DE2545416C2

DE2545416C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bilden eines Zigarettenstranges

Info

Publication number: DE2545416C2
Application number: DE2545416A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Christen Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Lorenzen
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1975-10-10
Filing date: 1975-10-10
Publication date: 1985-09-19
Also published as: FR2326878A1; US4063563A; IT1068578B; GB1559196A; FR2326878B3; DE2545416A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden eines Zigarettenstranges aus einem Tabak im Überschuß enthaltenden Tabakstrom, bei dem der überschüssige Tabakanteil vom Tabakstrom abgetrennt wird, durch laufendes Messen charakteristische Signale für die abgenommene Überschußmenge gewonnen werden und nach Maßgabe dieser Meßergebnisse die Tabakzufuhr für den Tabakstrom bei zu hohem Überschuß verringert und zu geringem Überschuß erhöht wird.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Bilden eines Zigarettenstranges aus einem Tabak im Überschuß enthaltenden Tabakstrom, mit einem Tabakstromförderer, einem diesem vorgeordneten steuerbaren Zuförderer zum Aufbau des Tabakstromes, einer am Tabakstromförderer angeordneten Überschuß-Abnahmevorrichtung sowie einer dieser zugeordneten Prüfvorrichtung, zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1.

Um bei der Zigarettenherstellung einen in Einzelzigaretten zu konfektionierenden Zigarettenstrang von gleichmäßiger Dichte, d. h. mit einer gleichmäßigen, gleichbleibenden, die Füllung bildenden Tabakmenge zu erhalten, wird bekanntlich der mehr oder weniger stark schwankende Tabakstrom mit einem Überschuß an Tabak gefahren, um jederzeit eine ausreichende, auf das Sollvolumen des Tabakstranges regelbare Tabakmenge zu gewährleisten. In der Praxis ist es jedoch nicht damit getan, einen Überschuß an Tabak im Hinblick auf eine gleichbleibende Strangfüllung wieder entsprechend zu entfernen. Infolge von Chargenwechseln der gefahrenen Tabaksorten kann sich die anfängliche, einer bestimmten Zufuhrgeschwindigkeit entsprechende Tabakmenge des Tabakstromes so weit verändern, daß beispielsweise ein viel zu geringer oder überhaupt kein Überschuß mehr zur Strangbildung zur Verfügung steht Aus diesem Grunde wird bekanntlich bereits der Aufbau des Tabakstromes durch Steuern der Zuführgeschwindigkeit des den Zuförderer bildenden Verteilers der Zigarettenstrangmaschine beeinflußt In diesem Zusammenhang sind zahlreiche Meßverfahren und Vorrichtungen zum kontinuierlichen Messen der Menge des Tabakstromes bekannt wobei anhand der gewonnenen Meßwerte die Tabakzufuhr gesteuert wird.

Eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung geht beispielsweise aus der DE-AS 12 81 909 hervor.

Es ist gemäß der DE-AS 11 07 426 außerdem bekannt bei der Dichtemessung von bewegten Tabaksträngen Meßwertverfälschungen infolge von sich ändernden chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften, insbesondere der Feuchte des Tabaks, dadurch auszuschließen, daß aus den Meßwerten und zwei unterschiedlichen bzw. Betastrahlen- und dielektrischen Meßanordnungen mittels einer Korrekturschaltung ein korrigiertes Ausgangssignal für die Dichte gewonnen wird.

Naoh dem DE-GM 19 00 540 ist es bekannt, die Tabakmenge vor und nach der Überschußabnahme zu messen und mit einem Differenzsignal aus beiden Meßwerten die Überschußabnahme zu steuern bzw. mit einem der Meßwerte die Tabakzufuhr zu steuern.

Eine der vorstehenden Vorrichtung vergleichbare Vorrichtung mit zwei Meßstellen vor und hinter der Überschuß-Abnahmeeinrichtung ist in der DE-AS 12 13 771 offenbart gemäß der durch Vergleich der beiden Meßwerte ebenfalls ein Signal zur Steuerung der Abnahmeeinrichtung gewonnen wird.

Schließlich ist mit der DE-OS 20 15 619 eine Einrichtung zur Überwachung der ordnungsgemäßen Arbeitsweise tabakverarbeitender Maschinen bekanntgeworden, wobei aus an unterschiedlichen Stellen gewonnenen Meßsignalen ein Quotient gebildet wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zwecks Bildung eines gleichmäßig gefüllten Tabakstranges ein Meßverfahren bzw. eine Meßvorrichtung zu schaffen, welche bei einem schnellen Erfassen der sich ändernden Menge des Tabakstromes unverfälschte Meßergebnisse gewährleisten, insbesondere Schwankungen im Feuchtigkeitsgehalt oder anderen chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften des Tabakstromes eliminieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von der im Tabakstrom enthaltenen Tabakmenge vor dem Abtrennen und nach dem Abtrennen des Überschusses Meßwerte gleicher Art gewonnen werden, aus den beiden Meßwerten ein Quotient gebildet und nach Maßgabe dieses Quotienten die Tabakzufuhr gesteuert wird.

Die Vorrichtung zum Ausüben des vorgenannten Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung — in Fließrichtung des Tabakstromes gesehen — aus vor und hinter der Uberschuß-Abnahmevorrichtung angeordneten, nach einem einheitlichen physikalischen Prinzip arbeitenden Meßgliedern besteht und daß beide Meßglieder ein einem Dividierglied in Wirkverbindung stehen, welches ausgangssseitig an ein Stell-

glied für den Antrieb des Zuförderers angeschlossen ist

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß durch Dividieren von vor und nach einer Oberschuß-Abnahmevorrichtung erhaltenen Tahakmengenmeßwerten ein Signal für den Tabaküberschuß gebildet wird, welches insbesondere von den in starkem Maße den Meßwert verfälschenden Feuchteeinflüssen bereinigt ist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Zigarettenstrangmaschine in schematischer Darstellung mit einer kapazitiven Meßanordnung für die Masse des Schnittabaks im Zigarettenstrom des Tabakkanals und

Fig. 2 ein Übersichts- (Blockschalt-) Bild einer erfindungsgemäßen Meß- und Steueranordnung mit jeweils einem Schnitt durch den Tabakkanal nach der Linie I-I undll-HgemäßFig. 1.

F i g. 1 zeigt eine Zigarettenstrangmaschine mit im wesentlichen bekanntem Grundaufbau und Wirkungsweise. Ein auf einem in der Figur nicht sichtbaren Vliestuch senkrecht zur Zeichenebene herangefördertes Tabakvlies 1 wird in einem teilweise im Längsschnitt dargestellten Tabakkanal 2 auf ein bewegtes Tabakband 3 geschauert, auf dem der so gebildete, keilförmig ansteigende Tabakmengenstrom 4 durch Saugluft gehalten wird. Dem Tabakkanal 2 ist eine Überschuß-Abnahmevorrichtung in Form eines in seiner Höhe fest eingestellten Egalisators 6 zugeordnet, welchem wiederum eine Prüfvorrichtung zugeordnet ist in Form einer kapazitiven Dichtemeßanordnung 7, bestehend aus einem dem Egalisator 6 vorgeschalteten Meßkondensator 8 sowie einem dem Egalisator 6 nachgeschalteten Meßkondensator 9, die später noch genauer beschrieben werden. Der Tabak wird dann in eine Nut einer Förderscheibe 11 übernommen, in deren Grund ebenfalls Saugluft wirkt und welcher auch eine Überschußabnahme-Vorrichtung in Form eines Egalisators 12 zugeordnet ist. Ein sogenannter Strangförderer 13, im wesentlichen bestehend aus einem unter Einwirkung von Saugluft stehenden Förderband, entfernt den Tabak aus der Nut der Förderscheibe 11 und übergibt ihn, während der Tabak an der Unterseite des Bandes hängt, auf einen Zigarettenpapierstreifen 14, der fortlaufend von einer Bobine 16 abgezogen und durch ein Druckwerk 17 geführt wird. Da der in dem Tabakkanal 2 aufgebaute Tabakmengenstrom 4 bis zu seiner Übergabe auf das Zigarettenpapier 14 im wesentlichen nicht mehr verändert wird, von einer möglichen Abnahme von überschüssigem Tabak abgesehen, bildet er einen sogenannten Tabakfüllstrom oder Tabakfüllstrang.

In einem Formatteil 18 wird der Tabakfüllstrom mit dem Zigarettenpapierstreifen 14 umhüllt, dessen abstehende Kante von einem Leimapparat 19 mit einem Leimstreifen versehen wird. Eine Heizleiste 21 trocknet den Leim in der Klebnaht des Zigarettenstranges, so daß ein fertiger Zigarettenstrang 22 von dem angetriebenen Formatband 23 abgegeben wird, das den Tabak mit dem Zigarettenpapier 14 durch das Formatteil 18 zieht. Ein umlaufender MCüserapparat 24 schneidet von dem fortlaufend gebildetem umhüllten Zigarettenstrang 22 Zigaretten 26 ab, die mittels eines Beschleunigers 27 voneinander getrennt und in Mulden einer Ablegertrommel 28 übergeben werden, von der sie der Weiterverarbeitung zugeführt weiden.

Nachfolgend wird anhand der F i g. 2 der Aufbau des Meßkondensators 8 näher beschrieben. Der Aufbau des Meßkondensators 9 ist identisch, was durch gleiche Bezugszahlen zum Ausdruck gebracht ist

Im Grunde des Tabakkanals 2 ist das luftdurchlässige Tabakband 3 über einen Lochboden 29 und eine Saugkammer 31 geführt In den Begrenzungswänden 2a und 26 des Tabakkanals 2 sind zwei Elektroden 32a und 32b angeordnet die mittels Isolierstücken 33a bzw. 336 von den Kanalwänden isoliert sind und mit einem hochfrequenten elektrischen Meßschwingkreis 34 in Verbindung stehen. Als Gegenelektroden wirken die Kanalwände 2a, 26 selbst Der Meßkondensator 8 bildet die frequenzbestimmende Kapazität des elektrischen Hochfrequenz-Meßschwingkreises 34. Der Meßschwingkreis 34 ist über eine Kapazität 36 mit einem Hochfrequenz-Referenzschwingkreis 37 verbunden, der mit konstanter Frequenz schwingt Die Schwingkreise 34 und 37 sind so ausgelegt, daß sie das gleiche Temperaturverhaiten zeigen, was z. B. durch Anordnung auf einem gemeinsamen Träger und/oder in einem gemeinsamen temperierten Gehäuse ermöglicht wird. Im Hochfrequenz-Referenzschwingkreis 37 werden beide Schwingungen, also die bezüglich ihrer Frequenz von der Tabakmesse abhängigen Schwingungen und die Schwingungen konstanter Frequenz, überlagert. Die resultierende Ausgangsschwingung stellt eine sogenannte Schwebung dar, d. h. die Amplituden der resultierenden Hochfrequenzspannung ändern sich periodisch mit einer bestimmten Frequenz zwischen einem Minimum und einem Maximum. Diese der Differenz der Schwingungen der beiden Hochfrequenz-Sch-wingkreise entsprechende Schwebungsfrequenz ist relativ niedrig, so daß sich Änderungen leicht erfassen lassen. Die resultierende Ausgangsspannung mit ihrer niedrigeren Schwingungsfrequenz wird einem Meßglied in Form eines Verhältnisgleichrichters 38 zugeführt, der ein Ausgangssignal abgibt, dessen Größe der Frequenz des Eingangssignals weitgehend proportional ist. Dieses Ausgangssignal ist abhängig von der Masse des Tabakmengenstromes 4 im Tabakkanal 2.

Der genaue Aufbau der Hochfrequenz-Schwingkreise 34 und 37 sowie des Verhältnisgleichrichters 38 sind bekannt und im einzelnen in der Offenlegungsschrift 25 00 299 der Anmelderin eingehend beschrieben.
Die Ausgangssignale der Meßkondensatoren 8 und 9 werden einem nachgeordneten Dividierglied 39 bekannter Bauart (beispielsweise vom Typ AD 530 der Firma Analog Devices) zugeführt.

Im Dividierglied 39 werden die beiden Ausgangssignale zueinander ins Verhältnis gesetzt und ein Quotient gebildet, wobei durch die Division der in den Meßsignalen enthaltene Faktor der Tabakfeuchte eliminiert wird. Auf diese Weise erscheint am Ausgang des Dividiergliedes 39 ein von der Feuchte des Tabakmengenstromes bereinigtes Meßergebnis, das die vom Egalisa-

tor 6 abgenommene Überschußmenge als Massenanteil der ursprünglich zugeführten Tabakmenge wiedergibt, und durch ein Anzeigeinstrument 41 optisch sichtbar gemacht und über einen Schaltkontakt 42 auf ein Subtrahierglied 43 gegeben wird. Dem Subtrahierglied 43 wird darüber hinaus ein Sollwert-Signal durch einen Sollwertgeber in Form eines Potentiometers 44 zugeführt. Aus dem einem Soll-Überschuß entsprechenden Sollwertsignal des Potentiometers 44 und dem einem tatsächlich gefahrenen Ist-Überschuß entsprechenden

b5 Signal des Dividiergliedes 39 wird ein Differenzsignal gebildet, welches einem Multiplizierglied 46 bekannter Bauart (beispielsweise vom Typ AD 530 der Firma Analog Devices) zugeführt wird. Das Multiplizierglied 46

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erhält darüber hinaus ein Signal von einem Tachogenerator 47 eines Hauptantriebsmotors 48 der Zigaretten-

strangmaschine, welcher eine der jeweiligen Betriebs- ^:

drehzahl des Hauptantriebsmotors 48 entsprechende Spannung abgibt. Aus den Signalen des Subtrahiergliedes 43 und des Tachogenerators 47 wird durch Multiplikation ein auf die durch die jeweilige Drehzahl des Hauptantriebsmotors 48 bestimmte tatsächliche Leistung der Zigarettenstrangmaschine umgerechnetes Signal für den Tabaküberschuß gebildet. Dieses Aus- io ;,: gangssignal des Multipliziergliedes 46 wird auf eine ·': Vergleichsstelle in Form einer drehzahlabhängigen | Spannung des Tachogenerators 5i eines Antriebsmotors 52 für den Verteiler der Zigarettenstrangmaschine zugeführt wird. Aus beiden Signalen wird ein Differenzsignal gebildet, welches einen steuerbaren Leistungsverstärker 53 für den Antriebsmotor 52 entsprechend positivem oder negativem Vorzeichen des Differenzsignales im Sinne einer Drehzahlerhöhung oder Drehzahlverminderung des Antriebsmotors 52 steuert.

In der Anfahrphase der Zigarettenstrangmaschine, in der sich noch kein Tabakmengenstrom 4 im Tabakkanal 2 aufgebaut hat, ist die Verbindung vom Dividierglied 39 zum Subtrahierglied 43 durch den Schaltkontakt 42 unterbrochen.

Es sei noch erwähnt, daß, falls es aus räumlichen Verhältnissen erforderlich sein sollte, der Meßkondensator 8 in den Aufstreubereich des Tabakkanals 2 verlegt werden könnte. Da der Tabakkanal 2 erfahrungsgemäß einen in Förderrichtung relativ gleichmäßig ansteigenden Tabakmengenstrom 4 aufweist, könnte der Meßkondensator 8 beispielsweise genau in der Mitte des Tabakkanals 2 angeordnet werden, wobei davon auszugehen ist, daß der Tabakmengenstrom 4 an dieser Stelle etwa 50% seiner am Ende des Tabakkanals 2 aufgestreuten Menge aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bilden eines Zigarettenstranges aus einem Tabak im Überschuß enthaltenden Tabakstrom, bei dem der überschüssige Tabakanteil von dem Tabakstrom abgetrennt wird, durch laufendes Messen charakteristische Signale für die abgenommene Überschußmenge gewonnen werden und nach Maßgabe dieser Meßergebnisse die Tabakzufuhr für den Tabakstrom bei zu hohem Überschuß verringert und zu geringem Überschuß erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß von der im Tabakstrom enthaltenen Tabakmenge vor dem Abtrennen und nach dem Abtrennen des Überschusses Meßwerte gleicher Art gewonnen werden, aus den beiden Meßwerten ein Quotient gebildet v?nd nach Maßgabe dieses Quotienten die Tabakzufuhr gesteuert wird.

2. Vorrichtung zum Bilden eines Zigarettenstranges aus einem Tabak im Überschuß enthaltenden Tabakstrom, mit einem Tabakstromförderer, einem diesem vorgeordneten steuerbaren Zuförderer zum Aufbau des Tabakstromes, einer am Tabakstromförderer angeordneten Überschuß-Abnahmevorrichtung sowie eine dieser zugeordneten Prüfvorrichtung, zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung (7) — in Fließrichtung des Tabakstromes (4) gesehen — aus vor und hinter der Überschuß-Abnahmevorrichtung (6) angeordneten, nach einem einheitlichen physikalischen Prinzip arbeitenden Meßgliedern (8 bzw. 9) besteht, und daß beide Meßglieder mit einem Dividierglied (39) in Wirkverbindung stehen, welches ausgangsseitig an ein Stellglied (53) für den Antrieb (52) des Zuförderers angeschlossen ist.