DE19642793A1 - Verfahren und Anordnung zum Prüfen von Zigaretten in definierten Zigarettenformationen - Google Patents

Verfahren und Anordnung zum Prüfen von Zigaretten in definierten Zigarettenformationen

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Robert Knickrehm
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    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24CMACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/32Separating, ordering, counting or examining cigarettes; Regulating the feeding of tobacco according to rod or cigarette condition
    • A24C5/34Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes
    • A24C5/3412Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes by means of light, radiation or electrostatic fields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B19/00Packaging rod-shaped or tubular articles susceptible to damage by abrasion or pressure, e.g. cigarettes, cigars, macaroni, spaghetti, drinking straws or welding electrodes
    • B65B19/28Control devices for cigarette or cigar packaging machines
    • B65B19/32Control devices for cigarette or cigar packaging machines responsive to incorrect grouping of articles or to incorrect filling of packages
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/952Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Zigaretten in definierten Zigarettenforma­ tionen auf Einhaltung ordnungsgemäßer Positionen, wobei die Zigarettenenden mittels Licht­ strahlen abgetastet werden.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zum Prüfen von Zigaretten in definierten Ziga­ rettenformationen auf Einhaltung ordnungsgemäßer Positionen, mit einer lichtelektrischen Abtastanordnung für die Zigarettenenden.
Formationen der vorerwähnten Art, auch Zigarettenblöcke genannt, entsprechen in aller Regel den Zigarettenfigurationen in den Zigarettenpackungen. Nach Bildung solcher Formationen in Kammern von Packmaschinen besteht in der Regel die Notwendigkeit, die Zigarettenenden zu prüfen. Hierbei soll einmal geprüft werden, ob Zigaretten in einer Formation fehlen oder sich axial in unzulässiger Weise verschoben haben. Zum anderen sollen unzulässige Verformun­ gen der Zigarettenenden erfaßt werden, die sich als liegende oder stehende Ovale bemerkbar machen, so daß derartige Zigaretten sich nicht mehr in ihrer ordnungsgemäßen Position be­ finden, die sie als runde zylinderförmige Körper einnehmen würden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, insbesondere Zigarettenformatio­ nen mit Zigaretten mit verformten Enden zu erfassen und ein entsprechendes Fehlersignal zu bilden. Als Zusatzaufgabe sollen fehlende oder axial verschobene Zigaretten erfaßt werden können.
Die Lösung der Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß ein mindestens eine Zigaret­ tenreihe der Formation abtastender Lichtstrahl außermittig auf die Zigarettenenden gerichtet wird, daß in Abhängigkeit von den reflektierten Lichtanteilen elektrische Signale gebildet wer­ den, und daß bei Erreichen der Grenzbereiche zwischen zwei Zigaretten einer Reihe durch den Lichtstrahl von Zigaretten in fehlerhaften Positionen herrührende Signale dadurch erkannt werden, daß sie einen Schwellenwert unter- oder überschreiten.
In besonders vorteilhafter Weise kann das Verfahren gemäß der Erfindung noch dadurch er­ gänzt werden, daß bei Erreichen der Zentralbereiche der Zigaretten einer Reihe durch den Lichtstrahl von fehlenden Zigaretten einer Reihe herrührende Signale dadurch erkannt werden, daß sie einen Schwellenwert über- oder unterschreiten.
Das Verfahren gemäß Hauptanspruch und/oder Anspruch 2 läßt sich besonders vorteilhaft bei Konfigurationen mit mehreren meist drei Zigarettenreihen, sogenannten Zigarettenblöcken, nutzen, bei denen jede Zigarettenreihe auf die gleiche Weise abgetastet wird. Lediglich die Mittelreihe wird gegenüber der oberen und unteren Reihe zeitlich versetzt abgetastet. Die so erzeugten Fehlersignale zeigen an, daß eine Formation mindestens eine fehlende oder fehler­ hafte Zigarette aufweist, und können z. B. zur Steuerung der Aussonderung der Formation von der weiteren Verpackungsbahn dienen.
Die eingangs genannte Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Lichtstrahl auf den Zigarettenenden mindestens einer Zigarettenreihe beleuchteten Flächen außermittig angeordnet sind, und daß die von einem lichtelektrischen Abtastelement aus reflektierten Lichtanteilen bei Erreichen der Grenzbereiche zwischen zwei Zigaretten gebildeten elektri­ schen Signale Auswertanordnungen zugeführt sind, in denen von Zigaretten in fehlerhaften Positionen herrührende Signale dadurch erkannt werden, daß sie einen Schwellenwert unter- oder überschreiten.
In besonders vorteilhafter Weise kann die Anordnung gemäß der Erfindung noch dadurch er­ gänzt werden, daß die von einem lichtelektrischen Abtastelement aus reflektierten Lichtantei­ len bei Erreichen der Zentralbereiche der Zigaretten einer Reihe durch den Lichtstrahl gebilde­ ten elektrischen Signale Auswertanordnungen zugeführt sind, in denen von fehlenden Zigaret­ ten herrührende Signale dadurch erkannt werden, daß sie einen Schwellenwert über- oder unterschreiten.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht in einer besonders einfachen und zuverlässigen Erfassung deformierter Zigarettenenden in Zigarettenblöcken. Außerdem können, gegebenen­ falls durch die gleiche Auswertanordnung, fehlende und verschobene Zigaretten erfaßt wer­ den.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Zigarettenenden einer Zigarettenformation,
Fig. 2 die Zigarettenformation der Fig. 1 in einer Seitenansicht ohne Behälter mit Einzelheiten einer Auswertanordnung,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Zigarettenenden einer Zigarettenkonfiguration ohne Behälter mit Einzelheiten des Verlaufes der Abtast- und Auswertsignale.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen sogenannten Zigarettenblock 1 (Zigarettenformation), der aus drei Reihen 2a, 2b und 2c von Einzelzigaretten Z besteht, deren Enden mit Ze bezeichnet sind. Die Einzelzigaretten, die mit Filtern F versehen sind, liegen "auf Lücke" und sind in einem in Richtung des Pfeils 3 bewegbaren Behälter 4, der sogenannten Blockaufnahme, angeord­ net.
Mit 6 sind Stützelemente im Bereich der mittleren Reihe 2a bezeichnet, die eine Zigarette we­ niger enthält. Zur Abtastung der Zigarettenenden Ze ist eine Prüfanordnung 7 vorgesehen, die Abtastelemente 8a, 8b, 8c und Auswertanordnungen 9a, 9b, 9c aufweist. Die Abtastelemente 8a, 8b, 8c senden Lichtstrahlen auf die Zigarettenenden Ze aus, die durch Pfeile Ia symboli­ siert sind. Die reflektierten Strahlen sind durch Pfeile Ie symbolisiert. Sie werden in entspre­ chende elektrische Signale sa, sb, sc umgewandelt und an die Auswertanordnungen 9a 9b, 9c abgegeben. Von letzteren wird nur diejenige für die Zigarettenreihe 2a und Abtastelement 8a erläutert. Die nicht dargestellten Auswertanordnungen 9b und 9c für die übrigen Zigaretten­ reihen 2b und 2c und die Abtastelemente 8b und 8c sind gleich ausgebildet.
Die Beleuchtungsflächen 11a, 11b und 11c auf den Zigarettenenden Ze sind außermittig an­ geordnet, wie insbesondere Fig. 1 zeigt. Dies bedeutet, daß sie nicht symmetrisch zu den Mittelachsen der Zigaretten verlaufen. In dem Beispiel sind sie derart aus der Mitte nach unten verschoben, daß ihre Symmetrieachsen 12 um den Abstand 13 von den Verbindungslinien 14 der Zigarettenmittelachsen abweichen.
Das elektrische Signal sa von 8a wird in einem Verstärker 16 verstärkt und zwei Torschaltun­ gen 17, 18 zugeleitet. Die Torschaltung 17 erhält von dem mit dem nicht dargestellten Förder­ antrieb des Behälters 4 synchronisierten Signalgeber 19 immer dann Durchlaßimpulse, wenn sich eine Beleuchtungsfläche im Mittenbereich eines Zigarettenendes Ze befindet, wie für Zi­ garettenreihe 2b und für die Beleuchtungsfläche 11b angedeutet. Beim Eintritt der Beleuch­ tungsfläche in den Mittenbereich eines Zigarettenendes Ze gibt der Signalgeber 19 jeweils ein Öffnungssignal (22 in Fig. 3), beim Austritt ein Schließsignal (23 in Fig. 3) an die Torschal­ tung 17 ab. Das Öffnen der Torschaltung durch Signal 22 bewirkt, daß das Ausgangssignal sa von Abtastelement 8a durch die Torschaltung 17 zu einem Schwellenwertglied 24 gelangen kann, bis die Torschaltung 17 durch Signal 23 wieder geschlossen wird. Überschreitet das Si­ gnal sa bei einer vorhandenen und in ihrer Lage nicht verschobenen Zigarette einen Schwel­ lenwert 26, so wird die Zigarette als "vorhanden" gewertet. Wird keine Zigarette festgestellt, z. B. bei fehlender Zigarette Zv, was bedeutet, daß das Signal sa nicht den Schwellenwert 26 erreicht, dann gibt das Schwellenwertglied 24 ein Signal an eine Anzeigeeinrichtung 27, die in an sich bekannter Weise eine entsprechende Anzeige vornehmen oder eine Aussonderung des fehlerhaften Zigarettenblocks 1 veranlassen kann. Dieser Vorgang ist auf der Linie FV (Fehler bei der Vollzähligkeit) mit einem Impuls VI gekennzeichnet. Auf die geschilderte Weise wird durch Vorbeiförderung des Zigarettenblocks 1 gemäß Pfeil 3 an der Prüfanordnung 7 Zi­ garette für Zigarette der Zigarettenreihe 2a auf Vorhandensein abgetastet. Eine axial nach hinten verschobene Zigarette, die bei den anschließenden Verpackungsoperationen beschä­ digt werden oder Störungen auslösen könnte, wird wie eine fehlende Zigarette behandelt. An­ statt die Überschreitung eines Schwellenwertes 26 als "vorhandene" Zigarette zu werten, kann die Schaltung auch umgekehrt werden, so daß eine Unterschreitung als "vorhandene Zigaret­ te" bewertet würde. In diesem Fall würde umgekehrt die Überschreitung des Schwellenwertes als "fehlende Zigarette Zv" bewertet werden.
In gleicher Weise werden die Zigaretten der Reihe 2c abgetastet. Bei der Abtastung der Zigaretten der Reihe 2b sind die Öffnungssignale 22 und Schließsignale 23 entsprechend der Zigarettenverschiebung um eine Zeit verschoben, die die Zigaretten für eine Förderung um einen halben Zigarettendurchmesser benötigen.
Durch die Synchronisation des Signalgebers 19 mit dem Förderantrieb der Packmaschine und damit der Bewegung des Zigarettenblocks 1 ist gewährleistet, daß die Öffnungs- und Schließ­ signale synchron mit der Förderbewegung des Zigarettenblocks zu der Torschaltung 17 gelan­ gen.
Außer fehlenden oder axial verschobenen Zigaretten können noch Fehler im Zigarettenblock 1 auftreten, die von verformten Zigarettenenden Ze herrühren, wie sie z. B. bei den oval verform­ ten Zigaretten Zp dargestellt sind. Zu ihrer Erfassung gibt ein Signalgeber 21 ein Öffnungs­ signal 28, wenn die Beleuchtungsfläche, z. B. 11a, in den Grenzbereich zwischen zwei Zigaret­ ten einer Zigarettenreihe gelangt, und ein relativ kurz darauf folgendes Schließsignal 29, wenn die Beleuchtungsfläche 11a den Grenzbereich verläßt. Der Signalgeber 21 ist (wie der Signal­ geber 19) mit dem Förderantrieb des Zigarettenblocks 1 synchronisiert, so daß die Öffnungs- und Schließsignale zu den richtigen Zeitpunkten abgegeben werden, unabhängig von der Ge­ schwindigkeit des Zigarettenblocks. Während der Durchlaßzeit für das Signal sa, also zwi­ schen den Signalen 28 und 29 zu der Torschaltung 18, kann das Ausgangssignal von Abtaste­ lement 8a, nämlich das Signal sa, zu einem weiteren Schwellenwertglied 31 gelangen. Unter­ schreitet es einen vorgegebenen Schwellenwert 32, so werden die Positionen der angrenzen­ den Zigaretten als "nicht fehlerhaft" bewertet. Wird der Schwellenwert 32 jedoch nicht unter­ schritten, was zwischen den dargestellten Zigaretten Zp der Fall ist, so gibt das Schwellen­ wertglied 31 ein Ausgangssignal ab, das auf der Linie Fp (Fehler bei der Position) mit einem Impuls PI gekennzeichnet ist. Der Impuls PI kann einer Anzeigeeinrichtung 33 zugeführt wer­ den, die in an sich bekannter Weise eine entsprechende Anzeige vornehmen oder eine Aus­ sonderung des fehlerhaften Zigarettenblocks veranlassen kann.
Auf die geschilderte Weise wird durch Vorbeiförderung des Zigarettenblocks 1 gemäß Pfeil 3 an der Prüfanordnung 7 Zigarette für Zigarette der Zigarettenreihe 2a auf korrekte Position abgetastet. Anstatt die Unterschreitung des Schwellenwertes 32 als "nicht fehlerhafte Position" einer Zigarette zu bewerten, kann die Schaltung auch so umgekehrt werden, daß eine Über­ schreitung als "nicht fehlerhafte Position" bewertet wird. In diesem Fall würde umgekehrt die Unterschreitung als "fehlerhafte Position" bewertet werden.
In der gleichen Weise werden die Zigaretten der Reihe 2c abgetastet.
Bei der Abtastung der Zigaretten der Reihe 2b sind die Öffnungssignale 28 und die Schließsi­ gnale 29 um eine Zeit verschoben, die die Zigaretten für die Förderung um einen halben Ziga­ rettendurchmesser benötigen. Die Synchronisation von Signalgeber 21 mit dem Förderantrieb der Maschine und damit der Bewegung von Zigarettenblock 1 gewährleistet, daß die Öffnungs- und Schließsignale 28, 29 synchron mit der Förderbewegung zur Torschaltung 18 gelangen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Prüfen von Zigaretten in definierten Zigarettenformationen auf Einhaltung ordnungsgemäßer Positionen, wobei die Zigarettenenden mittels Lichtstrahlen abgetastet wer­ den, dadurch gekennzeichnet, daß ein mindestens eine Zigarettenreihe der Formation abta­ stender Lichtstrahl außermittig auf die Zigarettenenden gerichtet wird, daß in Abhängigkeit von den reflektierten Lichtteilen elektrische Signale gebildet werden, und daß bei Erreichen der Grenzbereiche zwischen zwei Zigaretten einer Reihe durch den Lichtstrahl von Zigaretten in fehlerhaften Positionen herrührende Signale dadurch erkannt werden, daß sie einen Schwel­ lenwert unter- oder überschreiten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der Zentralberei­ che der Zigaretten einer Reihe durch den Lichtstrahl von fehlenden Zigaretten einer Reihe her­ rührende Signale dadurch erkannt werden, daß sie einen Schwellenwert über- oder unter­ schreiten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reihen von Zigaretten einer Zigarettenformation durch jeweils einen Lichtstrahl abgetastet werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die aus reflektierten Lichtanteilen gebildeten Signale zu unterschiedlichen Zeiten für die Erfassung der Grenzbereiche und die Erfassung der Zentralbereiche der Zigaretten ausgewertet werden.
5. Anordnung zum Prüfen von Zigaretten in definierten Zigarettenformationen auf Einhaltung ordnungsgemäßer Positionen, mit einer lichtelektrischen Abtastanordnung für die Zigaretten­ enden, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Lichtstrahl (Ia) auf den Zigarettenenden (Ze) mindestens einer Zigarettenreihe (2a, 2b, 2c) beleuchteten Flächen (11a, 11b, 11c) au­ ßermittig angeordnet sind, und daß die von einem lichtelektrischen Abtastelement (8a, 8b, 8c) aus reflektierten Lichtanteilen (Ie) bei Erreichen der Grenzbereiche zwischen zwei Zigaretten durch den Lichtstrahl gebildeten elektrischen Signale (sa, sb, sc) Auswertanordnungen (9a, 9b, 9c) zugeführt sind, in denen von Zigaretten in fehlerhaften Positionen (Zp) herrührende Signale dadurch erkannt werden, daß sie einen Schwellenwert (32) unter- oder überschreiten.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem lichtelektrischen Abtastelement (8a, 8b, 8c) aus reflektierten Lichtanteilen (Ie) bei Erreichen der Zentralbereiche der Zigaretten einer Reihe (2a, 2b, 2c) durch den Lichtstrahl (Ia) gebildeten elektrischen Signa­ le (sa, sb, sc) Auswertanordnungen (9a, 9b, 9c) zugeführt sind, in denen von fehlenden Ziga­ retten (Zv) herrührende Signale dadurch erkannt werden, daß sie einen Schwellenwert (26) über- oder unterschreiten.
7. Anordnung nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zigarettenfor­ mationen (1) aus mehreren Reihen (2a, 2b, 2c) von Zigaretten bestehen und jeder Zigaretten­ reihe ein Abtastelement (8a, 8b, 8c) und eine Auswertanordnung (9a, 9b, 9c) zugeordnet ist.
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