DE2343668A1

DE2343668A1 - Vorrichtung zum pruefen der enden von stabfoermigen tabakartikeln, insbesondere von zigaretten

Info

Publication number: DE2343668A1
Application number: DE19732343668
Authority: DE
Inventors: Joachim Reuland
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1973-08-30
Filing date: 1973-08-30
Publication date: 1975-03-06
Also published as: SU573116A3; JPS59131153A; DE2343668C2; JPS5953021B2

Description

WERKE KÖRBER & CO. KG. HAMBURG

Bergedorf, den 28. August 1973 Patent Hi/Sch

Stw.; Kopfendenprüfung-kapazitiv - Hauni-Akte 1271

Vorrichtung zum Prüfen der Enden von stabförmigen Tabakartikeln, insbesondere von Zigaretten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Enden von stabförmigen Tabakartikeln, vorzugsweise Zigaretten, mit einem die Zigaretten queraxial fördernden Förderer und einer kapazitiven Meßanordnung für die Tabakdichte. Es ist bei der Zigarettenproduktion erwünscht, Zigaretten mit schlecht mit Tabak gefüllten Enden, die dem Raucher negativ auffallen könnten, selbsttätig zu erkennen und derartige Zigaretten auszusondern. Es sind bereits selbsttätig arbeitende Prüfverfahren bekannt, bei denen mechanische Taststifte gegen die Zigarettenenden gedrückt werden und auf der Größe der Eindrücktiefe auf die Tabakmasse in den Zigaretten geschlossen wird, Obwohl bei richtiger Auslegung die Andrückfläche solcher Taststifte ein sogenannter Stopfeffekt erzielt werden kann, durch den das Aussehen eines locker mit Tabak gefüllten Zigarettenendes verbessert wird, soll doch eine mechanische Beeinflussung der Zigarettenenden durch die Messung möglichst unterbleiben.

Es sind bereits berührungslose Meßverfahren für die Zigarettenenden bekannt. So ist z.B. eine sogenannte Prüftrommel bekannt mit einzelnen Aufnahmen für Zigaretten, denen jeweils eine Elektrode eines Kondensators für eine kapazitive Tabakmassebestimmung der Zigaretten zugeordnet ist. Diese jeweils einer Aufnahme zugeordneten Elektroden arbeiten mit einer einzigen stationären Gegenelektrode zusammen. Eine derartige kapazitive Messung erfordert einen beachtlichen apparativen und technischen Aufwand, denn die Elektroden der einzelnen Aufnahmen müssen während der Rotation der Tro mmel mit hochfrequenter Spannung versorgt werden; außerdem müssen alle aus Einzelelektroden der Aufnahmen und stationärer

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Gegenelektrode gebildeten Meßkondensatoren abgestimmt und geeicht werden, denn sie sollen ja die gleichen Meßergebnisse für Zigaretten mit bestimmter Tabakmasse abgeben.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den apparativen Aufwand einer berührungslosen kapazitiven Messung zu reduzieren und die Eichung zu vereinfachen.

Die lösung gemäß der Erfindung sieht vor, daß die kapazitive Meßanordnung mindestens zwei stationär bezüglich des Prüfförderers angeordnete und mit einer Hochfrequenzspannungsquelle verbundene Elektroden aufweist, deren Lage zu den Zigarettenenden so gewählt ist, daß im Meßzeitpunkt ein von ihnen ausgehendes hochfrequentes Feld jeweils die Zigarettenenden durchsetzt.

Es ist zwar schon eine kapazitive Messung der Dichte eines endlosen Zigarettenstranges mittels zweier stationärer mit einer Hochfrequenzspannungsquelle verbundener Elektroden bekannt, zwischen denen der Zigarettenstrang geführt ist. Eine Übertragung dieses bei Strangmaschinen bekannten Meßverfahrens auf die Prüfung eines bestimmten Bereiches ( Ausschnittes) von queraxial einzeln aufeinanderfolgend geförderten Zigaretten ist jedoch nicht naheliegend, Die Fertigung von Zigaretten erfolgt bei modernen Anlagen in einem kontinuierlichen Produktionsverfahren. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist daher der Prüfförderer mit einem Antrieb für eine stetig umlaufende Bewegung versehen und die kapazitive Meßanordnung bezüglich der Bewegungsbahn der Zigaretten stationär so angeordnet, daß die Feldlinien zwischen den Elektroden die Zigarettenenden ganz durchsetzen. Dabei kann der Prüfförderer als umlaufende Trommel ausgebildet sein, die Aufnahmen für einzelne Zigaretten aufweist,

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die zumindest auf der Prüfseite axial über die Aufnahmen herausstehen und deren herausstehende Enden an den stationären Elektroden der kapazitiven Meßanordnung vorbeibewegbar sind.

Die Anordnung der Elektroden bezüglich der Zigarettenenden sollte grundsätzlich so gewählt werden, daß die Zigarettenförderung zwar nicht gestört, die Beeinflussung der Kapazität im stationären Kondensator aber optimale Werte ergibt. Bei Förderung von Einzelzigaretten empfiehlt es sich, die stationären Elektroden auf verschiedenen Seiten der Zigarettenumfänge in den Endenbereichen anzuordnen derart, daß die Zigaretten zwischen den Elektroden hindurchbewegbar sind. Eine andere Art der Elektrodenanordnung die sich insbesondere bei der Abtastung der Enden von Zigaretten in verpackungsgerechten Formationen, sogenannten Zigarettenblöcken, empfiehlt, besteht darin, daß die stationären Elektroden den Stirnseiten der Zigarettenenden gegenüberstehen. Für die Art der speziellen kapazitiven Iileßwerterfassung ergeben sich mehrere Möglichkeiten: So können die Elektroden frequenzbestimmender Teil eines Hochfrequenzspannung abgebenden Oszillators sein, und es kann eine Auswertanordnung für die von der Tabakmasse in den von den Feldlinien durchsetzten Zigarettenenden abhängige Frequenz vorgesehen sein. Eine derartige Auswertschaltung bedarf noch nicht einmal eines frequenzstabilisierten Schaltungselementes, beispielsweise eines Quarzes. Es ist aber auch möglich, die Elektroden als frequenzbestimmender Teil in einen elektrischen Resonanzkreis zu schalten, der von einem Hochfrequenzoszillator mit hochfrequenter Spannung konstanter Frequenz gespeist ist; die Auswertanordnung erfaßt dann die von der Tabakmasse in den von den Feldlinien durchsetzten Zigarettenenden abhängigen Amplituden einer elektrischen Größe des Resonanzkreises. Diese Art der Meßwerterfassung empfiehlt sich, wenn verhältnismäßig hohe Frequenzen im Bereich von 100 Mega-Herz Anwen-

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dung finden. Eine v/eitere Art der Meßwerterfassnng besteht darin, die Elektroden als frequenzbestimmenden Teil in einen elektrischen Resonanzkreis zu schalten, der von einem Hochfrequenzoszillator mit hochfrequenter Spannung konstanter Frequenz gespeist und von einer Steueranordnung in Resonanz gehalten wird, wobei eine Auswertanordnung zum Erfassen einer die Resonanzbedingung aufrechterhaltenden elektrischen Größe, die ein Maß für die Tabakmasse in den von den Feldlinien durchsetzten Zigarettenenden ist, vorgesehen ist. Erscheint diese Art der Meßwerterfassung wegen der erforderlichen Regelung einer elektrischen Größe des Resonanzkreises auf Einhaltung der Resonanzbedingung problematisch, so kann diese Schwierigkeit gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung dadurch umgangen werden, daß der elektrische Resonanzkreis einen periodisch veränderbaren Blindwiderstand aufweist, bei dessen Veränderung zwischen seinen Extremwerten der Resonanzkreis mindestens einmal in Resonanz kommt. Eine Aus wert an Ordnung kann dann zum Erfassen der maximalen Werte einer elektrischen Größe (Spannung oder Strom) des Resonanzkreises bei Resonanz vorgesehen sein, wobei die maximalen Werte ein Maß für die Tabakmasse in den von den Feldlinien durchsetzten Zigarettenenden sind. Obwohl man bei einer derartigen Schaltung die Resonanzbedingungen gar nicht kennt, kann man bei entsprechender Auslegung des veränderbaren Blindwiderstandes sicher sein, daß der Resonanzkreis während einer Änderungsperiode des Blindwiderstandes in Resonanz war, bei der eine elektrische Größe (Strom oder Spannung) ihren maximalen Wert erreicht hat. Erfaßt man nun diese maximalen Werte, so ergibt sich daraus ein Maß für die Tabakmasse.

Wie im vorigen bei der Ausgestaltung der Elektrodenform bereits angedeutet, eignet sich die Erfindung nicht nur zur Erfassung der Tabakmengen in den Enden einzelner aufeinanderfolgend an der Prüfstelle vorbeigeförderter Zigaretten,

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sondern auch zur Erfassung der Zigaretten in verpackungsgerechten Formationen, sogenannten Zigarettenblöcken. Es ist ja eine Besonderheit der Zigarettenfertigung, daß die Endenqualität der Zigaretten einmal auf der Produktionsmaschine, z.B. einer Filteransetzmaschine, geprüft wird, zum anderen auch bei der Zufuhr zu den Packmaschinen, denen die Zigaretten in Form sogenannter Zigarettenblöcke, gebildet etwa aus zwei Lagen zu je zehn Zigaretten oder aus drei Lagen zu sieben, sechs und sieben Zigaretten, zugeführt werden.

Bei der Verwendung einer hochfrequenten Spannung zur kapazitiven Tabakmessung ist es gewünscht, diese Spannung dem Kondensator dauernd zuzuführen, da ein schnelles Zu- oder Abschalten technisch schwierig ist. Bei dem Vorbeilauf von Zigaretten mit großer Geschwindigkeit an einer stationären Meßvorrichtung muß daher dafür gesorgt werden, daß die Meßergebnisse zum richtigen Zeitpunkt auf einen Speicher übernommen werden. Hierzu ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein mit dem Antrieb des Prüfförderers synchronisierter Zeitgeber für den Prüfzeitpunkt vorgesehen, der ein Steuersignal abgibt, wenn die zu prüfenden Zigaretten sich bezüglich der Elektroden in einer gewünschten Meßlage befinden.

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

Figur 1 ein schematisches Bild einer Filteransetzmaschine zum Ansetzen von Filterstopfen an Piain-Zigaretten,
Figur 2 einen Ausschnitt aus Figur 1, der eine im

Schnitt dargestellte Trommel zum kapazitiven Prüfen der Zigarettenenden zwischen gegenüberliegenden Elektroden zeigt,

Figuren 2a ..· 2d Varianten von für kapazitive Tabakmengenmessungen geeignete Auswertanordnungen, Figur 3 eine Variante der Elektrodenform, Figur 4 eine weitere Variante der Elektrodenform, Figur 5 eine Anwendung der Erfindung zum Erfassen der Tabakmengen in den Enden von Zigaretten in Zigarettenblöcken.

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In Figur 1 ist schematisch eine Filteransetzmaschine, wie sie z.B. unter der Bezeichnung MAX der Anmelderin in der Zigarettenindustrie bekannt ist, dargestellt. Eine Ablegertrommel 1 übergibt die auf einer Zigarettenherstellmaschine (nicht dargestellt) produzierten Zigaretten an zwei Staffeltrommeln 2, die die gestaffelt zugeführten Zigaretten entstaffeln und in Reihen zu je zwei Stück mit Zwischenraum zwischen den Zigaretten an einer Zusammenstelltrommel 3 abgeben. Die Filterstäbe gelangen aus einem Magazin auf eine Schneidtrommel 6, werden von zwei Kreismessern 7 zu Filterstopfen doppelter Gebrauchslänge geschnitten, auf drei Staffeltrommeln 8 zu einer Reihe hintereinanderliegender Stopfen gestaffelt, von einer Schiebetrommel 9 auf gleiche Lage ausgerichtet, von einer Zwischentrommel 11 einer Beschleunigertrommel 12 zugeführt und von dieser in die Zwischenräume der Zigarettenreihen auf der Zusammenstelltrommel 3 abgelegt. Die Zigaretten-Filter-Zigarette-Gruppen werden zusammengeschoben, so daß sie axial dicht an dicht liegen« Anschließend werden sie vnn einer Übergabetrommel 13 übernommen. Ein Belagpapierstreifen wird von einer Belagpapierbobine 14 mittels Abzugswalze 16 und An·» drückwalze 17 abgezogen, von einer Beleimvorrichtung 18 beleimt und auf einer Belagwalze 19 von einer Messertrommel 21 geschnitten. Die geschnittenen Belagblättchen werden an die Zigaretten-Filter-Gruppen auf der Übergabetrommel 13 angeheftet und auf einer Rolltrommel 22 mittels einer feststehenden Rollhand 23 um die Zigaretten-Filter-Gruppen herumgerollt· Die fertigen Gruppen Doppelfilterzigaretten werden auf einer Prüftrommel 24 auf Dichtigkeit der Umhüllung geprüft und auf einer Schneidtrommel 26 durch mittiges Schneiden durch die Filterstopfen hindurch zu Einzelfilterzigaretten konfektioniert. Eine Wendetrommel 27 wendet eine Filterzigarettenreihe und überführt sie gleichzeitig in die !angewendete Reihe· Über eine Zwischentrommel 28 gelangen die Filterzigaretten zu einer Zigarettenendenabtasttrommel

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Eine Ablegertrommel 31 legt die Filterzigaretten auf ein Ablegerband 32, auf dem sie zur Weiterverarbeitung, nämlich zur Verpackung in Form von Zigarettenblöcken, gelangen.

Figur 2 zeigt Einzelheiten der geschnitten dargestellten Zigarettenendenabtasttrommel 29, die einen endlos umlaufenden Prüfförderer für die Endenfüllung der Filterzigaretten Z darstellt. Die Zigarettenendenabtasttrommel 29 besteht aus einem Trommelkörper 36, der eine Antriebswelle 31 zum stetigen rotatorischen Antrieb aufweist. Der Trommelkörper 36 ist mit Aufnahmen 38 für die Filterzigaretten Z versehen. Die Oberflächen der Aufnahmen 38 sind der kreisrunden Form der Filterzigaretten Z angepaßtj in ihnen münden Bohrungen 39» die über Leitungen 41 und einen Steuerschlitz 42 an einem stationären Steuerring 43 mit einer Saugleitung 44 in Verbindung stehen, die zu der Saugseite 46 eines Ventilators 47 führt. In den Aufnahmen 38 sind ausserdem Bohrungen 48 vorgesehen, die über Leitungen 49 und einen Steuerschlitz 51 in dem stationären Steuerring 43 mit einer Druckleitung 52 in Verbindung steht, die zu der Druckseite 53 des Ventilators 47 führt.

In dem Bereich der axial über die Aufnahmen 38 herausstehenden Zigarettenenden Ze befindet sich eine kapazitive Meßanordnung 56, die zwei stationär bezüglich der Zigarettenendenabtasttrommel 29 angeordnete Elektroden 57 und 58 aufweist, die mit einer hochfrequente Spannung abgebenden Spannungsquelle 59 verbunden sind. Die Lage der sich auf verschiedenen Seiten der Zigarettenenden Ze befindenden Elektroden 57 und 58 ist so gewählt, daß im Meßzeitpunkt, zu dem die Zigarettenenden zwischen den Elektroden hindurchbewegt werden, ein von den Elektroden ausgehendes hochfrequentes Feld sie jeweils durchsetzt. Der Hochfrequenzspannungsquelle 59 können unterschiedliche, in den Figuren

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2a ... 2d angegebene Auswertanordnungen 61a ... 61d für die Tabakmasse in den Zigarettenenden Ze zugeordnet sein, die an sich bekannt sind, so daß die Beschreibung von Einzelheiten nicht erforderlich ist, sondern durch einen Hinweis auf entsprechende Literaturstellen ersetzt werden kann.

Bei Verwendung einer ersten Auswertanordnung (Figur 2a) sind die Elektroden 57 und 58 frequenzbestimmender Teil eines an sich bekannten Hochfrequenzspannung abgebenden Oszillators 59a. Zur Erfassung von Prequenzänderungen infolge von einem gewünschten Wert abweichender Tabakmassen in den von dem elektrischen Feld der Elektroden durchsetzten Zigarettenenden dient ein Schaltungskreis 61a, wie er etwa als Phase-locked-loop-Schaltung NE 560 B der Pa. Signetics Corporation bekannt ist, der eine von PrequenzverSchiebungen abhängige Spannung abgibt.

Bei Verwendung einer zweiten Auswertanordnung entsprechend Figur 2b sind die Elektroden 57 und 58 frequenzbestimmender Teil eines bekannten elektrischen Resonanzkreises 62, der von einem bekannten Hochfrequenzoszillator 59b mit Hochfrequenzspannung konstanter durch einen Quarzkristall stabilisierter Frequenz gespeist wird. Ein Beispiel für einen derartigen Oszillator findet sich in dem von der Pa. Radio Corporation of America herausgegebenen RCA Transistor Manual 1967, Seite 507. Eine Auswertanordnung für die von der Tabakmasse in den Zigarettenenden, die von den Feldlinien zwischen den Elektroden 57 und 58 durchsetzt werden, abhängigen Amplituden einer elektrischen Größe (Spannung, Strom) des Resonanzkreises gibt ein von der Tabakmasse abhängiges Ausgangssignal ab.

Bei Verwendung einer dritten Auswertanordnung entsprechend Bigur 2c sind die Elektroden 57 und 58 frequenzbestimmender Teil eines elektrischen Resonanzkreises 63, der von einem

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Hochfrequenzoszillator 59c mit hochfrequenter Spannung konstanter, durch einen Quarzkristall stabilisierter Frequenz gespeist ist. Von einer Steueranordnung 61c wird der Resonanzkreis auch dann in Resonanz gehalten, wenn sich die Kapazität des von den Elektroden 57 und 58 gebildeten Kondensators infolge von Masseänderungen in den Zigarettenenden ändert. Die Steueranordnung 61c wirkt also als Auswertanordnung, die den Wert einer elektrischen Größe (Spannung, Strom) des Resonanzkreises anzeigt, der verändert wird, um die Resonanzbedingung aufrechtzuerhalten. Einzelheiten einer Schaltung entsprechend Figur 2c, bei der ein Resonanzkreis durch Steuern einer elektrischen Größe selbsttätig in Resonanz gehalten wird, zeigt die deutsche Offenlegungsschrift 2.165.819 der Anmelderin. Zwar wird die Schaltung der deutschen Offenlegungsschrift dazu benutzt, die Feuchte von Tabak zu messen, doch ist sie auch zur Lösung des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Problems der Tabakmassebestimmung in Zigarettenenden verwendbar. Bei Verwendung einer vierten Auswertanordnung entsprechend Figur 2d sind die Elektroden 57 und 58 frequenzbestimmender Teil eines elektrischen Resonanzkreises 64» der von einem Hochfrequenzoszillator 59d mit hochfrequenter Spannung konstanter durch einen Quarzkristall stabilisierter Frequenz gespeist ist. Der Resonanzkreis 64 weist einen periodisch veränderbaren Blindwiderstand 66, z.B. eine periodisch veränderbare Kapazität, auf, die so bemessen ist, daß bei Änderung zwischen zwei Extremwerten die Resonanzbedingung im Resonanzkreis 64 hergestellt wird, der Resonanzkreis also in Resonanz kommt. Das bedeutet, daß Strom und Spannung des Resonanzkreises einmal ihren Höchstwert durchlaufen. Es genügt zur Massebestimmung nunmehr, die Höchstwerte von Strom oder Spannung, die von der Tabakmasse in den von den Feldlinien durchsetzten Zigarettenenden abhängen, mittels einer Auswertanordnung 61d zu erfassen. Einzelheiten einer

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Schaltung entsprechend Figur 2d, bei der ein Resonanzkreis periodisch durch Ändern der Kapazität eines Kondensators in Resonanz gebracht wird, zeigt die deutsche Patentschrift 935.380 und die USA-Patentschrift 3.372.488 der Anmelderin. Zwar werden die in den beiden zuletzt genannten Patentschriften beschriebenen Schaltungen dazu benutzt, die Feuchte von Tabak zu messen, doch sind sie auch zur Lösung des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Problems der Tabakmassebestimmung in Zigarettenenden verwendbar .

Auf der Zigarettenendenabtasttrommel 29 sind Nocken 71 aufgebracht, die mit einem Näherungsinitiator 72 einen mit der Zigarettenförderung synchronisierten Zeitgeber für den PrüfZeitpunkt darstellen. Der Näherungsinitiator 72 gibt- einen elektrischen Steuerimpuls ab, wenn sich eine Zigarette Z zwischen den Elektroden 57 und 58 in Meßposition befindet. Er ist mit einem monostabilen Multivibrator 73 (Trigger) verbunden, der nach Empfang eines Eingangssignales ein Ausgangssignal konstanter kurzer Dauer an eine elektronische Torschaltung 74 abgibt. Die Torschaltung ist eingangsseitig mit der Auswertanordnung 61, ausgangsseitig mit einem Schwellenwertglied 76, z.B. einem Schmitt-Trigger, verbunden. Dem Schmitt-Trigger ist ein Schieberegister 77 nachgeschaltet, das seine Schiebetaste von einer Impulsformerstufe 78 erhält, die von dem Näherungsinitiator 72 gesteuert*wird. Die Schaltzeiten zwischen dem monoetabilen Multivibrator 73 und der Impulsformerstufe 78 sind so abgestimmt, daß die Impulsformerstufe zunächst ein Schiebetaktsignal abgibt, bevor der monostabile Multivibrator 73 die elektronische Torschaltung 74 zur Übertragung eines Meßsignals von der Auswertanordnung 61 an das Schwellenwertglied 76 und die diesem nachgeschaltete erste Schiebestufe 77a des Schieberegisters 77 öffnet. Der letzten Schiebestufe 77d des Schieberegisters 77 ist ein Verstärker 79 nachgeschaltet, der

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mit dem Magneten eines elektromagnetischen Stellventils 81 in der Druckleitung 52 verbunden ist. Wirkungsweise der Vorrichtung der Figuren 1 und 2: In der anhand der Figur 1 gezeigten Weise werden die von einer Zigarettenmaschine abgegebenen Zigaretten mit Filterstopfen und beleimten Belagpapierblättchen versehen und zu fertigen Filterzigarettengruppen konfektioniert. Letztere werden pneumatisch auf Dichtigkeit ihrer Umhüllungen geprüft, dann geschnitten und teilweise gewendet. Die fertigen Filterzigaretten Z werden nunmehr aufeinanderfolgend in die Aufnahmen 38 der Endenabtasttrommel 29 übergeben, in denen sie von Saugluft an den Bohrungen 39 gehalten werden. Jedesmal, wenn ein die Aufnahme überstehendes Ende Ze einer Zigarette Z zwischen den Elektroden 57 und 58 in Prüfposition gelangt, gibt der Näherungsinitiator 72 einen Impuls ab, der einmal, nach Formung in der Impulsformerstufe 78, die in den Schiebestufen des Schieberegisters 77 schon eingespeicherten Signale um jeweils eine Stufe weiterschiebt, zum anderen den monostabilen Multivibrator 73 zur Abgabe eines Steuersignals an die elektronische Torschaltung 74 veranlaßt. Die Torschaltung 74 wird während einer definierten kurzen Zeit in durchlässigen (leitenden) Zustand versetzt, so daß ein von der Auswertanordnung 61 abgegebenes Signal das Schwellenwertglied 76 erreichen kann.

Dieses Signal ist abhängig von der Tabakmasse in dem Zigarettenende Ze, das gerade von den Hochfrequenz-Feldlinien zwischen den Kondensatoren 50 und 58 durchsetzt ist. Unterschreitet das dem Schwellenwertglied 76 zugeführte Signal einen bestimmten Wert, was bedeutet, daß die Tabakmasse in dem Zigarettenende Ze zu gering ist, so gibt das Schwellenwertglied 76 an seinem Ausgang ein Fehlersignal ab, das der ersten Schiebestufe 77a des Schieberegisters 77 zugeführt ist. Dieses Fehlersignal wird von den Taktimpulsen des

Näherungsinitiators 72, die in der Impulsformerstufe 78

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eine geeignete Form erhalten, synchron zu der Förderung der Zigaretten Z mit dem fehlerhaften Zigarettenende Ze und unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit durch die Schiebestufen des Schieberegisters 77 geschoben, bis es von deren letzter Stufe, in dem Beispiel 77d, nach Verstärkung durch den Verstärker 79 zu dem Stellventil 81 in der Druckleitung 52 abgegeben wird. Der Druckluftimpuls durch die Bohrungen 48, der durch kurzzeitiges Öffnen des Stellventils 81 hervorgerufen wird, bläst die fehlerhafte Zigarette Z gegen die Wirkung der Saugluft an den Bohrungen 39 von der Zigarettenabtasttrommel 29 ab. Zigaretten Z, deren Enden Ze bezüglich ihrer Tabakmasse einen bestimmten, im Schwellenwertglied 79 festgelegten Standard überschreiten, lösen kein Fehlersignal des Schwellenwertgliedes 76 aus, so daß eine Aussteuerung des Stellventils 81 unterbleibt.

Figur 3 zeigt eine Variante der stationären, kapazitiven Meßanordnung 156 mit Elektroden, die nunmehr vor den Enden Ze der Zigaretten Z angeordnet sind. Die Elektrode 157 ist dabei als Ring, die Elektrode 158 als kreisrunde Flächenelektrode ausgebildet. Die beiden Elektroden bilden einen sogenannten Streufeldkondensaixr, dessen Streufeld die zu prüfenden Zigarettenenden durchsetzt. Die Hochfrequenzspannungsquelle 159 und die Auswertanordnung 161 können entsprechend den anhand der Figuren 2a ... 2d gemachten Angaben ausgebildet sein.

Figur 4 zeigt eine weitere Variante der stationären kapazitiven Meßanordnung 256, bei der eine Elektrode 257 seitlich von den Enden Ze der Zigaretten Z angeordnet ist, während die andere Elektrode 258 stirnseitig angeordnet ist. Die Hochfrequenzspannungsquelle 159 und die Auswertanordnung 161 können entsprechend den anhand der Figuren 2a ... 2d gemachten Angaben ausgebildet sein.

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Figur 5 zeigt die Anwendung der kapazitiven EndenprUfung von Zigaretten mittels stationärer Elektroden bei der sogenannten Blockprüfung von Zigaretten. Zigaretten müssen nach ihrer Fertigung ja verpackt werden. Hierzu werden sie, möglicherweise nach einer Speicherung in Behältern, zu verpackungsgerechtenFormationen zusammengefaßt, die man auch Zigarettenblöcke nennt. Die Zigarettenblöcke bestehen aus einzelnen Zigarettenlagen, die jeweils eine genau definierte Anzahl von Zigaretten enthalten. Z.B. kann ein Zigarettenblock zu zwanzig Zigaretten aus drei Lagen mit jeweils Bieben bzw. sechs bzw. sieben Zigaretten bestehen. Bei der Bildung der Zigarettenblöcke kann es vorkommen, daß eine Zigarette fehlt oder daß eine Zigarette mit einem Ende, das nach der Fertigung während der daran anschließenden Fördervorgänge durch Tabakausfall fehlerhaft geworden ist, in einen Zigarettenblock gerät. Daher wird im allgemeinen ein Zigarettenblock vor seinem Einbringen in eine Zigarettenpackung noch einmal auf fehlende Zigaretten oder Zigaretten mit schlechten Enden überprüft. Im folgenden ist eine derartige Prüfung mit einer kapazitiven stationären Meßanordnung 356 beschrieben.

Zur Bildung von Zigarettenblöcken ist das Ablegerband 332 der Filteransetzmaschine zu einem Mggazin 386 geführt, das an seinem unteren Ende 386a die Schächte 387a, 387b und 387c aufweist, die etwas breiter als Zigarettendurchmesser sind. Ein nicht dargestellter Stößel mit drei den Schächten 387a ... 387c eritaprechenden Zinken schiebt jeweils einen Zigarettenblock 388, der aus drei von jeweils einem Zinken geschobenen Zigarettenlagen besteht, in eine Aufnahme 389 einer sogenannten Zellenkette 391. Die einen Prüfförderer darstellend· Zellenkette 391 ist über ein Kettenrad 392 geführt, dessen Welle 393 von einem nicht dargestellten

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Schrittgetriebe, z.B. einem Maltesergetriebe, zu einer schrittweisen Bewegung, bestehend aus Förderschritten und dazwischenliegenden Stillstandszeiten, antreibbar ist. Dabei besteht ein Zigarettenblock 388 in einer Aufnahme 389 aus drei Lagen mit jeweils einer definierten Anzahl von Zigaretten, in dem dargestellten Beispiel mit sieben bzw. sechs bzw. sieben Zigaretten.

Die stationäre kapazitive Meßanordnung 356 für die Vollständigkeit der Zigarettenblöcke und/oder die Qualität der Zigarettenenden weist drei Elektrodenpaare 357a und 358a, 357b und 358b sowie 357c und 358c auf. Die Elektrodenformen entsprechen vorteilhaft jeweils der in Figur 3 dargestellten Form. Jeweils ein Elektrodenpaar ist einer Lage von Zigaretten in dem Zigarettenblock zugeordnet, in dem Beispiel das Elektrodenpaar 357a, 358a der obersten Lage von sieben Zigaretten, das Elektrodenpaar 357b, 358b der:: mittleren Lage von sechs Zigaretten, das Elektrodenpaar 357c, 358c der untersten Lage von sieben Zigaretten· Zur Speisung der Elektrodenpaare sind Hochfrequenzspannungsquellen 359a bzw. 359b bzw. 359c vorgesehen, denen Auswertanordnungen 361a bzw. 361b bzw. 361c zugeordnet sind. Den Auswertanordnungen sind steuerbare Torschaltungen 374a bzw. 374b bzw. 374c und Schwellenwertglieder 376a bzw. 376b bzw. 376c nachgeschaltet. Die Ausgänge der Schwellenwertglieder liegen an einem Eingang eines Verstärkers 379, dessen Ausgang mit einem Stellventil 381 in einer Druckleitung 352 verbunden ist. Die Druckleitung, die entweder für Druckluft oder Druckflüssigkeit ausgelegt ist, führt zu dem Antrieb eines nicht dargestellten AuswurfSchiebers, mit dem ein Zigarettenblock 388 mit einer oder mehreren fehlenden oder fehlerhaften (schlechten Enden) Zigaretten aus einer Aufnahme 389 entfernbar ist.

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Zur Steuerung der Heßzeitpunkte, in denen sich die Zigaretten eines Zigarettenblockes gerade in der richtigen Prüfposition relativ zu den Elektrodenpaaren befinden, dienen auf einer gemeinsamen Welle 395 befestigte Taktgeberscheiben 394a, 394b und 394c, von denen nur 394a sichtbar ist. Die Welle 395 ist über ein Getriebe 396 mit der Welle 393 des Kettenrades 392 so verbunden, daß sie die Taktgeberscheiben 394a ··· 394c zu einer Umdrehung während eines Förderschrittes der Zellenkette 391 antreibt. Die Taktgeberscheiben tragen Nocken 371, die mit Näherungsinitiatoren 372a ... 372c zusammenwirken derart, daß die Näherungsinitiatoreh jeweils einen Steuerimpuls an die monostabilen Multivibratoren 373a ... 373d abgeben, wenn ein Nocken an einem Näherungsinitiator vorbeiläuft. Die Nocken 371 auf den Taktgebersoheiben 394 sind über das Getriebe 396 und eine Verbindungswelle (schematisch strichpunktiert gezeichnet und mit 397 bezeichnet) so mit den Zigaretten in den Aufnahmen 389 synchronisiert, daß sie jeweils einen Steuerimpuls für die monostabilen Multivibratoren 373 auslösen, wenn eine zugeordnete Zigarette sich in Prüfposition vor dem Elektrodenpaar ihrer Lage befindet. Die monostabilen Multivibratoren 373a, 373b und 373c geben auf Steuersignale an ihren Eingängen Ausgangssignale während kurzer, aber definierter Zeitintervallen (Prüfzeitintervallen) an die Torschaltungen 374a bzw. 374b bzw. 374c ab, so daß diese in leitenden Zustand geschaltet werden und Meßsignale zu den Schwellenwertgliedern 376a ... 376c gelangen können.

Wirkungsweise der Meßanordnung für Zigarettenblöcke der Figur 5t

Während eines Förderschrittes der Zellenkette 391 wird ein Zigarettenblock 388 an der kapazitiven Meßanordnung vorbeibewegt. Wenn sich die erste Zigarette der obersten

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Zigarettenlage gegenüber dem Elektrodenpaar 357a, 358a in ihrer Prüfposition befindet, löst der erste Nocken 371 auf der synchron mitbewegten Taktgeberscheibe 394a im Näherungsinitiator 372a ein Steuersignal aus, das dem monostabilen Multivibrator 373a zugeführt ist. Während eines kurzen, vo η letzterem bestimmten PrüfzeitIntervalls wird die elektrische Torschaltung 374a leitend geschaltet, so daß das von der Auswertanordnung 361a abgegebene, der Tabakmasse in dem Ende der ersten Zigarette entsprechende Signal zu dem Schwellenwertglied 376a gelangen kann. Überschreitet das Signal einen bestimmten Standard, enthält das Ende der geprüften Zigarette also genügend Tabak, so gibt das Schwellenwertglied 376a kein Ausgangssignal ab. Anderenfalls gibt es ein Signal ab, das, verstärkt durch Verstärker 379» das Stellventil 381 beaufschlagt. Das Stellventil gibt zum geeigneten Zeitpunkt das Druckmedium über Druckleitung 352 an einen Schieber frei, der den Zigarettenblock mit einer fehlerhaften, oder, was äquivalent ist, fehlenden Zigarette aus seiner Aufnahme 389 ausstößt. Ist die zweite Zigarette in Prüfposition gegenüber dem Elektrodenpaar 357a, 358a angelangt, so löst der zweite Nocken auf der Taktscheibe 394a einen weiteren Steuerimpuls des Näherungsinitiators 372a aus. Dadurch wird die elektrische Torschaltung 374a wieder kurze Zeit leitend geschaltet und das dem Tabakgehalt im Ende der zweiten Zigarette entsprechende Ausgangssignal der Auswertanordnung 361 kann zu dem Schwellenwertglied 376a gelangen. Auf diese Weise werden alle Enden der Zigaretten der obersten Reihe während des Förderschrittes abgetastet.

In der gleichen Weise werden auch die Enden der Zigaretten der zweiten und dritten lage bezüglich ihres Tabakinhaltes während des Förderschrittes vermessen, wobei die Nocken 371b und 371c (nicht sichtbar) auf den Nockenscheiben 394b

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bzw. 394c (ebenfalls nicht sichtbar) Steuersignale in den Näherungeinitiatoren 372b bzw. 373c auslösen. Die Übertragung von Fehlersignalen erfolgt in gleicher Weise wie oben für die erste Lage beschrieben.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Zigaretten aufeinanderfolgend an einer einzigen kapazitiven Meßanordnung vorbeigefördert werden. Ba diese stationär ist» wirken sich Einstellarbeiten in gleicher Weise auf die Zigaretten in allen Aufnahmen (38, 389) eines Prüfförderers (29 bzw. 391) aus. Pur die Zigaretten einer Reihe braucht nur ein Elektrodenpaar und eine Auswertanordnung vorgesehen werden.

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Claims

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Patentansprüche

Vorrichtung zum Prüfen der Enden von stabförmigen Tabakartikeln, vorzugsweise Zigaretten, mit einem die Zigaretten queraxial fördernden Prüfförderer und einer kapazitiven Meßanordnung für die Tabakdichte, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Meßanordnung (56, 156, 256, 356) mindestens zwei stationär bezüglich des Prüfförderers (29, 391) angeordnete und mit einer Hochfrequenzspannungsquelle (59» 159, 259, 359) verbundene Elektroden (57, 58; 157, 158; 257, 258; 357, 358) aufweist, deren Lage zu den Zigarettenenden (Ze) so gewählt ist, daß im Meßzeitpunkt ein von ihnen ausgehendes hochfrequentes Feld jeweils die Zigarettenenden (Ze) durchsetzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfförderer (29) mit einem Antrieb (37) für eine stetig umlaufende Bewegung versehen ist und daß die kapazitive Meßanordnung (56) so bezüglich der Bewegungsbahn der Zigarettenenden (Ze) stationär angeordnet ist, daß die Feldlinien zwischen den Elektroden (57, 58) die Zigarettenenden durchsetzen·

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfförderer als umlaufende Trommel (29) ausgebildet ist, die Aufnahmen (38) für einzelne Zigaretten (Z) aufweist, die zumindest auf der Prüfeeite axial über die Aufnahmen herausstellen und deren herausstehende Enden (Ze) an den stationären Elektroden (57, 58) der kapazitiven Meßanordnung (56) vorbeibewegbar sind.

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4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stationären Elektroden (57, 58) auf verschiedenen Seiten der Zigaret-

tBnumfänge in den Endenbereichen (Ze) angeordnet sind derart, daß die Zigaretten (Z) zwischen den Elektroden hindurchbewegbar sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stationären Elektroden (157» 158; 357, 358) den Stirnseiten der Zigarettenenden (Ze) gegenüberstehen.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (57t 58) frequenzbestimmender Teil eines Hochfrequenzspannung abgebenden Oszillators (59a) sind und daß eine Auswertanordnung (61a) für die von der Tabakmasse der von den Feldlinien durchsetzten Zigarettenenden (Ze) abhängige Frequenz vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 51 dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (57» 58) frequenzbestimmender Teil eines elektrischen Resonanzkreises (62) sind, der von einem Hochfrequenzoszillator (59b) mit hochfrequenter Spannung konstanter Frequenz gespeist ist und daß eine Auswertanordnung (61b) für die von der Tabakmasse in den von den Feldlinien durchsetzten Zigarettenenden (Ze) abhängigen Amplituden einer elektrischen Größe des Resonanzkreises vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (57, 58) frequenzbestimmender Teil eines elek-t ri sehen ResonanzkreJ r'er? (63) sind, der von einem Hochfrequeriyonzillator (59c) mit hochfrequentrr Spannung konstantfr Frequenz

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und von einer Steueranordnung (61c) in Resonanz gehalten wird, wobei eine Auswertanordnung (61c) zum Erfassen einer die Resonanzbedingungen aufrechterhaltenden elektrischen Größe, die ein Maß für die Tabakmasse in den von den Feldlinien durchsetzten Zigarettenenden ist, vorgesehen ist.

9· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (57, 58) frequenzbestimmender Teil eines elektrischen Resonanzkreises (64) sind, der von einem Hochfrequenzoszillator (59d) mit hochfrequenter Spannung konstanter Frequenz gespeist wird und der einen periodisch veränderbaren Blindwiderstand (66) aufweist,bei dessen Veränderung zwischen Extremwerten der Resonanzkreis mindestens einmal in Resonanz kommt, und daß eine Auswertanordnung (61d) zum Erfassen der maximalen Vierte einer elektrischen GröÄe (Spannung oder Strom) des Resonanzkreises bei Resonanz vorgesehen ist, wobei die maximalen Werte ein Maß für die Tabakmasse in den von den Feldlinien durchsetzten Zigarettenenden (Ze) sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfförderer als Blockförderer (391) für Zigarettenblöcke (388), jeweils bestehend aus einer bestimmten Anzahl von zu einer verpakkungsgerechten Formation zusammengefaßten Zigaretten, ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Antrieb des Prüfförderers (29, 391) synchronisierter Zeitgeber (72; 372a ... 372c) für den PrüfZeitpunkt vorgesehen ist, der ein Steuersignal abgibt, wenn die zu prüfenden Zigaretten sich bezüglich den Elektroden (57» 58; 357a und 358a 357b und 358b, 357c und 358c) in einer gewünschten Meflposition befinden.

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