DE2933728A1

DE2933728A1 - Verfahren und vorrichtung zum pruefen von ventilierten zigaretten

Info

Publication number: DE2933728A1
Application number: DE19792933728
Authority: DE
Inventors: Reginald Charles Bolt
Original assignee: Molins Ltd
Current assignee: Mpac Group PLC
Priority date: 1978-09-01
Filing date: 1979-08-21
Publication date: 1980-03-13
Also published as: US4279144A; IT7925453A0; IT1122952B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von ventilierten Zigaretten

Die Erfindung befaßt sich mit Zigarettenprüfvorrichtungen und insbesondere mit Prüfvorrichtungen, die in der Lage sind, die Verdünnung von "ventilierten" Zigaretten zu prüfen, das heißt, Zigaretten, die so hergestellt sind, daß der Raucher einen großen Anteil von Luft inhaliert, wenn er an der Zigarette zieht· Beispielsweise kann die Zigarette mit Luftöffnungen in der Umhüllung des Filters versehen sein.

Es ist schwierig, den Grad der beim Herstellungsprozeß erzielten "Ventilierung" mit herkömmlichen Prüfvorrichtungen, bei den die Zigarette von einer Unterdruckkammer umgeben ist, zu messen, da der Widerstand, den der Filterstopfen dem Luftstrom entgegensetzt, kompensiert werden muß, um die von den Luftöffnungen herrührende Komponente des Luftstroms zu isolieren.

Durch die vorliegende Erfindung sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von ventilierten Filterzigaretten geschaffen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Anspruch 1 näher gekennzeichnet, und die erfindungsgemäße Vorrichtung in Anspruch 2.

Demgemäß wird die Umhüllung jeder Zigarette nacheinander mit einer axial verlaufenden Unterdruckkammer umgeben, das Tabakende der

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Zigarette an einer Druckquella positiven Drucks angeschlossen, das Filterende der Zigarette mit einem Übertrager verbunden und der Druck am Tabakende der Zigarette so geregelt, daß der mittlere Druck an dem dem Filterende zugeordneten Übertrager Null ist. Vorzugsweise wird der Druck am Tabakende mittels eines Null-Suchservos geregelt, der an dam Filterende-Übertrager über eine signalintegrierende Einrichtung angeschlossen ist, wobei der Servo so ausgebildet ist, daß er einen Druckregler in der mit dem Tabakende verbundenen Druckleitung betreibt. In diesem Zusammenhang sind die Begriffe "Unterdruck" und "positiver Druck" austauschbar, und es versteht sich, daß die Druckunterschiede bei den beschriebenen Einrichtungen umgekehrt sein könnten.

Die mechanische Einrichtung zum Transportieren und Umhüllen der Zigaretten an der Prüfstelle kann beispielsweise wie in der britischen Patentanmeldung 53652/77 ausgebildet sein, die eine abgewandelte Version der MQLINS C.I.D. Prüfvorrichtung zeigt; bei dieser Version wird ein Übertrager mit jedem Ende der Zigarette an der PrüfstellB verbunden, also nicht nur mit einem Ende, wie dies bei den MOLINS G.I.D. Prüf Vorrichtungen üblich ist.

Dia erfindungsgemäß ausgebildete Prüfvorrichtung ist versehen mit einer Fördereinrichtung, die nacheinander Zigaretten zu einer Prüfstelle transportiert, einer Einrichtung, die eine geschlossene Kammer um die Umhüllung der Zigarette an der Prüfstelle bildet, wobei die

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Kammer im Betrieb an einer Druckquelle bei einem Druck P1 anschließbar ist, einer Einrichtung zum Verbinden des Filterendes der Zigarette an der Prüfstelle mit einem Druckübertrager, einer Einrichtung zum Bilden eines Mittelwertes Po des Drucks am Filterende über einer Anzahl von Zigaretten, einer Einrichtung zum Verbinden des Tabakendes der Zigarette mit einem Druckregler, der im Betrieb an einer Druckquelle positiven Drucks anschließbar ist, wobei der Filterende-Übertrager und der Druckregler über eine Regeleinrichtung verbunden ist, die den Druck P2 am Tabakende der Zigarette in Abhängigkeit vom mittleren Druck am Filterende so regelt, daß der mittlere Druck auf dem Wert Null bleibt, und einer Einrichtung zum Anzeigen des Druckwertes am Tabakende. Der Übertrager am Filterende kann außerdem so ausgebildet sein, daß er Signale entsprechend jeder einzelnen Zigarette liefert, damit eine Einzelzigarettenprüfung möglich ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Einrichtung vorgesehen, die periodisch ein Standardisierungssignal an die Druckanzeigeeinrichtung am Tabakende anlegt, und zwar dadurch, daß es eine Druckdifferenz an ihm anlegt, die dem Unterschied zwischen dem Druck in der Unterdruckkammer und dem geregelten Druck am Tabakende entspricht (also P1-P2). Es läßt sich zeigen, daß die GesamtVerdünnung der Zigarette gleich -P2/(P1-P2) beträgt, wenn sich die Vorrichtung selbst auf den Zustand Po-O eingestellt hatj bei der bevorzugten Ausführungsform stellt sich die Druckanzeigeeinrichtung selbst so ein, daß sie eine Anzeige von

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"1" abgibt, wenn das Standardisierungssignal anliegt, so daß die Anzeigeeinrichtung anschließend einen Wert entsprechend -P2 anzeigt (da die Anzeige der Gesamtverdünnung, die gleich -P2/(P1-P2) ist, entspricht und P1-P2 auf einen Wert entsprechend "1" eingerichtet wird).

Vorzugsweise weist die Druckanzeigeeinrichtung einen Übertrager, einen multiplizierenden Digital-Analog-Konverter, einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler, der den Multiplikationsfaktor des Digital-Analog-Konverters steuert, sowie einen Spannungsmesser auf, der von dem Digital-Analog-Konverter betrieben wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Vorwärts-Rückwfirts-Zähler mit einem Standardisierungsimpulsgenerator und dem Ausgang des Digital-Analog-Konverters so verbunden, daß bei Anliegen des Standardisierungsimpulses der Vorwärts-Rückwärts-Zähler vorwärts oder rückwärts zählt, um den Ausgang des Digital-Analog-Konverters auf "1" einzustellen.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt!

Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Prüfvorrichtung j

Fig. 2 eine mehr ins einzelne gehende Darstellung einer

praktischen Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Prüfvorrichtung.

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Fig. 1 zeigt eine Prüfvorrichtung für eine Zigarette 2 mit einem Filter 4, der mit Luftöffnungen 6 nahe an der Verbindungsstelle mit der Tabaksäule versehen ist. Der Hauptteil der Zigarette einschließlich der Luftöffnungen 6 ist von einer Unterdruckkammer θ umgeben, die mit einer einen Druck von P1 liefernden Unterdruckquelle verbunden ist. Das Tabakende der Zigarette ist mit einer Druckquelle verbunden, die einen, wie noch erläutert wird, veränderlichen positiven Druck P2 erzeugt, und das Filterende ist an einem Übertrager angeschlossen. Ein Null-Suchservo ist zwischen den übertrager 10 und die Druckquelle P2 geschaltet und ändert im Betrieb P2 so, daß der mittlere Druck am Filterende gleich Null ist.

Es sei:

Stopfenwideretand « Rp

Tabakwiderstand « Rt

Verdünnungs- (d.h. Luftöffnungs-)
widerstand ■ R1

Stopfenenddichtungswiderstand - R2

P2 ist dann eine Druckquelle geringen Widerstandes, so daß die Wirkung von R2 vernachlässigbar ist. P2 wird eingestellt auf einen Durchschnittsdruck von Null am Übertrager 10, so daß der Widerstand R1 keine Wirkung besitzt.

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Das Verhältnis dar Luftmenge, die normalerweise durch die Luftöffnungen S zuströmt, zu dam Strom durch die Tabaksäule verhält sich umgekehrt zum Verhältnis ihrer Widerstände, das heißt, es beträgt RT/RD (als "zusätzliche Verdünnung" bezeichnet). Der Gesamtluftstrom durch die Zigarette ist P1/RD, was gleich P2/RT sein muß (da der Filterenddruck auf Null geregelt wird). Somit

RT —P2
gilt; ~ = —-r a zusätzliche Verdünnung .

HU r I

Die "GesamtVerdünnung" ist definiert als das Verhältnis der durch die Luftöffnungen eingeströmten Luftmenge zu dem Gesamtstram im

—P2 P1 —P2 Betrieb und entspricht somit » ' ·

Fig. 2 zeigt eine mehr praktische Ausführungsfarm, die eine kontinuierliche Anzeige der GesamtVerdünnung erzeugt sowie Signale liefert, die die einzelnen Zigarettenfehler anzeigen. Der Übertrager 10, der mit dam Filtarenda der Zigarette verbunden ist, ist so ausgebildet daß er ein schnelles Ansprachverhalten besitzt, und sein Ausgang wird von einem Stroben 12 gesteuert, der von einem geeigneten Zeitgebsrimpuls gespeist wird. Dieses Ausgangssignal kann zu Einzelzigaretten-Prüfζwecken verwendet werden, und es wird außerdem einem Integrationsglied zugeführt, das an einem Null-Suchservo 16 angeschlossen ist.

Der Servo 16 betreibt einen Motor 18, der einen Druckregler 20 in einer Leitung steuert, die die Tabakenddichtung 22 mit einer Druckquelle eines Drucks van 3,445 bar (50 p.s.i.) verbindet. Diese Anordnung stellt dan Druck P2 an der Tabakenddichtung auf einen solchen

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Wert ein, daß der Durchschnittsdruck Pa am Filterende Null ist, und der Druck P2 wird von einem Übertrager 24 gemessen, der an einem Digital-Spannungsmesser 26 Ober einen Digital-Analog-Konverter 2Θ angeschlossen istj der Digital-Analog-Konverter 28 wird dazu benutzt, einen "Skalenfaktor" für den Digitalspannungsmeeser auf folgende Weise zu liefern: Ein Standardisierungs-Impulsgenerator 30 arbeitet alle zehn Minuten fünf Sekunden lang und erzeugt einen Impuls, der ein Dreiwegventil 32 betätigt, derart, daß eine Seite des Übertragers 24 mit dem Druck P1 der Unterdruckkammer verbunden wird, während die andere Seite noch mit dem geregelten Tabakenddichtungs-Druck P2 verbunden bleibt. Auf diese Weise erzeugt der Übertrager ein Ausgangssignal entsprechend (P1-P2).

Gleichzeitig wird ein Impuls an einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler über ein UND-Gatter 36 angelegt, das von einem Zeitimpulsgenerator 3Θ freigegeben wird. Dies hat zur Folge, daß er in einer Richtung zählt, die vom Richtungssinn eines Signals bestimmt wird, das an seine u/D—Klemme angelegt wird, wobei das Signal von einem Komparator 40 abgeleitet wird, dessen einer Eingang an einer Einvolt—Bezugsquelle und dessen anderer Eingang an einem Analog-Ausgang des Digital-Analog-Konverters angeschlossen ist. Die Binäreingangsleitungen des Digital-Analog -Konverters sind mit den entsprechenden "Bits" im Vorwärts-Rückwärts-Zähler verbunden, so daß, wenn der Zähler vorwärts oder rückwärts zählt, der Multiplikationsfaktor des Digital-Analog-Konverters geändert wird, bis der Analog-Ausgang das Digital-Analog-Konverters ein Volt beträgt. Wenn somit die Standardisierungsimpulse

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entfernt werden, bleibt der Skalenfaktor des Anzeigekreises eingestellt, so daß eine Anzeige eines Voltes am Digitalspannungsmesser dem Wert (P1-P2) entspricht. Da der Übertrager 24 ein

Signal P2 außerhalb der Standardisierungsdauer liefert, entspricht

-P2 dann die Anzeige des Oigitalspannungsmessers dem Wert der die "Gesamtverdünnung" darstellt.

Für den Fall, daß eine Zigarette in dem sich in die Prüfvorrichtung bewegenden Strom fehlt, ist ein optischer Zigarettendetsktor 42 vorgesehen, der ein Signal über eine Leitung 44 der "Speichel*-Klemme eines Abfrage- und Speicherkreises 46 zuführt, der zwischen den Digital-Analog-Konverter und den Digitalspannungsmesser geschaltet ist, so daß die vorherige Digitalspannungsmesser-Anzeige aufrechterhalten bleibt, bis die nächste Zigarette an der Prüfstation erscheint. Diese "Speicher"-Leitung wird ebenfalls während der Standardisierungsdauer aktiviert, so daß die Anzeige des Digital-Voltmeters nicht den Wert von 1,0 Volt annimmt j andernfalls könnte eine Bedienungsperson fälschlicherweise annehmen, daß ein Fehler aufgetreten ist.

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Claims

Patentansprüche

1* Verfahren zum Prüfen van ventilierten Filterzigaretten, bsi dem die Umhüllung jeder Zigarette einschließlich des ventilierten Bereiches nacheinander mit einer axial verlaufenden, im wesentlichen geschlossenen Kammer mit einem vorgegeben Druck (P1) umgeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Tabakende der Zigarette einer Druckquelle veränderlichen Druckes ausgesetzt wird, daß das Filterende der Zigarette mit einem Übertrager verbunden wird, daß der Druck (P2) am Tabakende der Zigarette so gesteuert wird, daß der mittlere Druck über einer Anzahl von Zigaretten an dem dem Filterende zugeordneten Übertrager Null ist, und daß dieser Druck am Tabakende gemessen wird.
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Fördereinrichtung, die die Zigaretten nacheinander zu einer Prüfstelle transportiert, einer Einrichtung, die an der Prüfstelle eine geschlossene Kammer um die Zigarette herum bildet, wobei die Kammer im Betrieb an einer Druckquelle (P1) anschließbar ist, gekennzeichnet durch einen Druckübertrager (10,12,14), der mit dem Filterende der Zigarette an der Prüfstelle verbindbar ist, wobei der Druckübertrager eine

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Signalmittelungseinrichtung (14) aufweist, sine Druckquelle (20) veränderlichen Drucks, die mit dem Tabakende der Zigarette verbindbar ist, eine Regeleinrichtung (16,18), die mit dem Druckübertrager (10,12,14) verbunden ist und den Druck (P2) am Tabakende der Filterzigarette so ändert, daB der mittlere Druck (Po) am Filterende über einer Anzahl von Zigaretten auf dem Wert Null bleibt, und eine Meßeinrichtung (24,26,28), die den Druck am Tabakende mißt, um ein MaB für die Verdünnung zu erhalten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalmittelungseinrichtung einen Integrator (14) und die Regeleinrichtung einen Null-Suchservo (ΐθ) sowie einen vom Servo getriebenen Druckregler (20) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckübertrager (10,12,14) mit einer Einrichtung versehen ist, die Drucksignale entsprechend jeder einzelnen Zigarette liefert, um das Aussondern von einzelnen fehlerhaften Zigaretten zu erleichtern.
5. Vorrichtung nach einem der Anspruchs 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30,32), die periodisch ein Standardisierungssignal an die Druck-Meßeinrichtung (24) am Tabakende anlegt, wobei das Standardisierungssignal aus einer Druckdifferenz

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(Ρ1-Ρ2) gleich dem Unterschied zwischen dem geregelten Druck am Tabakende und dem Druck in der geschlossenen Kammer besteht, und eine Verstelleinrichtung (34,36,38,40), die die Meßeinrichtung so verstellt, daß bei Anlegen des Standardisierungssignals ein Ausgang von eins entsteht, wodurch die Meßeinrichtung anschliessend ein Ausgangssignal erzeugt, daß der "GesamtvBrdünnung" jeder Zigarette entspricht«
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung und die Verstelleinrichtung eine Signalanzeigeeinrichtung (26) enthalten und bestehen aus einem Übertrager (24), einem multiplizierenden Digital-Analog-Konverter (28), der von dem Übertrager betrieben wird, einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler (34), der den Multiplikationsfaktor des Digital-Analog-Konverters steuert, einem Spannungsmesser (26), der von dem Digital-Analog-Konverter betrieben wird, und einem Standardisierungsimpuls-Generator (36), der während der Standardisierungssignaldauer Impulse an den Vorwärts-Rückwärts-Zähler (34) abgibt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Vorwärts-Rückwärts-Zähler (34) den Multiplikationsfaktor des Digital-Analog-Konverter s (28) so lange ändert, bis sein Analog-Ausgangssignal gleich eins ist.

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