DE2510502A1 - Kontrollvorrichtung fuer zusammengesetzte zigarettenfilter - Google Patents

Description

BAUMGARTNER PAPIERS S.A. RENENS / Schweiz

Kontrollvorrichtung für zusammengesetzte Zigarettenfilter

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle zusammengesetzter Zigarettenfilter während der Fabrikation nach fortlaufendem Einsetzen der Filterelemente in eine rohrförmige Hülle und vor dem Zerschneiden dieser gefüllten Hülle in Stäbchen.

Die automatische und kontinuierliche Herstellung zusammengesetzter Zigarettenfilter, d.h. Filter aus zwei und mehr Elementen, erfolgt im allgemeinen durch Aneinander setzen von Filterelementen auf einem Papierstreifen, welcher kontinuierlich gefördert und eine Einrichtung zum Verschliessen und Versiegeln durchläuft, wodurch ein

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Strang gebildet wird, der dann anschliessend in Stäbchen zerschnitten wird. Die Filter können beispielsweise aus Pfropfen verschiedener Art bestehen oder auch aus hohlen Kunststoffelementen, die Granulate enthalten und zwischen zwei Pfropfen aus Papier oder einem anderen Material eingesetzt sind. Derartige Filter und ihre Herstellung sind beispielsweise aus den US-PS 3 551 256, 3 646 855 und 3 610 112 bekannt.

Nun kann es aber vorkommen, dass ein Filterelement fehlt, wodurch ein Hohlraum in dem Strang auftritt. Dieser Hohlraum ist jedoch nicht ohne weiteres durch die undurchsichtige Hülle zu erkennen. Der Strang kann aber auch noch andere Fehler aufweisen, beispielsweise Zwischenräume zwischen zwei Pfropfen, die normalerweise aneinanderliegen müssen, oder Hohlräume, welche nur unzureichend mit Kohlegranulaten gefüllt sind. Derartige schadhafte Stäbchen müssen aber entfernt werden, und zwar möglichst auf automatischem Wege.

Zweck der Erfindung ist daher die Kontrolle der Anwesenheit und einwandfreien Lage der Filterelemente im Innern des Stranges, und zwar während der Weiterbeförderung, nachdem der Strang versiegelt ist und vor seinem Zerschneiden, so dass dadurch ein unmittelbar nach dem Zerschneiden in Tätigkeit tretendes Auswurfgerät für schadhafte Stäbchen gesteuert werden kann, ohne den Vorschub des Stranges zu unterbrechen oder zu verlangsamen.

Da ein Hohlraum von o, 5 mm schon einen unzulässigen Fehler darstellt, ist es notwendig, eine Kontrollvorrichtung zu verwenden, welche genau arbeitet und schnell reagiert.

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Der geringe Platz, für die Kontrolle an den derzeitigen Maschinen war ein weiteres Problem für eine geeignete Lösung der gestellten Aufgabe.

Eine Kontrollvorrichtung, welche alle geforderten Bedingungen erfüllt, ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine Lichtquelle und wenigstens ein erstes, daran angeschlossenes Bündel optischer Fasern sowie durch wenigstens ein zweites, an einen Fotodetektor angeschlossenes Bündel optischer Fasern, wobei die freien Enden der beiden Faserbündel nahe einander gegenüberliegen und die aus dem Ende des ersten Faserbündels austretenden Lichtstrahlen in das Ende des zweiten Faserbündels eintreten, nachdem sie die zwischen den beiden Faserbündelenden hindurchgeführte, gefüllte Hülle passiert haben.

Die Verwendung optischer Fasern I8sst jede Freiheit in der Anordnung der Lichtquelle und des Detektors an der Maschine.

In der beigefügten Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch dargestellt, wobei zeigen :

Fig. 1 eine Profilansicht,

Fig. 2 eine Frontansicht und

Fig. 3 in grösserem Massstab die Querschnitte der Bündelenden aus optischen Fasern.

Die Lichtquelle 1 und der Fotodetektor 2 sind nur schematisch dargestellt. Die Lichtstrahlen aus der Lichtquelle 1 gehen durch ein Bündel

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aus optischen Fasern 3, welches das Senderbündel darstellt. Die aus diesem Bündel austretenden Lichtstrahlen treten in das Ende eines zweiten Bündels dieser Fasern 4 ein, welches das Aufnahmebündel darstellt und an den Fotodetektor 2 angeschlossen ist. Das Ende des Senderbündels 3 sitzt in einer zylindrischen Metallhülse 5, während das Ende des Empfängerbündels 4 in einer zylindrischen Metallhülse 6 sitzt. Diese beiden Hülsen 5 und 6 sitzen ihrerseits in zylindrischen Löchern 7 und 8 in einem ringförmigen Körper 8' aus einem Kunstharz, welches das Licht nicht reflektiert. Dieser Ringkörper 8¹ ist axial mit einem zylindrischen Loch 9 versehen, dessen Durchmesser etwas grosser ist als der Durchmesser des Filterstranges 10, so dass dieser Filterstrang 10 frei durch den Ringkörper 8' gefördert werden kann.

Der Ringkörper 8' besitzt noch ein zweites Paar radialer Löcher und 12 zur Aufnahme der Enden zweier weiterer Bündel optischer Fasern, die ebenfalls Senderbündel und Empfängerbündel darstellen. Diese nicht dargestellten Bündel sind ebenfalls an eine Lichtquelle angeschlossen, welche die Lichtquelle 1 sein kann, und an einen zweiten, nicht dargestellten Fotodetektor. Dieses zweite Bündelpaar aus optischen Fasern kann verwendet werden zur Synchronisation des Zerschneidens in Stäbchen mit dem Vorschub des Stranges oder auch zur Kontrolle einer richtigen Aufeinanderfolge von gefüllten Elementen, wie es noch beschrieben wird.

Fig. 3 zeigt die Querschnitte der Enden 3a und 4a des Sender- und Empfängerbündels. Diese Enden weisen einen rechteckigen Querschnitt auf und sind quer zur Förderrichtung 14 des Stranges 10 angeordnet. Diese Rechtecke sind verhältnismässig eng und weisen die gleiche Form auf. Dabei ist jedoch die Breite des Querschnittes 3a etwa 1 mm und die Breite des Querschnittes 4a etwa 0,5 mm,

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Dieser rechteckige Querschnitt wird erhalten durch Abflachung des sonst zylindrischen Bündels. Die besondere Anordnung der Enden der optischen Fasern des Senderbündels und des Empfängerbündels hat die Wirkung einer Konzentration dieser Fasern auf eine kurze Strecke, gemessen in der Förderrichtung 14, wodurch ein genaueres Signal mit grösserer Amplitude erhalten wird, d.h. eine bessere Empfindlichkeit, als wenn die Querschnitte der Faserbündelenden rund sind. Die Tatsache, dass das Ende des Empfängerbündels 4a schmaler ist als das Senderende 3a, verbessert noch die Empfindlichkeit der Anzeige. Wenn nämlich ein verhältnismässig schmaler Hohlraum in dem Strang auftritt, beispielsweise in derselben Breite wie das Ende 4a des Empfängerbündels, erhalten in einem bestimmten Augenblick alle optischen Fasern des Empfängerbündels 4 gleichzeitig das Licht, welches durch diesen Hohlraum geht, während in dem Fall, wo die Fasern auf einem breiteren Querschnitt verteilt sind, würden die Lichtstrahlen nur über die Faserbündelenden streichen mit dem Erfolg, dass nur ein schwacher Impuls erzeogt wird. Ih Höhe des erhaltenen Signals überträgt sich dieses daher durch einen schmaleren und stärkeren Impuls und damit mit grösserer Genauigkeit.

Die Anordnung der optischen Fasern in schmalen, rechtwinkligen Querschnitten hat auch zur Folge, dass der Einfluss von Fasern geringerer Leistungsfähigkeit herabgesetzt wird, da diese Fasern praktisch in derselben Weise quer zur F or der richtung angeordnet sind, wie die Fasern mit guter Leistungsfähigkeit. Da ferner der Ringkörper 8' das Licht nicht reflektiert, gibt es keine Nebenreflektionen, welche die Kontrolle stören könnten.

Der Fotodetektor 2 steuert über einen nicht dargestellten Verstärker ein ebenfalls nicht dargestelltes Auswurfgerät für mftngelhafte Stäbchen.

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In. dem Fall, wo die zusammengesetzten Filter einen Hohlraum mit beispielsweise Kohlegranulat aufweisen, muss die Kontrolleinrichtung auch unterscheiden können zwischem einem Hohlraum aufgrund einer schlechten Aneinanderreihung von Filterelementen und einem Raum, gefüllt mit Granulat. Die Empfindlichkeitsschwelle für den Detektor wird daher in der Weise geregelt werden müssen, dass ein Auswurf ausgelöst wird sowohl bei einer schlechten Aneinanderreihung der Filterelemente, als auch bei einer unrichtigen Aufeinanderfolge der Filterelemente und auch dann, wenn ein Raum unzureichend mit Granulat gefüllt ist. Die Genauigkeit hängt dabei naturgemäss von den elektronischen Einrichtungen des Detektors ab. Eine ungenügende Dichte an Granulat löst ebenfalls einen Auswurf aus und kann den Grund haben entweder in einer unzureichenden Menge Granulat oder in einer zu grossen Länge des Hohlraumes.

Es ist ferner wesentlich, dass das Zerschneiden des Stranges an der vorgeschriebenen Stelle erfolgt, so dass alle Filter bzw. Stäbchen brauchbar und gleich sind. Selbst bei einer sorgfältigen Einstellung der Synchronisation von Vorschub des Stranges und des Zerschneidens können Abweichungen auftreten, sei es durch Veränderungen in der Zuführung der Filterelemente, sei es durch eine Veränderung in der Fördergeschwindigkeit des Stranges. Die erfindungsgemässe Vorrichtung gestattet auch das Aufrechterhalten der Synchronisation zwischen dem Vorschub des Stranges und dem Zerschneiden, Hierzu verwendet man jedoch nicht das Signal aus dem Empfänger 2, welcher die Auswurfeinrichtung steuert, sondern ein Signal aus einem zweiten Bündelpaar optischer Fasern, deren Enden in den Löchern 11 und 12 des Ringkörpers 8' befestigt sind. Diese Bündel prüfen nicht nur den Durchgang eines Hohlraumes oder eines gefüllten Raumes, sondern einen Unterschied in der Struktur zwischen den aufeinanderfolgenden Filterelementen, so dass man auf diese Weise die Filter lokalisieren und erforderlichenfalls danach die Kor-

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rektur des Zerschneidens durch Synchronisation steuern kann, beispielsweise mittels eines Servomotors. Das ist möglich, denn ein Lichtsignal kann durch die Filter wahrgenommen werden, insbesondere durch einen Pfropfen aus Papier, Cellulose oder Acetatcellulose, wobei die erhaltene Lichtdichte je nach dem Material sich ändert.

Es ist gleichfalls möglich, eine Synchronisation durch Einführen der Filterlänge oder eines der Elemente und die Fördergeschwindigkeit des Stranges zu bewirken, was man mit geeigneten Einrichtungen misst.

Die zweiten Faserbündel, deren Enden in den Löchern 11 und 12 des Ringkörpers 8^r sitzen, oder ein drittes Faserbündel können verwendet werden zur Kontrolle der richtigen Aufeinanderfolge der Filterelemente. Die zusammengesetzten Filter bestehen aus Elementen unterschiedlicher Art, wobei diese Elemente, die aus zwei oder mehr Zuliefereinrichtungen kommen, in einer bestimmten Ordnung ankommen müssen, sei es abwechselnd oder zwei gleiche Elemente nacheinander. Wenn diese Reihenfolge nicht eingehalten wird, gibt es Fehler, selbst wenn diese Elemente ohne Zwischenraum zwischen sich aneinanderliegen,und das schadhafte Stäbchen muss entfernt werden. Zur Ermittlung eines derartigen Fehlers muss der Detektor nicht nur die Filterelemente unter sich unterscheiden, sondern auch noch das Signal mit einem Bezugswert vergleichen, welcher dem Filterelement entspricht. Wenn dieses erhaltene Signal nicht dem Bezugswert entspricht, wird das Stäbchen ausgeworfen.

Es ist ebenfalls möglich, die Aufeinanderfolge von erhaltenen Signalen

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für ein Stäbchen zu registrieren und diese Aufeinanderfolge mit einem Bezugswert zu vergleichen. Aufzeichnung und Vergleich kann leicht erfolgen durch an sich bekannte Einrichtungen auf diesem Gebiet.

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Claims (7)

PATENT ANSPR UC HE

1. Vorrichtung zur Kontrolle zusammengesetzter Zigarettenfilter während der Fabrikation nach fortlaufendem Einsetzen der Filterelemente in eine rohrförmige Hülle und vor dem Zerschneiden dieser gefüllten Hülle in Stäbchen, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (1) und wenigstens ein erstes, daran angeschlossenes Bündel optischer Fasern (3) sowie durch wenigstens ein zweites, an einen Fotodetektor (2) angeschlossenes Bündel optischer Fasern (4), wobei die freien Enden (3a, 4a) der beiden Faserbündel nahe einander gegenüberliegen und die aus dem Ende des ersten Faserbündels austretenden Lichtstrahlen in das Ende des zweiten Faserbündels eintreten, nachdem sie die zwischen den beiden Faserbündelenden hindurchgeführte, gefüllte Hülle (10) passiert haben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine geringere Breite der Faserenden (4a) des zweiten Bündels (4), gemessen in F ör der richtung (14) der Hülle (10), gegenüber der Breite des Endes (3a) des ersten Faserbündels (3),

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,, gekennzeichnet durch einen rechteckigen, die gleiche Form aufweisenden Querschnitt der Faserbündelenden (3a, 4a) quer zur Förderrichtung der Hülle.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Grössenverhältnis der Faserbündelenden von etwa l/2.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein weiteres Bündelpaar aus optischen Fasern, welches an eine Einrichtung zur Kontrolle der richtigen Aufeinanderfolge der Filterelemente angeschlossen ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein weiteres Bündelpaar aus optischen Fasern, welches an eine Einrichtung zum Aufspühren einer Unterbrechung in der gefüllten Hülle angeschlossen ist und die Synchronisation des Zerschneidens in Stäbchen steuert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Befestigung der Faserbündelenden (3a, 4a) an einem Ringkörper (8') aus einem das Licht nicht reflektierenden Kunstharz und mit einem zylindrischen Loch (9) zum Durchgang der rohrförmigen Hülle (10).

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