DE2332813A1

DE2332813A1 - Optische inspektionsvorrichtung mit glasfaseroptik zur ueberwachung eines sich kontinuierlich bewegenden gegenstandes

Info

Publication number: DE2332813A1
Application number: DE2332813A
Authority: DE
Inventors: Robert Wilson Mcloughlin; Colin Philip Nuttall
Original assignee: Gallaher Ltd
Current assignee: Gallaher Ltd
Priority date: 1972-06-29
Filing date: 1973-06-28
Publication date: 1974-01-17
Also published as: DK132818B; FR2191736A5; SE385332B; DE2366043A1; GB1388189A; DE2332813B2; LU67878A1; IE38021B1; DK132818C; CA1038470B; JPS4953491A; IE38021L; IT986230B; NL7308933A; US3854587A; BE801674A; JPS581744B2; DE2332813C3; CA987395A

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland ■ Dn.-lng. R. König ■ Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte - -4ooo Düsseldorf 30 - Cecilienaiiee ye · Telefon 432732

27. Juni 1973 28 724 S

Gallaher Limited, 138 York Street, Belfast, Nord-Irland

"Optische Inspektionsvorrichtung mit Glasfaseroptik zur Überwachung eines sich kontinuierlich bewegenden

Gegenstandes"

Gegenstand dieser Erfindung ist eine optische Inspektionsvorrichtung zum Überwachen eines sich kontinuierlich bewegenden Stranges oder einer sich kontinuierlich bewegenden Stange und zum Erfassen kritischer Veränderungen im Reflexionsverhalten der Strangoiberfläche oder der Stangenoberfläche. Handelt es sich bei dem Strang um einen Zigarettenstrang, so kann es notwendig werden, die Strangoberfläche auf Anrisse oder auf aufgedruckte Markierungen zu überprüfen. Bei einem Zigarettenstrang können derartige Fehler durch eine schlechte Verklebung der Zigarettenpapiernaht oder durch einen Riß, der durch ein besonders hartes Stück Tabakstengel verursacht worden ist, hervorgerufen werden.

Üblicherweise arbeiten Zigaretteninspektionsanlagen mit Vorrichtungen, die den durch Löcher oder Risse in den Zigaretten herbeigeführten Druckabfall dann messen, wenn Luft angesaugt oder Druckluft zugeführt wird. Vorgeschlagen worden sind bereits Inspektionsverfahren, bei denen der Strang oder die Stange ausgeleuchtet wird und bei denen schließlich das reflektierte Licht von mehreren Fotozellen gemessen wird. Keines dieser Verfahren aber hat sich für einen schnellen Produktionsablauf als völlig zufriedenstellend erwiesen.

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Die Erfindung geht aus von einer optischen Inspektionsanlage zum Überwachen eines sich kontinuierlich bewegenden Stranges oder einer sich kontinuierlich bewegenden Stange mit einem ring- oder kreisförmigen Inspektionskopf, durch den der Strang oder die Stange geführt wird, einem ersten Satz von bis zur inneren Umfangsfläche des Inspektionskopfes reichenden optischen Glasfaserlichtleitern, durch die zur Ausleuchtung des den Inspektionskopf passierenden Stranges oder der den Inspektionskopf passierenden Stange von einer Lichtquelle aus das zur Ausleuchtung erforderliche Licht zugeführt wird, und einem zweiten Satz von optischen Glasfaserlichtleitern, die ebenfalls bis zur inneren Umfangsfläche des Inspektionskopfes reichen, dort das von dem Strang oder von der Stange reflektierte Licht aufnehmen und einem Fotoelement zuleiten. Erfindungsgemäß ist der zweite Satz der Glasfaserlichtleiter in Gruppen mit einem bestimmten Winkelabstand rings um den Inspektionskopf angeordnet, wobei die jeweils einander benachbarten Gruppen mit separaten Fotozellen in Verbindung stehen.

Durchläuft ein sauberer und unbeschädigter Strang oder eine saubere und unbeschädigte Stange den kreisförmigen Inspektionskopf, dann wird von dessen Oberfläche das Licht ziemlich konstant auf den zweiten Satz der Glasfaserlichtleiter reflektiert. Passiert eine Fehlerstelle einen der zum zweiten Lichtleitersatz gehörenden Glasfaserlichtleiter, dann wird das reflektierte Licht augenblicklich schwächer oder stärker. Durch ein geeignetes fotoelektrisches Schaltungselement, beispielsweise durch einen Fototransistor oder durch eine Fotodiode, die als ein fotoelektrischer Wandler arbeiten, wird das erzielte Lichtsignal in ein elektrisches Signal umgesetzt, wobei der fotoelektrische Wandler jeweils dem empfangsseitigen Ende des zum zweiten Lichtleitersatz gehörenden Glasfaserlichtleiters zugeordnet ist. Die Stärke des gemessenen Signals wird in

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einer Komparatorschaltung mit einem Sollwert verglichen, wobei dann, wenn das gemessene Signal um mehr als einen Vorgabewert vom Sollwert abweicht, ein Fehlersignal erzeugt werden kann. In einer geeigneten Logikschaltung kann das"Fehlersignal gespeichert werden, um später zur Betätigung oder Ansteuerung einer Auswerfmechanik dann herangezogen zu werden, wenn der Teil des Stranges oder der Stange, in dem der Fehler festgestellt worden ist, den Auswerfpunkt erreicht hat.

Die Inspektionsvorrichtung kann zur Überwachung aller Formen von Stangen oder Strängen herangezogen werden, beispielsweise zur Überwachung von Stangen aus gezogenem Stahl und zur Überwachung von Stangen aus Kunststoff. In diesem Zusammenhang aber interessiert besonders die Verwendung der Vorrichtung im Bereich der Tabakverarbeitung, d.h. zum Überwachen eines Zigarettenstranges oder eines Filterstranges in einer rohrförmigen Papierumhüllung oder Papierhülse, wobei der Tabakstrang aus Naturtabak, aus bearbeitetem Tabak oder aus Synthesetabak und der Filterstrang aus Filtermaterial bestehen kann.

Die Verwendung von optischen Glasfaserlichtleitern ermöglicht, daß das Licht zum Innenumfang des Inspektionskopfes hin und von diesem Innenumfang des Inspektionskopfes weg übertragen werden kann, was wiederum zur Folge hat, daß der Inspektionskopf sehr nahe der Oberfläche des Stranges oder der Stange angeordnet werden kann, so daß die Inspektionsvorrichtung sehr empfindlich ist. Festgestellt worden ist, daß die Empfindlichkeit dann noch vergrößert wird, wenn die Enden des ersten Satzes der optischen Glasfaserlichtleiter an der inneren Umfangsfläche des Inspektionskopfes in einer ersten kreisförmigen Reihe enden, die zum zweiten Satz gehörenden optischen Glasfaserlichtleiter aber zur ersten Lichtleiterreihe axial versetzt in einer

zweiten ringförmigen Lichtleiterreihe innerhalb der inneren Umfangs fläche des Inspektionskopfes.

Der Abstand zwischen der Stangenoberfläche oder der Strangoberfläche ist nicht als kritisch zu betrachten, so daß ein einfacher Inspektionskopf über einen Bereich von Durchmessern zur Überwachung des Stranges oder der Stange herangezogen werden kann. Die Unterteilung des zweiten Lichtleitersatzes in zueinander im Winkel versetzte Gruppen stellt sicher, daß nur ein Teil der Strangoberfläche oder der Stangenoberfläche von irgendeinem fotoelektrischen Wandler erfaßt wird, wodurch wiederum das Störsignal, das beispielsweise aus dem Wasserzeichen des Papiers und aus kleineren Oberflächenabweichungen resultiert und von jenem fotoelektrischen Wandler empfangen wird, wirksam verringert oder verkleinert wird, ohne daß dabei die Fähigkeit, ein durch einen wirklichen Fehler verursachtes Signal auszumachen und zu erkennen, kleiner wird, so daß dabei im Hinblick auf den resultierenden Rauschabstand oder auf das resultierende Störverhältnis eine Verbesserung erzielt werden kann.

Wenn sich ein Strang oder eine Stange schnell bewegt, dann sind manche Seitenabweichungen unvermeidbar, wobei in extremen Fällen ein Fehlersignal erzeugt oder verursacht werden könnte. Um das zu vermeiden, ist der zweite Lichtleitersatz in mindestens vier Gruppen, vorzugsweise aber auch in mehr als vier Gruppen, die zueinander jeweils im Winkelabstand angeordnet sind, unterteilt, wobei das von zwei einander diametral gegenüberliegenden Gruppenpaaren aufgenommene und vom Inspektionskopf weggeführte Licht zusammengefaßt wird, und dies einmal vor dem Einfallen in einen gemeinsamen fotoelektrischen Wandler oder durch Summierung der Ausgangssignale der entsprechenden fotoelektrischen Wandler. Ist der durchschnittliche Abstand zwischen der

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Strangoberfläche und dem Innenumfang des .Inspektionskopfes derart ausgelegt, daß der Arbeitspunkt auf dem negativ abfallenden Teil des y-Übergangsverhaltens liegt, d.h„ daß das aufgenommene reflektierte Licht sich umgekehrt proportional zum Abstand zwischen der Strangoberfläche und dem Innenumfang des Inspektionskopfes verändert, dann ist die Summe des von.den einander diametral gegenüberliegenden Gruppen der Lichtleiter kommende Licht nahezu konstant, und dies trotz der auf den Inspektionskopf bezogenen Seitenbewegung des Stranges oder der Stange.

Der Wirkung von Langzeitveränderungen im optischen System oder beim fotoelektrischen Wandler, wozu beispielsweise das Verschmutzen der Glasfasern, das Brechen der Glasfasern oder die Temperaturbeeinflussung des fotoelektrischen Wandlers gehören, kann zur Vermeidung dieser über lange Zeit erfolgenden Veränderungen mit einer Wechselstromkopplung oder Wechselspannungskopplung begegnet werden.

Die Nutzung des negativ abfallenden Teiles der Übergangsfunktion mit diametral einander gegenüberliegenden Lichtleiterpaaren und mit Wechselstromkopplung ermöglicht darüber hinaus auch die Inspektion eines beträchtlich großen Strangdurchmesserbereiches, ohne daß dafür die Abmessungen des kreisförmigen Inspektionskopfes geändert zu werden brauchen. Als Alternative kann aber auch die Oberkante der Übergangsfunktion mit oder ohne Wechselstromkopplung sowie mit oder ohne einander diametral gegenüberliegenden Lichtleiterpaaren herangezogen werden, jedoch im allgemeinen nur für einen kleineren Strangdurchmesserbereich.

Die optische Inspektionsvorrichtung kann derart konstruiert und ausgelegt werden, daß sie in eine Maschine zur kontinuierlichen Herstellung eines Zigarettenstranges eingebaut werden kann, daß sie weiterhin in Reihe mit einer anderen

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Strangüberwachungsanlage verwendet wird, beispielsweise mit einer kerntechnischen oder nuklearen Regelungs- und Dichteüberwachungsvorrichtung, die auch derart konstruiert und geschaltet ist, daß sie ein Signal erzeugt, mit dem eine Auswerfmechanik dann angesteuert und betätigt wird, wenn ein nicht zu akzeptierender und eine Zigarettenlänge entsprechender Strangteil ausgeworfen werden muß. Weil ein bestimmter Strangteil von der optischen Inspektionsvorrichtung zu einem anderen Zeitpunkt stattfindet, als dies mit der anderen Überwachungsanlage erfolgt, weil darüber hinaus die beiden Überwachungsanlagen in einem Abstand einander zugeordnet werden können, der keiner bestimmten Anzahl von Zigarettenlängen entspricht, können bei der Synchronisierung eines potentiellen Fehlersignals aus einer jeden der vorerwähnten Überwachungsanlagen in einer Zurückweisungssteuerschaltung oder einer Auswerfersteuerschaltung Schwierigkeiten aufkommen, so daß ein nicht zu akzeptierender Strangteil aufgrund eines Fehlersignals aus jeder der Überwachungsvorrichtungen an einem gemeinsamen Auswerfpunkt ausgeworfen wird.

Aus diesem Grunde besteht der Fehlersignalspeicher der optischen Überwachungsanlage oder der optischen Inspektionsvorrichtung vorzugsweise aus einer ersten Flip-Flop-Schaltung, die nach dem Erfassen eines Fehlers in einem Teil des Stranges durch ein vom Komparator aus aufgeschaltetes Fehlersignal angesteuert wird und dann das Fehlersignal festhält, sodann aus einer zweiten Flip-Flop-Schaltung, die durch irgendein Fehlersignal aus der ersten Flip-Flop-Schaltung gesetzt und dann von einem ersten Zeitimpuls, der für das Ende des Durchlaufens des Stranges durch die optische Inspektionsanlage steht, derart angesteuert und ausgelöst wird, daß sie das Fehlersignal übernimmt und festhält, woraufhin dann der erste Zeitimpuls die erste Flip-Flop-Schaltung wieder in die Ausgangslage zurückschal-

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tet, und ferner aus einer dritten Flip-Flop-Schaltung, die von irgendeinem in der zweiten Flip-Flop-Schaltung gehaltenen Fehlersignal gesetzt und zur Übernahme und Halten dieses Fehlersignals angesteuert wird von einem zweiten Zeitimpuls, der in dem Augenblick aufgeschaltet wird, in dem jener Strangteil mit seinem vorderen Ende seinen Durchgang durch die andere Überwachungsanlage beginnt. Vom zweiten Zeitimpuls wird sodann ein Zurückschalten der zweiten Flip-Flop-Schaltung in die Ausgangslage veranlaßt, wobei dann das Fehlersignal am Ausgang der dritten Flip-Flop-Schaltung synchron zu einem Fehlersignal aus der anderen Überwachungsanlage zum Ansteuern und Betätigen der Auswerfmechanik für gerade diesen Teil des Stranges herangezogen werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer optischen Inspektionsvorrichtung und deren Verwendung an einer Maschine zum kontinuierlichen Herstellen eines Zigarettenstranges näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Zigarettenherstellungsmaschine in Seitenansicht,

Fig. 2 eine perspektivische und explodierte Darstellung des zur optischen Inspektionsvorrichtung gehörenden ringförmigen Inspektionskopfes,

Fig. 3 ein Schaltbild der optischen Inspektionsvorrichtung,

Fig. 4 ein Signal- und Impulsdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise und Funktion der Schaltung nach Fig. 3,

Fig. 5 eine y-Übergangsfunktion, die in Beziehung zur optischen Inspektionsvorrichtung steht, und

Fig. 6 einen axialen Querschnitt durch einen den kreisför-

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migen Inspektionskopf passierenden Strang.

Fig. 1 zeigt eine konventionelle Zigarettenmaschine zur Herstellung eines kontinuierlichen Zigarettenstranges. Zu dieser Zigarettenherstellungsmaschine gehört eine Garnitur 7, durch die ein Garnitürband 8 das Zigarettenpapier führt und um den Tabak wickelt, woraufhin dann der fertige Tabakstrang oder Zigarettenstrang eine über ihm angeordnete Heizvorrichtung 9 passiert, durch eine nukleare Gewichtsund Dichtenüberwachungsanlage 10 geführt wird und schließlich ein Trennmesser 11 passiert, das den kontinuierlichen Tabakstrang in die einzelnen Zigarettenlängen schneidet. Die Teile des Zigarettenstranges, die den entsprechenden Zigarettenlängen entsprechen und von der nuklearen Überwachungsanlage 10 als fehlerhaft erkannt worden sind, werden zurückgewiesen und nach dem Abschneiden vom Zigarettenstrang sofort durch einen auf die fehlerhafte Zigarette gerichteten Luftstrom aus dem Fertigungsprozeß ausgeschieden. Eine zur Überwachungsanlage 10 gehörende Speicherschaltung gewährleistet, daß der zum Ausscheiden der fehlerhaften Zigarette aus dem Produktionsprozeß erforderliche Luftstrom nur dann auf die fehlerhafte Zigarette gerichtet wird, wenn diese vom Trennmesser 11 abgeschnitten worden ist.

Nach Fig. 1 ist die mit der allgemeinen Bezugsziffer 13 gekennzeichnete optische Inspektionsvorrichtung unmittelbar vor der nuklearen Überwachungsanlage 10 angeordnet und montiert. Jeder von der optischen Inspektionsvorrichtung 13 in einem Teil des Stranges festgestellte Fehler wird als Fehlersignal auf die zur nuklearen Überwachungsanlage 10 gehörende Speicherschaltung geschaltet, so daß auch in diesem Falle nach dem Abschneiden die fehlerhafte Zigarette aus dem Fertigungsprozeß entfernt wird, wobei die erforderliche Synchronisation über die hier weiter unten noch zu beschreibende Schaltung nach Fig. 3 erfolgt.

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Gemäß Fig. 2 gehört konstruktionsmäßig ein ringförmiger Inspektionskopf 14 zur optischen Inspektionsvorrichtung 13. Dieser Inspektionskopf 14 ist als ringförmiger Messingblock ausgeführt, der auf einer Seite mit zwanzig Stegen 15 bestückt ist, die sich radial erstrecken. In jeden Schlitz 16 zwischen einander benachbarten Stegen 15 sind jeweils die beiden Schichten der Blöcke 17 und 18 eingepaßt, wobei die Enden 19 der optischen Glasfaserlichtleitergruppen, die jeweils die Lichtleiter 20 und 21 bilden, in die Blöcke 17 und 18 eingebettet sind. In den Blöcken 17 und 18 werden die Enden 19 dabei zu einem Rechteckquerschnitt ausgebreitet und mit Epoxydharz vergossen. Die äußersten Spitzen der Enden 19 und damit aber auch die Stirnflächen der Blökke 17 und 18 sind zur inneren Umfangswandung des Inspektionskopfes 14 bündig angeordnet, wobei die Blöcke 17 eine Ringgruppe bilden, die Blöcke 18 aber eine zweite und zur ersten axial versetzte Ringgruppe.

Gemäß Fig. 3 wird den anderen Enden der Lichtleiter 20 von einer Lampe 22 ausgehendes Licht zugeführt. Dieses Licht wird über die Lichtleiter 20 weitergeleitet und dann von dem ersten Lichtleiterring aus radial in den Inspektionskopf geführt, damit aber auch auf die Oberfläche eines Zigarettenstranges, der sich in Axialrichtung durch den Inspektionskopf bewegt. Das von der Oberfläche des Zigarettenstranges reflektierte Licht wird von den zur zweiten Ringgruppe gehörenden Enden der Lichtleiter 21 aufgenommen und dann einer entfernt gelegenen Position zugeführt.

Aus Fig. 3 folgt weiterhin, daß jeweils die beiden Lichtleiter 21, die an einander diametral gegenüberliegenden Stellen aus dem Inspektionskopf herausgeführt sind, zu einem gemeinsamen Glasfaserlichtleiter vereinigt werden, wobei das von diesen Lichtleitern mitgeführte Licht von dem Ende des kombinierten Lichtleiters aus einem separaten

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Fototransistor 23 zugeführt wird, der das einfallende Lichtsignal in ein entsprechendes elektrisches Signal umsetzt. Vom Ausgang des Fototransistors 23 aus wird nunmehr das elektrische Signal über einen Wechselstromkondensator oder Wechselspannungskondensator 24 auf einen separaten Verstärker 26 mit voreingestellter Verstärkung geschaltet. Der Eingang des Verstärkers ist dabei die Eingangsspannung, die in dem zum Emitterkreis des Fototransistors 23 gehörenden Belastungswiderstand 25 aufgebaut wird. Durch die Wechselstromkopplung oder durch die Wechselspannungskopplung lassen sich Probleme vermeiden, die aus den Abweichungen im Dunkelstrom des Fototransistors 23 entstehen können, desgleichen aber auch durch kleinere Verschiebungen, welche verursacht werden durch Alterung der Lampe, durch unterschiedliche Qualitäten der Zigarettenpapiere und durch irgendwelche anderen für eine allen Ausgängen gemeinsame langsame Ausgangsänderung.

Die Lampe 22 liegt normalerweise über einen Kontakt 27 an einer Gleichspannung von 5 Volt. Für Testvorgänge muß jedoch ein zweipoliger Schalter 28 umgeschaltet werden, wobei die Lampe 22 dann an Wechselstrom und den Transformator 29 gelegt wird. Dies ist notwendig, weil sonst beim Fehlen einer Abweichung bei dem den Inspektionskopf 14 passierenden Strang der Wechselstromkopplungskondensator 24 kein Signal weiterleiten würde.

In Fig. 3 sind nur zwei Kanäle dargestellt. Zu erkennen ist aber, daß insgesamt zehn Kanäle vorhanden sind, denen jeweils ein eigener Fototransistor 23 und ein eigener Verstärker zugeordnet sind. Ausgangsseitig sind alle Verstärker jedoch auf eine gemeinsame Komparatorschaltung 30 geführt.

Fig. 5 zeigt das y-Übergangsverhalten des reflektierten

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Lichtes im Inspektionskopf, das von den Lichtleitern 21 aufgenommen wird. Auf der Achse A ist das aufgenommene reflektierte Licht, auf der Achse B der Abstand d der Strangoberfläche zur inneren Umfangsflache des ringförmigen Inspektionskopfes aufgetragen. Die in diesem Diagramm markierten Teile geben die Abweichungen β d in diesem Abstand aufgrund von Seitenabweichungen des Stranges im Hinblick auf den Inspektionskopf wieder. Diese Werte sind auch Fig. 6 zu entnehmen, die einen Zigarettenstrang 31 wiedergibt, der durch den Inspektionskopf 14 geführt wird. Auf der einen Seite ist eine Position mit dem Abstand d1 zu erkennen, auf der anderen Seite eine Position mit dem Abstand d2. Liegt nun der Abstand d im wesentlichen in dem gerade nach unten geführten Steigungsteil· der mit Fig. 5 dargestellten Kennlinie, dann wird die Summe des von den einander diametral gegenüberliegenden Lichtleitern 21 aufgenommenen Lichts im wesentlichen gleich einem konstanten Wert sein, und dies ganz gleich, ob der Abstand d1 und der Abstand d2 jeweils gleich sind.

Vom Fototransistor 23 wird ein positives oder negatives und im wesentlichen der Differenz aus dem von den beiden entsprechenden Lichtleitern aufgenommenes und dem Sollwertsignal proportionales elektrisches Signal erzeugt. Diese positiven oder negativen elektrischen Signale werden nach Verstärkung auf die Komparatorschaltung 30 geschaltet, wobei die positiven Impulse in den Komparator C+ gelangen, die negativen Impulse hingegen in den Komparator C-. Ist der absolute Wert des Signals, (d.h. der Wert ohne Berücksichtigung der Polarität), größer als ein für die zulässige Toleranz im Reflexionsverhalten des Stranges stehender zulässiger Vorgabewert, dann ist ein fehlerhafter Strangteil festgestellt worden, was wiederum dazu führt, daß an den Ausgangsseiten der Komparatoren positive Fehlerimpulse mit fester Amplitude erzeugt werden und anstehen, die zur

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Erzeugung von Fehlerimpulsen durch eine als Oder-Schaltung oder als OR-Gatter G arbeitende Logikschaltung zusammengefaßt werden.

Das Aufkommen eines Fehlersignals am Gatter G führt zu einem Umschalten einer ersten bistabilen Flip-Flop-Schaltung B1. Das Fehlersignal wird in eine zweite bistabile Flip-Flop-Schaltung B2 dann übertragen, wenn dieser Schaltung über einen monostabilen Multivibrator M1 ein erster Zeitimpuls aufgeschaltet worden ist, wobei dieser Zeitimpuls über einen zweiten monostabilen Multivibrator M2 die erste bistabile Flip-Flop-Schaltung B1 sofort in die Ausgangslage zurückschaltet. Nach dem Aufschalten des nächsten Zeitimpulses P1 über einen dritten monostabilen Multivibrator M3 gelangt schließlich das Fehlersignal aus der bistabilen Flip-Flop-Schaltung B2 in die dritte bistabile Flip-Flop-Schaltung B3.

Unmittelbar darauf wird durch den Zeitimpuls P2 über einen vierten monostabilen Multivibrator M4 die bistabile Flip-Flop-Schaltung B2 in die Ausgangslage zurückgeschaltet.

Der durch die Zeitimpulse P1 und P2 gesteuerte und geregelte Funktionsablauf ist in Fig. 4 dargestellt. Über den mit Fig. 4 wiedergegebenen Impulsfolgen ist skizzenhaft der Zigarettenstrang 31 mit seinen aufeinanderfolgenden Strangteilen, die den Zigaretten L1, L2, L3 und L4 entsprechen, dargestellt. Dieser Zigarettenstrang 31 bewegt sich von links nach rechts nacheinander durch die optische Inspektionsvorrichtung 13 und durch die nukleare Überwachungsanlage 10. Der untere Teil von Fig. 4 zeigt die während einer gemeinsamen Zeiteinheit gleichzeitig ablaufenden verschiedenen Impulsfolgen.

Die Trennung zwischen den Meßpunkten der beiden Überwa-

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chungsanlagen 13 und 10 ist mit y gekennzeichnet, während es sich bei dem Abstand χ um den Abstand handelt, um den y größer ist als eine Zigarettenlänge. Die Periode der beiden Zeitimpulse P1 und P2 entspricht der Zeit, die eine Zigarettenlänge zum Passieren eines festgelegten Punktes benötigt«, Die voreilende Kante eines jeden Impulses P2 entspricht dem Zeitpunkt, in dem der Schnittpunkt zwischen zwei einander benachbarten Strangteile des kontinuierlichen Zigarettenstranges den Meßpunkt der nuklearen Meß- und Überwachungsanlage 10 passiert, während die voreilende Kante eines jeden Impulses P1 gegenüber dem Impuls P2 um eine der Distanz y entsprechende Zeiteinheit versetzt ist.

Fig. 4 gilt für den Fall, daß im Hinblick auf die Länge L1 des Zigarettenstranges von der optischen Inspektionsvorrichtung 13 ein Fehler festgestellt und ein Fehlersignal erzeugt wird. Dabei wird ein Fehlersignal F erzeugt, das sofort eine Umschaltung der bistabilen Flip-Flop-Schaltung B1 veranlaßt. Mit dem nun folgenden Impuls P1 wird das Fehlersignal in die bistabile Flip-Flop-Schaltung B2 übertragen, während mit dem sodann aufkommenden Impuls P2 eine Übertragung des Fehlersignals in die bistabile Flip-Flop-Schaltung B3 erfolgt. Zu erkennen ist, daß der Auslöseimpuls, der vom monostabilen Multivibrator M3 erzeugt wird, dem Zeitpuls P2 entspricht. Diesem folgt sofort der von dem monostabilen Multivibrator M4 erzeugte Rückstellungsimpuls. In ähnlicher Weise entspricht der vom monostabilen Multivibrator erzeugte Auslöseimpuls dem Zeitimpuls P1, dem auch unmittelbar der von dem monostabilen Multivibrator M2 erzeugte Rückstellungsimpuls folgt.

Die von den monostabilen Impulsgeneratoren M1, M2, M3 und M4 erzeugten Impulse sind sehr kurz und liegen in der Größenordnung von 1 Mikrosekunde, während im Vergleich dazu für das Passieren einer Zigarettenlänge eine Zeit von

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15. Millisekunden oder länger typisch ist.

Die Logikschaltung wirkt sich nun derart aus, daß das Fehlersignal in den Flip-Flop-Schaltungen B1 und B2 verzögert wird, während der entsprechende Strangteil, in dem der Fehler festgestellt worden ist, gerade seinen Durchlauf durch die nukleare Überwachungsanlage 10 beendet hat. Dieses Fehlersignal wird sodann mit dem vom nuklearen Überwachungssystem 10 erzeugten potentiellen Fehlersignal synchronisiert, so daß die beiden potentiellen Fehlersignale in einer zur nuklearen Überwachungsanlage 10 gehörenden Speicherschaltung gespeichert werden können, während sich der entsprechende Strangteil zum Trennmesser 11 bewegt und dann von diesem Trennmesser 11 noch vor dem per Luftstrom vorgenommenen Entfernen aus dem Fertigungsprozeß abgeschnitten wird.

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Claims

Gallaher Limited, 138 York Street, Belfast, Nord-Irland

Patentansprüche;

Optische Inspektionsvorrichtung mit Glasfaseroptik zur Überwachung eines sich kontinuierlich bewegenden Gegenstandes in Form einer Stange oder eines Stranges, bestehend aus einem kreis- oder ringförmigen Inspektionskopf, durch den der Gegenstand geführt wird, einem ersten Satz von optischen Glasfaserlichtleitern, deren Enden bis zur inneren Umfangsfläche des Inspektionskopfes geführt sind und mittels von einer Lichtquelle ausgehenden Lichts den durch den Inspektionskopf laufenden Gegenstand innerhalb des Inspektionskopfes ausleuchten, sowie einem zweiten Satz von optischen Glasfaserlichtleitern, die ebenfalls bis zur inneren Umfangsfläche des Inspektionskopfes geführt sind, um das von der Oberfläche des sich durch den Inspektionskopf bewegenden Stranges reflektierte Licht aufzunehmen und einem fotoelektrischen Wandler zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Satz von optischen Glasfaserlichtleitern (21) in Gruppen mit einem bestimmten Winkelabstand rings um den Inspektionskopf (14) angeordnet ist, wobei die jeweils einander benachbarten Gruppen mit separaten Fotozellen in Verbindung stehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des ersten Satzes der optischen Glasfaserlichtleiter (20) an der inneren Umfangsfläche des Inspektionskopfes (14) einer ringförmigen ersten Reihe und die Enden des zweiten Satzes der optischen Glasfaserlichtleiter (21) einer zweiten ringförmigen Reihe zugeordnet sind, die innerhalb des inneren Umfanges des Inspektionskopfes (14) gegenüber der ersten ringförmigen Reihe axial versetzt ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet , daß der zweite Satz der Lichtleiter (21) in mindestens vier winklig zueinander versetzt angeordneten Gruppen unterteilt ist und das aufgenommene Licht mittels zweier einander diametral gegenüberliegender Gruppen der Lichtleiter (21) vom Inspektionskopf (14) abgeführt und dann entweder vor dem Einfallen in einen gemeinsamen fotoelektrischen Wandler (23) oder durch Summierung der Ausgänge der beiden entsprechenden fotoelektrischen Wandler (23) kombiniert oder zusammengefaßt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Wandler (23) aus fotoelektrischen Schaltungselementen bestehen, die jeweils erste elektrische Signale in Übereinstimmung mit dem von den beiden einander diametral gegenüberliegenden Gruppen des zweiten Lichtleitersatzes (21) aufgenommenen Lichts erzeugen, daß ferner eine Komparatorschaltung (30) vorgesehen ist, in der die Stärke des ersten elektrischen Signales mit einem Sollwertsignal verglichen und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn das erste elektrische Signal um mehr als einen vorgegebenen Wert vom Sollwertsignal abweicht, daß sodann eine Vorrichtung zur Speicherung des Fehlersignales und schließlich eine Vorrichtung vorgesehen sind, die das gespeicherte Signal als Ausgangssignal zur Verwendung der Ansteuerung und Betätigung einer Auswerfmechanik bereitstellt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Wandler (23) aus Fototransistoren oder Fotodioden bestehen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß jeder fotoelektrische Wandler (23) über eine Wechselstromkopplung oder eine Wechselspannungskopplung dem Eingang eines Verstärkers (26) vorge-

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schaltet ist, dessen Ausgang mit der Komparatorschaltung (30) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß alle fotoelektrischen Wandler (23) einer gemeinsamen Komparatorschaltung (30) vorgeschaltet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7 zum Einbau in eine Maschine zur Herstellung eines kontinuierlichen Zigarettenstranges, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Reihe mit einer anderen Strangüberwachungsanlage arbeitet, die ebenfalls derart konstruiert und ausgelegt ist, daß sie im Hinblick eines nicht zu akzeptierenden Strangteiles ein zur Ansteuerung und Betätigung einer Auswerfmechanik bestimmtes Signal erzeugt, wobei sich der Fehlersignalspeicher der optischen Inspektionsanlage (13) zusammensetzt aus einer ersten bistabilen Flip-Flop-Schaltung (BI), die nach Feststellung eines Fehlers in einem Teil des Stranges durch das von der Komparatorschaltung (30) aus aufgeschaltete Fehlersignal geschaltet wird und dieses Fehlersignal dann speichert, einer zweiten bistabilen Flip-Flop-Schaltung (B2),auf die irgend ein Fehlersignal aus der ersten bistabilen Flip-Flop-Schaltung (B1) nach Aufschaltung eines ersten Zeitimpulses nach dem Durchlaufen jenes Strangteiles durch die optische Inspektionsanlage (13) übertragen wird, einer dritten bistabilen Flip-Flop-Schaltung (B3), die das in der zweiten Flip-Flop-Schaltung (B2) gespeicherte Fehlersignal dann übernimmt, wenn sie durch einen zweiten für das Einlaufen des voreilenden Endes jenes Strangteiles stehenden zweiten Zeitimpuls zur Übernahme und Speicherung des Fehlersignales angesteuert wird, und wobei mit dem ersten Zeitimpuls auch die erste Flip-Flop-Schaltung (B1) in die Ausgangsposition zurückgeschaltet wird und vom zweiten Zeitimpuls die zweite Flip-Flop-Schaltung (B2) ebenfalls in

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die Ausgangslage zurückgeschaltet wird, und wobei schließlich das Fehlersignal dann am Ausgang der dritten bistabilen Flip-Flop-Schaltung (B3) zur synchronen Verwendung mit einem Fehlersignal aus der anderen Strangüberwachungsvorrichtung (10) zum Auswerfen oder zum Ansteuern und Betätigen der Auswerfmechanik dann herangezogen wird, wenn die Zigarette von jenem Strangteil abgeschnitten worden ist.
9. Die Kombination einer Maschine zur Herstellung eines kontinuierlichen Zigarettenstranges mit einer optischen Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Die Kombination einer Maschine zur Herstellung eines kontinuierlichen Zigarettenstranges mit einer Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 8 und einer anderen Überwachungsanlage, die einen Fehler in einem Teil des Zigarettenstranges feststellt und ein entsprechendes Fehlersignal speichert und hierauf eine Auswerfmechanik zum Auswerfen der durch Abschneiden dieses Stranges entstandenen fehlerhaften Zigarette ansteuert und betätigt, wobei dann der Ausgang der dritten bistabilen Flip-Flop-Schaltung der optischen Inspektionsvorrichtung (13) mit dem Fehlersignalspeicher der anderen Strangüberwachungsanlage (10) verbunden ist.

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