DE2510502B2 - Kontrollvorrichtung fuer zusammengesetzte zigarettenfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle zusammengesetzter Zigarettenfilter während der Fabn kation nach fortlaufendem Einsetzen der Filterelemente in eine rohrförmige Hülle und vor dem Zerschneiden dieser gefüllten Hülle in Stäbchen unter Verwendung einer Lichtquelle mit auf die gefüllte und fortlaufend geförderte Hülle gerichteten Lichtstrahlen, welche in einen Fotodetektor eintreten, wenn sie durch die Hülle hindurchgehen.

Die automatische und kontinuierliche Herstellung zusammengesetzter Zigarettenfilter, d. h. Filter aus zwei und mehr Elementen, erfolgt im allgemeinen durch Aneinandersetzen von Filterelementen auf einem Papierstreifen, welcher kontinuierlich gefördert und eine Einrichtung zum Verschließen und Versiegeln durchläuft, wodurch ein Strang gebildet wird, der dann anschließend in Stäbchen zerschnitten wird. Die Filter können beispielsweise aus Pfropfen verschiedener Art hestehen oder auch aus hohlen Kunststoffelementen, die Granulate enthalten und zwischen zwei Pfropfen aus Papier oder einem anderen Material eingesetzt sind. Derartige Riter und ihre Herstellung sind beispielsweise aus den US-PS 35 51256, 3646 855, 36ϊΟ112 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 Kohlegranulat gefüllt sind. Derartige schadhafte Stäbchen müssen aber entfernt werden, und zwar möglichst auf automatischem Wege. Hierzu sind Vorrichtungen bekannt (DT-OS 15 32 119, DT-AS 11 88493, US-PS 36 88 620), bei denen auf die gefüllte und fortlaufend geförderte Hülle gerichtete Lichtstrahlen bei normaler Füllung von dieser abgeschirmt werden, bei unterbrochener Füllung jedoch durch die Hülle hindurchgehen und in einen Fotodetektor eintreten, welcher die Entfernung des fehlerhaften Hüllenabschnittes, beispielsweise durch Betätigung einer Auswerfeinrichtung, auslöst. Da aber ein Hohlraum von 0.5 mm schon einen unzulässigen Fabrikationsfehler darstellt, muß eine solche Kontrollvorrich tung innerhalb verhältnismäßig enger Grenzen zuverlässig arbeiten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die An/iMgeempfindlichkeit und Reaktionsfähigkeit derarti ger Kontrollvorrichtungen zu verbessern und gleichzeitig den hierfür erforderlichen Platzbedarf an den kontinuierlich arbeitenden Fabrikationsmaschinen zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäQ gelöst durch ein Bündel optischer Fasern an der Lichtquelle, dessen Querschnitt am Lichtaustrittsende in Förderrichtung der Hülle breiter als der Querschnitt am Lichteintnttsende eines Bündels optischer Fasern am Fotodetektor ist.

Durch diese breitere Ausbildung des Lichtaustrittsendes am Lichtquellenfaserbündel gegenüber dem Lichteintrittsende am Empfängerfaserbündel kann der Querschnitt dieses Lichteintrittsendes verhältnismäßig schmal in Förderrichtung der Hülle und damit empfindlicher für kleinere Hohlräume gemacht werden, ohne dadurch die zu übertragende Lichtintensität und damit die Auslösezuverlässigkeit herabzusetzen.

Durch die Verwendung von Bündeln optischer Fasern So können ferner die Lichtquelle und der Fotodetektor abseits des eigentlichen Fabrikationsbereiches angeordnet werden, so daß nur die beiden dünnen Faserbündelenden bis an den Zigarettenstrang herangeführt zu werden brauchen, wo sie nur sehr wenig Platz beanspruchen.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Profilansicht,
F i g. 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 ! gehen durch ein Bünde! 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 8' ist axial mit einem zylindrischen Loch 9 versehen, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser des Filterstranges 10, so daß dieser Füterstrang 10 frei durch den Ringkörper 8' gefördert werden kann.

Der Ringkörper 8' besitzt noch ein zweites Paar radialer Löcher 11 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. _ϊ5

F i g. 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.

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 Förderrrichtung 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 Empfindlictikeit 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, wurden die Lichtstrahlen nur über die Faserbündelenden streichen mit dem Erfolg, daß nur ein schwacher Impuls erzeugt wird. In 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 Leistungsiähigkeit herabgesetzt wird, da diese Fasern praktisch in derselben Weise quer zur Förderrichtung angordnet sind, wie die Fasern mit guter Leistungsfähigkeit. Da ferner der Ringkörper 8' das Licht nicht reflektiert, gibt es keine Nebenreflexionen, welche die Kontrolle stören könnten.

Der Fotodetektor 2 steuert über einen nicht dargestellten Verstärker ein ebenfalls nicht dargestelltes A uswurfgerät für mangelhafte Stäbchen.

in dem Fall, wo die zusammengesetzten Filter einen Hohlraum mit beispielsweise Kohlegranulat aufweisen, uuß die Kontrolleinrichtung auch unterscheiden können zwischen 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 Fordergeschwindigkeit des Stranges. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet auch das Aufrechterhalten der Synchronisation zwischen dem Vorschub des Stranges und den· 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 Korrektur 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 Elemen'e und die Fördergeschwindigkeit des Stranges zu bewirken, was man mit geeigneten Einrichtungen mißt.

Die zweiten Faserbündel, deren Enden in den Lochern 11 und 12 des Ringkörpers 8' sitzen, oder ein drittes Faserbündel können verwendet werden zur Kontrolle der richtigen Aufeinanderfolge der Filterele mente. 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 Filterlemente 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 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

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 unter Verwendung einer Lichtquelle mit auf die gefüllte und fortlaufend geförderte Hülle gerichteten Lichtstrahlen, welche in einen Fotodetektor eintreten, wenn sie durch die Hülle hindurchgehen, gekennzeichnet durch ein Bündel optischer Fasern (3) an der Lichtquelle {Indessen Querschnitt am Lichtuustrittsende (3a) in Förderrichtung (14) der Hülle (10) breiter als der Querschnitt am Lichteintrittsende (4a) eines Bündels optischer Fasern (4) am Fotodetektor (2) ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen rechteckigen Querschnitt der Faserbündelenden (3a, 4a) quer zur Hüllenförderrichtung (14) in einem Größenverhältnis von etwa 1 :2.

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 1 :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.

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).