DE1053995B - Zigarettenstrangmaschine - Google Patents

Description

eänderteZ Unterlagen

DEUTSCHES

kl. 79b 13/10

INTERNAT. KL. A 24 C

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT 1 053 99S

M 15126 HI/79b

ANMELDETAG: 14. AUGUST 1952

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 2 6. M Ä R Z 1 9 5 9

Die Erfindung betrifft eine Zigarettenstrangmaschine, bei der geschnittener Taljak aus einem Vorratsraum auf eine Fördervorrichtung geschauert wird, die ihn unmittelbar oder über weitere Fördervorrichtungen zur Bildung eines Füllstranges auf eine Tabakvorschubvorrichtung führt.

Zufolge der verschiedenen Bedingungen der Tabakzuführung, z. B. der in dem Tabak enthaltenen Feuchtigkeit, der Temperatur, der Art des Tabaks und des Grades, bis zu welchem er aufgelockert ist, bleibt die geschauerte Tabakmenge nicht konstant, und es sind bereits viele Versuche gemacht worden, um die Gleichmäßigkeit der Verteilung des Tabaks in dem Strang zu verbessern.

Der üblichste Weg zur Prüfung der durchschnittlichen Dichte der erzeugten Zigaretten war das Wiegen derselben in gewissen Zwischenräumen entweder ein~ zein oder in Packen, wobei das Ergebnis der Wiegevorgänge benutzt wurde, um die Geschwindigkeit in dem Trichter durch ein Geschwindigkeitswechselgetriebe zu änderix^

Neuere Vorschlage gingen dahin, den Tabakinhalt oder die Dichte des Tabaks in dem Strom durch elektrische Verfahren zu prüfen oder aufrechtzuerhalten, gewöhnlich durch Messen seines Widerstandes gegen Hochfrequenzströme oder durch Bestimmung der Kapazität einer durch einen Kondensator gehenden Tabakmenge. Das Ergebnis der elektrischen Messung wird benutzt, um eine Steuervorrichtung zu betätigen. Vorzuingsweise verwendet man eine radioaktive^ z. B. eine Betastrahlen- oder elektrostatische Prüfvorrichtung.

Alle Zigarettenstrangmaschinen haben eine Tabakzuführvorrichtung und eine Fördervorrichtung der oben angegebenen Art; es besteht aber eine große Verschiedenheit in den Fördersystemen, die bei den einzelnen Maschinen benutzt werden.

In gewissen Maschinen bildet der Zigarettenpapierstreifen selbst die den Tabakschauer aufnehmende Fördervorrichtung, wenn er durch den Trichter geht; bei anderen Maschinen wird der Tabak auf ein endloses Band geschauert, und von diesem auf einen sich bewegenden Papierstreifen oder auch auf ein weiteres endloses Band abgegeben, welches ihn auf den Papierstreifen führt.

Mit »Füllstrang« sei jede Ansammlung oder regelmäßiger Strom von geschnittenen Tabakteilchen verstanden, die sich in der Maschine an einer bestimmten Stelle vorbeibewegen, beispielsweise ein loser Tabakstrom oder ein noch nicht eingeschlagener Tabakstrang, der aus einem solchen Strom gebildet ist, oder auch ein in Papier eingeschlagener Strang.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die durch das Messen oder Prüfen des Füllstranges als erforderlich festgestellte Änderung ohne Verzug vorzunehmen.

Zigarettenstrangmaschine

Anmelder:
Molins Machine Co. Ltd., London

Vertreter: Dr.-Ing. B. Bloch, Patentanwalt,
Berlin-Wilmersdorf, Ballenstedter Str. 17

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 15. August 1951

Desmond Walter Molins

und Gordon Francis Wellington Powell, London,
sind als Erfinder genannt worden

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung durch

die Steuervorrichtung, die ein hydraulisches Geschwindigkeitswechselgetriebe sein kann, die Geschwindigkeit der Tabakvorschubvorrichtung, z. B. eines_Förderbandes, gegenüber der "Geschwindigkeit der Tabakzufuhr und die Geschwindigkeit der TabakfördervorricliTiang,

z. B. eines vorgeschalteten Förderbandes, regelbar, um die Menge des geprüften Tabaks zu verringern oder zu vergrößern.

Die Tabakvorschubvorrichtung weist dabei vorteilhaft jederzeit eine geringere Geschwindigkeit auf als

die erste Tabakfördervorrichtung, und die Prüfvorrichtung liegt in einer gewissen Entfernung vor der Stelle, an der die Geschwindigkeitsänderung der Tabakvorschubvorrichtung stattfindet, so daß die Wirkung der Zeitverzögerung, die bei der Durchführung

des Geschwindigkeitswechsels der Tabakvorschubvorrichtung eintritt, verringert wird.

Die Vorrichtung kann in weiterer Ausgestaltung auchJZWgJ₁₁ Ionisationskammern enthalten mit je einer Strahlenquelle, wobei die eine Kammer und ihre

Strahlenquelle zur Prüfung der Tabakmasse verwendet wird und die andere als Ausgleichsvorrichtung dient und zwischen Strahlenquelle und Kammer eine bestimmte Materialmenge enthält. Die Ausgleichsvorrichtung kann einstellbar sein, z. B. durch Verschieben

der Strahlenquelle nach der Kammer hin oder von ihr fort oder durch das Einschalten einer größeren oder geringeren Materialmenge. Die Vorrichtung wird so engestellt, daß ihre Strahl en ab sorption derjenigen eines Füllstranges von gewünschtem Wert gleich ist.

Die Zeichnungen zeigen als Beispiel eine Ausführung der Erfindung an einer Zigarettenstrangmaschine, es sind aber auch schematische Darstellungen anderer Zigarettenmaschinen bekannter Art gezeigt, bei denen die Erfindung verwendet werden kann. Es zeigt

50

Fig. 1 einen schematischen Aufriß einer Strangzigarettenmaschine, bei der die Erfindung Anwendung gefunden hat,

Fig. 2 einen Schnitt nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2 in einem größeren Maßstab, und sie zeigt eine Endansicht einer Ionisationskammer und der dazugehörigen Teile,

Fig. 3 eine A'Orderansicht gemäß Fig. 2,

Fig. 3 a eine Endansicht eines Teiles nach Fig. 3, in der Pfeilrichtung gesehen,

Fig. 4 einen Grundriß der Antriebsanordnung für die Maschine nach Fig. 1, teilweise im Schnitt, und sie zeigt auch schematisch Vorrichtungen zum Fortblasen des Staubes von den Strahlvorrichtungen,

Fig. 5 ein Schaltschema der Betastrahlen-Meßvorrichtungen und der Geschwindigkeitssteuervorrichtungen,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Teiles nach Fig. 1, und sie zeigt eine Ionisationskammer in einer anderen Lage mit gewissen notwendigen Änderungen, die

Fig. 7 bis 9 schematische Darstellungen gewisser Fördervorrichtungen für Zigarettenmaschinen,

Fig. 10 eine Führung für einen eingeschlagenen Zigarettenstrang, die verwendet wird, wenn an Stelle eine Füllers ein Strang gemessen wird,

Fig. 11 Führungen für den Fall, daß der Füller auf einem U-förmigen Band gefördert wird, und

Fig. 12 schematisch die Anwendung einer bekannten Elektronensteuerung für die Erfindung.

Die Zigarettenmaschine nach Fig. 1 weist eine Tabakzuführungsvorrichtung 1 auf, die den Tabak auf ein endloses Band 2 schauert. Dieses Band wird vielfach »Trichterband« genannt. Von einer Rolle 4 wird ein Papierstreifen 3 abgezogen und über verschiedene Rollen geführt. Er geht durch eine Druckvorrichtung 5 od. dgl. hindurch und schließlich über eine kleine Rolle 6, die ihn auf das endlose Band 7 führt.

Der Tabak auf dem Band 2 geht durch einen glatten Kanal 16 abwärts. Der Kanal wird durch das Band 2 und ein mit ihm zusammenwirkendes Stahlband 17 gebildet, und der durch den Kanal hindurchgehende Tabak wird geordnet und wird verhältnismäßig gleichförmig. Der sich ergebende Füllstrang wird dann an der durch die kleine Rolle 6 eingenommenen Stelle auf den Papierstreifen 3 gebracht, und das Band 7 führt den mit Tabak beaufschlagten Streifen durch Falzer und andere übliche Vorrichtungen, die mit dem Bezugszeichen 8 versehen sind, hindurch. In diesen wird das Papier um den Tabakkern herumgelegt, so daß ein mit 51 bezeichneter ununterbrochener Zigarettenstrang entsteht. Die Papierkanten werden durch eine Klebevorrichtung miteinander verbunden, worauf der Strang unter einer Heizvorrichtung 10 hindurchgeht, die den Klebstoff trocknet. Schließlich wird der Strang durch die Abschneidevorrichtung 11 in einzelne Zigaretten unterteilt. Diese Zigaretten laufen auf einem endlosen Förderband 12, das sie nach einer Ablenkvorrichtung 13 befördert, wo die Ablenkbleche die Zigaretten aus der Richtung des Stranges ablenken und sie auf ein Auffangband 14 bringen.

Die dargestellte Maschine gehört zu der Gattung von Zigarettenmaschinen, bei der das Trichterband schneller läuft als der Papierstreifen.

LTm die Tabakzufuhr nach dem Band 2 zu ändern, falls das Gewicht der erzeugten Zigaretten zu stark von dem gewünschten Betrag abweicht, ist eine Trichterantriebswelle 15 vorgesehen, deren Geschwindigkeit bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Drehen einer Welle 20 von Hand einstellbar ist. Drehungen dieser Welle 20, die somit die Geschwindigkeitsregelwelle für den Trichter bildet, ändern die Geschwindigkeit der Welle 15 und damit die Tabakzufuhr. Auf einer Welle 242 (Fig. 4), die mit der Hauptantriebswelle 237 der Maschine in einer später noch zu beschreibenden Weise gekuppelt ist, ist eine verstellbare Riemenscheibe angebracht. Sie ist in Fig. 4 mit 255 bezeichnet und besteht, wie in Fig. 1

ίο gezeigt, aus einem festen Konus 22 und einem beweglichen Konus 23, die mit Feder und Nut auf der Welle 242 verschiebbar sind. Zwischen den Konen ist eine Anzahl gebogener Segmente 24 vorgesehen, die in Nuten in den Konen gleiten können, wenn sich letztere gegeneinander und voneinander bewegen, und sie werden in den Konen durch federnde Ringe 25 gehalten. Der bewegliche Konus 23 wird durch eine Schraube 26 (Fig. 4) bewegt, die in einer festen Büchse läuft, wobei die Schraube durch ein Kettenrad 28 gedreht wird, das von der Welle 20 aus durch eine Kette 29 und ein Kettenrad 30 getrieben wird. Es sind ferner Druckaufnahmeringe vorgesehen, und wenn die Schraube 26 in der einen Richtung umläuft, wird der Konus 23 in der Richtung nach dem anderen Konus hin oder in umgekehrter Richtung bewegt, wobei der Zug der auf der verstellbaren Riemenscheibe laufenden Riemen 31 die Konen öffnet. Eine Spannrolle nimmt den Durchhang der Riemen auf, und letztere laufen über eine große Riemenscheibe 32 auf der Antriebswelle 15 für den Trichter.

An einer Stelle jenseits des Trichters geht das Trichterband 2 zwischen einer Strahlenquelle in einen Kasten 111 und einer auf die Strahlen ansprechenden Ionisationskammer hindurch, die in einem Gehäuse 110 enthalten ist, und durch Verstärker oder sonstige Vorrichtungen bestimmt die Ionisation des Gases in der Kammer mittels der von der Tabakmasse und von dem durch die Prüfstelle hindurchgehenden Band nicht absorbierten Strahlen die Tätigkeit eines Antriebes 222, der später unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wird und der ein Geschwindigkeitswechselgetriebe in der Getriebebüchse 216 steuert, das das Band 7 und den Papierstreifenförderer antreibt. Dieses Getriebe ist in Fig. 4 gezeigt. Die Masse des Bandes ist natürlich bekannt und kann entsprechend berücksichtigt werden; es können aber auch zwei Strahler und Kammern verwendet werden, wobei der zweite Satz 165, 166 als Ausgleichsvorrichtung wirkt und eine bestimmte, als Vergleichsgröße dienende Materialmasse zwischen der Strahlenquelle und der Kammer aufweist. Diese Anordnung ist auch in der Kreislaufgestaltung zwischen den Kammern und dem Antrieb von Vorteil, da sie den Strom in einem Teil des Kreislaufs auf die Differenz der durch die beiden Kammern erzeugten Ströme verringert. Diese Masse hat eine Absorption, die derjenigen eines Füllstranges von der gewünschten Masse gleichkommt.

Wenn die Tabakmasse auf dem Trichterband, die während einer bestimmten Zeitdauer an dem Strahler vorbeiläuft, über oder unter der gewünschten Masse liegt, wird der Antrieb geändert und die Geschwindigkeit der Fördervorrichtung 9 erhöht oder verringert, d. h., die Trichterbandgeschwindigkeit bleibt konstant, aber die Geschwindigkeit des Papierstreifens ändert sich entsprechend der Bewegung der Antriebsvorrichtung, so daß der Papierstreifen den auf ihn durch das Trichterband aufgebrachten Tabak auszieht oder verdichtet, entsprechend den Änderungen der Relativgeschwindigkeiten. Da jedoch die Änderung im Vergleich zu dem normalen Unterschied, zwischen den Ge-

schwindigkeiten des Bandes und des Papiers nicht groß ist, beeinflußt diese Anordnung die sonst von dem Differential-Geschwindigkeitsgetriebe hergeleiteten Vorteile nicht ernstlich.

Durch elektrische Verfahren oder durch Strahlungsverfahren, z. B. mit Betastrahlen, in bekannter Weise durchgeführte Messungen sind außerordentlich rasch, und die Meßvorrichtungen sprechen augenblicklich an, es ist aber nicht erwünscht, den Antrieb einer solch rasch ansprechenden Steuerung auszusetzen. Ferner ändert sich die Strahlung der Quelle von Augenblick zu Augenblick, d. h. während außerordentlich kurzer Zeitspannen, obwohl die gesamte Strahlung für kleinere Zeiträume, z. B. Va Sekunde, etwa konstant ist. Eine Kurve, die das Ansprechen der Meßvorrichtungen darstellt, zeigt rasche Schwingungen (Wellenlinien). Die Vorrichtung enthält infolgedessen Einrichtungen, durch die eine Zeitkonstante, z. B. Va Sekunde, in die Messungen und die Bewegungen des Antriebs eingeschaltet wird, so daß die raschen Schwingungen ausgeglichen werden und die Bewegungen des Antriebs nur dem Hauptverlauf der Kurve folgen.

Die Strahlenquelle kann in bekannter Weise ein radioaktiver Stoff, z. B. Thallium »204« oder Strontium »90«, sein. Die Ionisationskammer ist im Nebenschluß zu einer Gleichstromspannung mit einem hohen Widerstand geschaltet. Die sehr raschen, in die Kammer eintretenden Elektronen ionisieren das darin ^ enthaltene Gas|(Luft)jLind bewirken einen geringfügigen Stromfluß in dem Widerstand. Der Wert dieses Stromes ist über den Arbeitsbereich proportional der Zahl und der Energie der Elektronen, die in die Kammer eintreten und die Ionisation veranlassen, und diese Zahl und infolgedessen auch der Strom hängt von der Absorption ab, die in der Zigarette erfolgt, und diese wiederum ist von der Masse des durch die Quelle geprüften Füllstranges abhängig. Der Strom in der Kammer ist für eine unmittelbare praktische Verwendung zu gering, er wird daher in einem ausreichenden Maße verstärkt, so daß er einen Messer mit unmittelbarer Anzeige 65 (Fig. 5) und einen Stromkreis in Tätigkeit setzen kann, der die Antriebsvorrichtung zwecks Schaltung des Geschwindigkeitswechselgetriebes und zwecks Änderung der Geschwindigkeit des Bandes 7 betätigt.

Die vorstehende Prüfmethode bietet auch, mit gewissen noch später zu erörternden Vorbehalten, keinerlei Schwierigkeiten etwa infolge des Feuchtigkeitsgehaltes der zu prüfenden Masse, da bekanntlich die Absorption von Betastrahlen für einen gleichbleibenden Querschnitt nur von der Masse des Stoffes abhängt, durch welchen die Strahlen hindurchgehen. Wenn daher bei Tabak mit einem gewissen Feuchtigkeitsgehalt die Feuchtigkeit zunimmt, wird auch die Masse des Stranges vergrößert, der Ionisationsstrom nimmt proportional ab, und es wird, wie erforderlich, eine Anzeige des tatsächlichen Gewichts erhalten.

Tabak ist faseriger Art, und nicht eine homogene Masse, auch das Zusammenballen der Fasern kann entlang des gebildeten Stranges oder selbst bei einem losen Füllstrang um einen kleinen Betrag verschieden sein, auch wenn die tatsächliche Masse des Stranges im wesentlichen konstant ist. Infolgedessen ist für den Meßkreislauf eine konstante Zeit von etwa einer halben Sekunde vorgesehen, so daß die erhaltenen Gewichtsablesungen den Durchschnitt über diese Zeitspanne ergeben.

Es wird eine Stranglänge von ungefähr 20 cm (8") geprüft, und zu diesem Zweck wird die Ionisationskammer in dem Gehäuse 110 oberhalb des Stranges und eine Strahlenquelle in dem Kasten 111 unterhalb des Stranges angebracht.

Nach den Fig. 2 und 3, die die jedoch nicht zur Erfindung gehörende Ionisationskammer und die Strahlenquelle im einzelnen zeigen, hat das Kammergehäuse 110 an seiner offenen Seite einen Drahtmaschenschutz 114. Innerhalb des Gehäuses ist ein inneres Gehäuse 115 vorgesehen, das die Ionisationskammer bildet. Es hat ein dünnes Metallfenster 116, durch das die Strahlen hindurchgehen können. Der Kasten 111 ist in ähnlicher Art mit einem Fenster versehen, durch das die Strahlen hindurchgehen können. Innerhalb der Ionisationskammer 115 befindet sich eine innere Elektrode 118. Die Kammer ist dicht abgeschlossen und enthält Luft. Kabel 119 und 120 verbinden die beiden Elektroden mit der später unter Bezugnahme auf Fig. 5 zu beschreibenden Apparatur.

Eine ähnliche Vorrichtung dient als Ausgleichsvorrichtung.

Zwischen dem Kammergehäuse 110 und dem Kasten 111 ist eine Verlängerung des Gehäuses 110 vorgesehen, das einen Träger 122 bildet, der in Zukunft als »Schirmhalter« bezeichnet werden soll. Der Schirmhalter ist mit Vertiefungen oder Nuten 123 versehen, in denen ein Schirmrahmen 124 gleiten kann, der drei Schirme 125, 126, 127 aufweist (Fig. 2). Der Schirmhalter ist in Fig. 2 fortgebrochen, um die Schirme erkennen zu lassen. Der Schirmhalter liegt an der Fläche des Kammergehäuses 110 an, so daß die Schirme der Strahlenquelle gegenüber liegen. Der Schirmrahmen kann in den Nuten des Halters durch zu beiden Seiten des Rahmens angebrachte Stangen 128 hin- und herbewegt werden. Die Stangen sind mit Zähnen versehen und stehen mit Zahnrädern 130 auf einer kleinen Welle 131 im Eingriff. Letztere ist quer zu dem Schirmhalter 122 gelagert und mit einem Knopf 129 versehen, mit dessen Hilfe sie gedreht werden kann.

Auf der Welle 131 ist eine Falle befestigt, die aus einem Zylinder 132 besteht, an dem drei Flächen 133 so eingearbeitet sind, so daß jede dieser Flächen eine Sehne des ursprünglichen kreisförmigen Querschnittes bildet. Diese Flächen arbeiten mit steifen Blattfedern 134 zusammen, die an dem Halter 122 befestigt sind, so daß bei einer Drehung des Knopfes 129 und bei einem Hin- und Herschieben des Rahmens durch die Zahnräder und die Zahnstangen die Falle 132, 133 umläuft und der Eingriff der Blattfedern mit den Abflachungen eine Falle bildet, die den Schirmrahmen beim Loslassen des Knopfes 129 in einer bestimmten Lage hält.

Der Schirmrahmen weist eine Anzahl von Löchern, z. B. drei, auf, von denen das mittlere eine dünne Metallabdeckung oder einen Schirm 125 aufweist, der bezüglich der Absorption der gewünschten Tabakmasse entspricht, während die Löcher rechts und links davon mit einem dickeren Schirm 126 bzw. einem dünneren Schirm 127 abgedeckt sind. Die gewählte Stärke hängt von den Umständen und den Anforderungen des Benutzers ab, aber gewöhnlich bietet der Schirm 126 gegen den Durchgang von Strahlen den gleichen Widerstand wie ein um 4°/o dichterer Tabakstrang als normal, während der Schirm 127 einen Widerstand aufweist, der um 4% geringer ist als derjenige eines normalen Stranges. Diese Schirme sind aus Duralumin hergestellt, der Rahmen hat noch ein viertes Loch 135 ohne Schirm.

Bei der Benutzung liegt das vierte Loch in gleicher Richtung mit dem Füller.

Das Kammergehäuse 110 ist um den Zapfen 146 drehbar angebracht und kann in der Pfeilrichtung (Fig. 2) so geschwenkt werden, daß seine wirksame Fläche senkrecht und nach oben gerichtet ist und die Betastrahlenquelle die Strahlen in die freie Umgebung in einer Richtung aussendet, wo sie möglicherweise den Arbeiter treffen könnten. Als Vorsichtsmaßnahme dagegen ist ein Schild 147 vorgesehen, der in waagerechter Richtung gleiten kann und in der einen Lage die Strahlenquelle freigibt, während in der anderen Lage das Fenster durch den Schild geschlossen ist. Zum Verschieben des Schildes ist je ein Ritzel 148 vorgesehen, das an dem Gehäuse 110 befestigt ist und mit einer Zahnstange 149 an dem Schild kämmt. Wenn das Gehäuse 110 um seinen Zapfen geschwenkt wird, bewegt das Ritzel die Zahnstange so hin und her, daß beim öffnen des Gehäuses die Ritzel durch ihre Drehung die Zahnstange so¹ verschieben, daß der Schild 147 an dem Deckel des Fensters 117 der Strahlenquelle entlangläuft. Wenn das Kammergehäuse 110 wieder geschlossen wird, bewegt sich der Schild in der entgegengesetzten Richtung. Das Kammergehäuse wird durch eine Klemme 151 in der geschlossenen Lage gehalten.

Auch der bewegliche Schirmhalter und der Schild sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Die Strahlenquelle ist in Richtung nach ihrer Ionisationskammer hin und von ihr fort dadurch einstellbar, daß an dem Kasten 111 (Fig. 2) ein Rahmen

152 befestigt ist, dessen Rückwand eine dicke Platte

153 aufweist, die mit Gewinden versehen ist und zwei Schrauben 154 aufweist. Diese Schrauben sind an Kegelrädern 155 befestigt, die durch weitere auf einer in Lagern 158 gelagerten Welle 157 angeordnete Kegelräder 156 in Umdrehung versetzt werden können. Durch einen Knopf 159 an der Welle 157 kann der Kasten 111 hin- und herbewegt werden. Ein an dem Rahmen 152 befestigter Zeiger 163 läuft über eine Skala 161, und Unterteilungen dieser Skala werden auf einem Zifferblatt 162 angezeigt, das eine geeignete Teilung zeigt und der gegenüber sich ein an dem Knopf befestigter Zeiger 163 bewegt.

Aus später bei der Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung angegebenen Gründen ist es technisch erwünscht, eine zweite Strahlungsquelle 165 mit einer Kammer 166 vorzusehen, die zusammen eine der Prüfvorrichtung ähnliche Ausgleichsvorrichtung bilden und zwischen denen der Metallschirm 125 liegt, dessen Strahlenabsorption der der gewünschten Tabakmasse gleich ist. Diese Kammer müßte elektrisch der ersten Kammer entgegengesetzt gerichtet sein, so daß ein etwaiger sich bei der Messung ergebender Strom eine Differenz der Ströme der beiden Kammern wäre.

Dei Arbeitsweise der Einrichtung, soweit sie bisher beschrieben ist, kann auf Grund der Fig. 4 und 5 erläutert werden:

Das Fenster in dem Gehäuse 110 wird so gegenüber der radioaktiven Quelle in dem Kasten 111 eingestellt, daß die Strahlen, die den Füllstrang durchdringen, in die Kammer gelangen. Eine Gleichstromquelle, z. B. eine Batterie 58, ist zwischen die innere und äußere Elektrode 118 bzw. 115 eingeschaltet. Die Betateilchen, die in die Kammer 115 eintreten, bewirken in Anwesenheit der angelegten Spannung eine Ionisation des Gases (Luft), und der resultierende Strom, der ein Maß für die Energie der in den Tabak eindringenden Strahlen ist, entwickelt an einem starken Widerstand 60 eine Spannung, die verstärkt werden muß, bevor sie praktisch verwendet werden kann, und da es sich im wesentlichen um Gleichstrom handelt, ist ein Gleichstromverstärker notwendig.

Es hat sich als sehr zufriedenstellend herausgestellt, ein Vibrationskondensator-Elektroineter 61 zu verwenden, bei welchem das zugeführte Gleichstrompotential zuerst in einen Wechselstrom verwandelt wird, indem es über einen Widerstand 62 einem Kondensator 63 zugeführt wird, dessen Kapazität bei einer geeigneten Frequenz (500 Perioden) wechselt. An

ίο diesem Kondensator wird eine dem zugeführten Gleichstrom proportionale Wechselstromspannung entwickelt, die in einen üblichen Wechselstromverstärker 64 geleitet und alsdann gleichgerichtet wird, um eine Gleichstromspannung zu erzeugen, die der Abweichung von dem gewünschten Gewicht proportional und phasengleich ist.

Diese Ausgangsspannung bewirkt außer der Erregung eines Messers 65 mit unmittelbarer Ablesung, daß ein Korrekturstromkreis in Tätigkeit tritt und die Geschwindigkeit des Antriebs der Fördervorrichtung steuert.

Der Wert des erwähnten Widerstandes 60, an dem die Spannung entwickelt wird, hat die Größenordnung von 10¹⁰ bis 10¹¹ Ohm. Es hat sich gezeigt, daß Widerstände von derartig hohem Wert ziemlich unbeständig sind, d. h., die an dem Widerstand entwickelte Spannung ändert sich mit der Zeit etwas. Infolge:- dessen ist es zweckmäßig, die zusätzliche radioaktive Quelle 165 und die Ionisationskammer 166 (Fig. 1,

s. auch Fig. 5) als Ausgleichsvorrichtung zu benutzen, die bei der gewünschten Füller- oder Strangmasse einen Strom fließen läßt, der gleich und entgegengesetzt dem Strom aus der Kammer in dem Gehäuse 110 ist, der den Füller oder Strang mißt. Der hohe Widerstand 60 leitet dann nur die Differenz der beiden Ströme, so daß beim Ausgleich kleine Schwankungen in dem Wert dieses Widerstandes unwichtig sind.

Von dem Wechselstromverstärker 64 geht ein Strom zu einem phasenempfindlichen Gleichrichter 67, der synchron mit einem Speisestromkreis 68 für den Vibrationskondensator arbeitet. Hierdurch ändert sich die Ausgangsspannung, die an einem Punkt 0, der gewöhnlich das gleiche Potential hat wie die Erdleitung, an einem Kathodenverstärker-Belastungswiderstand 69 erzeugt wird, der den Strom von dem Kathodenverstärker 70 aufnimmt, auf einen positiven oder negativen Wert, je nachdem, ob die Abgabe von der Meßkammer gegenüber derjenigen von der Ausgleichskammer größer oder kleiner ist. Ferner wird ein steuerbarer Teil dieser Spannung durch die Leitung 66 zur Aufnahme zurückgeführt, um den Verstärker gegen innere Veränderungen zu stabilisieren und eine Einstellung der Gesamtsensitivität zu ermöglichen.

Der mit Anzeigevorrichtung versehene Messer 65 ist zwischen den Kathoden zweier Röhren 72 und 73 in Reihe mit einem veränderlichen Widerstand 71 zur Einstellung der Sensitivität des Messers geschaltet, wobei die ganze Anordnung einen ausgeglichenen Röhrenvoltmesser bildet. Die Stromkreise dieser Röhre werden durch Einstellung eines Widerstandes 76 so angeordnet, daß, wenn der Punkt 0 das Erdpotential hat, die beiden Kathoden das gleiche Potential haben und sich kein Strom in dem Messer 65 befindet, der in der Mitte den Nullpunkt hat. Die Stromkreise des phasenempfindlichen Gleichrichters 67 und des Kathodenverstärkers 70 sind auch so angeordnet, daß, wenn die Abgabe von der Meßkammer in dem Gehäuse 110 derjenigen von der Ausgleichskammer 116 gleich ist, der Punkt 0 beim Erdpotential liegt.

Wenn sich der Messer 65 in der Nullstellung befindet, hat die Masse der Tabakfüllung den gewünschten Wert, und wenn sich dieser Wert ändert, folgt die Anzeige des Messers der Änderung, wobei eine Abweichung von 5% des Gewichtes von dem gewünschten Wert der Füllung oder des Stranges eine volle Skalenablenkung bewirkt, wenn der veränderliche Widerstand 71 des Messers auf die größte Empfindlichkeit eingestellt ist. Dieser Bereich von 5°/o ist viel kleiner, als in der Praxis notwendig, und die Vorrichtung kann bis zu einer vollen Skalenablenkung bei einer 8°/oigen Abweichung im Gewicht eingestellt werden.

Bevor mit der Beschreibung von Fig. 5 fortgefahren wird, die sich bisher nur auf das Messen der Masse des Füllstrangs und einer abgegebenen Spannung oder der davon abgeleiteten »Anzeige« beschäftigte, soll jetzt ein kurzer Umriß des Zwecks des übrigen Teiles von Fig. 5 und der zugehörigen Vorrichtung von Fig. 4 gegeben werden.

Der Zweck ist, eine genaue und rasche Geschwindigkeitsänderung des Papierfördersystems gegenüber dem vom Trichter abgegebenen Tabak zu erreichen, wenn die Menge dieses abgegebenen Tabaks von der für einen Füllstrang erwünschten Menge abweicht. Die Geschwindigkeitsänderung kann entweder eine Zunahme oder eine Abnahme sein, sie muß sich aber in jedem Falle in einem genauen Verhältnis zu der Abweichung der Masse des Füllers von der gewünschten Masse befinden. Kurz, die Abgabeanzeige von dem Teil des Stromkreises (Fig. 5), der bereits beschrieben ist, wird verstärkt und auf eine bewegliche Spule übertragen, die ein empfindliches Ventil einer hydraulischen Geschwindigkeitswechselvorrichtung einstellt, die mit dem Antrieb der Fördervorrichtung durch ein Differentialgetriebe verbunden ist. Letzteres ist so angeordnet, daß das hydraulische Getriebe die Geschwindigkeit des Differentialgetriebes und damit auch des Antriebs der Fördervorrichtung vergrößert oder verkleinert, entsprechend der Drehrichtung des hydraulischen Motors der Geschwindigkeitswechselvorrichtung. Der hydraulische Motor treibt auch einen Tacho-Generator, dessen abgegebene Spannung einem Stromkreis zwischen der Abgabe von der Meßvorrichtung und dem Verstärker zugeführt wird. Diese Spannung, die derjenigen der Abgabe entgegengesetzt gerichtet ist und als »Gegenanzeige« oder »negative Rückkoppelung« bezeichnet werden kann, linearisiert die Abtriebsgeschwindigkeit der Geschwindigkeitswechselvorrichtung und vergrößert die Frequenzempfindlichkeit erheblich. Bei diesem Steuersystem zeigt der Abgabenmesser 65 jederzeit Änderungen in der Zufuhr von dem Trichterband an und wird nicht durch die Tätigkeit der Geschwindigkeitswechselvorrichtung beeinflußt. Infolgedessen wird ein weiterer Messer, der in Zukunft »Gewichtsmesser« genannt werden soll, in den Stromkreis eingeschaltet, der so angeordnet ist, daß, während die Geschwindigkeit des Antriebs der Fördervorrichtung geändert wird, dieser Messer, der eine mittlere Nullstellung hat, bei Null, d. h. in »Richtig«-Stellung verbleibt. Falls die Maschinengeschwindigkeit sich nicht in Übereinstimmung mit der Aufnahmeanzeige ändert, dann zeigt der Gewichtsmesser den Fehler in den hergestellten Zigaretten an.

Die in dem oberen Teil von Fig. 5 gezeigte Vorrichtung ist eine Einrichtung, die man eine Meßvorrichtung oder eine Lehre nennen kann, während der untere Teil dieser Darstellung die Vorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit von Teilen der Maschine zeigt. Die Verbindungen zwischen der Lehre und der Geschwindigkeitssteuerung sollen nunmehr beschrieben werden.

Die Abgabe von der Lehre wird von einem Punkt 0 und der Erdleitung abgenommen, welche, wie oben auseinandergesetzt, auch den Messer 65 speisen. Wenn man vorläufig die mit 250 bezeichnete Vorrichtung, einen Tacho-Generator, den Widerstand 91 und den Stromkreis eines mit 93 bezeichneten Messers außer

ίο acht läßt, wird der Kraftbedarf dem Gitter einer Triode 77 über einen Widerstand 78, einen veränderlichen Widerstand 79 und einen Gitterstopper 80 zugeführt. Die Triode 77 in Verbindung mit einer Triode 81, die in der gleichen Glasumhüllung liegen, bilden zusammen einen Spannungsverstärker von hoher Stabilität und geringem Abgabewiderstand, und sie ergeben eine Verstärkung, die halb so groß ist wie die des Verstärkungsfaktors der einzelnen Röhren. Die verstärkte Spannung wird an der Anode der Röhre 77 abgenommen. Weil die Gleichstromnetzspannung an dieser Stelle 100 Volt beträgt, wird das Widerstands-Potentiometernetz 82, 83, 84 in Verbindung mit der auf -20OVoIt stabilisierten Zuleitung verwendet, um eine Stelle in der Nähe des Erdpotenti al s zu erhalten, die die beiden Abgaberöhren 85, 86 speist. Diese Röhren sind als Trioden nach Art eines Kathodenverstärkers parallel geschaltet, um einen geringen Abgabewiderstand für ein bewegliches Spulenelement 87 zu schaffen. Das untere Ende dieses beweglichen Spulenelementes ist mit der Erdleitung verbunden und das obere Ende mit den parallel geschalteten Kathoden der Röhren 85, 86. Durch einen Schalter 88 kann die Spule 87 aus dem Stromkreis abgeschaltet werden, wenn die Maschine zuerst angelassen wird, weil zuerst der Trichter mitunter für eine kurze Zeit unregelmäßig arbeitet; die Spule 87 wird in Benutzung genommen, wenn die Arbeit zufriedenstellend vor sich geht. Die parallel geschalteten Kathoden sind ferner über den Widerstand 89 mit der —200-Volt-Netzleitung verbunden. Wenn bei diesen Verbindungen die Gitterspannung der Röhren 85 und

86 etwa negativ ist, gewöhnlich etwa, — 2 Volt, dann hat das obere Ende des beweglichen Spulenelementes

87 Erdspannung, und infolgedessen fließt kein Strom durch die Spule. Wie bereits erwähnt, hat praktisch die Abgabe aus der Lehre Erdpotential, wenn die Dichte des Tabaks die gewünschte ist, und das Potentiometer 83 wird anfänglich so eingestellt, daß in diesem Falle kein Strom in die Spule 87 fließt. Sonst fließt für eine sehr kleine Spannungsaufnahme ein Strom von der Lehre in den Stromkreis der Spule 87, dessen Richtung von der Polarität der von der Lehre zugeführten Aufnahmespannung abhängt.

Die mit 222 bezeichnete \^orrichtung ist eine hydraulische Geschwindigkeitswechselvorrichtung, ein sogenanntes Ölgetriebe, dessen Arbeitsflüssigkeit Öl ist. Sie enthält eine Hochdruck-Ölpumpe mit einem Überdruckventil und einem empfindlichen Ventil, das die Drehrichtung und die Geschwindigkeit der Antriebswelle eines Ölmotors von etwa ¹Z₃ PS steuert, so daß die Geschwindigkeit ungefähr proportional der \^erschiebung des empfindlichen Ventils ist. Das empfindliche Ventil ist unmittelbar mit dem beweglichen Spulenelement 87 verbunden, welches, da es ein permanentes magnetisches Feld hat und mit einer in ihrer Mitte ortsfesten, federnden Membran versehen ist, eine Kraft erzeugt, die proportional dem Strom ist und eine von diesem abhängige Richtung hat. Die mechanische Kupplung zwischen dem beweglichen Spulenelement und dem empfindlichen Ventil ist so an-

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geordnet, daß, wenn die Aufnahme von der Lehre bei Erdpotential ist, der Ölmotor stillsteht. Sonst läuft die Abtriebswelle des Ölmotors in einer Richtung um, die von der Aufnahmespannung abhängig ist.

Der Ölmotor selbst ist mechanisch mit einem Differentialgetriebe gekuppelt, welches im einzelnen in Fig. 4 gezeigt ist und die Geschwindigkeit eines Teiles des Fördersystems der Maschine vergrößert, wenn die Dichte des Tabaks aus dem Trichter über den gewünschten Betrag hinaus zunimmt, dagegen die Geschwindigkeit dieses Teiles der Maschine herabsetzt, wenn die Dichte zu gering ist. Hierdurch wird das Gewicht der fertigen Zigarette trotz der Verschiedenheiten der Abgabe aus dem Maschinentrichter ungefähr konstant gehalten. Da praktisch bei der Drehung des Ölmotors in der einen Richtung er die Geschwindikeit des erwähnten Teiles der Maschine vergrößern muß und bei der Drehung in der anderen Richtung er eine Gegenwirkung von der Maschine erfährt, d. h. der Teil der Maschine den Ölmotor zu treiben bestrebt ist, wird bei gleicher, aber entgegengesetzter Spannungsaufnahme die Neigung zu einer größeren Geschwindigkeit in der einen Richtung als in der anderen Richtung vorhanden sein. Aus diesem Grunde und auch um die »Steifigkeit« des Systems, d. h. das Ansprechen auf die Frequenz zu vergrößern, ist der Tacho-Generator 250 mechanisch mit der Antriebswelle des Ölmotors über ein Aufwärtsgetriebe gekuppelt (Fig. 4), und der Generator schafft eine Spannung, die genau und jederzeit proportional der Abtriebsgeschwindigkeit ist. Eine Leitung der Generatorabgabe ist mit dem oberen Ende eines Widerstandes 90 verbunden, während die andere Leitung durch einen Widerstand 91 und ein Potentiometer 92 führt und durch einen veränderbaren Widerstand 79 und einen festen Widerstand 78 zurückgeführt wird. Die an den Widerständen 78 und 79 entwickelte Spannung wird dem Gitter der Röhre 77 zugeführt. Die Polarität dieser Spannung, die an den Widerständen 78 und 79 entwickelt wird und in Reihe mit der Aufnahmespannung liegt, wirkt der Aufnahmespannung entgegen und verringert diese, aber gleichzeitig wird die Gesamtleistung erheblich verbessert, und die Abtriebsgeschwindigkeit des Ölmotors wird für alle praktischen Zwecke genau proportional der Aufnahmespannung von der Lehre, die durch Abweichung in der Belastung oder Änderung der Drehrichtung nicht beeinflußt ist.

Die Wirkung der Aufnahmespannung zur Erzeugung eines Stromes in dem beweglichen Spulenelement 87 wird zwar durch die Reihenspannung verringert, die durch die Tacho-Generator-Rückkopplung erzeugt wird, die Verstärkung der Röhren 77, 81 und Windungen des Elementes 87 sind aber so gewählt, daß ohne Rückkopplung ein kleiner Bruchteil der normalen maximalen Spannungsaufnahme die volle Drehgeschwindigkeit nach beiden Richtungen erzeugt.

Praktisch wird das Übersetzungsverhältnis zwischen der Welle des Ölmotors und den Antriebs- und Abtriebswellen des Differentialgetriebes so gewählt, daß, wenn der Motor mit voller Geschwindigkeit in der einen oder anderen Richtung läuft, die Geschwindigkeit des genannten Teiles der Maschine um nicht mehr als 10°/o vergrößert oder verringert wird, wobei der genaue Betrag der Geschwindigkeitsänderung durch den veränderbaren Widerstand 79 gesteuert wird, welcher den Spannungsbetrag ändert, der der Aufnahmespannung bei einer gegebenen Geschwindigkeit entgegenwirkt.

Wenn der Ölmotor stillsteht, ist die Geschwindigkeit der Maschine in gleichem Schritt mit der Trichterabgabe, und dadurch werden Schwierigkeiten anderer Systeme beim Anlassen und Stillsetzen der Maschine vermieden. Da ferner die Geschwindigkeit des betreffenden Teiles der Maschine niemals um mehr als 10% für die volle Aufnahmespannung geändert wird, wird ein Fehler in der Linearität der Vorrichtung um einen Faktor 10 verringert, und

ίο unter Vernachlässigung der Verluste in dem Differentialgetriebe und der Kraft für die Beschleunigung ist die erforderliche Pferdestärke ein Zehntel derjenigen, die zum Antreiben der Maschine benötigt wird. Alle diese Faktoren zusammen mit dem stetigen und linearen Verstärker und die Spannungsrückkopplung tragen dazu bei, ein System zu schaffen, das, wie praktische Versuche ergeben haben, eine Geschwindigkeitsänderung genau im Takt mit der Aufnahmeanzeige durchführt und fähig ist, raschen Abweichungen von der Aufnahmeanzeige ohne bemerkenswerte Phasenverschiebung zu folgen.

Änderungen in der Dichte der Trichterabgabe werden bei diesem System an dem Abgabemesser 65 angezeigt. Diese Anzeige ist unbeeinflußt von der Geschwindigkeitsänderung des Teiles der Maschine durch die eben beschriebene Vorrichtung. Es hat sich in der Praxis als wünschenswert erwiesen, gewisse Anzeigen zu haben, ob die Stromkreise zufriedenstellend arbeiten, so daß der Arbeiter sicher ist, daß das Endprodukt das richtige Gewicht hat.

Diese Anzeige erfolgt durch einen mit 93 bezeichneten Messer, der ein in der Mitte auf 0 zeigendes Mikroamperemeter hat und so· kalibriert ist, daß er das Gewicht anzeigt und deswegen auch als »Gewichtsmesser« bezeichnet werden könnte. Dieser Messer ist an die Widerstände 78, 79 und 92 angeschaltet, und die Verbindung nach dem Messer verläuft von dem Potentiometer 92 in Reihe mit einem Widerstand 94 nach der Erdleitung und zurück durch den Widerstand 90 und den starken Widerstand 94.

Bei der normalen Arbeit ist die an den Widerständen 78 und 79 durch den Tacho-Generator entwickelte Spannung entgegengesetzt der Aufnahmespannung, die an dem Widerstand 90 entwickelt wird, aber der Stromkreis und die Geschwindigkeit stellt sie so ein, daß sie niemals der Aufnahmespannung ganz gleich ist. Das Potentiometer 92 jedoch ermöglicht eine zusätzliche Spannung, so daß jederzeit, wenn die Abtriebsgeschwindigkeit des Ölmotors proportional der Aufnahmespannung und ihr entgegengesetzt gerichtet ist, die dem Gewichtsmesser zugeführte Spannung Null ist und der Messer nicht abgelenkt wird. Sollte der Ölmotor nicht auf ein Aufnahmezeichen ansprechen, dann ist keine entgegenstehende Spannung von dem Tacho-Generator vorhanden, und der Gewichtsmesser zeigt bei geeignet gewählten Stromkreiswerten einen Fehler gleichzeitig mit dem Abgabemesser 65 an. Sollte die Geschwindigkeitsänderung nicht die richtige Größe haben oder sollte sie hinter der Aufnahmeanzeige zurückbleiben, dann zeigt der Gewichtsmesser den Fehler in dem Gewicht des Endproduktes an.

Die Antriebsanordnung der Maschine ist im einzelnen in Fig. 4 gezeigt. Hier bezeichnet 210 einen Motor, welcher die ganze Zigarettenmaschine antreibt. Riemen 212 an der Motorscheibe treiben eine Riemenscheibe 214, die auf einer Welle 215 in einem Getriebekasten 216 befestigt ist. Auf der Welle 215 ist ein Planetenträger 217 befestigt, an dem Planetenkegelräder 218 drehbar gelagert sind. An dem zweiten

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Ende der Welle 215 ist ein Kettenrad 219 befestigt, von den Pumpen drosselt. Dieses Ventil wird durch das ein weiteres Kettenrad 220 mittels einer Kette die Magnetspule 87 (Fig. 5) betätigt, welche in einem 221 treibt. Das Rad 220 ist auf einer Welle befestigt, Gehäuse 257 eingeschlossen ist. Die Welle 226 trägt die in einem Kasten 222 gelagert ist, der das vorher an dem einen Ende ein großes Zahnrad 248, das ein erwähnte ölgetriebe enthält. Letzteres besteht aus 5 schmaleres Zahnrad 249 treibt, mit dem der Tacho-Pumpen, welche Öl unter Druck durch einen Ölmotor meter-Generator 250 gekuppelt ist. Letzterer liefert treiben. Der Ölmotor treibt ein Kettenrad 223, das einen Strom für die Rückkopplung, wie vorher bedurch ein Kettenrad 224 mit einem zweiten Kettenrad schrieben wurde.

225 verbunden ist, das auf einer in dem Getriebe- Die beschriebene Anordnung arbeitet sehr zufriekasten 216 gelagerten Welle 226 befestigt ist. Ein io denstellend und hat sich bei längeren Versuchen beZahnrad 227, das auf der Welle 226 sitzt, treibt ein währt. Es gilt für sie allgemein, daß der Messung weiteres Zahnrad 228 an einem Sonnenkegelrad 229, möglichst rasch eine Änderung der Geschwindigkeit das mit den Planeten 218 kämmt. Jede Drehung der der Fördervorrichtung folgt, d. h., es ergibt sich keine Welle 226 in der einen oder anderen Richtung infolge wesentliche Verzögerung oder tote Zeit zwischen den der Bewegungen des Ölmotors drehen das Sonnen- 15 beiden Vorgängen.

zahnrad 229 auf der Welle 215 um einen entsprechen- Gemäß Fig. 6 liegt die Meßvorrichtung näher an den Betrag und veranlassen ein Umlaufen der Plane- der Fördervorrichtung als nach Fig. 1. Die Figur ten um ihre Achse 230, und diese Bewegung verur- zeigt eine Abänderung der in Fig. 1 gezeigten Kamsacht eine Drehung des zweiten Sonnenzahnrades 231 mern. Zwischen dem glatten Durchgang 16, der näher gegenüber der Welle 215. An dem Sonnenzahnrad 231 20 an dem Trichter 1 liegt, und dem Band 7 ist ein mit ist ein Zahnrad 232 befestigt, das an dessen Bewegun- 53 bezeichneter Papierträger vorgesehen. Dieser kann gen teilnimmt. Diese Bewegungen werden durch ein ein Streifen aus sehr dünnem Metall, z. B. Duralu-Zahnrad 234 auf ein doppeltes Kettenrad 233 über- min oder Aluminiumfolie, sein, das über Rahmen tragen, das ein zweites doppeltes Kettenrad 235 über 54 gebreitet und bei 55 verankert ist. Man kann statt Ketten 236 antreibt. Das Rad 235 ist auf einer Welle 25 dessen ein dünnes Nylonband 56 verwenden, das in

237 befestigt, die die Hauptantriebswelle des Ziga- strichpunktierten Linien dargestellt ist und durch eine rettenmaschinenbettes bildet und die Druckvorrich- Trommel 57 angetrieben wird. Der Streifen wird aus tung 5 und alle Teile links von der kleinen Rolle 6 in unter dem Markennamen »Nylon« bekannten oder aus Fig. 1 treibt. Auf der Hauptwelle 237 ist eine Hülse einem anderen künstlichen Faden hergestellt, da der-

238 drehbar angeordnet, die an ihrem Ende ein Zahn- 30 artige Fäden sehr gleichmäßig sind, so daß ein dünnes, rad 239 trägt, das durch eine Zwischenscheibe 240 weiches Band von gleichmäßigem Gewebe erhalten von einem Zahnrad 241 auf der Welle 242 angetrieben wird, das eine im wesentlichen gleichbleibende wird. An dem einen Ende der Welle 242 befindet sich Strahlenabsorption aufweist.

die schon erwähnte einstellbare Riemenscheibe, die Der Stromkreis der Meßvorrichtung kann in diesem den Trichter antreibt und in dieser Darstellung im 35 Falle der gleiche sein, wie mit Bezug auf Fig. 5 beganzen mit dem Bezugszeichen 255 versehen ist. Das schrieben, es ist aber möglich, daß es notwendig wird, andere Ende der Welle 242 trägt ein Zahnrad 243, wenigstens teilweise eine Proportionalsteuerung, eine das mit einem weiteren Zahnrad 244 auf der Welle Steuerung des Änderungsbetrages (derivative Steue-215 kämmt. rung) und eine Integralsteuerung vorzusehen, wie an

Auf der Hülse 238 ist eine Schnecke 245 befestigt, ₄₀ anderer Stelle vorgeschlagen und hier deshalb nicht

die ein Schneckenrad 246 treibt, auf dessen Welle 247 zur Erfindung gehört.

eine Trommel 254 (Fig. 1) befestigt ist, die das Trich- Da die Messung des Tabaks auf dem Förderband

terband 2 treibt. durchgeführt wird, d. h. auf dem Streifen 3, und

Auf diese Weise wird die Hülse 238 von dem Motor dessen Geschwindigkeit geändert wird, bildet die An-210 über einen unveränderbaren Zahnradzug ange- 45 Ordnung ein geschlossenes Schleifensystem, bei dem trieben, und das Trichterband 2 bewegt sich mit einer die gesteuerte Abgabe ständig mit der gewünschten gleichbleibenden Geschwindigkeit. Auch die einstell- Menge verglichen wird, und eine solche Anordnung bare Riemenscheibe 255, die den Trichter antreibt, kann schwanken. Die Anwendung der drei Steuerläuft mit gleichbleibender Geschwindigkeit, obwohl faktoren auf die Vorrichtung kann so eingestellt werdie Geschwindigkeit des Trichters selbst durch Ein- 50 den, daß diese Neigung verhindert wird,
stellung der Riemenscheibe geändert werden kann. Die Es ist möglich, daß Maschinen mit Vorrichtungen Hauptwelle 237 wird jedoch durch einen Zahnradzug nach der Erfindung ausgerüstet werden sollen, ohne angetrieben, dessen wirksame Übersetzung während daß es aus konstruktiven Gründen möglich ist, die des Laufes geändert werden kann, da, wenn die Welle Meßvorrichtung in eine solch günstige Stellung zu

226 stillsteht, auch das Sonnenrad 229 stillsteht und 55 bringen wie nach den Fig. 1 und 6. Ferner ist es zwar die Planeten 218 zusätzlich zu ihrer Kreisbewegung besonders zweckmäßig, die Messung auszuführen, auch um ihre Achse umlaufen und das andere Sonnen- während sich ein Füller auf einem flachen Band berad 232 entsprechend drehen. Wenn der Ölmotor die findet, es gibt aber Maschinen, bei denen der Füller Welle 226 in der einen oder anderen Richtung schaltet, auf dem U-förmig geformten Band hergestellt wird, dreht sich das Sonnenrad 229 relativ zu der Welle 215 60 und es würden erhebliche Änderungen notwendig sein, und erteilt der Drehbewegung der Planeten eine zu- um diese für die Verwendung eines flachen Bandes sätzliche positive oder negative Bewegung, und die umzubauen. Es soll deswegen in den Fig. 7 bis 10 ge-Geschwindigkeit des Sonnenrades 231 ändert sich ent- zeigt werden, wie die Erfindung diesen Umständen sprechend. Auf diese Weise ändert sich die Geschwin- angepaßt werden kann. Fig. 7 zeigt eine Maschine, die digkeit der Hauptwelle 237 und aller durch sie getrie- 65 sehr verbreitet ist. Der Papierstreifen 3 läuft unter benen Teile entsprechend der Steuerung durch den dem Trichter 1, so daß der Schauer unmittelbar auf Ölmotor. dem Papier gesammelt wird, das U-förmig gebogen ist

Derartige ölmotore, die an sich bekannt sind, oder auch flach liegt und mit seitlichen Führungen sprechen sehr rasch an, und ihre Bewegungen werden versehen ist. In diesem Falle ist es nur möglich, die durch ein kleines Ventil gesteuert, das die Ölzufuhr 70 Geschwindigkeit der ganzen Fördervorrichtung zu

ändern. Das Messen geschieht bei F an einer Stelle hinter dem Trichter, aber so nahe wie möglich an ihm, um die Verzögerung bei der Richtigstellung auf ein Minimum herabzusetzen.

Fig. 8 zeigt eine andere vielfach benutzte Maschinenart, bei der der Schauer auf einem Band 2 gesammelt wird, welches in diesem Falle U-förmig gebogen ist, obwohl es mitunter auch flach läuft. Die Wahl der flachen oder U-Form wird mit Rücksicht auf das Zusammenballen, die Verteilung und das Zusammendrücken bestimmt, und diese Faktoren wiederum werden durch Überlegungen bestimmt, die außerhalb des Bereichs der Erfindung liegen. In den beiden Fig. 7 und. 8 verursacht eine Änderung der GeschwTfTdIgkeit der Fördervorrichtung das "Aufbringen des herabfallencTen Tabakschauers auf eine größere oder geringere.Länge des laufenden JFörderbandes, das ein Papierstreifen oder das Trichterbünd sein kann. Gemäß Fig. 8 besteht gewöhnlich ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Band 2 und dem Papierstreifen 3. Das Band 2 läuft schneller, aber die sich aus dem Messen ergebende Geschwindigkeitsänderung kann für das Band 2 und den Streifen 3 verwendet werden, so daß ihre Relativgeschwindigkeiten unverändert bleiben und die sonstigen durch den Geschwindigkeitsunterschied auftretenden Vorteile beibehalten werden. Man kann aber auch die Geschwindigkeit des Bandes 2 allein entsprechend dem Meßergebnis ändern.

In Fig. 9 wird ein Zwischenband 2 A verwendet, um ein besonderes Verdickten des Füllers zu erreichen. Das Prüfen kann bet F /erfolgen, und es kann die Geschwindigkeit der Fördervorrichtung 7 oder auch der Fördervorrichtung 2 A selbst geändert werden.

Es können auch Umstände eintreten, bei denen es erwünscht ist, den eingeschlagenen__S|rang zu messen, dann wird die Prüfvorrichtung bei|i? Angeordnet, also kurz bevor der fertige Strang Vn Zigaretten zerschnitten wird. In diesem Falle wird der Strang zwischen der Kammer und der Strahlenquelle durch Führungen 112 und 113 (Fig. 10) geleitet. Die Führungen 112 und 113 sind so geformt, daß nur der mittlere Teil des Stranges geprüft wird, um einen etwaigen Fehler zu vermeiden, der eintreten könnte, wenn der ganze Strang geprüft wird, da sich der Strang leicht auf- und abwärts bewegt. Bei dieser Anordnung ergibt sich ein möglichst geringer Wechsel der Tabaklänge, durch die die Strahlen hindurchgehen.

In den Fig, 7 bis 9 erfolgt ,.das Prüfen eines losen Füllers bei §F,{ während beil R fcln' eingeschlagener "Strang gemessen wird. Wenn 'das Band eine U-l^orm hat {big. 11), dann stehen die Seiten des Bandes praktisch parallel zu den Strahlen, während in dem Falle der Pig. 1 und 2 nur die Dicke des Bandes zu durchqueren ist.

In Fig. 11 wird das U-förmige Band 2 durch Führungen geführt, die zum Zwecke des Absorbierens aller sie erreichenden Strahlen dick gemacht sind. Wenn das Band eine leicht gebogene, konkave Oberfläche hat, wie es tatsächlich dicht hinter der Stellung F der Fall ist, können die Seitenführungen fortgelassen werden, d. h., sobald das Band weit genug gebogen ist, um den Füller zu tragen, ohne daß er an den Seiten überläuft, sind andere Führungen nicht notwendig.

Wenn nur eine einzige Ionisationskammer verwendet wird, wird die Batterie 58 in Reihe mit dem hohen Widerstand 60 geschaltet. Da in diesem Falle keine Ausgleichsvorrichtung vorhanden ist, kann die Spannung bei 60 durch Einfügen einer Batterie mit einem veränderlichen Potentiometer in die Rückkopplungsleitung 66 beseitigt werden, die eine Gegenspannung erzeugt, die der an dem Widerstand 60 entwickelten gleich ist, wenn der gemessene Tabak die gewünschte Masse hat.

Es wurde zuvor erwähnt, daß bei der vorgeschlagenen Weise keine Schwierigkeiten wegen des Feuchtigkeitsgehaltes entstehen, aber es könnte trotzdem erwünscht sein, Abänderungen zu treffen, die die Feuchtigkeit berücksichtigen, da die Benutzer solcher

ίο Anlagen in der Regel wünschen, daß das Enderzeugnis bei einem bestimmten Feuchtigkeitsprozentsatz, der nicht der zu sein braucht, bei dem der Tabak behandelt wird, ein bestimmtes Gewicht haben soll. Es kann daher eine Vorrichtung zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes des Tabaks, der bearbeitet wird, angewendet werden, die diesen registriert und die oben beschriebene Vorrichtung demgemäß steuert. Hierfür kann jede bekannte Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes verwendet werden, beispielsweise durch Messen des Widerstandes einer bestimmten Tabakmenge, die zwischen Elektroden liegt, von denen an einer geeigneten Stelle eine Regelung in den Stromkreis der Vorrichtung vorgenommen wird.
Gewisse der beschriebenen Vorrichtungen sind Vorsichtsmaßnahmen insofern, als sie eine Tabakmenge prüfen und dazu dienen, die Maschine in einer Weise richtig einzustellen, daß die falsche Arbeit der Maschine zur Zeit des Prüfens ausgeglichen wird. Diese Messung kann aber auch zusätzlich verwendet werden, um eine Verbesserung der geprüften Menge vorzunehmen. Die Betastrahlenvorrichtung sieht eine Aufzeichnung der tatsächlichen Verteilung des Tabaks auf dem Trichterband vor, und dieses kann als eine Voranzeige benutzt werden, um Ungleichmäßigkeiten an dem Band zu einem späteren Zeitpunkt auszugleichen. Daher wird gemäß einer Verfeinerung der Erfindung das Ergebnis der Messung an zwei Stellen der Maschine verwendet, so daß die ganze Verbesserung an der Maschine in zwei Stadien durchgeführt wird, die ausreichend sind.

Nimmt man z. B. an, daß die Verteilung auf dem Trichterband durch Prüfen und anschließend erfolgendes Verändern der Trichterbandgeschwindigkeit oder durch Regelung der Trichtergeschwindigkeit geregelt ist, so könnte die Verteilung doch für die gewünschte Güte nicht gleichmäßig genug sein. Der geprüfte Tabak wird daher einer weiteren Behandlung unterworfen und die Verteilung erneut eingestellt, wenn der Füller die Garnitur erreicht und die letzten den Strang herstellenden Arbeiten ausgeführt werden sollen.

Wenn man mit einer einzigen Betastrahlenquelle in zwei Stadien arbeitet, so kann man die Qualität des endgültigen Stranges nicht schätzen, und es muß noch eine Wiegevorrichtung mit der Maschine verwendet werden otter an der Maschine angebracht werden, die eine Schlußprüfung der Gesamtherstellung vornimmt. Das Messen in zwei Stadien kann in der Weise ausgeführt werden, daß die_erste Verbesserung verhältnismäßig roh ist und die gewünschte Qualität bei der zweiten Verbesserung erreicht wird. Wenn sich dieses äTs" 'praktisch erweist, werden weniger durchgearbeitete Tabakmengen zugeführt, als bei der laufenden \⁷erwendung denkbar ist.

An Stelle des ölgetriebes kann auch ein rasch ansprechender Motor, z. B. ein Elektromotor, verwendet werden, dessen Felder unmittelbar von dem Verstärkersystem erregt werden. Solche Motoren erfordern jedoch eine umfangreiche Steuereinrichtung, und die Geschwindigkeitsänderung ist schwerfällig im

Vergleich zu derjenigen bei einem Ölmotor. Ferner kann auch die Prüfung auf ein magnetisches Band oder eine ähnliche bewegliche Aufzeichnungsvorrichtung aufgezeichnet werden, durch die die Vorrichtung zur Änderung der Geschwindigkeit oder zu sonstigen Einstellungen dann beeinflußt werden. Die Steuerung kann als Änderung der Geschwindigkeit der Fördervorrichtung durchgeführt werden, wie oben beschrieben.

Mit Vorrichtungen gemäß der Erfindung werden Änderungen der Menge, in der der Tabak dem Fördersystem zugefüh'rT wird, d. h. die herabschauernde Menge,_ rasch berücksichtigt, und es wird festgestellt, ob und unter welchen günstigsten Arbeitsbedingungen die Mittel zur Änderung der Geschwindigkeit des Fördersystems oder eines Teiles davon ausreichen. Die normale Steuerung der TrichtergeschwindigkeitenX kann jedoch beibehalten und mit Meßvorrichtungen gekuppelt werden, die in Tätigkeit treten, wenn die gemessene Menge über eine gewisse Toleranz hinaus schwankt, die für Hie Steuerung der Fördergeschwindigkeit vorgesehen ist. Ein System für diesen Zweck, bei dem die Geschwindigkeit der Trichtersteuerwelle geändert wird, ist schon an anderer Stelle vorgeschlagen worden.

Da die Länge einer Zigarette durch die Geschwindigkeit der Fördervorrichtung bestimmt wird, die den eingeschlagenen Strang zu der Schneidvorrichtung befördert, und durch die Geschwindigkeit, mit welche
die Abschneidvorrichtung umläuft, müßte bei einer Änderung der Geschwindigkeit der Fördervorrichtung auch die Abschneidgeschwindigkeit und andere Einrichtungen der Maschine, z. B. die Druckvorrichtung, die Ablieferung und die Auffangbänder, durch eine Änderung der Papiergeschwindigkeit entsprechende Änderungen erfahren.

Die Beschreibung erläutert zwar ausführlich die Prüfung mittels einer radioaktiven Quelle mit die Masse durchdringender Strahlung, es können aber auch bekannte andere Vorrichtungen zum Prüfen verwendet werden. Eine gute bekannte Einrichtung dieser Art ist schematisch in Fig. 12 gezeigt. Der Zigarettenstrang 51 oder ein loser Füller geht zwischen einer elektrostatischen Vorrichtung hindurch, die zwei Platten 95" aufweist. Die Vorrichtung spricht auf Änderungen in der Menge des durchgehenden Tabaks an. Durch Prüf- und Verstärkervorrichtungen 96 werden Magnete 97 oder 98 erregt, wenn die Menge des Tabaks sich ändert. Durch die Magnete werden Schalter 99 und 100 betätigt, und das Schließen eines Schalters dient dazu, ein Geschwindigkeitswechselgetriebe einzustellen, wie es für den Antrieb des Trichters in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Falle treibt natürlich das Geschwindigkeitswechselgetriebe den Teil des Fördersystems, dessen Geschwindigkeit geändert werden soll.

Claims (12)

Patentansprüche: 60

1. Zigarettenstrangmaschine, bei der geschnittener Tabak aus einem Vorratsraum auf einen Teil einer Fördervorrichtung geschauert wird, die ihn unmittelbar oder über weitere Fördervorrichtungen zur Bildung eines Füllstranges auf eine Tabakvorschubvorrichtung führt, und eine radioaktive, z. B. eine Betastrahlen- oder eine elektrostatische Prüfvorrichtung vorgesehen ist, die Änderungen in der geförderten Tabakmenge prüft und eine Steuervorrichtung betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuervorrichtung, die ein hydraulisches Geschwindigkeitswechselgetriebe (222) sein kann, die Geschwindigkeit der Tabakvorschubvorrichtung (z. B. eines Förderbandes 7) gegenüber der Geschwindigkeit der Tabakzufuhr und der Geschwindigkeit der TabakförcLervorricE¹ tung (z. B. des Förderbandes 2) regelbar ist, um die Menge des geprüften Tabaks zu verringern oder zu vergrößern.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabakvorschubvorrichtung (7) jederzeit eine geringere Geschwindigkeit aufweist als die erste Tabakfördervorrichtung (2).

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung (110, 111) in einer gewissen Entfernung,vor der Stelle liegt, an der die Geschwindigkeitsänderung der Tabakvorschubvorrichtung stattfindet, so daß die Wirkung der Zeitverzögerung, die bei der Durchführung des Geschwindigkeitswechsels der Tabakvorschubvorrichtung (7) eintritt, verringert wird.

4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung (110, 111) ein elektrisches Signal von einer mit der Menge oder der Masse des Tabaks in den geprüften Tabakfüllstrang sich ändernden Größe erzeugt und die durch dieses Signal gesteuerte Geschwindigkeitswechselvorrichtung (222) eine ständ^^Änderung der_ Geschwindigkeit der letzten Tabakvorschub vorrichtung (7) entsprechend dem erteilten Signal bewirkt.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuervorrichtung (222) die Geschwindigkeit der Tabakvorschub vor richtung (7) nur innerhalb bestimmter Grenzen änderbar ist lind bei einer Abweichung der Menge des durch die PrüfvorricrP tung gehenden Tabaks über diese Grenzen hinaus die Geschwindigkeit der Tabakfördervorrichtung

(2) in an sich bekannter Weise unabhängig und zusätzlich zur Geschwindigkeitsänderung der Tabakvorschubvorrichtung (7) änderbar ist.

6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak auf den Förder- und Vorschubvorrichtungen (2 bis 7) als ein ununterbrochener Füllstrang bewegbar ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Schneidvorrichtung für den umhüllten Strang, dadurch gekennzeichnet, daß durch die gesteuerte Geschwindigkeitswechselvorrichtung (222) die Geschwindigkeit des Zigarettenpapierstreifens

(3) so regelbar ist, daß die Ausbeute an Zigaretten einer bestimmten Länge verringert bzw. erhöht wird, wenn die Menge des durch die Prüfvorrichtung hindurchgehenden Tabaks niedriger bzw. höher ist als die gewünschte Menge.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschwindigkeitswechselgetriebe ein ölgetriebe (222) ist, dessen Steuerventil durch eine mit dem Stromkreis des Verstärkers (64) gekoppelte Magnetspule (87) so betätigt wird, daß die Bewegungen des ölgetriebes eine zusätzliche positive oder negative Geschwindigkeit des einzustellenden Teiles der Vorschubvorrichtung (7) verursachen.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölgetriebe (222) ein Sonnenrad (229) eines Differentialgetriebes verdreht, durch das die Tabakvorschubvorrichtung (7) angetrieben

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wird, und dem Planetenträger (217) des Differentialgetriebes, der auf der Ausgangswelle des Differentialgetriebes befestigt ist, eine zusäztliche positive oder negative Drehung erteilt wird, so daß die treibende Welle (237) des Getriebes eine veränderte Geschwindigkeit erhält.

10. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite radioaktive Quelle (165), deren Strahlen auf eine Materialmasse (166) ansprechen, deren Strahlenabsorption derjenigen entspricht, die erzeugt wird, wenn ein Tabakstrom der gewünschten Menge zwischen der ersten radioaktiven Quelle (111) und dem dazugehörigen, darauf ansprechenden Mittel (110) hindurchgeht, und die auf die zweite radioaktive Quelle (165) ansprechenden Mittel (166) elektrisch den auf die erste radioaktive Quelle ansprechenden Mitteln entgegengesetzt geschaltet sind, so daß ein etwaiger aus der Prüfvorrichtung sich ergebender Reststrom der Differenz zwischen den Strömen in den beiden ansprechenden Mitteln (110, 166) entspricht.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Reststrom in den ansprechenden Mitteln erzeugte Spannung durch Rückkopplung (entlang dem Weg 66) gegenüber einer einstellbaren Spannungscjuelle versetzt ist, um eine Gegenspannung zu erzeugen, die der durch den Strom in den ansprechenden Mitteln entwickelten äquivalent ist, wenn der gemessene Tabak die gewünschte Menge hat.

12. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung (110, 111) gegenüber der Fördervorrichtung (Papierstreifen 3) so angeordnet ist, daß ein geschlossenes Schleifensystem entsteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 574 421, 633 450, 20 670 346;

USA.-Patentschrift Nr. 2 519 089.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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