Membran beim Einfiihren und Herausziehen
der Zigarette Bewegungsfreiheit in. beiden Richtungen hat.
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Mit R ist ein Innenvorsprung des Körpers U bezeichnet, der einen
das Einführen der Zigarette begrenzenden Anschlag bildet.
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Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, hat sich beim Einführen der
Zigarette die Membran im Bereich der Kanten des Lochs um die Differenz zwischen
dem Radius L1 und dem Durchmesser der Zigarette in der Einffihrungsrichtung umgelegt
und bildet so, wie bei D ersichtlich, um die Zigarette herum einen abdichtenden
Kragen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung bedarf hiernach h keiner weiteren
Erläuterungen.
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Die in Abb. 3 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der
vorstehend an Hand von Abb. 1 und 2 beschriebenen dadurch, daß unter Zwischeschaltung
eines Körpers Z zwischen den Teilen O und U zwei Membranen der erstbeschriebenen
Ausbildung hintereinandergeschaltet sind. Diese Vorrichtung ermöglicht die Kontrolle
des einwandfreien Verklebens des Belegpapiers B, welches die eigentliche Zigarette
T und das Filter Filter zusammenhält, durch Vergleich des durch sie ermittelten
Wertes des Zugwiderstandes mit dem durch die Vorrichtung gemäß Abb. 1 und 2 gefundenen.
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Bei dieser Ausführungsform dichtet die eine der beiden hintereinandergeschalteten
Membranen an der eigentlichen Zigarette, d. h. oberhalb der Klebenaht lui und die
andere im Umfangsbereich des Filters, unterhall} der Klebenaht die Zigarette gegen
die Meßkammer ab. Die eine der beiden Membranes ist zwischen dem Körper L'und dem
Zwischenstück und die andere zwischen dem Zwischenstück Z und dem Körper 0 eingespannt.
Der Raum zwischen den bride Membranen ist durch Zusammenspannem der Meßkammer luftdicht
abgeschlossen, d. h. Luft kann währen d der Messung im Gegensatz zu der Messung
mitte ! ls der Vorrichtung nach Abi), l und 2, die Undichtheiten der Klebenaht mit
erfaßt, auch bei undichter Klebenaht nicht eintreten. Beim Messen des Strömungswiderstandes
der Zigarette, zuerst mittels der Vorrichtung gemäß Abb. 1 und dann mittels der
Vorrichtung gemäß Abb. 3 ergibt a. lso der Unterschied der bei den beiden Messungen
ermittelten Werte ein Maß für den etwaigen Dichtheitsfehler der Klebenaht.
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Die in Abb. 4 dargestellte Vorrichtung ermöglicht die aufeinanderfolgende
Durchführung der Messung sowohl des Zugwiderstandes wie der Dichtheit der Klebenaht,
macht also die Verwendung zweier verschiedener Vorrichtungen für diesen Zweck überfliissig.
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Bei dieser Ausführungsform sind, wie gemäß Abb. 3, zwei Membranen
hintereinandergeschaltet, jedoc ist der zwischen diesen Membranen abgesclilossene
Raum-zwischen der Abdichtung der eigentlichen Zigarette und der Abdichtung im Filterbereich-über
eine ringförmige Ausnehmung-V des Zwischenstüclies Z und d eine Bohrung A1 in dem
Zwischenstück, die : sich unter entsprechender Durchbohrung der unteren Membran
(in Abb. 5 mit L2 bezeichnet) in eine Bohrung A2 in dem Körper U fortsetzt sowie
über einen Schlauchabschlußstutzen As an ein von Hand betätigbares Ventil V angeschlossen.
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Die richtige Stellung von Zwischenstück Z, Ventil V und unterer Membran
zueinander, d. h. die
miteina. nder fluchtende Anofdnung der Bohrungen.
4t und 42 und der DurchbohrungL2 wird durch PaB-stiftc gesichert.
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Die Anordnung ist t so getroffen, daß der Nebenluftkanal A1 sich
in gleicher Höhe wie die Klebenaht befindet. Um die Vorrichtung untef Erfüllung
dieser Forderung für Zigaretten mit verschieden langem Filtermundstückverwenden
zu können, wird ger gebenenfalls der Begrenzungsanschlag T ? axial verstellbar ausgebildet.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung bzw. insbesondere des Ventils
V ist die folgende : Das Ventil ist im Ruhezustand durch eine Gummiplatte P verschlossen.
Durch Betätigung der Handtaste H wird zunächst die Platte P abgehoben und da. mit
diei Ventilöffnung freFigeLgeSben, und es kann, damit während der Einwirkung des
Vakuums auf die einzsetzte Zigarette bzw. während der Durchführung der Messung von
außen. Luft in den Nebenluftkanal und, falls die Klebenaht nicht einwandfrei ist,
auch in die Zigarette eindringen, so daß sich ein entsprechend niedrigerer Wert
für den Zugwiderstand ergibt.
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Der Meßvorgang wird in diesem Fall so ausgeführt, daß zunächst nach
Einführen, der Filterzigarette in die e Meßkammer bei geschlossenem Ventil der Strömungswiderstand
abgelesen wird, der den Wert darstellt, der r bei den erstbeschriebenen Ausführungsformen
mittels der Vorrichtung nach Abb. 3 ermittelt wird, nämlich der Strörnungswiderstand
der Zigarette a. ls solcher. Dann wird die Handtaste H gedrückt und dadurch das
Ventil V geöffnet. Bei einwandfreier Klebenaht erfolgt keine Änderung des vorher
ermittelten Wertes, weil ja, keine Luft durch die Klebenaht in das. Innere der Zigarette
eintreten kann. Ist der Strömungswid. erstand in der zweiten Maßphase aber niedriger,
so zeigt das, daß die Klebenaht nicht in Ordnung ist.
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Die Größe des Fehlers ergibt sich aus der Differenz zwischen den
beiden Meßergebnissen.
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Die Erfind ung ist nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebenen
und in den Abbildungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind
demgegenüber Anderungen möglich, ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen.