DE1532268B1

DE1532268B1 - Pruef-und Kontrollvorrichtung fuer die Stirnenden von Zigarettenblocks

Info

Publication number: DE1532268B1
Application number: DE19661532268
Authority: DE
Inventors: Alfred Schmermund
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-03-12
Filing date: 1966-03-07
Publication date: 1971-11-11
Also published as: CH462690A; US3473037A; US3557375A; GB1112687A; US3579703A; BE677612A; US3557374A

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Prüf- und Kontrollvor- ebenso der Wellenlänge der Strahlung angepaßt sein,

richtung für die Stirnenden von Zigarettenblocks un- Für ultraviolette Strahlung müssen beispielsweise

ter Anwendung optischer Strahlen. alle transparenten Teile aus Quarz angefertigt sein.

Fehler an Zigaretten können sich in mannigfacher Das optische Signal, also der zurückgeworfene Art darbieten. So z. B. können die Hülsen nicht voll- 5 Strahlungsanteil oder bei Verwendung einer abbil-

ständig gefüllt sein oder bei Lagen oder Zigaretten- denden Optik, das Bild, wird in ein elektrisches

blocks ganze Zigaretten fehlen. Signal umgeformt. Beispielsweise kann der zurück-

Weitgehend werden die Zigaretten durch mechani- geworfene Strahlungsanteil einer oder mehrerer Zische Fühler abgetastet und die Fehler durch Ein- garetten einen fotoempfindlichen Widerstand treffen, fallen der Fühler in die Fehlstelle registriert. Das io wobei für einen Zigarettenblock mehrere solcher hierdurch gewonnene Signal wurde dann mecha- Widerstände in einer Brückenschaltung zusammennisch, optisch oder in, einer anderen bekannten Weise gefaßt werden können. In der Brückendiagonale ist ausgewertet, mit dem Ziel, die betreffende Zigarette dann ein Fehlerrelais vorgesehen oder der Eingang oder ganze Zigarettenlagen oder -blocks an einer ge- einer Verstärkerschaltung, falls eine solche erfordergebenen Station auszuwerfen und gegen fehlerfreie 15 lieh ist.

auszuwechseln. Hierbei ist die Fühlerauflagefläche An Stelle eines Fotowiderstandes können auch meist ein Mehrfaches der Zwischenräume zwischen gasgefüllte oder Vakuumfotozellen verwendet werden einzelnen Tabakteilen und somit können nur den, ebenso wie Halbleiterfotoelemente. Ebenso köngrobe Fehler registriert werden. Zum anderen ist nen auch statisch aufgeladene Halbleiterschichten ein solches mechanisch wirkendes System relativ 20 benutzt werden, die bei Fehlern durch die zurückträge, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit der Ver- geworfene Strahlung nicht oder nur teilweise entpackungsmaschinen entsprechend beeinflußt wird. laden werden und dadurch ein Signal auslösen. Diese Λ

Es sind auch optische Vorrichtungen bekannt. Die Umformer können ebenfalls in Brückenschaltungen ^ deutsche Patentschrift 487 693 betrifft eine optische angeordnet sein. * Längenkontrolle von Zigaretten. Die deutschen Pa- 25 Bei der Prüfung von Zigarettenblocks muß dafür \ tentschriften 716 017 und 703 646 sowie die USA.- gesorgt werden, daß die dunklen Zwischenräume Patentschrift 2 877 884 betreffen das Sortieren und zwischen den einzelnen Zigaretten kein Fehlersignal Ausrichten von Zigaretten bzw. Zigarren mit Hilfe abgeben. Dies kann entweder dadurch vermieden von Ausleuchtung der Außenflächen der Zigarren werden, daß man bereits der Strahlenquelle eine ent- bzw. Zigaretten. Das deutsche Gebrauchsmuster 30 sprechend mit Aussparungen versehene Maske vor-1885863 sowie die französische Patentschrift 1350719 schaltet oder aber in den Strahlengang der Rückbetreffen die Zählung von Zigaretten durch licht- strahlung eine Schablone mit entsprechend reflekelektrische Abtastung. Die USA.-Patentschrift tierenden Zwischenräumen einschaltet oder aber die 2 908 825 betrifft das Zählen von Zeitungen! Die fotoempfmdlichen Elemente nur entsprechend der deutsche Auslegeschrift 1 038 772 betrifft schließlich 35 Anordnung der Zigaretten im Block oder in der beeine Gewichtsbestimmung von Zigaretten mit Hilfe treffenden Lage anordnet,
einer Absorptionsmessung von Korpuskularstrahlen. Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen

Aufgabe der Erfindung ist die Überprüfung und näher erläutert werden. Es zeigt

Kontrolle der Stirnenden von Zigarettenblocks mit F i g. 1 in schaubildlicher Darstellung eine erfin-

Hüfe optischer Strahlen zur Erkennung von Struk- 40 dungsgemäße Kontroll- und Prüfvorrichtung,

turfehlern. F i g. 2 eine Brückenschaltung mit einem Relais in

Zur Lösung dieser Aufgabe sind gemäß der Erfin- der Diagonalen zur Prüfung eines Blockes von 20

dung eine optische Strahlenquelle mit auf die Ziga- Zigaretten, λ

rettenblock-Stirnfläche ausgerichteten Strahlen sowie F i g. 3 einen Ausschnitt nach F i g. 1 in vergrößer- ^

Mittel vorgesehen, die auf eine durch vorhandene 45 tem Maßstab,

Fehler verursachte Intensitätsschwächung der zu- F i g. 4 eine Vorrichtung in einer anderen Ausfüh- ύ

rückgeworfenen Strahlen zwecks Erzeugung eines rungsform,

Signals zur Kennzeichnung bzw. Aussonderung der F i g. 5 eine Vorrichtung mit einer Vidikonröhre

fehlerhaften Zigarettenblocks reagieren. als optisch-elektrischen Umformer,

Mit dieser Vorrichtung wird erreicht, daß auf 50 F i g. 6 eine Schablone zur Aufhellung der Lücken

Grund von Intensitätsänderungen der zurückgewor- zwischen einzelnen Zigaretten und

fenen Strahlen Strukturfehler beispielsweise Krater F i g. 7 eine Einrichtung zur Prüfung einer einzel-

der Zigarettenenden -erkennbar werden, so daß sich nen Zigarette mit einem Sekundärelektronenverviel-

fehlerhafte Zigarettenblocks sicher ausscheiden las- fächer als optisch-elektrischem Umformer,

sen. 55 In Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 zur Aufnahme der

Zur Erkennung von Kratern in den Zigaretten- Lichtquelle 2, die hier etwa stabförmig ist, des Spiestirnflächen ist in weiterer Ausgestaltung die optische gels 3 und der übrigen optisch-elektrischen Bauteile Achse der Strahlungsquelle schräg zur Längsachse dargestellt. Die Lichtquelle, die hier nur schematisch des Zigarettenblocks ausgerichtet. dargestellt ist, kann beispielsweise infrarotes oder

Zweckmäßig wird die Wellenlänge der verwende- 60 ultraviolettes Licht abstrahlen und erstreckt sich

ten Strahlenquelle der Empfindlichkeit der reagie- längs der zu prüfenden Enden 4 der einen Block

renden Einrichtung angepaßt; es kann beispielsweise bildenden Zigaretten 5.

infrarote oder ultraviolette Strahlung ebenso verwen- Der Spiegel 3 ist im Schnitt parabolisch und die det werden wie normales, sichtbares Licht. Die Ver- Strahlenquelle in seinem Brennpunkt derart angewendung von ultraviolettem Licht ist deshalb beson- 65 ordnet, daß die abgestrahlten Lichtstrahlen schräg ders zweckmäßig, weil dadurch die geringen Färb- auf die Enden der Zigaretten eines Zigarettenblocks unterschiede der Tabakteilchen nicht mehr ins Ge- fallen, so daß Fehlstellen (Löcher oder Krater beiwicht fallen. Natürlich müssen die optischen Mittel spielsweise) als Schatten erscheinen. Die in Richtung

der Zigarettenachse reflektierte Strahlung wird von der reflektierenden Oberfläche 16 auf ein Optiksystem 6 geworfen, das die Zigarettenenden in der Ebene 7 abbildet. Dort befinden sich die Enden von 20 fotoelektrischen Bauelementen, beispielsweise Fotowiderständen 8, die in drei Reihen mit 7, 6, 7 Einzelelementen entsprechend dem Zigarettenblock angeordnet sind. Die einzelnen Bauelemente sind in Reihe geschaltet und diese Reihe bildet den Zweig 11 (Fig. 2) einer Wheatstone-Brücke 12. Wie üblich, sind die Punkte A und B mit der Stromquelle verbunden, während in der Diagonale C-D ein Relais 13 eingesetzt ist, das auf Störungen im Brückengleichgewicht reagiert, beispielsweise den Kontakt 14 öffnet, der den Eingang 15 eines Kontrollkreises kurzschließt. Anstatt in Reihe, können die Einzelelemente auch parallel oder kombiniert serienparallel angeordnet sein. Eine für die verwendete Wellenlänge der Strahlung transparente Platte 18 (F i g. 1) dichtet die Anordnung gegen das Außenlicht ab. In F i g. 3 ist die Wirkung der Schrägbestrahlung

»vergrößert dargestellt. Die von der Lichtquelle 22 ausgehende Strahlung wird mittels der Kondensor- ^ optik 20 parallel ausgerichtet. Lichtquelle und Optik P befinden sich in dem Gehäuse 23. Die Strahlung trifft auf einen Zigarettenkopf mit einem Fehler, in diesem Fall mit einem Loch 27. Die Kante 24 verhindert, daß der Loch- oder Kratergrund ausgeleuchtet wird, so daß die reflektierte Strahlung den Schatten auf dem fotoempfindlichen Bauelement28 abbildet, nachdem sie den Reflektor 26 und die Optik 21 passiert hat.

F i g. 4 zeigt, wiederum schematisch, eine Vorrichtung nach der Erfindung, wobei jedoch der Zigarettenkopf von zwei Lichtquellen 32 mit Spiegeln 33 beleuchtet wird. Die Optik 31 ist so eingestellt, daß sie die Stirnfläche 34 des Zigarettenkopfes scharf abbildet, wie es schematisch in 38 dargestellt ist. Die Tiefenschärfe der Optik ist so gering gewählt, daß bereits der Grund 39 des Loches 37 nicht mehr scharf abgebildet wird, so daß in der Abbildung die dunklere Partie 40 erscheint. Die Gesamtlichtmenge, die »auf den optisch-elektrischen Umformer trifft, ist also auch hier bei fehlerhaften Zigaretten geringer.

F i g. 5 zeigt die Anwendung eines Bildwandlers, fc hier eines Vidikons, für eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Lichtquelle 50, Spiegel 51 und Optik 52 bilden das Bestrahlungssystem. Die Abdeckung 53 ist transparent und an ihrer Fläche 54 liegen die Köpfe der Zigaretten 55 an. Diese Fläche wird mittels der Optik 56 auf dem Fenster bzw. der lichtempfindlichen Schicht des Vidikons 57 scharf abgebildet. Das Vidikon weist wie üblich die Kathode 58, die Beschleunigungsanode 59 und die lichtempfindliche Schicht 60 mit der Gegenelektrode 61 auf. Der Elektronenstrahl 62, fokussiert und abgelenkt durch die Spulen 66, tastet die Gegenelektrode 61 ab und erzeugt ein Signal am Arbeitswiderstand 63 entsprechend der Ausleuchtung. Bei Fehlern beispielsweise ergibt sich ein Impuls 64, der dann weiter ausgewertet wird. Die Stromversorgungseinrichtung 65 mit den Baugruppen für Fokussierung 67 und zeilenweise Abtastung 68 sind nur schematisch dargestellt.

Die Abdeckplatte 53 kann, wie F i g. 6 zeigt, auch durch eine Schablone ersetzt sein, beispielsweise aus 6g einem transparenten Material, auf deren Fläche 54 (F i g. 5) an den Stellen, die über den Lücken zwischen einzelnen Zigaretten liegen, eine reflektierende Schicht beispielsweise durch Auf dampf en aufgebracht ist. Der Reflexionsfaktor dieser Schicht soll dem mittleren Reflexionsfaktor fehlerloser Zigaretten entsprechen. Dann erscheint nur bei tatsächlichen Fehlern ein »Dunkek-Impuls 64. Man kann freilich auch den Elektronenstrahl an den Lücken einfach unterdrücken, beispielsweise durch eine im Innern des Vidikons angeordnete oder eine dem Vidikon vorgeschaltete Schablone in Form der abzutastenden Fläche des Zigarettenblocks oder durch elektronische Maßnahmen.

F i g. 7 zeigt die Anwendung eines Sekundärelektronenvervielfachers in einer Vorrichtung entsprechend der Erfindung. Lichtquelle 71, Spiegel 72 und Optik 73 bilden die Bestrahlungseinrichtung; die zu prüfende Zigarette 75 bzw. ihr Kopf 74 wird mittels der Optik 76 auf dem Fenster des SEV 77 abgebildet, und die Strahlung löst aus der ersten Elektrode 79 Elektronen aus. Diese werden in an sich bekannter Weise beschleunigt, lösen aus den nächsten Dynoden 80 ein bestimmtes Vielfaches von Elektronen aus, werden weiter beschleunigt usw. Schematisch ist hier angedeutet, daß sich die Zahl der jeweils ausgelösten Elektronen verdoppelt. Die ganze Anordnung ist, wie üblich, in einem Gehäuse aus Glas oder Quarz 78 untergebracht. Von der Fanganode 81 fließen die Elektronen über den Arbeitswiderstand 82 zurück zur Stromversorgungseinrichtung 84, die die aufsteigenden Spannungen für die einzelnen Dynoden liefert. Der Impuls 83 ist entsprechend dem vorhergehenden geringer, wenn die Zigarette fehlerhaft ist, so daß diese bzw. die ganze Packung auszusortieren wäre.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Prüfung der Zigarettenköpfe beschränkt, sondern kann sowohl zur Prüfung und/oder Kontrolle anderer Teile der Zigaretten verwendet werden, als auch für ähnliche Aufgaben anderer Industriezweige.

Claims

Patentansprüche:

1. Prüf- und Kontrollvorrichtung für die Stirnenden von Zigarettenblocks unter Anwendung optischer Strahlen, gekennzeichnet durch eine optische Strahlenquelle mit auf die Zigarettenblock-Stirnfläche ausgerichteten Strahlen sowie durch Mittel, die auf eine durch vorhandene Fehler verursachte Intensitätsschwächung der zurückgeworfenen Strahlen zwecks Erzeugung eines Signals zur Kennzeichnung bzw. Aussonderung der fehlerhaften Zigarettenblocks reagieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung von Kratern in den Zigarettenblock-Stirnflächen die optische Achse der Strahlungsquelle schräg zur Längsachse des Zigarettenblocks ausgerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zigaretten mindestens von zwei Seiten her schräg zur Längsachse der Zigaretten durch Lichstrahlen angestrahlt werden, und daß optisch-elektrische Reaktionsmittel vorgesehen sind, die eine, auf die von fehlerfreien Zigaretten zurückgeworfenen Lichtstrahlen scharf eingestellte Optik aufweisen, so daß vorhandene Fehler der Zigaretten infolge Intensitätsschwächung der von ihnen zurückgeworfenen Strahlen ein unscharfes Bild auf der Optik ergeben.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle aus einem Infrarot- oder Ultraviolett-Strahler besteht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel aus einem optisch-elektrischen Umformer besteht, der das von Fehlern der Zigaretten ausgelöste optische Signal in ein elektrisches Signal umformt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere optisch-elektrische Umformer für die einzelnen Zigaretten in einer Brückenschaltung zusammengeschaltet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Umformer optisch-elektrisehe Bildwandler verwandt werden.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lücken zwischen einzelnen Zigaretten einer Lage oder eines Blocks durch mindestens eine Schablone abgedeckt werden, deren mittlerer Reflektionsfaktor dem der fehlerlosen Zigaretten entspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildwandler mit einer Elektronenstrahlabtastung arbeitet.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl innerhalb des Vkükons od. dgl. durch eine in den Strahlengang eingefügte Schirmelektrode oder Maske an den Lücken zwischen den einzelnen Zigaretten einer Lage oder eines Blocks unterdrückt wird.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl des Vidikons od. dgl. an den Lücken zwischen einzelnen Zigaretten einer Lage oder eines Blocks durch bekannte rein elektronische Mittel (Schwarzsteuerung) unterdrückt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen