-
Vorrichtung zum Messen der Brenngeschwindigkeit von Zigaretten Die.
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Yiessen der Zeit, die
benötigt wird, bis eine Zigarette um eine bestimmte Länge abbrennt.
-
:s ist bekannt, de_ß es das Bestreben aller Zigarettenhersteller ist,
Zigaretten herzustellen, welche so gleichförmig wie möglich sind. Das bedeutet,
daß Zigaretten,die unter einer bestimmten Bezeichnung heute hergestellt werden,
dieselben Raucheigenschaften. entwickeln sollten?, wie die gestern hergestellten
Zigaretten. Die Zeitdauer, welche eine Zigarette brennt, ist einer dieser Faktoren,
der falls er differiert leicht vom Raucher festgestellt wird, da er ein Idl( rkmal
für die Veränderungen im Tabak in der Mischung in der Dicke der Zigaretten und,
in ihrem Zug darstellt.
Deshalb ist es sehr wichtig, daß die Zigarettenhersteller
genaue und verläßliche Einrichtungen besitzen, um eine große Anzahl von,Zigarettenproben
während des Herstellungsvorgangs zu testen.
-
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine derartige Vorrichtung
zu schaffen, wobei insbesondere auch t;'ert darauf gelegt wurde, daß gleichzeitig
eine große Anzahl von Zigaretten unabhängig voneinander getestet werden kann. Hierfür
sollen Einrichtungen geschaffen werden, welche genau die Brenndauer einer spezifischen
Zigarettenlänge zu messen gestatten und die gemessenen Werte aufzeichnen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrichtung ; vor,
welche ein zur Befestigung der Zigaretten in horizontaler Lage dienenden Bauteil
sowie einen Schirm enthält der entlang der Zigarette angeordnet ist und der mit
zwei in Abstand voneinander angeordneten Schlitzen versehen ist, hinter denen Fühlelemente
angeordnet sind, welche das Passieren der Zigarettenglut feststellen können, um
dadurch eine Zeitmesseinrichtung zu steuern, die die Zeitdauer zwischen dem Ansprechen
des ersten und zweiten Fühlelements feststellt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße
Vorrichtung einen Zeitmeeskreie mit einem Impulsgenerator zur Erzeugung einer konstant
distanzierten Impulsfolge, welcher als ZeitbasiskrOis dient, einen Impulszähler
mit
isoeller Anzeige,einen elektrischen An- Ausschalter zum Kontrollieren des Zeitbasiskreises
und zwei Fühlelemente zur Kontrolle des An-Ausschalters.
-
Anhand der in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiele soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher
erläutert werden. Dabei zeigt: Fig. 1 eine Frontansicht einer Vorrichtung nach der
Erfindung zum Feststellen der Brennzeit vieler Zigaretten; Fig. 2 eine Seitenansicht
zum Teil im Schnitt einer Zigarettenhaltevorrichtung; Fig. 3 eine Draufsicht auf
die in-Fig. 2 dargestellte Vorrichtung; Fig. 4 eine schematische perspektifische
Ansicht der Vorrichtung nach den Figuren 2 und 3; Fig: 5 eine Seitenansicht einer
brennenden Zigarette, die in Maßstellung zwischen zwei in Abstand voneinander angeordneten
Sehlitzen gehaltert ist; Fig. 6 einen schematischen Schnitt gemäß der Schnittlinie
VI/VI in Fig. 5; Fig: 7 ein Blockschaltbild der Vorrichtung und Fig: S ein Schaltbild
einer selbständigen Einheit der Vorrichtung. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, enthält
die: Vorrichtung eine schachtelartige Grundstruktur 1, in. welcher eine Vielzahl
von vollständigen Brenntesteinheiten angeordnet ist. In dem dargegtellten Ausführungsbeispiel
sind sechs Einheiten dargestellt,
was jedoch eine rein willkürliche
Zahl ist, die ohne weiteres vergrößert oder verkleinert werden kann. Jede der individuellen
Einheiten ist identisch aufgebaut und wirkt völlig gleichartig, so daß die Konstruktion
lediglich einer einzelnen Linheit erläutert zu werden braucht, @iie weiterhin aus
Fig. 1 hervorgeht, enthält eine Einheit eine Zigarettenhalterungsvorrichtung 2,
welche an. der Frontplatte des riastens 1 montiert ist. Die Halterungsvorrichtung
2 ist so ausgebildet, daß erst das Mundstück einer Zigarette 3 in horizontaler Zage
aufnehmen und halten kann, so daß die Zigaette daraus parallel zur Frontwand des
Kastens 1 herausragt. Gegenüber der herausragenden Zigarette ist ein Schirm 4 montiert,
der zwei Schlitze 5 und 6 aufweist. Die beiden Schlitze 5 und 6 sind voneinander
in einem bestimmten vorgegebenen Abstand in Längsrichtung der Zigaretten angeordnet,
wobei der Abstand der Schlitze geringer ist als die Länge der Zigarette 3. Die Schlitze
5 und 6 sind in bezug auf die Zigaretten-Halterungsvorrichtung 2 so possitioniert,
daß-"enn in dieser eine angebrannte Zigarette gehaltert ist, die Front 103 noch
über den am weitesten von der Halterung entfernten Schlitz 5 hinausragt. Mit anderen
sind die Schlitze
5 und 6 längs eines mittleren Abschnitts der Zigartte angeordnet.
-
Bezugnehmend auf die Figuren 2 bis 6 welche Detailas der Brenntesteinheit
zeigen, enthält die Zigaretten-Halterungsvorrichtung
2 eine stationäre
Klaue 7 und eine wechselweise. bewegliche Klaue 8Die stationäre Klaue 7 ist als
einstückiger Teil der Frontwand des Kastens 1 ausgebildet und enthält eine runde
Kerbe zur Aufnahme der Zigarette 3 ( Fig. 2 ). Die bewegliche Klaue 8 ist mit einem
elastischen Frontteil 108 versehen, welches so ausgebildet ist, daß es in entgegengesetzter
Richtung wie die Klaue 7 in die Zigarette 3 eingreifen kann: Die Klaue 8 ist am
Frontende einer Stange 9 angeordnet,welche aus der Frontwand des Kastens 1 herausragt.
Die Stange 9 ist so ausgestaltet, daß sie hin und herbewegt werden kann und enthält
an ihrem rückwärtigen Ende einen flachen Teil 109, welcher in Kontakt mit der flachen
Kante des Führungselements 10 treten kann.- Das Führungselement 10 verhindert, daß
die Stange 9 und die Klaue 8 um die Stangenachse routieren können. Die Stange 9
ist weiterhin mit einer Nut 209 versehen, welche etwa in. der Mitte ihrer Länge
seitlich eingeformt ist, Neben der Stange ist auf einer Achse 111 ein Sperrhaken
11 frei schwenkbar so angeordnet, daß er in die Nut 209 eingreifen kann. Der Sperrhaken
111 ist mit einem Ansatz 211 verbunden, welche am Ende einer federbelasteten Welle
12 befestigt ist, die durch ein Solenoid Y betätigt wird. Der Sperrhaken 11 ist
normalerweise durch die Federwelle 12 in Kontakt zur Stange 9 und Elementsprechend
in dur Nut 209 vorgespannt. Durch eine geeignete Betätigung des üolenoids E wird
jedoch der Sperrhaken 22 aus der Nut 209 geschwenkt. Etwa in der Mitte awischen
dem flachen Teil 109 und der Klaue 8 der Stange 9 ist ein flamachartiger Hing 309
auf der Stange 9 befestigt, gegen den sich eine
Feder 13 abstützt,
welche sich auf der anderen Seite an der Führung 10 abstützt, wodurch die Klaue
8 normalerweise d.h. in Ruhestellung in eine offene Stellung in bezug auf d@.e feste
Klaue '7 vorgespannt ist. Der Ring 309 dient gleichzeitig als fester Anschlag für
die Bewegung der Stange 9 nach außen.
-
Die Vorrichtung arbeitet in folgender @Teise: In der Ruhe- oder Öffnungsstellung
der Zigaretten-Hab;rungsvorrichtung 2 ist das Solenoid E erregt und die Feder 13
sorgt dafür, das der Klauen-H-alterungsstab 9 vollständig nach außen geschoben wird,
d 1.h. soweit wie es der Flansch 309 erlaubt.( Man vergleiche hierzu die in Fig.
2 dargestellte Stellung). Die bewegliche Klaue ist somit soweit als möglich von
der stationären Klaue 7 entfernt, so daß eine Zigarette, die inzwischen angebrannt
worden ist von Hand in die runde Kerbe der stationären Klaue 7 eingelegt werden
kann. Um die Zigarette 3 auf der festen Klaue 7 in Messstellung zu bringen, genügt
es, einfach die bewegliche Klaue entgegen der Wirkung der Feder 13 nach innen zu
drücken, bis der Sperrhaken unter der Wirkung der Feder 12 in die Nut 209 der Stange
9 einrastet: Die klaue-tragende Stange 9 und die bewegliche Klaue 8 werden somit
automatisch in einer Schließstellung um die Zigarette 3 zurückgehalten. Die bewegliche
Klaue 8 drückt mit ihrer elastischen Zunge 108 leicht gegen die Zigarette 3 und
hält diese wie in den Figuren 3 und 6 dargestellt ist in ihrer Stellung an der stationären
Klaue 7 fest. Nach dem weiter unten näher beschriebenen Testvorgang wird das Solenoid
B automatisch
erregt',-so daß der Sperrhaken 11 aus entgegen der
Wirkung der Feder 12.aus seiner Eingriffsstellung mit der Nut 209 entfernt wird.
Die klauetragende Stange g verschiebt sich dann unter derWirkung der Feder 13 nach
außen und gibt dabei die Zigarette 3 frei, welche-in eine zu diesem Zweck darunter
angeordnete Schale fällt, Der elektrische Teil der Vorrichtung, welcher den eigentlichen
Test und Messteil darstellt, ist im besonderen in den Diguren 7 und 8 dargestellt
und enthält eine Energieversorgung A, welche mit einem Spannungsgleichrichter und
Stabilisierkreis B verbunden ist. Die Fig. 7 zeigt scheamtisch die Verschaltung
und Verbindung aller Einheiten, die im Kasten '! der Figur 1 enthalten sind, während
in Figur 8 das Schaltbild einer einzelnen Testeinheit im Detail dargestellt ist.
-
Eine gemeinsame Lnergiebersorgung A dient für alle Kontrolleinheiten,
die wie vorher beschrieben wurde, gemeinsam im Kasten 1 untergebracht sind. Die
Energieversorgung enthält einen Speisetransformator T mit einer Primärbindung T1
und zwei Sekundärbindungen T2 und T3. Die Sekundärbindung T2 speist den Gleichrichter-Stabilisierkreis,
vaelcher einen Brückengleichrichter D, einen
und eine Zenerdiode Z enthält.-Die Sekundärbindung T3 speist einen Zigarettenanzünder
15, der oben in der Mitte des Kastens 1 ( Fig. 1) angeordnet ist
einen Schalter 1E angeschlossen werden kann, der vorzugsweise als H andschalter
mit Federrückführung ausgebildet ist.
Die Energieversorgung enthält
einen Verbindungsdruckknopf G der zwei normalerweise geöffnete Kontakte G1 und G2
kontrolliert und einem normalerweise geschlossenen Druckknopf trennt. Der Kontakt
G2, des Verbindungsdruck=.mopfes G ist einem Kontakt 22 e-_nes Relais P parallel
geschaltet, dessen Kontakt P1 in Serie mit dem Kontaktdes Trenndruckknopfes H. geschaltet
ist. Der andere Kontakt G 1 des Relais*G ist zu zwei einander parallel geschalteten
Relais M und N in Serie geschaltet. Die Relais M und N kontrollieren jeweils die
Kontakte M1 und N1, welche zu einer Serienschaltung verbunden, sind, -ie durch eine
Serienschaltung aus dem Kontakt P1 und dem Druckknopf H überbrückt ist.
-
Beim Herurterdrücken des Druckknopfes G schließen sich die Kontakte
G1 und G 2 gleichzeitig. Der Kontakt G2 sorgt für einen sofortigen Anschluß der
Energievereorgung, welche die Spannung für die Erregung der Relais M und N liefert,
welche durch das gleichzeitige Schließen des Kontakts.Gsl verbunden werden und ihre
eigenen Kontakte N1 und M1 schließen. Das Schließen von N1 und M 1 erregt das Relais
P, welches über seinen eigenen Kontakt P1 erregt bleibt, selbst wenn M1 und N1 infolge
der Enderregung von M und N öffnen, was sofort dann eintttitt, wenn der Druckknopf.G
losgelassen wird: Die Erregung des Relais verursacht gleichfalls ein Schließen des
Kontakts P2 wodurch die Spannungsversorgung auch dann noch angeschlossen ist, wenn
der Kontakt G2 wieder öffnet. Umzekehrt führt ein Herunterdrücken des normalerweise
geschlossenen
Trenndruckknopfes H dazu, daß das Relais P nicht
mehr erregt ist, so daß dieKontakte P1 und P2 öffnen. Die Verbindung der Energieversorgung
mit dem Hauptsystem ist daher unterbrochen: Um feststellen zu können,, daß die Energie
anliegt, ist eine Warmlampe vorgesehen.
-
Der Gleichricllr-Stabilisierkreis B hat zwei Teile, den einen zur
Lrzeugung einer konstanten Frequenz ( z.B: ein Herz) den anderen zum Speisen eines
Impulsgeneratorkreises. Dieser Kreis B arbeitet für alle Kontrolleinheiten, die
in den Kasten 1 untergebracht sind und enthält einen Impulsgenk:.rator zur zrzeugung
einer Impulsfolge konstanten- Abstandes und einen darauffolgenden Impulsverstärkerteil.
Der Impulserzeugungsteil enthält zwei Transistoren FB 1 und FB2 und eine Zenerdiode
ZB ebenso wie ein rotentiometer K, um die erzeugte Impulsfrequenz zu variieren und
anzuzeigen. Der Transistor FB1 ist vom'sogenannten "unijunctionl@-Typ, d.h.
-
er besitzt nur einen p-n-Übergang. Der Verstärkungsteil enthält zwei
miteinander kaskadenverkoppelte Transistoren FB3 FB4. Ebenso ist ein Leistungstransistor
FB4 vorgesehen.
-
Jede in Fg. 1 dargestellte Testeinheit enthält einen Impulszähler.S
mit einem nummerischen Anzeiger, welche in einer Linie mit der Zirgarettenanzeigevorrichtung
2 und dem Schirm 4 ausgerichtet ist. Wie aus Fig. b zu ersehen ist, sind alle Impulszähler
S parallel zueinander an den Ausgang des Zeitbasiskreises $ über eine Reihe von
Kontakten R3 geschaltet. Jeder Kontakt R1 führt zu einem zugehörigen elektropischen
Schaltkrei
;f1der durch einen Kontrollkreis U kontrolliert wird. Der elektronische Schalter
I1 und der zugehörige-Kontrollkreis U sind an den anderen stabilisierten Spannungsausgangeteil
des Gleichrichter-Stabilisierkreises gelegt.
-
Jeder der Kontrol.kreise U enthält zwei Phototransistoren FU5 FU6
von denen der erste hinter dem Schlitz 5 und der zweite hinter dem Schlitz 6 des
Schirme 4 angeordnet ist. Zusätzlich dazu enthält der Kreis U einen Kontakt M2 welcher
normalerweise geöffnet ist. Der Kontakt M2 wird durch ein Relais M des Verbindungskreises
G kontrolliert. Das am Ausgang der beiden Phototransistoren FU5 und FU6 enthaltene
Signal wird direkt dem elektronischen Schalter Ilzugoführt. Zwei Hilfstransistoren,
die in der Zeichnung'nicht dargestellt sind, können, falls gewünscht direkt an jeden
der beiden Phototransistoren FU5 und FU6 angekoppelt sein, um dadurch den Kreis
weiter zu stabilisieren. Der elektronische Schalter Il besteht aus einem bistabilen
Kreis mit zwei Transistoren F11 und F 12 und enthält ein Relais R welches an den
Kollektorzweig 16 des Transistors F12 gelegt ist und den Kontakt R1 kontrolliert,
welcher normalerweise geöffnet ist und den Impulazähler S mit dem Zeitbasiakreis
B verbindet.
-
Der Schalter hl enthält gleichfalls einen tlusschlußzw eg 17 über
den Transistor*F11.
-
Ein durch den elektronischen Schalter 11 kontrollierten,,
Differenzierkreis
12 kontrolliert das Solenoid E der Zigaretten-Halterungsvorrichtung. Der
Kreis 12 enthält zwei Kontakte R2 und R3 welche in Serie zueinander und zum Solenoid
E geschaltet sind. Wenn das Relais R enderregt ist, ist derhontakt R2 geöffnet während
der-Kontakt R3 geschlossen ist: Der Reithenschaltung bestehend aus dem Kontakt R3
und dem Solenoid E ist ein Kondensator C parallelgeschaltet.
-
In Betrieb wird die Vorrichtung durch einen Druckknopf G eingeschaltet.
Der Kreis B verursacht eine sofortige Abgabe von Impulsen der fest eingestellten
Frequenz, selbst wenn die Impulszähler S der verschiednen Kontrolleinheiten noch
nicht mit dem Kreis B verbunden sind, weil das Relais R nicht erregt ist. Die Zigarette
3 wird mit Hilfe der Vorrichtung 15 angebrannt und in ihre Stellung im der Zigarettenhalterungsvorrichtung
2 gebracht. Das brennende Ende 103 der Zigarette 3 wandert anschließend Tiber den
am weitesten von der Ii-alterungsvorrichtung entfernten Schlitz 5 wie in den Figuren
5 und 6 dargestellt ist. Wenn das brennende Ende 103 der Zigarette 3 die Front des
ersten Schlitzes 5 erreicht, wird der entsprechende Phototransistor FU5 infolge
der von der Glut emittierten Strahlung leitend und führt dazu, daß der Kontrollkreie
U einen Impuls aägibt, welcher den bistabilen Kreis 11 passiert. Der Zweig
16 wird unter Umgehung des Zweiges 17 leitend. Das Relais R wird da=her erregt und
schließt den Kontakt R1 welcher den entsprechenden Impulszähler S an den Impulsgenerator
B legt, welcher Impulse konstanten Abstands
erzeugt. Der Zähler
beginnt dementsprechend Impulse zu zählen. Wenn das Relais erregt ist, ist der Kontakt
R2 geschlossen, während der Kontakt R3 geöffnet ist und das Solenoid E bleibt enderregt,
so daß der Sperrhaken 11 in seiner Eingriffsstellung bleibt, so daß die Klaue 8
der Zigaretten-H altevorrichtung 2 blockiert ist., während der Überbrückungskondensator
0 angeschlossen und geladen ist. Wenn das brennende Ende 103 der Zigarette 3 den
zweiten Schlitz 6 erreicht, wird der entsprechende zweite Transistor infolge der
Strahlung leitend, wodurch der Kontrollkreis U einen Impuls abgibt, welcher wiederum
den bistabilen Kreis 11 zugeführt.wird. Hierdurch wird nunmehr der Zweig
17 leend unter Ausschaltung des Zweiges 16. Das Relais R wird dabei enderregt und
öffent den Kontakt R3, wodurch die Verbindung zwischen dem Impulszähler S und dem
Impulsgeneratorkreis B unterbrochen wird. Der Impulszähler S härt mit dem Zählen
auf, wobei seine nümmt-rische Anzeigevorrichtung nunmehr die Brenndauer einer Zigarettenlänge
entsprechend dem Abstand zwischen dem beiden Schlitzen 5 und 6 anzeigt: Wenn die
von dem Zeitbasiskreie B abgegebenen Impulse die Frequenz von 1 Hz haben, so entspricht
die Anzahl welche der Impulszähler anzeigt direkt der Brennzeit in Sekunden. Die
Enderregung des Relais R am Ende der Zählperiode verursacht gleichzeitig' ein Öffnen
des Kontakts R2, während der Kontakt-3-'R3 geschlossen ist. Der Kondensator 0 entlädt
sich über die Windurigen des
Solenoids E und verursacht dadurch
ein Zurückziehen des Sperrhakens 11, welcher die äußere bewegliche Klaue 8 freigibt.
Die Klaue 8 bewegt sich deshalb automatisch nach außen in ihre Ruhestellung und
gibt dabei den Stummel der untersuchten Zigarette .frei, der daraufhin in den Aschenbecher
14 fällt: Der Konirollkreis U wird automatisch für die nachfolgende Operation des
elektronischen Schalters 11 eingestellt, d.h. der Zweig 16. des letzteren wird leitend
und das Relais R wird erregt, wenn das brennende !hde einer weiteren Zigarette den
Phototransistor FU5 passiert. Der Impulszähler S wird durch einen mechanischen Druckknopf
zurückgestellt, so daß die Kontrolleinheit betriebsbereit ist für die nächste Untersuchung.
-
Es s:4daraufhingewiesen werden, daß in dem Fall, daß die Vorrichtung
durch den Verbindungsdruckknopf G angeschlossen ist das relais M, das zeitweise
wie beschrieben erregt ist, für eine kurze Zeitspanne den Kontakt M2 des Kontrollkreises
U schließt und dadurch ein Zurückschalten auf die ursprünglichen Bedingungen des
elektronischen Schalters 11 sicherstellt, d:h. daß der Zweig 17 leitend ist
und der Zweig 16 mit dem Relais R ausgeschaltet ist.
-
Der hontxoU.kreis jeder Kontrolleinheit enthält weiterhin einen handbetätigten
Zweistelli.angskommutator oder Sehalter V, welcher den itreis der hhototranzistoren
FU5 und FU6 parallelliegt
Lies erlaubt eine Simulation der Arbeitsweise
der Transistoren, so daß ein Austausch der Zeitfähigkeiten zwo chen.den Zweigen
16 und 1? des elektronischen Schalters I1 möglich ist. Dadurch ist es möglich, je
nach Wunsch den Impulszähler S anzuschließen oder abzuklemmen oder die Funktion
des Impulszählers bzw, des Impulsgenerators B zu überwachen. Der Handschalter v
dient weiterhin -azu, den Zählvorgang zu unterbrechen, falls die Zigarette 3 ausgeht
ehe das brennende Ende den Schlitz 6 erreicht.
-
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. So ist es beispielsweise auch möglich -mit tatsprechenden Schaltungsabwandlungen
- anstelle der Phototransistoren Photowiderstände, Photozellen der Infrarotdetektoren
zu verwenden.