DE1632218C3 - Einrichtung zur Überwachung des Betriebes einer Zigarettenherstellmaschine - Google Patents

Description

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung (90) mit der Schneidvorrichtung (20) so gekoppelt ist, daß das Bezugssignal in Form eines 55 Impulses mit einer Breite etwa gleich der Impulsbreite in dem Dichtesignal erzeugt wird, das die örtlich verdichteten Bereiche darstellt, und daß die den Bezugsimpuls erzeugende Vorrichtung (32) in der Weise einstellbar ist, daß der Bezugs- 60 impuls (S₁) etwa in der Mitte eines jeden Impulses für den verdichteten Bereich in dem Dichte- Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung signal beginnt, wenn die Schneidvorrichtung (20) zur Überwachung des Betriebes einer Maschine zum und die die verdichteten Enden erzeugende Vor- Herstellen von Zigaretten mit verdichteten Enden, richtung (24) synchronisiert sind, damit ein Aus- 65 wobei die Maschine einen kontinuierlichen Tabakgangssignal direkt proportional einer Abweichung strang erzeugt, der überschüssigen Tabak in örtlich der verdichteten Bereiche von den Enden der verdichteten Bereichen in Bewegungsrichtung des abgeschnittenen Zigaretten erzeugt wird. Tabakstranges aufweist, wobei der Tabakstrang einer

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bezugsimpulse (S₁) erzeugende Vorrichtung (32) so einstellbar ist, daß der Bezugsimpuls in zeitlicher Koinzidenz mit dem Beginn eines jeden Impulses für den verdichteten Bereich in dem Dichtesignal beginnt, damit das Ausgangssignal ein Maximum wird, wenn die verdichteten Bereiche gleichzeitig die gewünschte Größe aufweisen und an den aneinanderstoßenden Enden benachbarter Zigaretten auftreten.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal zur Einstellung der Relativstellung der Schneidvorrichtung (20) und der die verdichteten Enden erzeugenden Vorrichtung (24) so beeinflußbar ist, daß der Zigarettenstrang etwa in der Mitte eines jeden verdichteten Bereiches durchgeschnitten wird.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenvergleichsschaltung (38) zwei Stromkreise aufweist, deren jeder ein Diodenelement (72, 74) zur Stromleitung in einer Richtung besitzt, daß je eine Schaltvorrichtung (Q₁, Q₂) in Reihe mit je einem Diodenelement (72, 74) geschaltet ist und das Dichtesignal mit der Phasenvergleichsschaltung (38) gekoppelt ist, daß eine gemeinsame Lastschaltung von jedem der Stromkreise anteilig benutzt wird und die Stromkreise mit dem Signalkopplungsgerät verbunden sind, damit ein Stromfluß in jeder Richtung durch die gemeinsame Lastschaltung auftritt, und daß die Schaltvorrichtung (Q₁, Q₂) mit der Schneidvorrichtung (20) so gekoppelt ist, daß ein Stromfluß im einen oder anderen Stromkreis der Phasenvergleichsschaltung über vorbestimmte Zeitperioden erhalten wird, die mit dem Betrieb der Schneidvorrichtung synchronisiert sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (82) den Mittelwert des durch die Lastschaltung fließenden Stromes anzeigt und daß die Kopplung zwischen der Schneidvorrichtung (20) und der Schaltvorrichtung (Q₁, Q₂) so einstellbar ist, daß ein mittlerer Stromwert erhalten wird, der Null ist, wenn die Schneidvorrichtung mit den verdichteten Bereichen des Zigarettenstranges synchronisiert ist und der direkt proportional einer Abweichung der verdichteten Bereiche von den Enden der durchgeschnittenen Zigaretten ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtemeßgerät (30) eine Strahlungsquelle (62), die auf einer Seite des Zigarettenstranges (18) angeordnet ist, und eine Strahlungsanzeigevorrichtung (64), die auf der anderen Seite des Zigarettenstranges gegenüber der Strahlungsquelle (62) angeordnet ist, aufweist.

Schneidvorrichtung zugeführt wird, die den Tabakstrang an den verdichteten Bereichen durchtrennt und Zigaretten mit verdichteten Enden erzeugt, wobei eine Meßvorrichtung die Dichte des Zigarettenstranges während seiner Bewegung zur Schneidvorrichtung feststellt und aufeinanderfolgende Dichtesignale erzeugt, von denen jedes aufeinanderfolgenden verdichteten Bereichen innerhalb des Zigarettenstranges entspricht und wobei eine Einrichtung in Abhängigkeit vom Schneidvorgang ein Bezugssignal erzeugt, das der Lage der Enden der abgeschnittenen Zigaretten entspricht.

Es ist bereits eine Meßvorrichtung in Form einer Betastrahlungsmeßvorrichtung bekannt, die den Zigarettenstrang mißt und die ein Signal ergibt, das die Dichte verdichteter Endbereiche anzeigen kann, wenn diese Meßvorrichtung an einer Maschine verwendet wird, die zur Herstellung von Zigaretten mit verdichteten Enden dient. In einer derartigen Meß vorrichtung ist ein fotoelektrischer Detektor vorgesehen, der Impulse in Abhängigkeit von den Spalten zwischen den einzelnen Zigaretten erzeugt, die von der Schneidvorrichtung abgeschnitten werden. Zweck dieser Impulse aus dem fotoelektrischen Detektor ist, das erzeugte Signal zum Anhalten des Betriebs des automatischen Steuergerätes zu verwenden und die Blende der Strahlungsquelle für die Meßvorrichtung zu verschließen, wenn die Zigaretten nicht mehr mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit aus der Schneidvorrichtung herauskommen, wie dies z. B. der Fall ist, wenn die Maschine langsamer läuft oder angehalten wird oder wenn der Zigarettenstrang unterbrochen wird, so daß die Zigaretten die Schneidvorrichtung nicht mehr verlassen (DT-AS 11 95 655).

Des weiteren ist eine Dichtemeßvorrichtung für einen Zigarettenstrang bekannt, die einen Detektor aufweist, der auf die Meßvorrichtung zur Erzeugung eines Abweissignals anspricht, wenn das Meßsignal anzeigt, daß die Dichte des Zigarettenstranges zu groß oder zu klein ist. Dieses Abweissignal wird über einen Schalter übertragen, der von der Schneidvorrichtung betätigt wird, so daß das Abweissignal nicht auf den Abweismechanismus übertragen wird, wenn nicht der Teil, der zu dicht oder nicht dicht genug ist, an den Enden der Zigaretten auftritt. Mit Hilfe einer derartigen Dichtemeßvorrichtung werden somit die Enden der Zigaretten beobachtet und die Zigaretten ausgeschieden, die schwerer oder leichter sind als einem Sollwert entspricht (US-PS 23 57 860).

Es sind Einrichtungen zur Erzielung von dichten Enden in Zigarettenherstellmaschinen in zahlreichen Variationen bekannt. Beispielsweise kann durch Saugwirkung eine erhöhte Tabakmenge in den Tabakstrom eingebracht werden, es können Verdichtungsräder verwendet werden, um den Tabakstrom an verschiedenen Stellen zusammenzudrücken, oder es kann eine rotierende Trimmerscheibe verwendet werden, die an ihrem Umfang Erhebungen aufweist und die an bestimmten Stellen des Tabakstromes mehr Tabak abschneidet als an anderen. Zum Stande der Technik wird insoweit auf US-PS 30 32 041 und GB-PS 813 576, 940153, 9 41852 und 9 48 736 hingewiesen.

Ein Problem, das bei derartigen Einrichtungen häufig auftritt, besteht darin, daß der zusätzliche Tabak im Zigarettenstrang an der falschen Stelle auftreten kann. Die Schneidvorrichtung wird normalerweise mit der das dichte Ende erzeugenden Vorrichtung synchronisiert, so daß das Schneidmesser im Tabakstrang im wesentlichen in der Mitte der dichten Bereiche durchschneidet. Die Einrichtung kann in einiger Entfernung (Größenordnung von 1 Meter) stromab in bezug auf die das dichte Ende hervorrufende Vorrichtung angeordnet sein, und die dazwischenliegenden Strangformeinrichtungen können eine nicht vorausbestimmbare Streckung des Tabakstromes und des Zigarettenstranges hervorrufen, wodurch eine Fehlausrichtung der Schneidvorrichtung mit. den dichten Stellen bzw. dichten Bereichen erzielt wird. Anstatt daß die dichten Bereiche in den beiden benachbarten, aneinanderstoßenden Zigarettenenden auftreten, wo der Strang durchgeschnitten wird, können diese dichten Bereiche in der Mitte der Zigarette auftreten.

Ein weiteres Problem bezieht sich auf den Betrag, um den die Dichte an den dichten Bereichen erhöht wird. Die Maschinen sind üblicherweise so ausgelegt,

ao daß sie eine Erhöhung um 10, 15 oder 2O°/o der Dichte in den Enden der Zigaretten ergeben. Maschinenfehler oder Fehleinstellungen können bewirken, daß die Größe der dichten Bereiche des Tabakstranges kleiner als erwünscht ist.

»5 Es war bisher notwendig, die Dichte einer großen Anzahl von Zigaretten von Hand zu prüfen, um festzustellen, ob die dichten Bereiche die gewünschte Größe hatten und an den Enden benachbarter Zigaretten auftraten oder nicht. Wenn die Fertigung fehlerhafter Zigaretten festgestellt wurde, war es notwendig, die Maschine anzuhalten und die das dichte Ende erzeugende Vorrichtung einzustellen. Dieses Verfahren war nicht nur zeitraubend, sondern auch kostspielig, weil eine große Anzahl von beanstandeten Zigaretten auf Grund der hohen Ausstoßrate, z. B. 1800 Zigaretten oder mehr pro Minute, von einer Maschine hergestellt wurden, bevor der Fehler entdeckt wurde. Ferner war es nahezu unmöglich, zu unterscheiden, ob es sich bei dem auftretenden Fehler um eine mangelhafte Synchronisierung der Schneidvorrichtung oder um eine Verringerung der Dichte in den dichten Bereichen handelte.

Ziel der Erfindung ist es, eine Überwachungseinrichtung der gattungsgemäßen Art in der Weise zu verbessern, daß die dichten Enden von Zigaretten während der Herstellung der Zigaretten automatisch an der gewünschten Stelle aufrechterhalten werden.

Hierzu wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,

daß eine Phasenvergleichsschaltung vorgesehen ist, die die Bezugssignale und die Dichtesignale in ihrer Phasenlage zueinander fortlaufend vergleicht und Größe und Richtung einer aufgetretenen Phasenverschiebung zwischen den verdichteten Enden und der Schnittstelle in einem Anzeigegerät anzeigt, und daß in Abhängigkeit von dieser Anzeige die Lage der verdichteten Bereiche im Tabakstrang so veränderbar ist, daß der Schnitt in einer ausgewählten Lage in bezug auf die Mitte der verdichteten Bereiche erfolgt.

Vorzugsweise kann die Phasenvergleichsschaltung eine Schaltanordnung aufweisen, die mit der Schneidvorrichtung synchronisiert ist und die einen Teil eines jeden Dichtesignals invertiert, und der übrige Teil des Dichtesignals kann mit dem invertierten Teil so kombiniert werden, daß ein Ausgangssignal entsteht, das direkt proportional einer Abweichung in den verdichteten Bereichen von den Enden der abgeschnittenen Zigaretten ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, die Synchronisierung zwischen der das verdichtete Ende ausbildenden Vorrichtung und der Schneidvorrichtung selbsttätig zu steuern, wobei ein elektrisches Signal mit einer Richtungscharakteristik vorgesehen wird, um eine selbsttätig arbeitende Regeleinrichtung verwenden zu können.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Überwachung des dichten Endes von Zigaretten für eine Zigarettenmaschine, teilweise in schematischer Darstellung,

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Zigarettenstrangdichte, abhängig von der Zeit, für zwei verschiedene Zigarettenproben,

F i g. 3 eine graphische Darstellung, die das Ausgangssignal der Phasenvergleichsschaltung angibt, welche in der Überwachungseinrichtung nach F i g. 1 verwendet wird,

F i g. 4 in schematischer Darstellung eine bevorzugte, synchrone Anzeigevorrichtung zur Verwendung in der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung,

F i g. 5 a und 5 b graphische Darstellungen, die die Kurvenformen des Eingangssignals und des Ausgangssignals der Synchronanzeigevorrichtung nach F i g. 4 in einer Betriebsart zeigen,

F i g. 6 eine Schnittansicht einer Einrichtung zur Einstellung des Zeitbezugswertes des Impulsgenerators für die Schneidvorrichtung und

F i g. 7 a bis 7 d graphische Darstellungen verschiedener Kurvenformen, die bei der Synchronanzeigevorrichtung nach Fig.4 auftreten, welche in einer anderen Betriebsart arbeitet.

Für den Zigarettenherstellvorgang wird eine Tabakstromformeinrichtung 10 verwendet, die einen Tabakstrom 12 einem Strangformer 14 zuführt. Der Strangformer 14 wickelt einen Papierstreifen 16 um den Tabakstrom 12 und verleimt den Saum, so daß ein Zigarettenstrang 18 entsteht. Der Zigarettenstrang 18 wird einer Schneidvorrichtung 20 zugeführt, die periodisch eine Zigarette 22 mit der Länge L von dem kontinuierlichen Strang 18 abschneidet. Bisher ist diese Art des industriellen Vorganges gemessen und gesteuert worden, um Zigaretten herzustellen, die ein gewünschtes Gewicht pro Längeneinheit aufwiesen.

Manche Maschinen sind mit einer ein dichtes Ende erzeugenden Vorrichtung 24 ausgerüstet, die eine rotierende Trimmerscheibe aufweisen kann, welche erhabene Teile besitzt, die am Umfang versetzt angeordnet sind; es können aber auch andere Einrichtungen verwendet werden, die die gleiche Aufgabe erfüllen. Die Scheibe schneidet eine bestimmte Menge Tabak 12 a ab, die stromaufwärts wieder in den Tabakstrom rückgeführt wird, wobei eine zu große Tabakmenge in dichten Bereichen R belassen wird, die eine Zigarettenlänge L voneinander versetzt sind. Die Dichte des Tabaks in den dichten Bereichen R des Zigarettenstranges 18 kann bis zu 20% größer sein als die Dichte im übrigen Teil des Stranges 18. Bei einem typischen Beispiel ist die Länge Δ L des dichten Bereiches 10 bis 20 mm, während die gesamte Zigarette etwa 70 mm lang ist.

Ein Hauptantriebsmotor 26 führt gleichzeitig den Zigarettenstrang 18 der Schneidvorrichtung 20 zu und betätigt die Schneidvorrichtung 20 in der Weise, daß sie Zigaretten etwa gleicher Länge von dem Strang 18 abschneidet. Die Vorrichtung 24 (Trimmerscheibe) zur Erzeugung des dichten Endes ist auch mit dem Hauptantriebsmotor 26 gekoppelt, wie durch die gestrichelte Linie 28 angedeutet. Die Aufgabe besteht darin, den Schneidvorgang zeitlich mit der Vorrichtung 24 so zu koppeln, daß die Schneidvorrichtung 20 den Tabakstrang 18 in der Mitte eines jeden dichten Bereiches R durchschneidet. Wenn auf Grund von Änderungen der Längenabmessung des Stranges 18 oder eines Schlupfes des Antriebs zur Schneidvorrichtung 20 oder zur Trimmerscheibe die Schneidvorrichtung und die dichten Bereiche R nicht synchron sind, weisen die Zigaretten 22 entweder eine ungenügende Tabakmenge am einen oder am anderen Ende oder überhaupt keine dichten Enden auf.
Dies ist graphisch in F i g. 2 dargestellt, in der ein

ao Dichteprofil 27 auf der gleichen Zeitskala wie die Impulse 29 aufgetragen ist, welche auftreten, wenn die Schneidvorrichtung 20 den Tabakstrang durchschneidet. Eine darüber angeordnet dargestellte Zigarette 22 ist im Schnitt gezeigt, um einen einwandfreien Zustand für das dichte Ende (I) und einen unerwünschten Zustand für das dichte Ende (II) anzuzeigen. In beiden Fällen sind die Enden der Zigarette 22 zeitlich in Koinzidenz mit den Schneidvorrichtungsimpulsen 29. Im FaIlI jedoch kommen die dichten Bereiche R an der Schneidvorrichtung 20 an, wenn eine Zigarette abgeschnitten wird, und die Zigaretten weisen dichte Endteile auf. Der Fall II zeigt eine Situation, in der dichte Bereiche R an der Schneidvorrichtung 20· einige Millisekunden später ankommen, so daß die abgeschnittenen Zigaretten einen in der Mitte liegenden dichten Teil aufweisen.

Es ist erwünscht, den Strang 18 kontinuierlich jeweils an dem dichten Bereich R durchzuschneiden. Durch einen Schnitt etwa in der Mitte dieses Bereiches erhält ein Ende der Zigarette 22 etwa die gleiche Menge an zusätzlichem Tabak wie das andere Ende. Um dieses Resultat zu erzielen, muß man wissen, wann jeder dichte Bereich R an der Schneidvorrichtung 20 auftritt. Durch Vergleich der Ankunftszeit eines jeden dichten Bereiches mit der Zeit, zu der jede Zigarette von dem Strang 18 abgeschnitten wird, kann bestimmt werden, ob die Schneidvorrichtung richtig synchronisiert ist oder nicht; falls sie nicht synchron arbeitet, können Größe und Rich-

tung von der Synchronisierung festgestellt werden.

In Verbindung mit F i g. 1 wird das relative Maß für die Synchronisierung der Schneidvorrichtung durch Vergleich der Phasenlage der Schneidvorrichtungsimpulse 31 in einem Bezugssignal S₁ relativ zu

den größeren Dichteimpulsen in einem Signal S₂, das durch eine Dichtemeßvorrichtung 30 erzeugt wird, verglichen. Die Impulse 31 werden durch einen Bezugsimpulsgenerator 32 erzeugt, der mechanisch mit der Schneidvorrichtung 20 gekoppelt ist, wie gestrichelt mit 34 angedeutet. In seiner einfachsten Form kann der Generator 32 ein Schalterkontakt sein, der jedesmal dann schließt, wenn eine Zigarette 22 von dem Strang 18 abgeschnitten wird.

Die Dichtemeßvorrichtung 30 ist vorzugsweise stromaufwärts in bezug auf die Schneidvorrichtung 20 angeordnet, damit sie die Dichte des Stranges 18 mißt, und kann beispielsweise eine Kapazitätsmeßvorrichtung sein. Eine bevorzugte Ausführungsform

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eines Wandlers wird nachstehend erläutert. Die mit Nullpunkt in der Mitte versehen sein, so daß das Dichtemeßvorrichtung 30 ist räumlich so nahe wie Betriebspersonal unmittelbar jede Abweichung der möglich an der Schneidvorrichtung 20 angeordnet. Synchronisierung zwischen Schneidvorrichtung und Dadurch, daß die Meßvorrichtung 30 um eine ganze dichtem Ende beobachten kann.
Zahl von Zigarettenlängen η L von der Schneidvor- 5 Diese Richtungsempfindlichkeit der Phasenverrichtung 20 versetzt ist, ist bekannt, daß ein dichter gleichsschaltung gemäß der Erfindung macht es für Bereich R gleichzeitig an der Meßvorrichtung 30 und die Steuerung des Vorganges besonders vorteilhaft, an der Schneidvorrichtung 20 auftritt. Wenn es die gewünschte Synchronisierung aufrechtzuerhalten, räumlich nicht möglich ist, diesen bevorzugten Ab- Beispielsweise kann die Meßgerätskala in Graden stand zu erzielen, kann entweder das Meßvorrich- ίο geeicht werden. Das Betriebspersonal kann dann die tungssignal S₂ oder das Schneidmessersignal S₁ mit Größe und Richtung der Phasenverschiebung zwi-Hilfe einer Einrichtung 36 verzögert werden. Die sehen Schneidvorrichtung und dichtem Ende ablesen Größe der Verzögerung, die durch die Einrichtung und entsprechende Einstellungen an der Maschine 36 eingeführt wird, soll alle eingeprägten Verzöge- vornehmen, um den fehlerhaften Zustand am dichten rungen bei der Messung der Strangdichte durch die 15 Ende zu korrigieren. Dies kann von Hand durch An-Meßvorrichtung 30 berücksichtigen. halten der Maschine und durch Drehen der Trimmer-

Eine Phasenvergleichsschaltung 38 vergleicht die scheibe für das dichte Ende um einen gegebenen Phasenlage des Dichtesignals S₂ mit dem des Bezugs- Betrag in der einen oder anderen Richtung geschehen, signals S₁. Die Phasenvergleichsschaltung 38 ergibt Andererseits kann jedoch auch eine automatische ein Ausgangssignal, das direkt proportional der Dif- ao Steuerung durch ein Steuergerät 46 vorgenommen ferenz der Phasenlage zwischen einem periodischen werden, das direkt von dem Ausgangssignal S_s aus Signal und einem anderen ist. Das erhaltene Signal der Vergleichsschaltung betätigt wird. Ein Differenist direkt proportional der Synchronisierung des dich- tialgetriebe 48 kann verwendet werden, um den ten Endes der Schneidvorrichtung, d. h., daß sich Hauptantriebsmotor 26 gleichzeitig mit der Schneidihre Größe stets in der gleichen Richtung ändert, wie 35 vorrichtung 20 und der Vorrichtung 24 für das dichte die Schneidvorrichtung von einer nacheilenden in Ende zu koppeln. Das Differential 48 weist zwei Abeine voreilende Beziehung zu den Bereichen dichten gabewellen 50 und 52 auf, deren Relativgeschwindig-Endes gebracht wird. Ein Meßgerät 40 kann zur An- keiten, wie mit Pfeilen angedeutet, einstellbar sind, zeige des Ausgangssignals S₃ verwendet werden, das Beispielsweise wird eine Steuerwelle häufig zur Ändurch die Phasenvergleichsschaltung erzeugt wird. 30 derung des Verhältnisses der Geschwindigkeit einer

In dem in der Zeichnung dargestellten Ausfüh- Welle zur Geschwindigkeit der anderen Welle verrungsbeispiel weist das Dichtesignal S₂ Teile auf, die wendet. Das Steuergerät 42 ist mit dieser Einstelldie vergrößerte Dichte in den Dichtebereichen R dar- vorrichtung über die gestrichelte Linie 54 verbunstellen. Diese erscheinen als Dichteimpulse 42, die den. Andere Mechanismen zur Erzielung einer autosich über den mittleren Dichtesignalpegel erstrecken. 35 matischen Steuerung der Schneidvorrichtungssynchro-Ein typischer Impuls kann zu einem Zeitpunkt i₀ be- nisierung sind nicht Gegenstand der Erfindung und ginnen und etwa zu einem Zeitpunkt J₁ die Mitte werden hier nicht weiter erörtert,
erreichen. Wenn die Schneidvorrichtungsimpulse 31 Es hat sich als besonders zweckmäßig herausgezum Zeitpunkt t_t ankommen, wird der Zigaretten- stellt, eine Synchronanzeigeschaltung 60 zu verwenstrang 18 in der Mitte der dienten Bereiche R durch- 40 den, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist. Die Phasenlage geschnitten, und das Ausgangssignal S₃ der Phasen- des Dichtesignals, das an der Klemme A aufgegeben vergleichsschaltung 38 fällt auf Null, wie das Meß- wird, wird mit der Phasenlage der Bezugsimpulse gerät 40 anzeigt. Wenn die Schneidvorrichtungs- verglichen, die an der Klemme B zugeführt werden, impulse früher oder später als zum Zeitpunkt J₁ an- damit ein Ausgangssignal erhalten wird, das direkt kommen, eilen die dichten Bereiche R relativ zur 45 proportional den Verschiebungen der Synchronisie-Schneidvorrichtung 20 entweder vor oder nach. Die rung zwischen den dichten Enden und der Schneid-Schneidvorrichtung 20 ist dann nicht mehr mit der vorrichtung ist. Die synchrone Anzeigeschaltung 60 Vorrichtung 24, die das dichte Ende der Zigarette gemäß der Erfindung ist besonders zur Demodulieerzeugt, synchronisiert. Es werden Zigaretten 22 ent- rung des Dichtesignals geeignet, das durch die Meßweder mit einer ungleichen Tabakmenge an den 50 vorrichtung 30 erzeugt wird, weil alle Dichtekompojeweiligen Enden oder ganz ohne verdichtete Enden nenten in dem Signal mit Ausnahme der Impulse hergestellt. des dichten Bereiches willkürlich sind.

Die Änderung des Ausgangssignals S₃ der Phasen- Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die vergleichsschaltung 38 mit der Taktgeber- oder Pha- Dichtemeßvorrichtung 30 eine Strahlungsquelle 62 senwinkeldifferenz zwischen den dichten Enden und 55 und eine Strahlungsanzeigevorrichtung 64 auf, die auf der Schneidvorrichtung ist in F i g. 3 dargestellt. Die entgegengesetzten Seiten des Zigarettenstranges 18 charakteristische Kurve 44 ist direkt proportional der angeordnet sind, damit ein Signal erzeugt wird, das gewünschten Phasenwinkeldifferenz, d. h., sie ist eine proportional der Dichte oder dem Gewicht pro Länmonotone Funktion, die sowohl die Größe als auch geneinheit des Zigarettenstranges 18 ist. Der Verstärdie Richtung einer jeden Abweichung von der Syn- 60 ker 66 verstärkt das Ausgangssignal der Strahlungschronisation anzeigt. Die Signalcharakteristik 44 meßvorrichtung. Der Kondensator 68 dient zum Ankehrt die Polarität bei 0° um, wo die Schneidvor- koppeln des verstärkten Dichtesignals an die Einrichtung 20 und die Vorrichtung 24 für das verdich- gangsklemme A der Synchronanzeigevorrichtung 60 tete Ende in exakter Weise synchronisiert sind. Des- und zur wirksamen Blockierung jedes Gleichstromhalb ist es möglich, nicht nur festzustellen, ob die 65 pegels, den das Dichtesignal aufweisen kann.
Schneidvorrichtung vom synchronen Betrieb ab- Die Anzeigevorrichtung 60 weist einen in der weicht, sondern auch, in welcher Richtung sie ab- Mitte angezapften Eingangswandler 70, dessen Wickweicht. Die Meßvorrichtung 40 kann mit einer Skala lungspolaritäten mit Punkten angedeutet sind, einen

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oberen Zweig mit dem Transistor Q₁, der Diode 72 Synchronanzeigevorrichtung ein Signal entgegenge-

und dem Widerstand 74 sowie. einen unteren Zweig setzter Polarität erzeugt. Die Ausgangssignalcharakte-

mit dem Widerstand Q₂, der Diode 76 und dem Wi- ristik der Synchronanzeigevorrichtung 60 ist ähnlich

derstand 78 auf, die mit den entgegengesetzten Enden der in F i g. 3 gezeigten.

der Transformatorsekundärwicklung 70 a verbunden 5 Es ist erforderlich, das System zu Anfang durch sind. Die freien Enden der Widerstände 74 und 78 Orientierung der Schneidvorrichtungswelle 90 in besind miteinander verbunden, und ein Kondensator 80 zug auf die Winkellage einzustellen, um ein Nullschließt ihre Verbindungsstelle an die Bezugsimpuls- signal auf dem Meßgerät 32 zu erzielen, wenn Zigaeingangsklemme B an. Das Ausgangsmeßgerät 82 ist retten mit gleichen dichten Enden erzeugt werden, in Reihe mit einem Widerstand 84 zwischen die Mit- io Im Anschluß daran gibt jede Abweichung der Meßtenanzapfung 86 der Sekundärwicklung 70 α des anzeige von dem Wert Null die Richtung und Größe Transformators 70 und Erde G gelegt. Der Konden- der Phasenverschiebung zwischen Schneidvorrichtung sator 88 ist an das Meßgerät 82 angeschlossen, um und dichtem Ende an. Um die gewünschte mechaden Stromfluß zwischen der Wandlermittenanzapfung nisch-zeitliche Beziehung zu Beginn zu erhalten, kann 86 und Erde G zu mitteln. 15 die Einrichtung nach F i g. 6 verwendet werden. Die

Bezugsimpulse können dadurch erhalten werden, Lampe 96 und der Fototransistor 98 sind in einem

daß Licht von einer rotierenden Welle 90 reflektiert Gehäuse 110 angeordnet, das in der Nähe der

wird, die einen Teil der Schneidvorrichtung des Schneidvorrichtungswelle 90 und mit dieser drehbar

Schneidgerätes 20 bildet. Die Welle 90 rotiert kon- befestigt ist. Das Gehäuse 110 ist konzentrisch be-

tinuierlich, wenn das Messer 92 den Zigarettenstrang ao festigt dargestellt, es ist jedoch nicht erforderlich, daß

18 durchschneidet. Segmente aus reflektierendem das Gehäuse die Welle 90 umgibt. Das Gehäuse 110

Farbauftrag oder ein Bandstreifen 94 können um den weist ein sektorförmiges Zahnsegment 112 auf, das

Umfang der Welle 90 versetzt sein. Eine Lichtquelle in Eingriff mit einer Schnecke 114 steht. Das Ge-

96 richtet Licht auf die Achse 90. Ein Fototransi- häuse 110 kann relativ zur Schneidvorrichtungswelle

stör 98 kann das Licht aufnehmen, das von dem 35 90 gedreht werden und die Schnecke 114 in Drehung

Streifen 94 reflektiert wird, wenn die Welle 90 rotiert. versetzen. Das Ende der Schnecke 114 kann ge-

Der Fototransistor 98 erzeugt somit eine Impulsfolge, schlitzt sein, so daß Feineinstellungen vom Bedie-

die verstärkt und von einer Einheit 100 geformt wer- nungspersonal mittels eines Schraubenziehers vorge-

den kann. Die Ausgangsimpulse aus der Einheit 100 nommen werden können.

werden mit der Bezugsimpulseingangsklemme B der 30 Licht wird periodisch von den Bandsegmenten 94

Synchronanzeigevorrichtung 60 gekoppelt. Die Länge gegen einen Fototransistor 98 reflektiert, wenn die

der Streifen 94 wird groß genug gewählt, damit eine Schneidvorrichtungswelle 90 rotiert. Die Länge des

Bezugsimpulsbreite etwa gleich der Breite der Im- Impulses, der von dem Fototransistor 98 erzeugt

pulse 42 dichten Bereiches in dem anzuzeigenden wird, ist proportional der Winkellänge eines jeden

Dichtesignal erhalten wird. 35 Streifens 94.

Die Arbeitsweise der synchronen Anzeige- und Um die erfindungsgemäße Einrichtung in Betrieb

Überwachungseinrichtung für das dichte Ende läßt zu nehmen, werden die Schneidvorrichtung 20 und

sich am besten in Verbindung mit den Kurvenformen die Vorrichtung 24 für das dichte Ende in bezug auf-

nach den F i g. 5 a und 5 b erläutern, einander so eingestellt, daß die Schneidvorrichtung

Die Transistoren Qj und Q₂ der synchronen An- 40 20 den Strang 18 etwa in der Mitte der dichten Bezeigevorrichtung 60 wirken wie zwei miteinander ge- reiche R durchtrennt. Die Schnecke 114 wird gedreht, koppelte einpolige Schalter, die erst den einen Zweig damit das Gehäuse 110 so lange in Drehung versetzt und dann den anderen in die Ausgangsschaltung syn- wird, bis der Ausgang der synchronen Anzeigevorchron mit den an der Klemme B aufgegebenen Be- richtung 60 Null wird. Wird die Schneidvorrichtungszugsimpulsen verbinden. Die Wirkung besteht darin, 45 bewegung angehalten, wenn die Schneidvorrichtung den Teil der Dichtekurvenform umzuwandeln, der den Strang 18 durchtrennt, wird das Gehäuse 110 während der Zeitdauer des Bezugsimpulses 102 auf- auf die in F i g. 6 gezeigte Stellung eingestellt. Zu dietritt und in F i g. 5 a gestrichelt der Einfachheit halber sem Zeitpunkt, wenn der Schneidvorrichtungsimpulsdargestellt ist. Das Ausgangssignal, das der Strom bezugswert genau eingestellt ist, wird Licht von der durch das Meßgerät 82 sein kann, wird von dem in 50 auflaufenden Kante des Streifens 94 reflektiert. Die-F i g. 5 a dargestellten Sinne umgekehrt, ausgenom- ser Zeitpunkt ist der Zeitpunkt t_t in F i g. 5 a. Eine men während der Zeitdauer Δ t des Bezugsimpulses fortgesetzte Bewegung der Welle 90 bewirkt, daß 102. Wenn die Schneidvorrichtung in geeigneter Licht bis zum Zeitpunkt t₂ reflektiert wird. Es kön-Weise mit den Dichtebereichen synchronisiert ist, be- nen verschiedene Streifen eines reflektierenden B anginnt der Bezugsimpuls 102 etwa in der Mitte des 55 des auf der Welle 90 vorgesehen sein. Wenn beispiels-Dichtebereichs zum Zeitpunkt t_v Da für alle prakti- weise die Schneidvorrichtung 20 drei Zigaretten je sehen Bedürfnisse die Änderungen der Dichte 104 Umdrehung der Welle 90 abschneidet, können drei des Restes des Zigarettenstranges 18 willkürlich sind Streifen 94 gleicher Länge um 120° versetzt am Um- und der Dichtebereichsimpuls verhältnismäßig sym- fang der Welle 90 angeordnet sein. Ebensogut könmetrisch und über die Zeitdauer t_x umgekehrt ist, ist 60 nen aber auch andere mechanische oder elektronische der mittlere Wert des Ausgangssignals der Synchron- Vorrichtungen verwendet werden, um den gewünschanzeigevorrichtung 60 etwa Null. ten Zeitbezugswert für den Schneidimpuls zu errei-

Der mittlere Wert des Ausganges ist verschieden chen.

von Null, wenn die auflaufende Kante des Bezugs- Ein interessanter Vorteil tritt auf, wenn das »Fen-

impulses 102 zum Zeitpunkt I₁ nicht auftritt. Eine 65 ster«, das durch den Bezugsimpuls 102 erzielt wird,

zeitliche Verschiebung in einer Richtung erzeugt ein zeitlich mit dem Dichtebereichsimpuls nach F i g. 7 a

Ausgangssignal mit einer Polarität, und eine Ver- zusammenfällt. Wenn der Bezugsimpuls 102 zu

Schiebung in der anderen Richtung bewirkt, daß die einem Zeitpunkt J₀ beginnt, wird ein mittlerer Wert

verschieden von Null berechnet. Dies ist graphisch in F i g. 7 b dargestellt. Es kann festgestellt werden, daß der berechnete mittlere Wert hauptsächlich eine Funktion der Dichtebereichsimpulse 116 ist, da der Mittelwert der willkürlichen Dichten im übrigen Teil 5 des Signals etwa gleich Null ist. Der Bezugsimpuls 102 kann absichtlich in zeitlicher Hinsicht verschoben werden, damit der Dichtebereichsimpuls 116 mit eingeschlossen wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß das Gehäuse 110 (F i g. 6) im Gegenuhrzeigersinn um einen mechanischen Winkel Θ verschoben wird, der der Differenz zwischen den Zeiten t₀ und t_x entspricht. Wenn ein dichtes Ende von 10 mm auf einer 70 mm langen Zigarette vorgesehen wird, kann der Winkel Θ für die in F i g. 6 gezeigte Einrichtung nach folgender Formel berechnet werden:

_θ = 120° ^5mm ^ 8,5°.
70 mm

Ein Bedienungsknopf 118 kann mit der Schnecke ao 114 gekoppelt sein, damit das Gehäuse 110 um den Winkel Θ gedreht werden kann. Der Bedienungsknopf 118 kann mit einer Anzeigescheibe versehen sein, um eine der beiden Arbeitsweisen der. synchronen Anzeigevorrichtung 60, nämlich Nr. 1 oder 2, einzustellen. Andererseits kann ein Servomechanismus die erforderliche Verschiebung automatisch bei Bedarf vornehmen.

Bei Wahl der Stellung 1 spricht das System vorzugsweise auf die Abweichung der Schneidvorrichtung 20 und der dichten Bereiche R zur Synchronisierung an. Wenn die richtige Dichte in jeden Dichtebereich R eingeführt wird, wird das Ausgangssignal der Anzeigevorrichtung 60 direkt proportional der Abweichung der Schneidvorrichtung und der Dichtebereiche von der Synchronisierung. Da die Anzeigevorrichtung 60 bis zu einem gewissen Grade amplitudenempfindlich ist, kann eine Änderung in der Größe der Dichte der dichten Bereiche R im Ausgangssignal reflektiert werden. Die Anzeigevorrichtung 60 kann gegenüber Änderungen in der Dichte in den dichten Bereichen dadurch unempfindlich gemacht werden, daß eine Signalbegrenzungsschaltung, z.B. ein Beschneider 120 (Fig.4), beispielsweise in die Bahn des Dichtesignals eingesetzt wird. Andererseits kann ein Beschneiden in der Ausgangsschaltung der Anzeigevorrichtung 60 vorgesehen werden. Das Meßgerät 82 zeigt stets Null an, wenn die einwandfreie Synchronisierung gegeben ist, unabhängig davon, welche Änderungen in der Größe der Dichte der Bereiche R dichter Enden auftreten. Das Meßgerät zeigt auch an, in welcher Richtung die Schneidvorrichtung und die dichten Bereiche aus der Synchronisierung gekommen sind.

In der Stellung 2 spricht das Instrument nicht nur auf eine Abweichung, sondern auch auf eine unerwünschte Dichte der dichten Bereiche R an. Der mittlere Wert, der auf dem Meßgerät 82 abgelesen wird, wird ein Maximum, wenn einwandfreie Zigaretten mit dichtem Ende hergestellt werden. Wenn aus bestimmten Gründen eine zu geringe Menge an Tabak in die dichten Bereiche R eingeführt wird, nimmt der angezeigte Mittelwert ab, obgleich die Maschine noch richtig synchronisiert sein kann. Bei einer Abweichung vom Synchronisierungszustand wird der Impuls 116 (F i g. 7 a) relativ zum Impuls 102 verschoben, wodurch das Ausgangssignal im Mittelwert abnimmt.

In den F i g. 7 c und 7 d ergibt die Anzeigevorrichtung 60 in der Stellung 2 oder beim Spitzenablesebetrieb ein Signal für das dichte Ende am Emitter des Transistors Q₁, und ein Signal, das die Dichteänderung im übrigen Teil der Zigaretten 22 anzeigt, tritt am Emitter des Transistors Q₂ auf. Diese Signale sind abwechselnd mit Erde (Nullpotential) zu verschiedenen Zeitpunkten verbunden, wenn der eine oder der andere der Transistoren Q₁, Q₂ durch den Schneidvorrichtungs-Bezugsimpuls 102 stromleitend wird. Diese Signale können unabhängig voneinander verarbeitet und bewertet werden, um die nicht dargestellten Steuereinrichtungen für die gesamte Zigarette auszunutzen. Es kann erforderlich sein, die Begrenzungsschaltung 120 mit Hilfe eines Schalters 122 auszuschalten, der von dem Bedienungsknopf 108 (F i g. 6) aus betätigt wird, wenn die Einrichtung im Spitzenablesebetrieb arbeitet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Überwachung des Betriebes einer Maschine zum Herstellen von Zigaretten mit verdichteten Enden, wobei die Maschine einen kontinuierlichen Tabakstrang erzeugt, der überschüssigen Tabak in örtlich verdichteten Bereichen in Bewegungsrichtung des Tabakstranges aufweist, wobei der Tabakstrang einer Schneidvorrichtung zugeführt wird, die den Tabakstrang an den verdichteten Bereichen durchtrennt und Zigaretten mit verdichteten Enden erzeugt, wobei eine Meßvorrichtung die Dichte des Zigarettenstranges während seiner Bewegung zur Schneidvorrichtung feststellt und aufeinanderfolgende Dichtesignale erzeugt, von denen jedes aufeinanderfolgenden verdichteten Bereichen innerhalb des Zigarettenstranges entspricht, und wobei eine Einrichtung in Abhängigkeit vom Schneidvorgang ein Bezugssignal erzeugt, das der Lage der Enden der abgeschnittenen Zigaretten entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phasenvergleichsschaltung (38) vorgesehen ist, die die Bezugssignale (S₁) und die Dichtesignale (S₂) in ihrer Phasenlage zueinander fortlaufend vergleicht und Größe und Richtung einer aufgetretenen Phasenverschiebung zwischen den verdichteten Enden und der Schnittstelle in einem Anzeigegerät (40) anzeigt, und daß in Abhängigkeit von dieser Anzeige die Lage der verdichteten Bereiche im Tabakstrang (12) so veränderbar ist, daß der Schnitt in einer ausgewählten Lage in bezug auf die Mitte der verdichteten Bereiche erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenvergleichsschaltung (38) eine Schaltanordnung (60) aufweist, die mit der Schneidvorrichtung (20) synchronisiert ist und die einen Teil eines jeden Dichtesignals invertiert, und daß der übrige Teil des Dichtesignals mit dem invertierten Teil so kombiniert wird, daß ein Ausgangssignal entsteht, das direkt proportional einer Abweichung in den verdichteten Bereichen von den Enden der abgeschnittenen Zigaretten ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenvergleichsschaltung (38) die kombinierten Signalteile mittelt und ein Ausgangssignal erzeugt, das direkt proportional einer Abweichung der verdichteten Bereiche von den Enden der abgeschnittenen Zigaretten ist.