DE2208944A1

DE2208944A1 - Verfahren und vorrichtung zum erfassen der dichte eines zigarettenstranges oder dergleichen stranges aus tabak oder filtermaterial

Info

Publication number: DE2208944A1
Application number: DE19722208944
Authority: DE
Inventors: Heinz-Christen Dipl I Lorenzen
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1972-02-25
Filing date: 1972-02-25
Publication date: 1973-09-06
Also published as: IT982482B; JPS4896800A; GB1422991A; GB1422992A; FR2173542A5

Description

WERKE KÖRBER & CO. KG. HAMBURG

Bergedorf, den 22. Februar 1972 Patent Hi/Sch

Stw.; ZM-komt>inierte Meßwerterfassung - Hauni-Akte 1190

Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen der Dichte eines Zigarettenstranges oder dergleichen Stranges aus iabak oder Filtermaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen der Dichte eines Zigarettenstranges oder dergleichen Stranges aus Tabak oder Filtermaterial, wobei ein erstes Dichtemeßsignal gebildet wird durch Durchstrahlen des Zigarettenstranges mittels von einer radioaktiven Strahlungsquelle ausgehender Strahlen und wobei ein zweites Dichtemeßsignal gebildet wird durch Zuleiten eines Gasstromes, verzugsweise eines luftstromes, zu dem Zigarettenstrang,

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Erfassen der Dichte eines Zigarettenstranges oder dergleichen Stranges aus Tabak oder Filtermaterial mit einem ersten Meßwertgeber zur Abgabe eines erstea Dichtemeßsignals,, bestehend aus einer radioaktivem Strahlungsquelle auf der einen Seite des Zigarettenstraiiges und eines?. Strahlungsempfänger auf der anderen Seite, und mit einem sweiten pneumatischen Meßwertgeber zur Abgabe eines zweiten Dichtemeßsignals«

Die bei der Herstellung von Zigaretten im Strangverfahren heute verbreitetste Methode zur Bestimmung der Dichte, die für die Gewichtskonstanz der Zigaretten eine große Bedeutung hat, ist das Durchstrahlen des Zigaretteastranges mit den Strahlen (Be ta-Strahler!) einer radioaktiven Strahlungsquelle. Die durch den Zigarettenstrang geschwächte Strahlung wird erfaßt und in ein elektrisches Ausgangssignal umgewandelt, das ein Maß für die Dichte des Zigarettenstranges ist« unter dem Begriff "Dichte" wird im folgenden die sich in einer Längeneinheit dos Zigarettenstranges befindliche Tabakmenge verstanden. Die Dichtemessung mittels radioaktiver Durchstrahlung hat die Eigenart, daß aussagefähige

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schnelle Meßsignale nur erreichbar sind, wenn die Strahlung relativ stark ist. Ein dafür erforderlicher starker radioaktiver Strahler ist aus mehreren Gründen unerwünscht, z.B. wegen der strengen Sicherheitsvorschriften für das Bedienungspersonal einer Strangmaschine. Da aber für die Steuerung der Tabakzufuhr schnell zu bildende,von der Dichte abhängige Signale erwünscht sind, um relativ kurze Dichteschwankungen in dem Zigarettenstrang und dem vorgeordneten Tabakstrang zu erfassen, versuchte man, schnelle Signale mittels einer anderen von der Dichte abhängigen Größe zu erhalten. Man leitete hierzu luft durch den unumhüllten Tabakstrang hindurch und maß den Strömungswiderstand, den man als indirektes Maß für die Strangdichte verwendete, z.B. zum Steuern der Tabakzufuhr zu der Stelle, an der der Tabakstrang zu einem Zigarettenatrang umhüllt wird. Aufgabe der Erfindung ist eine andere Meßmethode für schnell zu bildende Dichtemeßsignale, die außerdem den Vorteil haben soll, dad sie von einem Zustand des Zigarettenstrangs ausgeht, den der Raucher besonders bewertet.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß das zweite Dichtemeßsignal gebildet wird durch ein derartiges Gegenleiten des Luftstromes gegen die Umhüllung des Zigarettenstranges, daß dieser elastisch verformt wird, und durch Erfassen der Größe der elastischen Verformung.

Unter dem Begriff "elastische Verformung" wird verstanden, daß die durch das Gegenleiten von luft entstehende Verformung durch die Spannkraft des Tabaks in dem Zigarettenstrang nach dem Gegenleiten vollständig wieder zum Ver-' schwinden gebracht wird.

Das Gegenleiten eines luftstromes gegen die Umhüllung eines Zigarettenstranges ist an sich durch die deutsche Offenlegungsschrift 1.632.208 bekannt, allerdings zu einer Erfassung der "Füllkraft", die etwa der Prallheit einer Zigarette entspricht und die vor allem von den Rauchern in ihre Kriterien für eine gut gefüllte Zigarette einbezogen wird.

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In der vorerwähnten deutschen Offenlegungasehrift wird luft aus einer Ringdüse gegen einen Zigarettenstrang geleitet und eine pneumatische von der elastischen Verformung abhängige Größe erfaßt. Eine derartige pneumatische Erfassung wird in gewissem Maß von dem Durchmesser des Zigarettenstranges beeinflußt. Außerdem ist eine Anpassung der Düsendurchmesser an unterschiedliche Strangdurchmesser erforderlich. Infolge der nicht zu vermeidenden Hohlräume darstellenden Meßleitungen ist eine, wenn auch sehr kurze, Ansprechverzögerung unvermeidlich. Die Erfassung der elastischen Verformung kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, für die selbständiger Schutz begehrt wird, bevorzugt fotoelektronisch erfolgen, so daß das der elastischen Verformung entsprechende, als schnell gebildetes zweites Dichtemeßsignal oder unabhängig davon als Meßsignal für die Füllkraft verwendbare Ausgangssignal in elektrischer Form vorliegt. Eine derartige fotoelektronische Erfassung hat außerordentlich kurze Ansprechzeiten.

Die Dichte eines Zigarettenstranges interessiert vor allem während dessen Fertigung im Strangverfahren, da hier eine Beeinflussung der Tabakzufuhr stromaufwärts der Dichtemessung möglich ist. Bei einer bevorzugten Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Luftstrom gegen einen endlosen Zigarettenstrang geleitet, der in Richtung seiner Längsachse fortbewegt wird und von dem während seiner Bewegung fortlaufend einzelne Zigaretten abgeschnitten werden. Selbstverständlich kann die Dichteerfassung gemäß der Erfindung auch für Zigarettenstrangteile, z.B. für Zigaretten, angewendet werden. Wird der Dichtemeßwert bei einem bewegten Zigarettenstrang erfaßt, so wird das schnell durch, die gegen die Umhüllung geleitete Luft gebildete Meßsignal vorteilhaft unmittelbar zur Steuerung der Tabakzufuhr verwendet.. Hierfür soll die Durchlaufstrecke zwischen einer Stelle zur Beeinflussung der Tabakzufuhr und der Meßstells klein sein. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung liegt daher »lie

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Meßstelle, an der die luft gegen die Umhüllung geleitet wird, vorteilhaft stromaufwärts der Meßstelle, an der der Zigarettenstrang durchstrahlt wird. Das in Abhängigkeit von der Durchstrahlung mit relativ großer Zeitkonstante, aber großer Genauigkeit gewonnene erste Dichtemeßsignal kann als sogenanntes Langzeitsignal die Tabakzufuhr ebenfalls beeinflussen und so verhindern, daß bei einer Steuerung der Tabakzufuhr allein in Abhängigkeit von dem schnell gewonnenen, aber die Strangdichte nur indirekt anzeigenden zweiten Dichtemeßsignal die Dichtewerte der hergestellten Zigaretten allmählich von dem Sollwert abweichen. Eine Steuerung der Tabakzufuhr zu einer Umhüllungsstelle läßt sich schnell und genau durch die an einer Abnahmestelle abgenommene Menge von Tabak steuern.

Bei einem exakt eingehaltenen Dichtewert des Zigarettenstranges, bei dem also die Menge des in einem bestimmten Strangabschnitt vorhandenen Tabaks dem gewünschten Wert entspricht, kann das zweite Dichtemeßsignal trotzdem einen zu niedrigen Wert anzeigen, wenn die feuchte des Tabaks im Zigarettenstrang über ein bestimmtes Maß von seinem vorgegebenen Wert abweicht. Trocknet eine Zigarette mit einem derartigen zu hohen Feuchtegrad anschließend auf ihren normalen Feuchtegrad ab, so erreicht auch das zweite Dichtemeßsignal wieder seinen normalen Wert. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, den Feuchteeinfluß auf das schnell gebildete zweite Dichtemeßsignal dadurch auszuschalten, daß das zweite Dichtemeßsignal mit einem dem Feuchtegrad entsprechenden Signal korrigiert wird. Zigaretten mit zu geringer oder ungleichmäßiger Tabakfüllung sollen möglichst von der Weiterverarbeitung ausgeschlossen werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dient diesem Ziel die Maßnahme, das zweite Dichtemeßsignal bei Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes den Auswurf des StrangBiles, z.B. in einer bestimmten Zigarette, steuern zu lassen, der das zu kleine Signal verursacht hat·

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Die vorgenannte Vorrichtung, die ins"besondere sum Ausüben des Verfahrens gemäß der Erfindung dient, ist dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßwertgeber mindestens eine Düse zum Gegenleiten eines Gasstromes, vorzugsweise eines Luftstromes, gegen die Umhüllung des Sigarettenstranges in einer eine elastische Verformung bewirkenden Stärke und eine das zweite DichtemeßsigDal abgebende Meßanordnung zum Erfassen der elastischen Verformung aufweist. An die Meßanordnung zur Erfassung der elastischen Verformung werden hohe Anforderungen bezüglich der Genauigkeit und Zuverlässigkeit gestellt, besonders weim sie für- Messungen an einem sehr schnell bewegten Zigarettenstrang, der bei modernen Strangmaschinen mit fünf Ms sechs Metern pro Sekunde bewegt wird, vorgesehen ist» Die elastische Verformung läßt sich gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung, für die selbständiger Schutz, also nicht wjx sur schnellen Ermittlung eines υοώ der Dichte abhängigen Signals, sondern allgemein zur Messung der Füllkraft eines Zigarettenstranges begehrt wird, "besonders gut (lurch eine fotoelektronisch« Meßanordnung mit elektrischem Ausgangssigaal erfassen. Die fotoelektronisch Meßanorcünmg ist vorteilhaft" ala lichtschranke ausgebildet, zwischen deren Lichtquelle und lichtelektrischem Empfänger sich der Zigaretteiistrsng befindet und dabei die auf den Empfänger fallende Liohtiaeage entsprechend seiner elastischen Verformung beeinfluß"«". Eine derartige Meßanordnung ist weitgehend unabhängig von ungewollten Durchmesserschwankurigen des Zigarattsssticsnags und läßt sich an gewollta Xnderungen leicht anpassen. Bas Meßeignal liegt praktisch versögerungsfrei nach s&iasr Bildung vor.

Wenn das zweite DichtameßaigTial zur Steuerung der Ssbal:- zufuhr »erwendet werden aoll, ist es aweoEEiäSigs den zweiten Meßwertgeber so dicht wie möglich an dar Stelle vorzusehen, an der die Menge des Tabaks im Zigarattaastrang noch beeinflußt werden kann. Für den ersten Meßwertgeber, der ohnehin

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Langzeitmeßsignale abgibt, ist dieser Punkt nicht von so großer Bedeutung. Es empfiehlt sich daher eine Anordnung der Meßwertgeber derart, daß der zweite Meßwertgeber stromaufwärts von dem ersten Meßwertgeber angeordnet ist, wobei sich stromabwärts von dem ersten Meßwertgeber ein Messerapparat zum Abschneiden von Einzelzigaretten befindet. Wird der erste Meßwertgeber ebenso wie der zweite Meßwertgeber mit einer Steueranordnung für die Menge des Tabaks im Zigarettenstrang verbunden, so kann der schnell ansprechende zweite Meßwertgeber relativ schnelle Änderungen, in dem Tabakgehalt des Stranges ausgleichen, während das langsamer, aber genauer gebildete Ausgangssignal des ersten Meßwertgebers zur langfristigen Einhaltung der vorgegebenen Tabakdurchsatzwerte (Dichtewerte) dient. Eine sehr schnelle und genaue Steuerung der Tabakmenge ist mittels einer Abnahmevorrichtung für Tabak -von einem Tabakstrang vor dessen umhüllung zu einem Zigarettenstrang möglich. Die Steuerung erfolgt in an sich bekannter Weise vorteilhaft durch Indern des Abstandes der Abnahmevorrichtung von einem Förderer, der den Tabakstrang an der Abnahmestelle trägt. Ein besonderes Problem besteht bei jeder Fül!kraftmessung eines Zigarettenstranges, auf die die Messung der Dichte zur Bildung des zweiten Dichtemeßsignals ja zurückzuführen ist, darin, daß die Füllkraft mit zunehmendem Feuchtegrad bei ein- und derselben Dichte abnimmt. Wird der Tabak, z.B.durch Lagern der fertigen Zigaretten, wieder trockener, so erhöht sich der Füllkraftwert wieder. Um durch Feuchteabweichungen hervorgerufene Fehler im Dichtemeßsignal zu eliminieren, wird gemäß einer wichtigen Ausführungsform der Erfindung ein dritter Meßwertgeber zur Abgabe eines dritten von der Feuchte des Tabaks abhängen Meßsignals vorgesehen und einer Korrekturanordnung zum Korrigieren des von dem zweiten Meßwertgeber abgegebenen Dichtemeßsignals zugeführt.

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Um zu verhindern, daß Zigaretten mit zu geringer Füllkraft weiterverarbeitet werden und in den Handel gelangen, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der zweite Meßwertgeber mit einer Schwellenwertmeßanordnung verbunden, die bei Unterschreiten eines bestimmten Wertes durch das zweite Dichtemeßsignal ein Signal an eine Aussonderungsanordnung für einen Strangteil abgibt, der das zu kleine Dichtemeßsignal verursacht hat.

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Die Erfindung wird anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Übersichtsbild einer Zigarettensträngma-

schine,
Figur 2 Einzelheiten von Meßanordnungen im Zusammenhang

mit der Erfindung in vergrößertem Maßstab, Figur 3 eine Ansicht der Meßanordnungen der Figur 2

in Richtung des Pfeiles III.

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Figur 1 zeigt schematisch eine Zigarettenstrangmasohine, die im folgenden kurz beschrieben wird. Von einem Verteiler 1 wird zum Aufbau eines Tabakstranges 2 entlang einer Strangaufbauzone A Schnittabak in einen Tabakkanal 3 auf einen Förderer in Form eines Tabakbanöes 4 geschauert, der über einen gelochten Kanalboden 5 gleitet, unter dem eine Unterdruckkammer 6 als Xanalträger angeordnet ist. Eine Abnahmevorrichtung für Tabak von dem Tabakstrang 2 in Form eines sogenannten Egalisators 7, dessen Abstand von dem Tabakband 4 durch eine Steueranordnung (Figuren 2 und 3) veränderbar ist, entfernt an einer Annahmestelle 3 den Überschuß vom Tabakstrang 2 auf dem Sabakband 4. Bin Strangförderer 8 unterstützt die Überführung des Tabakstranges 2 von dem Tabakband 4 auf einen im Gleichlauf geführten Zigarettenpapierstreifüii 9_f der von einer Bobine 11 abgezogen, durch ein Druckwerk 12 geführt und auf ein angetriebenes Formatband 13 gebracht wird« 'Das lcrmatband 13 transportiert den Tabakstrang 2 und den Sigar&ti-aBpapierstreiies 9 äuroh ein Format 14, indem der Sigaretteripapierstreifen derart um den Tabakstrang 2 gelegt wird* daß noch eine Eaata ab» steht. Ein Leimapparat 16 belaimt disae Kante, und sine Nahtplätte 17 trocknet die Elebnaht. Ein so gebildeter Zigarettenstrang 18 wird von einem Messerapparat 19 in Einzslzigaretten geschnitten, weiche von einem Beschleuniger in eine Ablegertrommel 22 eingestoßen und der Weiterverarbeitung zugeführt werden. Zwischen aer Nahtplätte 17 ynd dem Messerapparat 19 Binä an einer Meßstelle G drei Meßwertgeber 26, 27 und 28 sageordnet, von denen die Figuren 2 und 3 Einzelheiten zeigen»

Der erste Meßwertgeber 26 zur Abgabe eines ersten Diohtsmeßsignel^ ist ein radioaktives Strahlungsiaeßgerät mit einem radioaktiven Strahler 31 und einem die von dem Zigarettenstrang 1& entsprechend seiner Dichte mehr oder weniger etark durchgelassene Betastrahlung erfassenden Empfänger 32, der z.B. als Ionisationskammer ausgebildet ist. Derartige

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radioaktive Strahlungsmeßgeräte für die Dichte von Zigarettensträngen sind an sich bekannt und z.B. in der britischen Patentschrift 1.128.003 beschrieben. Sie erfassen bei der für Zigarettenmasohinen nur möglichen schwachen Strahlung nur sich über einen längeren Zeitraum hinweg erstreckende änderungen der Dichtemeßwerte des Zigarettenstranges 18. Das von dem Empfänger 32 abgegebene erste Dichtemeßsignal wird über einen Verstärker 33 als Istwert einer Vergleichsstelle 34 zugeführt, der außerdem von einem Sollwertgeber

35 ein Sollwertsignal zuführbar ist.

Der zweite Meßwertgeber 27 zur Abgabe eines zweiten Dichtemeßsignals stromaufwärts des ersten Meßwertgebers 26 (bezogen auf die Bewegungsrichtung des Zigarettenstranges 18 entsprechend Pfeil 30) weist zwei sich gegenüberstehende Düsen

36 und 37 auf, die mit einer Druckluft mit konstantem Druck abgebenden Druckluft quelle 38 in Verbindung stehen und zwischen denen der Zigarettenstrang 18 läuft. Rechtwinklig zu der von den Düsen 36 und 37 bestimmten Ebene befindet sich eine Meßanordnung zum Erfassen der durch das Gegenleiten von-Druckluft aus den Düsen 36 und 37 gegen die Umhüllung des Zigarettenstranges 18 hervorgerufenen elastischen Verformungen 39 bzw. 41 (übertrieben dargestellt) des Zigarettenstranges 18. Die Meßanordnung zum Erfassen der elastischen Verformungen ist als fotoelektronische Meßanordnung 42 (Pig. 3) ausgebildet, die im wesentlichen aus einer Lichtquelle 43 in Form eines Galliumarsenid-Halbleiters ( Diode) und eines lichtelektrischen Empfängers in Form eines SiIi ziurn-IOtoe lernen te s besteht. Die Galliumarsenid-Diode wird mit von einem elektrischen Impulsgeber 46 abgegebenen Spannungsimpulsen erregt. Zwischen Lichtquelle 43 und lichtelektrischem Empfänger 44 befindet sich ein optisches System zur optimalen Lichtführung, bestehend aus Blenden 47 und 48 sowie Linsen 49 und 51. Anstelle einer Lichtschranke können bei entsprechender

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konstruktiver Abwandlung mehrere Lichtschranken vorgesehen werden, um den Einfluß von kleineren geometrischen Unregelmäßigkeiten des Zigarettenstranges auf das zweite Dichtemeßsignal zu vermindern.

Das Ausgangssignal des Fotoelementes 44 ist über einen Verstärker 52 einer Korrekturanordnung 53 und von da als zweites Dichtemeßsignal einer Vergleichsstelle 54 zugeführt, der außerdem ein Sollwertsignal von einem Sollwertgeber 56 zuführbar ist.

Stromaufwärts von dem zweiten Meßwertgeber 27 (bezogen auf die Bewegungsrichtung des Zigarettenstranges 18 entsprechend Pfeil 30) ist der dritte Meßwertgeber 28 angeordnet, der im wesentlichen aus Elektroden 57 und 58 (Fig. 3) besteht, von denen Elektrode 57 von einem Hochfrequenzgenerator 59 mit hochfrequenter Wechselspannung gespeist wird, während Elektrode 58 an Erde liegt. Zwischen den Elektroden 57 und 58 und in deren hochfrequentem elektrischen Feld ist der Zigarettenstrang 18 geführt. Die von der Feuchte des labaks abhängige Dämpfung der Hochfrequenzschwingung, die ggf. um die Störgröße "Tabakmasse" bereinigt sein kann, wird in ein drittes Meßsignal umgesetzt und über einen Verstärker 61 der Korrekturanordnung 53 zugeführt. Kapazitive Meßwertgeber der oben angesprochenen Art zur Bildung eines von der Feuchte von i'abak abhängigen Meßsignals sind an sich bekannt.

In dem Bereich zwischen der Aufbauzone A des Tabakstranges und dem Strangförderer 8 ist an der Stelle B eine Steueranordnung für die Menge des Tabaks im Zigarettenstrang 18 in Form des Egalisators 7 vorgesehen. Dieser besteht aus einem rotierenden Kreismesser b2, das von einem Antriebsmotor 63 antreibbar und von einem Stellglied in Form eines Stellmotors 64 in Richtung auf das Tabakband 4 zu oder von diesem weg (entsprechend Pfeil 65) bewegbar ist.

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Zur Steuerung des Stellmotors 64 ist ein Leistungsverstärker 66 vorgesehen, der je nach dem Vorzeichen der ihm auf seinen zwei Eingängen a und b von der Vergleichsstelle 34 bzw. 54 zugeführt en Steuersignale an seinem Ausgang c ein Stellsignal abgibt, das den Stellmotor 64 zu einer entsprechenden Drehbewegung und damit zu einer Abstandsänderung des Kreismessers 62 von dem Tabakband 4 veranlaßt.

Das zweite Dichtemeßsignal ist außerdem einer Signalformerstufe in Form eines Sohwellenwertgliedes 67 zuführbar, das über ein Verzögerungsglied 68 mit einem Elektromagnetventil 69 verbunden ist, das in einer Leitung 71 zwischen einer Druckluftquelle 72 und einer Aussonderungsanordnung in Form einer Blasdüse 73 angeordnet ist. Der Ort der Blasdüse 73 kann auf der Zigarettenmaschine, z.B. auf der Strecke zwischen Messerapparat 19 und Ablegertrommel 22, oder auf einer Weiterverarbeitungsmaschine, z.B. einer Filteransetzmasohine, sein. Das Verzögerungsglied 68 kann als Schieberegister ausgebildet sein, das die Eingangssignale, gesteuert von geschwindigkeitsabhängigen Taktimpulsen, solange verzögert, bis die Zigaretten, die das Eingangssignal ausgelöst haben, im Erfassungsbereich der Blasdüse 73 angelangt sind.

Wirkungsweise der Anordnung gemäß den Figuren 1 bis 3: Die von dem Verteiler 1 in der Aufbauzone A von dem Tabakstrang 2 auf das Tabakband 4 herabgeschauerten Tabakfasern werden von dem Unterdruck unter dem Kanalboden 5 auf dem Tabakband 4 festgehalten und von diesem an der Abnahmestelle B vorbei zu dem Strangförderer 8 gefördert. Der Strangförderer 8 überführt den Tabakstrang 2 auf den Zigarettenpapierstreifen 9, der zusammen mit dem Tabak von dem Formatband 13 durch das Format 14 und an dem Leimapparat 16 und der NahtpTätte 17 vorbeigezogen wird, wobei im Format 14 der Zigarettenpapierstreifen 9 um den Tabakstrang 2 herumgelegt wird bis auf eine abstehende Kante, die anschließend von dem

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Leimapparat 16 "beleimt und nach Gegendrücken gegen den Strang von der Nahtplätte 17 erwärmt wird.

Der so gebildete, die Nahtplätte 17 verlassende endlose Zigarettenstrang 18 gelangt anschließend in die Meßzone 0 mit den drei Meßwertgebern 26, 27 und 28. Der zweite Meßwertgeber 27 leitet Luft der Druckluftquelle 38 aus den Düsen 36 und 37 gegen zwei einander gegenüberliegende Stellen des Zigarettenstranges 18, an denen von der Luft elastische Verformungen 39 bzw. 41 hervorgerufen werden. Die Größe dieser Verformungen, die von der Dichte des Tabaks in dem Zigarettenstrang 18 abhängt, wird von der fotoelektronischen Meßanordnung 42 erfaßt, deren lichtelektrischer Empfänger 44 ein dem zweiten Dichtemeßsignal entsprechendes Ausgangssignal abgibt, das über den Verstärker 52 der KorrekturanOrdnung 53 zugeführt wird. Kurz vor Erreichen des zweiten Meßwertgebers 27 passiert der Zigarettenstrang 18 den dritten Meßwertgeber 28, der ein der Feuchte des Tabaks im Zigarettenstrang 18 entsprechendes Meßsignal abgibt, das über den Verstärker 61 der Korrekturanordnung 53 zugeführt ist. Von der Korrekturanordnung 53 wird das Dichtemeßsignal mittels eles von der Tabakfeuchte abhäxgLgen Meßsignals korrigiert in dem Sinn, daß Änderungen des zweiten Dichtemeßsignals nur dann die Vergleichsstelle 54 und damit die Steueranordnung zur Steuerung der Menge des Tabaks von dem Zigarettenstrang 18 beeinflussen, wenn das Signal des dritten Meßwertgebers nicht eine Abweichung der Tabakfeuchte zu höheren Werten hin angezeigt hat. Ist dies der Pail, d.h. ist der Tabak feuchter geworden, so wird i.ie eine nur scheinbare Verringerung der Tabakdichte anzeigende Änderung des zweiten Dichtemeßsignals unterdrückt, d.h. es wird nicht in die Steuerung der Abnahmevürrichtung (Egalisator 7)eingegriffen. Diese Maßnahme ist deshalb günstig, weil mit späterem Abtrocknen des Tabaks in der fertigen Zigarette die Füllkraft, die ja von dem zweiten Meßwertgeber als schnell zu ermittelndes Maß für

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die Tabakdichte erfaßt wird und bei zu großer Feuchte als zu gering bewertet wird, wieder ansteigt. Das von der Korrekturanordnung 53 abgegebene Signal ist als Istwertsignal der Vergleichsstelle 54 zugeführt. Das an der Vergleicbsstelle 54 gebildete, der Differenz von Sollwertsignal und Istwertsignal entsprechende Signal wird als Steuersignal dem Leistungsverstärker 66 zugeführt, dessen nach Größe und Polarität im Steuersignal entsprechendes Ausgangssignal den Stellmotor 64 aussteuert. Der Stellmotor 64 verstellt den Abstand zwischen dem Kreismesser 62 und dem Tabakband 4 entsprechend.

Der erste Meßwertgeber 26 erfaßt anschließend die Dichte des Tabaks im Zigarettenstrang 18 direkt und mit relativ großer Genauigkeit, jedoch mit im Vergleich mit der Fertigungszeit einer Zigarette oder einer Gruppe von Zigaretten großer Zeitkonstante. Sein Ausgangssignal ist als erstes Dichtemeßsignal nach Verstärkung durch den Verstärker 33 der Vergleichsstelle 34 zugeführt, an der es mit seinem Sollwertsignal verglichen wird. Das Differenzsignal ist ebenfalls dem leistungsverstärker 66 zugeführt und verhindert langfristige Abweichungen der Dichte des Tabaks im Zigarettenstrang 18, die anderenfalls auftreten könnten, da das zweite Dichtemeßsignal nur mittelbar von der Dichte abhängig ist.

Das schnell zu gewinnende, der Füllkraft entsprechende zweite Dichtemeßsignal löst, wenn ein bestimmter Wert unterschritten wird, der zu einer fehlerhaften Zigarette führt, ein Ausgangssignal des Schwellenwertgliedes 67 aus. Dieses Signal wird von dem Verzögerungsglied 68, abhängig von der Maschinengeschwindigkeit, solange verzögert, bis die den fehlerhaften Teil des Zigarettenstranges 18 enthaltende Zigarette oder eine Gruppe derartiger Zigaretten die Blasdüse 73 erreicht haben. In diesem Augenblick gibt das Verzögerungsglied 68 ein oder mehrere Ausgangssignale ab, die ggf. nach Verstär-

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kung, das Elektromagnetventil 69 aussteuern, das einen die Zigaretten entfernenden Blasluftstrom freigibt.

Der Vorteil der Meßanordnung der Erfindung besteht darin, daß eine Vorsteuerung der Tabakmenge durch ein Dichtemeßsignal vorgenommen werden kann, das sehr schnell den in änderungen der Füllkraft zum Ausdruck kommenden Dichteänderungen des Tabaks folgt. Eine genaue Langzeitkorrektur wird von dem in an sich bekannter Weise gewonnenen ersten Dichtemeßsignal garantiert. Durch Verwendung der fotoelektronischen Meßanordnung ist eine Anpassung des zweiten Meßwertgebers an gewollte Durchmesseränderungen, also Formatänderungen, des Zigatettenstranges leicht möglich.Ungewollte Durchmesseränderungen wirken sich nur wenig auf die Meßgenauigkeit, gar nicht auf die Betriebssicherheit aus.

- Patentansprüche -

3 0 ζ- 8 3 6 / Ü 6 U 2

Claims

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1> Verfahren zum Erfassen der Dichte eines Zigarettenstranges oder dergleichen Stranges aus Tabak oder Filtermaterial, wobei ein erstes Dichtemeßsignal gebildet wird durch Durchstrahlen des Zigarettenstranges mittels von einer radioaktiven Strahlungsquelle ausgehender Strahlen und wobei ein zweites Dichtemeßsignal gebildet wird durch Zuleiten eines Gasstromes, vorzugsweise eines Luftstromes, zu dem Zigarettenstrang, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtemeßsignal gebildet wird durch ein derartiges Gegenleiten des Luftstromes gegen die Umhüllung des Zigarettenstranges, daß dieser elastisch verformt wird, und durch Erfassen der Größe der elastischen Verformung.
2. Verfahren zum Erfassen der Dichte oder der Püllkraft eines Zigarettenstranges oder dergleichen Stranges, bei dem ein Luftstrom gegen die Umhüllung des Zigarettenstranges geleitet wird, der sich dabei elastisch verformt, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verformung des Zigarettenstranges fotoelektronisch erfaßt und in ein elektrisches Meßsignal umgewandelt wird, das der Dichte oder der Püllkraft entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verformung fotoelektronisch erfaßt und in ein elektrisches zweites Dichtemeßsignal umgesetzt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom gegen einen endlosen Zigarettenstrang geleitet wird, der in Richtung seiner Längsachse fortbewegt wird und von dem während seiner Bewegung fortlaufend einzelne Zigaretten abgeschnitten werden.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zigarettenstrang nach dem Gegenleiten des Luftstromes und vor dem Abschneiden von einzelnen Zigaretten zur Bildung des ersten Dichtemeßsignals von der radioaktiven Strahlungsquelle durchstrahlt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von dem zweiten Dichtemeßsignal die Menge des Tabaks in dem Zigarettenstrang, bezogen auf dessen Längeneinheit, gesteuert wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in Abhängigkeit von dem ersten Dichtemeßsignal die Menge des Tabaks in dem Zigarettenstrang, bezogen auf dessen Längeneinheit, gesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Menge des Tabaks in dem Zigarettenstrang durch Steuern der von dem Tabakstrang vor dessen Umhüllung, durch die ein Zigarettenstrang entsteht, abgenommenen Tabakmenge erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Meßsignal gebildet wird, das von der Feuchte des Tabaks im Zigarettenstrang abhängig ist und daß das zweite Dichtemeßsignal mittels des dritten Meßsignals korrigiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtemeßsignal bei Unterschreiten eines vorgegebenes Wertes den Auswurf des Strangteiles steuert, der das zu kleine Signal verursacht hat.

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Stw.: ZM-kombinierte Meßwerterfassung - Hauni-Akte 1190 Bergedorf, den 22. Februar 1972
11. Vorrichtung zum Erfassen der Dichte eines Zigarettenstranges oder dergleichen Stranges aus Tabak oder Filtermaterial, mit einem ersten Meßwertgeber zur Abgabe eines ersten Dichtemeßsignals, bestehend aus einer radioaktiven Strahlungsquelle auf der einen Seite des Zigarettenstranges und einem Strahlungsempfänger auf der anderen Seite, und mit einem zweiten pneumatischen Meßwertgeber zur Abgabe eines zweiten Dichtemeßsignals, insbesondere zum Ausführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßwertgeber (27) mindestens eine Düse (36, 37) zum Gegenleiten eines Gasstromes, vorzugsweise eines Luftstromes, gegen die Umhüllung (9) des Zigarettenstranges (18) in einer eine elastische Verformung (39, 41) bewirkenden Stärke und eine das zweite Dichtemeßsignal abgebende Meßanordnung (42) zum Erfassen der elastischen Verformung (39, 41) aufweist.
12. Vorrichtung zum Erfassen der Dichte oder Füllkraft eines Zigarettenstranges oder dergleichen Stranges aus !Tabak oder Filtermaterial, mit einer Düse zum Gegenleiten eines luftströmes gegen die Umhüllung des Zigarettenstranges in einer eine elastische Verformung bewirkenden Stärke, insbesondere nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine fotoelektrnnische Meßanordnung (42) mit elektrischem Ausgangssignal zum Erfassen der elastischen Verformung (39, 41).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die foteelektronische Meßanordnung (42) als Lichtschranke ausgebildet ist, zwischen deren Lichtquelle (43) und lichtelektrischem Empfänger (44) sich der Zigarettenstrang (18) befindet und dabei die auf den Empfänger (44) fallende Lichtmenge entsprechend seiner elastischen Verformung (39, 41) beeinflußt.

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Stw.: ZM-koinbinierte iießwerterfassung - Hauni-Akte !Bergedorf, den 22. Februar 1972
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüolie 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Meßwertgeber

(26) und der zweite Meßwertgeber (2?) zwo Erfassung der Dichtewerte eines fortlaufend in Richtung seiner Längsachse bewegten Zigarettenstrangs (18) vorgesehen sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßwertgeber (27) stromaufwärts von dem ersten Meßwertgeber (26) angeordnet ist und daß sich stromabwärts von dem ersten Meßwertgeber sin Messerapparat (19) sum Abschneiden von Einzelzigaretten befindet.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßwertgeber

(27) mit einer Steueranordnung (66, 64) £ür die Menge des Tabaks im Zigarettenstrang (18) , bezogen auf dessen Längeneinheit, verbunden ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Meßwertgeber (26) mit der Steueranordnung (66, 64) verbunden ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 und/oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordung für die Menge des Tabaks im Zigarettenstrang ein Stellglied (64) aufweist zum Verändern des Abstandes zwischen einer Abnahmevorrichtung (62) für Tabak von einem Tabakstrang (2), der anschließend mit der Umhüllung (9) umhüllt wird, und einem Förderer (4), "von dem der Tabak an der Abnahmestelle (B) gefördert wird.
19. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Meßwertgeber (28) zur Abgabe eines dritten von der Feuchte des Tabaks abhängigen Meßsignals vorgesehen ist und daß eine KorrekturanOrdnung (53) zum Korrigieren des von dem zweiten Meßwertgeber abgegebenen (zweiten) Dichtemeßsignals mit dem von dem dritten ließwertgeber (28) abgegebenen Meßsignal vorgesehen ist.

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Stw.: ZM-kombinierte Meßwerterfassung - Hauni-Akte 1190 Bergedorf, den 22. Februar 1972
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßwertgeber (27) mit einer Schwellenwertmeßanordnung (67) verbunden ist, die bei Unterschreiten eines bestimmten Wertes durch das zweite Dichtemeßsignal ein Signal an eine Aussonderungsanordnung (73) für einen Strangteil abgibt, der das zu kleine Dichtemeßsignal verursacht hat.
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