DE1281909B

DE1281909B - Device for automatic control of the weight per unit length of a cigarette rod

Info

Publication number: DE1281909B
Application number: DEJ20034A
Authority: DE
Inventors: Walker B Lowman
Original assignee: Industrial Nucleonics Corp
Current assignee: Industrial Nucleonics Corp
Priority date: 1960-06-08
Filing date: 1961-06-06
Publication date: 1968-10-31

Description

Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern des Gewichtes pro Längeneinheit eines Zigarettenstranges Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern des Gewichtes pro Längeneinheit eines Zigarettenstranges mit einem Mittel zum Verändern der Tabakzuführmenge aus dem Verteiler, damit ein Haupttabakstrom mit überschüssigem Tabak ausgebildet wird, mit einer einstellbaren Vorrichtung zum Abnehmen des überschüssigen Tabaks aus dem Haupttabakstrom, damit ein sich bewegender überschußtabakstrom gebildet wird, und mit einer Prüfvorrichtung, die die Tabakmenge in dem Zigarettenstrang prüft und in Abhängigkeit von dem Prüfergebnis die -Höhenlage der Abnahmevorrichtung und damit die Menge des verbleibenden Tabakstromes verändert.Device for automatic control of the weight per unit of length of a cigarette rod The invention relates to a device for automatic Controlling the weight per unit length of a cigarette rod with an agent for changing the amount of tobacco supplied from the manifold, thus a main stream of tobacco is formed with excess tobacco, with an adjustable device for Removing the excess tobacco from the main tobacco stream so that a moving one Excess tobacco stream is formed, and with a tester that the tobacco amount checks in the cigarette rod and depending on the test result, the altitude the removal device and thus the amount of the remaining tobacco stream changed.

Es ist bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei der zwei zusammenwirkende Rückkopplungsreglerschleifen verwendet werden. Hierbei nimmt die Schneidvorrichtung überschüssigen Tabak von dem Tabakstrom ab und führt ihn in einen Aufnahmebehälter über. Von diesem Behälter wird der Tabak durch eine Fördervorrichtung abgenommen, und dieser Tabak wird dem uribeschnittenen Tabakstrom aus dem Verteiler beigegeben. überschreitet der Tabakpegel im Behälter eine bestimmte Höhe, so wird von einer Meßvorrichtung ein Signal erzeugt, das die Tabakmenge, die vom Verteiler angeliefert wird, entsprechend verringert. Diese Meßvorrichtung mißt aber nicht, wieviel Tabak von der Schneidvorrichtung abgeschnitten und in den Rückführstrom eingespeist wird. Andererseits erzeugt diese Vorrichtung nur ein Signal, wenn der Behälter zu weit gefüllt ist.There has been proposed an apparatus in which two cooperating feedback control loops can be used. Here the Cutting device from excess tobacco from the tobacco stream and feeds it into a Receiving container over. The tobacco is transported from this container by a conveyor removed, and this tobacco becomes the uri-cut tobacco stream from the manifold added. If the tobacco level in the container exceeds a certain level, then a signal generated by a measuring device, which the amount of tobacco, which from the distributor is delivered, reduced accordingly. However, this measuring device does not measure how much tobacco is cut from the cutter and returned to the recycle stream is fed in. On the other hand, this device only generates a signal when the The container is too full.

Ferner ist bereits ein Verfahren zum Bilden eines Zigarettenstranges aus einem Tabak im überschuß enthaltenden Tabakstrom vorgeschlagen worden, bei dem der überschüssige Tabakanteil vom Tabakstrom abgetrennt wird; bei diesem Verfahren wird die abgenommene überschußmenge laufend gemessen und die Tabakzufuhr für den Tabakstrom nach Maßgabe der Meßergebnisse bei zu hohem überschuß verringert und zu geringem überschuß erhöht. Bei diesem älteren Vorschlag ist nicht eindeutig angegeben, wie die Steuervorrichtung ausgebildet sein soll, die die Tabakzufuhr in Abhängigkeit von dem Meßergebnis steuert.Furthermore, there is already a method for forming a cigarette rod from a tobacco stream containing excess tobacco has been proposed in which the excess tobacco content is separated from the tobacco stream; in this procedure the excess amount removed is continuously measured and the tobacco supply for the Tobacco flow is reduced and in accordance with the measurement results when the excess is too high too little excess increased. This older proposal does not clearly state how the control device should be designed, which depends on the tobacco supply controls from the measurement result.

Schließlich ist bereits von der Erfinderin eine Vorrichtung mit zwei zusammenwirkenden Rückkopplungsschleifen vorgeschlagen worden. Bei diesen Vorschlag verwendet die zweite Regelrückkopplungsschleife, die den Verteiler steuert, eine Vorrichtung zur Messung der Einstellung der Abnahmevorrichtung. Eine derartige Anordnung arbeitet jedoch nicht einwandfrei, wenn die Dichte des Tabakstromes sich ändert, während ein Zigarettenstrang erzeugt wird. Wenn der abzunehmende Strom sehr dicht und kompakt ist, muß das Abnahmemesser sehr nahe der Zuführtrommel arbeiten, damit das entsprechende Gewicht pro Längeneinheit für den Zigarettenstrang erzielt wird. Ist der der Abnahmevorrichtung zugeführte Tabak sehr lose und weist er eine geringe Dichte auf, so muß das Abnahmemesser in einem relativ großen Abstand von der Zuführtrommel arbeiten, damit das entsprechende Gewicht pro Längeneinheit des Zigarettenstranges erzielt wird. Falls während des Betriebes der Zigarettenmaschine der durch die Zuführvorrichtung eingespeiste Tabak sich von dem einen in den anderen dieser beiden Zustände ändert, spricht die Meßvorrichtung auf die erforderliche Änderung in der Stellung der Abnahmevorrichtung an und erzeugt eine Änderung in der Arbeitsweise des Förderers, wenn eine solche Änderung nicht hätte erfolgen sollen.Finally, the inventor already has a device with two cooperating feedback loops have been proposed. With this proposal the second control feedback loop that controls the distributor uses one Device for measuring the setting of the removal device. Such an arrangement does not work properly, however, if the density of the tobacco stream changes, while a cigarette rod is being produced. If the current to be drawn is very dense and is compact, the take-off knife must work very close to the feed drum in order for it the corresponding weight per unit length for the cigarette rod is achieved. If the tobacco supplied to the take-off device is very loose and has a small amount Density, the pick-up knife must be at a relatively large distance from the feed drum work so that the corresponding weight per unit length of the cigarette rod is achieved. If during the operation of the cigarette machine by the feeder tobacco fed in changes from one to the other of these two states, the measuring device responds to the required change in the position of the removal device and creates a change in the way the conveyor works, if one Change shouldn't have happened.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Haupttabakstrom vor dem Abnehmen des überschüssigen Tabaks auf optimale Tabakmenge zu regeln, damit der die Abnahmevorrichtung enthaltende Regelkreis in seinem wirksamsten Bereich arbeiten kann.The object of the invention is the main stream of tobacco before it is removed to regulate the excess tobacco to the optimal amount of tobacco so that the removal device containing control loop can operate in its most effective range.

Gemäß der Erfindung wird dies unter Verwendung zweier zusammenwirkender Regelrückkopplungsschleifen erreicht, von denen die erste, für sich bekannte Rückkopplungsschleife eine Vorrichtung aufweist, die die Tabakmenge in dem abgeschnittenen, verbleibenden Tabakstrom mißt, der den Zigarettenstrang ausbildet, und die die Abnahmevorrichtung zum Abnehmen des überschüssigen Tabaks einstellt, und von denen die zweite, ebenfalls für sich bekannte Rückkopplungsschleife eine Vorrichtung aufweist, die die Tabakmenge in dem sich bewegenden überschußtabakstrom mißt und die aus dem Verteiler eingespeiste Tabakmenge des Haupttabakstromes einstellt.According to the invention this is done using two cooperating Reached control feedback loops, the first of which is known per se Feedback loop having a device that the amount of tobacco in the cut remaining Measures tobacco flow, which forms the cigarette rod, and the removal device to lose the excess tobacco, and of which the second, likewise known per se feedback loop has a device that the amount of tobacco in the moving surplus tobacco stream and fed from the manifold Adjusts the amount of tobacco in the main tobacco stream.

Die Vorrichtung, die die Tabakmenge in dem Überschußtabakstrom mißt, kann eine Kapazitätsmeßvorrichtung, eine photoelektrische Meßeinrichtung, ein Strahlungsmeßgerät od. dgl. sein. In jedem Falle wird die Dichte des überschußtabakstromes, der durch die Abnahmevorrichtung von dem Haupttabakstrom abgetrennt wird, gemessen und das entsprechende Meßsignal für eine entsprechende Steuerung des Verteilers ausgewertet. Der überschußtabakstrom wird vorzugsweise über die zylindrische Außenfläche einer umlaufenden Trommel in den Haupttabakstrom zurückgeführt; diese Trommel ist beispielsweise mit der dem Haupttabakstrom führenden Transporttrommel gekoppelt.The device that measures the amount of tobacco in the excess tobacco stream, can be a capacitance measuring device, a photoelectric measuring device, a radiation measuring device or the like. In either case, the density of the excess tobacco stream flowing through the take-off device is disconnected from the main tobacco stream, measured and that evaluated corresponding measurement signal for a corresponding control of the distributor. The excess tobacco stream is preferably over the cylindrical outer surface of a revolving drum returned to the main tobacco stream; this drum is for example coupled to the transport drum leading to the main tobacco stream.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Meßvorrichtung in unmittelbarer Nähe der Abnahmevorrichtung angeordnet ist, die auf den Haupttabakstrom einwirkt, so daß der überschußtabakstrom ohne jegliche Zeitverzögerung gemessen und damit der Verteiler in kürzester Zeit beeinflußt werden kann. Dadurch ergibt sich eine wirksame Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The device according to the invention has the advantage that the measuring device is arranged in the immediate vicinity of the removal device, which is on the main tobacco stream acts so that the excess tobacco flow is measured without any time delay and so that the distributor can be influenced in the shortest possible time. This results in an effective mode of operation of the device according to the invention.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Maschine zur Zigarettenherstellung mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, F i g. 2 eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung in der zweiten Rückkopplungsschleife, F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 nach F i g. 2 in größerem Maßstab, F i g. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Meßvorrichtung für die zweite Rückkopplungsschleife und F i g. 5 eine andere Ausführungsform der Meßvorrichtung nach F i g. 4.The invention is described below in conjunction with the drawing Hand explained by exemplary embodiments. It shows F i g. 1 a simplified perspective Representation of a machine for cigarette production with the control device according to the invention, F i g. 2 shows a special embodiment of the measuring device according to the invention in of the second feedback loop, F i g. 3 shows a section along the line 3-3 F i g. 2 on a larger scale, FIG. 4 is a schematic representation of another Embodiment of a measuring device for the second feedback loop and F. i g. 5 shows another embodiment of the measuring device according to FIG. 4th

Bei der vereinfachten schematischen Darstellung einer Zigarettenherstelhnaschine nach F i g.1 wird aus dem Verteiler 10 Tabak auf ein horizontales Band 12 aufgebracht, das unter eine erste Trommel 14 geführt wird. Der Tabak aus dem Band 12 wird in eine Umfangsrille der Trommel 14 gedrückt und dort z. B. durch Saugwirkung festgehalten. Der Tabakstrom auf der Trommel 14 wird von einem Abnahmemesser 16 egalisiert und als Tabakstrom 18 auf eine wandernde Papierbahn 20 aufgebracht und über ein Röhrenband 22 in das den Zigarettenstrang 26 bildende Strangformgerät 24 eingeführt. Die von dem Abnahmemesser 16 aus dem Tabakstrom entfernte Tabakmenge 28 wird von einer weiteren Trommel 30 übernommen und von dort wieder auf das Band 12 zurückgeführt.In the simplified schematic representation of a cigarette manufacturing machine according to FIG. 1, tobacco is applied from the distributor 10 to a horizontal belt 12 which is guided under a first drum 14. The tobacco from the band 12 is pressed into a circumferential groove of the drum 14 and there, for. B. held by suction. The tobacco stream on the drum 14 is leveled by a take-off knife 16 and applied as tobacco stream 18 to a traveling paper web 20 and introduced via a tube belt 22 into the strand forming device 24 forming the cigarette rod 26 . The amount of tobacco 28 removed from the tobacco stream by the removal knife 16 is taken over by a further drum 30 and from there returned to the belt 12 again.

Das Abnahmemesser 16 ist relativ zur Trommel 14 mit Hilfe eines Hebelsystems 34, das einen Nok ken 36 und eine Stößelstange 38 aufweist, einstellbar. Die Lage des Nockens 36 wird durch ein Meß-und Rückkopplungssystem kontinuierlich neu eingestellt, das einen auf das Gewicht pro Längeneinheit des Stranges 26 ansprechenden Meßwandler 40, einen Verstärkerregler 42 bis 44, einen Servo# motor 46 und ein Getriebe 48 zum Antreiben des Nockens 36 umfaßt. Der Meßwandler 40 weist vorzugsweise eine Strahlungsquelle 40 a und eine Strahlungsanzeigevorrichtung 40 b in an sich bekannter Weise auf.The acceptance knife 16 is relative to the drum 14 with the aid of a lever system 34 which has a Nok 36 and a push rod 38 , adjustable. The position of the cam 36 is continuously readjusted by a measuring and feedback system which includes a transducer 40 responsive to the weight per unit length of the strand 26, an amplifier controller 42 to 44, a servo motor 46 and a gear 48 for driving the cam 36 includes. The transducer 40 preferably includes a radiation source 40 a, and a radiation detecting device 40 b on in manner known per se.

Zur Messung des überschüssigen Tabaks 28 längs der Trommel 30 ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine dielektrische Meßanordnung vorgesehen. Nach F i g. 2 weist diese Meßvorrichtung 50 eine gekrümmte Kondensatorplatte auf, die im Abstand von der Trommel 30 angeordnet ist und über eine Leitung 52 mit einer kapazitiven Meßschaltung 54 verbunden ist. Diese kapazitive Meßschaltung erzeugt Signale, die dem Steuergerät 56 zugeführt werden und die über den Motor 58, das Getriebe 60, die Antriebsverbindung 62 und die Steuerwelle 64 den Verteiler 10 in an sich bekannter Weise beeinflussen. Das Steuergerät 56 kann ähnlich wie das Steuergerät 44 aufgebaut sein, wobei dann der Motor 58 einen Tachometer 58 a erhält.According to a preferred embodiment of the invention, a dielectric measuring arrangement is provided for measuring the excess tobacco 28 along the drum 30. According to FIG. 2, this measuring device 50 has a curved capacitor plate which is arranged at a distance from the drum 30 and is connected to a capacitive measuring circuit 54 via a line 52. This capacitive measuring circuit generates signals which are fed to the control unit 56 and which influence the distributor 10 in a manner known per se via the motor 58, the transmission 60, the drive connection 62 and the control shaft 64. The control unit 56 can be constructed similarly to the control unit 44, the motor 58 then receiving a tachometer 58 a.

Die F i g. 2 und 3 zeigen Einzelheiten der Kapazitätsmeßvorrichtung; mit deren Hilfe der Tabakrückstrom 28 gemessen wird. Die Kapazitätsvorrichtung 50 nach F i g. 1 weist als _Kondensatorplatte beispielsweise einen Metallschuh 50 a auf, der vorzugsweise in eine Abschirmung 50 b aus Polytetrafluoräthylen eingebettet ist und mit dem Rahmen der Maschine durch Isolationsstücke 70 befestigt ist. Die Abschirmung 50 b stellt gegenüber dem Tabak rückflußstrom 28 eine reibfreie, nichtklebende Oberfläche dar, während durch das Isoliermaterial fehlerhafte Signaländerungen, die durch stromleitenden Kontakt auftreten könnten, vermieden werden. Die andere Kondensatorplatte wird durch die mit Stiften besetzte Trommel 30 dargestellt, welche den Materialrückstrom 28 führt. Die Trommel weist einen Leder- oder Segeltuchüberzug 72 auf, der mit Stiften 74 besetzt ist. Beispielsweise sind reifenförmige Metallbänder 76 dicht aufeinander entlang des Umfanges des überzugs zwischen den Reihen von Stiften vorgesehen; diese Bänder bestehen vorzugsweise aus dünnen Metallstreifen mit einer Kunststoffabschirmung, die zur elektrischen Isolierung der Metallstreifen dient. Die Bänder 76 sind ferner über einen flachen isolierten Leiter 80 an einen nicht dargestellten Kontaktknopf angeschlossen, der in einer Phenolisolierscheibe 82 innerhalb der Nabe der Trommel 30 angebracht ist. Die Zuführleitung 52a ist mit einer unter Federdruck stehenden Kontaktbürste 84 verbunden, welche gegen den umlaufenden Kontaktknopf drückt.The F i g. Figures 2 and 3 show details of the capacitance measuring device; with the help of which the tobacco return flow 28 is measured. The capacity device 50 of FIG. 1 has, for example, a metal shoe 50 a as a capacitor plate, which is preferably embedded in a shield 50 b made of polytetrafluoroethylene and is fastened to the frame of the machine by insulating pieces 70. The shield 50 b represents a friction-free, non-adhesive surface with respect to the tobacco reflux stream 28, while faulty signal changes that could occur due to conductive contact are avoided by the insulating material. The other capacitor plate is represented by the drum 30 , which is fitted with pins and which guides the material return flow 28. The drum has a leather or canvas cover 72 which is studded with pins 74. For example, hoop-shaped metal bands 76 are provided close to one another along the perimeter of the coating between the rows of pins; these tapes preferably consist of thin metal strips with a plastic shield, which is used to electrically isolate the metal strips. The straps 76 are also connected via a flat insulated conductor 80 to a contact button (not shown) which is mounted in a phenol insulating disk 82 within the hub of the drum 30. The supply line 52a is connected to a spring-loaded contact brush 84 which presses against the rotating contact button.

Eine Zunahme des Tabakrückstromes 28 auf der Trommel 30 ergibt eine Vergrößerung der Kapazität zwischen dem Schuh 50a und den umlaufenden Bändern 76, während eine Abnahme des überschußtabakstromes eine entsprechende Kapazitätsverringerung ergibt. Die Kapazitätsänderungen werden in bekannter Weise durch die Meßschaltung 54 in der Weise ausgewertet, daß entsprechende Fehlersignale der Steuereinrichtung 56 aufgegeben werden, so daß Änderungen im überschußtabakstrom 28 eine Betätigung des Motors 58 in der einen oder der anderen Richtung hervorrufen, was bewirkt, daß die Steuerwelle 64 des den Verteiler 10 antreibenden (nicht dargestellten) stufenlosen Getriebes so beaufschlagt wird, daß die Tabakzuführgeschwindigkeit auf dem Förderband 12 auf den richtigen Wert gebracht wird.An increase in the tobacco return flow 28 on the drum 30 results in an increase in the capacity between the shoe 50a and the revolving belts 76, while a decrease in the excess tobacco flow results in a corresponding reduction in capacity. The changes in capacitance are evaluated in a known manner by the measuring circuit 54 in such a way that corresponding error signals are applied to the control device 56, so that changes in the excess tobacco stream 28 cause the motor 58 to be actuated in one direction or the other, which causes the control shaft 64 of the continuously variable transmission (not shown) driving the distributor 10 is acted upon so that the tobacco feed speed on the conveyor belt 12 is brought to the correct value.

Zur Messung des Überschußtabakstromes 28 lassen sich auch andere Vorrichtungen verwenden. Wie in F i g. 4 gezeigt, wird beispielsweise eine Lichtquelle 90 verwendet, die einen Lichtstrahl entlang der in entsprechendem Abstand vom Umfang der Trommel 30 verlaufenden Linie 92 auf eine photoelektrische Anzeigevorrichtung 94 richtet. Da der Lichtstrahl durch den Überschußtabakstrom 28 entsprechend der in ihm auftretenden Dichteschwankungen unterschiedlich geschwächt wird, lassen sich die Signale der Anzeigevorrichtung 94 zur Steuerung des Verteilers auswerten.Other devices can also be used to measure the excess tobacco stream 28. As in Fig. 4, a light source 90 is used, for example, which directs a light beam along the line 92 extending at a corresponding distance from the circumference of the drum 30 onto a photoelectric display device 94. Since the light beam is weakened differently by the excess tobacco stream 28 in accordance with the density fluctuations occurring in it, the signals of the display device 94 can be evaluated to control the distributor.

In F i g. 5 ist dargestellt, daß ein mit Betastrahlen arbeitendes Rückstrahlungs-Meßgerät zur Messung verwendet werden kann. Der Meßkopf weist hierbei eine Ionisationskammer 96 auf, die eine radioaktive Betastrahlungsquelle 98 enthält, welche eine Betastrahlung in radialer Richtung auf die Trommel 30 richtet. Um eine derartige Anordnung zur Messung der Tabakmenge auf der Trommel 30 verwenden zu können, werden bloße Metallbänder 100 auf der Trommel befestigt, die kontinuierlich um die Trommel verlaufen und miteinander zwischen Reihen von Zähnen verbunden sind, so daß sowenig wie möglich von der Trommeloberfläche der Betastrahlung ausgesetzt wird, damit ein guter Kontrast erzielt wird.In Fig. Figure 5 shows that a beta-ray retroreflective meter can be used for the measurement. The measuring head has an ionization chamber 96 which contains a radioactive beta radiation source 98 which directs beta radiation onto the drum 30 in the radial direction. In order to be able to use such an arrangement for measuring the amount of tobacco on the drum 30 , bare metal bands 100 are attached to the drum, which run continuously around the drum and are connected to one another between rows of teeth so that as little as possible of the drum surface of the beta radiation is exposed so that a good contrast is achieved.

Des weiteren können zur Messung der Dichte des überschußtabakstromes federvorgespannte mechanische oder elektromechanische Meßfühler vorgesehen werden, die beispielsweise zwischen den Stiften angeordnet sind.Furthermore, to measure the density of the excess tobacco stream spring-loaded mechanical or electromechanical sensors are provided, which are arranged, for example, between the pins.

Claims

Claims: 1. Device for automatically controlling the weight per unit length of a cigarette rod with a means for changing the tobacco feed amount from the distributor so that a main tobacco stream is formed with excess tobacco, with an adjustable device for removing the excess tobacco from the main tobacco stream so that a moving excess tobacco stream is formed, and with a test device that tests the amount of tobacco in the cigarette rod and, depending on the test result, changes the height of the removal device and thus the amount of the remaining tobacco flow, marked by two cooperating control feedback loops, the first of which is separate known feedback loop comprises a device (40) which measures the amount of tobacco in the cut, remaining tobacco stream (18) which forms the cigarette rod (26), and which the removal device (16) for removing the excess tobacco (28 ) , and of which the second feedback loop, also known per se, has a device (50) which measures the amount of tobacco in the moving excess tobacco stream (28) and adjusts the amount of tobacco of the main tobacco stream fed in from the distributor (10).

2. Device according to claim 1, characterized in that the device (50) in the second feedback loop is a capacitance measuring device.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the excess tobacco stream (28) between the capacitance measuring device (50) and the tobacco return device (30) is passed before it is combined with the main tobacco stream (12) .

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the capacitance measuring device (50) is formed by a capacitor plate (50 a, 50 b) and the counter capacitor plate (72, 76) formed on the tobacco return device (30).

5. The device according to claim 1, characterized in that the device (50) for measuring the tobacco flow (28) is a photoelectric device (90, 94) .

6. The device according to claim 1, characterized in that the device (50) is a radiation measuring device (96, 98) . References considered: French patent specification No. 1167 113. Earlier patents considered: German patent nos. 1152 926, 1127 777, 1163 212, 1163 213, 1163 214, 1170 847, 1237 476, 4136 385, 1213 771.