DE2940408A1 - Vorrichtung zur ueberwachung der oberflaeche eines materialstranges der tabakverarbeitenden industrie - Google Patents

Vorrichtung zur ueberwachung der oberflaeche eines materialstranges der tabakverarbeitenden industrie

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DE2940408A1 DE19792940408 DE2940408A DE2940408A1 DE 2940408 A1 DE2940408 A1 DE 2940408A1 DE 19792940408 DE19792940408 DE 19792940408 DE 2940408 A DE2940408 A DE 2940408A DE 2940408 A1 DE2940408 A1 DE 2940408A1
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Description

Stv.: Zigarettenstrangprüfen-Prismenoptik-ringförmig Hauni - Akte 1589, Bergedorf, den 3. Oktober 1979
Vorrichtung zur überwachung der Oberfläche eines
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Oberfläche eines Materialstranges der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere eines Zigarettenstranges, mit einem ringförmigen Prüfkopf, durch den der Materialstrang hindurchführbar ist, einem ersten Prüflicht von einem Lichtsender auf den Innenumfang des Prüfkopfes bzv. den Materialstrang leitenden Lichtleitmittel, sowie mit einem zweiten Prüflicht vom Materialstrang zu einem Lichtempfänger leitenden Lichtleitmittel.
Optische Prüfmittel der eingangs bezeichneten Gattung dienen bekanntlich zum Erfassen von Fehlern und Unregelmäßigkeiten an einem Materialstrang, beispielsweise in Form von fehlenden oder falsch plazierten Aufdrucken, wie lichtabsorbierende Farbstempel oder lichtreflektierende Goldstempel am Zig»rettenstrang. Auch Beschädigungen und Qualitätsmängel des Stranges selbst, z.B. in Form von lichtabsorbierenden Löchern und Falten im Umhüllungsstreifen des Zigarettenstranges werden optisch erfaßt. Ferner sind lichtreflektierende Klebstellen im Umhüllungsstreifen feststellbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Prüfvorrichtung so auszubilden, daß sie in der Lage ist, ein relativ breites Spektrum an Strangfehlern und Strangunregelmäßigkeiten der vorstehend aufgeführten Art zuverlässig zu erkennen und in relativ engen Grenzen aufzulösen, und daß sie auch gegen Störeinflüsse weitgehend unempfindlich ist.
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Stw.: Zigarettenstrangprüfen-Prismenoptik-ringförmig Hauni-Akte 1589, Bergedorf, den 3. Oktober 1979
Diese Aufgabe vird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ersten und zweiten Lichtleitmittel derart gegen die Strangnormale geneigt angeordnet sind, daß das zweite Lichtleitmittel im wesentlichen im Strahlengang bzw. im Bereich des durch den Einfallwinkel des durch das erste Lichtleitmittel auf den Materialstrang auftreffenden Prüflichtstrahls bestimmten Ausfallwinkels des Prüflichtstrahls angeordnet ist.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß sich für beide Lichtleitmittel ein gemeinsamer, definierter Reflexionspunkt ergibt, der streuungsfreie, sehr genaue Prüfsignale ermöglicht, die sowohl nach der positiven ( reflektierend ) als auch nach der negativen ( absorbierend ) Seite eindeutige Aussagen ergeben.
Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, daß das erste Lichtleitmittel den Zigarettenstrang ringförmig umschließt, wobei ein geschlossener Ring von geeigneter geometrischer Beschaffenheit oder einzelne ringförmig angeordnete Segmente vorgesehen sein können. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Lichtleitmittel hingegen als Ringprisma ausgebildet, dessen durch die Gesamtheit der im Querschnitt des Singprismas von der dem Materialstrang zugekehrten Dreieckspitze senkrecht auf die gegenüberliegende Dreieckseite des Ringprismas verlaufenden Mittellinien gebildete Erzeugende des Strahlenganges des einfallenden Prüflichtstrahls zur Normalen des Materialstranges geneigt verläuft, wobei vorteilhafterveise außerdem in die durch die Gesamtheit der im Querschnitt des Ringprismas gegenüber den Dreieckspitzen angeordneten Dreieckseiten gebildete Prismenringfläche eine Vielzahl von Lichtquellen einmündet.
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Stw.: Zigarettenstrangprüfen-Prismenoptik-ringförmig Hauni-Akte 1589, Bergedorf, den 3. Oktober 1979
Diese Ausbildung ergibt eine maximale Lichtausbeute bzw. einen konzentrierten Lichteinfall bei gleichmäßiger Lichtverteilung des Lichtsenders auf dem Innenumfang des Prüfkopfes bzw. auf dem Materialstrang, wobei der Ausfall einer oder einzelner Lichtquellen keine örtlichen Dunkelstellen auf dem Materialstrang ergibt, sondern sich lediglich bzw. allenfalls in einer kaum merklichen Verringerung der Lichtstärke der gleichbleibend gleichmäßigen Gesamtlichtverteilung innerhalb des Ringprismas auswirkt, wodurch die Ansprechempfindlichkeit bzw. die Prüfgenauigkeit über dem gesamten Umfang des Materialstranges weitgehend sichergestellt ist. Zweckmäßigerweise verläuft die Erzeugende des Strahlenganges des einfallenden Prüflichtstrahles im wesentlichen im Winkel von 45° zur Längsachse des Materialstranges. Um dauernd möglichst ideale Prüfbedingungen hinsichtlich definierter Reflexionspunkte auf dem Umfang des Materialstranges durch gleichbleibende, konstante Abstände •zwischen der Strangoberfläche und den diese ringförmig umschließenden Lichtleitmitteln zu gewährleisten, nuß der Materialstrang in der Prüfzone möglichst genau, d.h. spielfrei geführt werden. Um diese Forderungen auch bei in der Praxis nicht auszuschließenden Strangunregelmäßigkeiten des Materialstranges, wie z.B. Unrundheiten bzw. Abweichungen vom kreisförmigen Strangquerschnitt durch Strangverformungen, erfüllen zu können, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß zumindest am strangeinlaufseitigen Ende des Prüfkopfes der Mater!alstrang in einem von einer ungeraden Anzahl schmaler Stege gebildeten Kanal geführt ist. Bei dieser Ausbildung wird der Materialstrang einerseits genau geführt und hat andererseits die Möglichkeit, in Bereichen geringfügiger Durchmesserschwankungen bzw. Strangunrundheiten und Unregelmäßigkeiten in die Zwischenräume zwischen den Stegen auszuweichen.
Stv.: Zigarettenstrangprüfen-Prismenoptik-ringförmig Hauni-Akte 1589, Bergedorf, den 3. Oktober 1979
Zveckmäßigerveise ist der Kanal von £iin£ Stegen begrenzt. Um auch Formatänderungen des Materialstranges ohne Austausch von Teilen des Prüfkopfes vornehmen zu können, sind gemäß einer zusätzlichen Ausgestaltung die Stege radial zum Materialstrang verstellbar.
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Stv.: Zigarettenstrangprüfen-Prismenoptik-ringförmig Hauni-Akte 1589, Bergedorf, den 3. Oktober 1979
Die Erfindung vird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Hierbei zeigt :
Figur 1 eine Ansicht auf das strangeinlaufseitige Ende des Prüfkopfes,
Figur 2 einen Längsschnitt durch den Prüfkopf nach der Linie II-II gemäß Figur 1 und
Figur 3 einen Teil der Auswertschaltung für die erhaltenen Prüfsignale.
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2940A08
Stv.: Zigarettenstrangprüfen-Prismenoptik-ringförmig Hauni-Akte 1589, Bergedorf, den 3. Oktober 1979
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Prüfkopf 1 weist ein mit einer Eintrittsöffnung 2 und einer Austrittsöffnung 3 für einen Zigarettenstrang 4 versehenes Gehäuse 6 auf. Innerhalb des Gehäuses 6 befindet sich ein Montageblock 7 zur Aufnahme eines ersten Lichtleitmittels in Form eines Ringprismas 8 zum Zuleiten von Prüflicht auf den Zigarettenstrang 4 und zur Aufnahme eines zweiten Lichtleitmittels in Form von Lichtleitfasern 9 zum Ableiten des vom Zigarettenstrang 4 reflektierten Prüflichtes.
Das Ringprisma 8 ist derart ausgebildet und angeordnet, daß seine im Schnitt gemäß Figur 2 von der Dreieckspitze 11 senkrecht zur gegenüberliegenden Dreieckseite 12 verlaufenden, die Erzeugende des Strahlenganges des einfallenden Prüflichtstrahls bildenden Mittellinien 13 unter einem den Einfallwinkel des Prüflichtstrahls bestimmenden Winkel von etwa 45° zum Zigarettenstrang 4 verlaufen. Die Lichtleitfasern 9 des zweiten Lichtleitmittels, an deren Stelle auch andere geneigte Lichtleitmittel, wie beispielsweise ebenfalls ein Ringprisma der angeführten Art vorgesehen sein können, verlaufen mit der Neigung des Ausfallwinkels des vom Zigarettenstrang 4 reflektierten PrüflichtStrahls, der durch den Einfallwinkel des auf den Zigarettenstrang 4 auftreffenden Prüflichtstrahls vorgegeben ist und demnach im vorliegenden Fall ebenfalls 45° beträgt. Im Bereich der durch die Dreieckseiten 12 des Prismenquerschnittes gebildeten Ringfläche des Ringprismas 8 ist der Montageblock 7 mit mehreren Ausnehmungen 14, im vorliegenden Fall mit insgesamt sechszehn in gleichen Abständen angeordneten Ausnehmungen 14 versehen, die zur Aufnahme von nicht dargestellten Lichtsendern beispielsweise in Form von Leuchtdioden dienen.
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Q -,,τ
Stw.: Zigarettenstrangprüfen-Prisraenoptik-ringförmig Hauni-Akte 1589, Bergedorf, den 3. Oktober 1979
In ähnlicher Weise sind am äußeren Ende der Lichtleitfasern 9 im Montageblock 7 ebenfalls sechszehn in gleicher Weise ringförmig mit gleichen Abständen angeordnete Ausnehmungen 16 vorgesehen, welche zur Aufnahme von Lichtempfängern in Form von in der Figur 3 dargestellten Fototransistoren 17 dienen.
Am strangeinlaufseitigen Ende des Prüfkopfes 1 ist der Montageblock 7 mit £ün£ in gleichen Abständen angeordneten radialen Schlitzen versehen, in die schmale Stege 19 zur Führung des Zigarettenstranges 4 eingesetzt sind. Die Stege 19 können auf den jeweiligen Strangdurchmesser des Zigarettenstranges 4 beispielsweise mittels eines Hilfsdornes in den Schlitzen 18 genau eingestellt und anschließend mittels eines Arretierungsringes 21, der an den Montageblock mittels Schrauben 22 befestigt wird, gesichert werden.
Die Auswertschaltung zum Verarbeiten der durch die Fototransistoren 17 aufgefangenen Prüfsignale zeigt nur einige der insgesamt vorgesehenen sechszehn Fototransistoren und diesen zugeordneten Bauelemente.
Den einzelnen Fototransistoren 17 sind Potentiometer 23 zugeordnet, die zum Einstellen des Arbeitspunktes der einzelnen Fototransistoren 17 dienen. Den Fototransistoren sind ferner Arbeitswiderstände 24, Kondensatoren 26, Entladewiderstände 27 für die Kondensatoren 26 sowie in Flußrichtung angeordnete Dioden 28 für positive, durch Lichtreflexion hervorgerufene Hellsignale und in Sperrichtung angeordnete Dioden 29 für negative, durch Lichtabsorption hervorgerufene Dunkelsignale nachgeschaltet. Den in Flußrichtung angeordneten Dioden 28 und den in Sperrichtung angeordneten Dioden 29 ist jeweils ein gemeinsamer Operationsverstärker 31 für Hellsignale bzw. ein Operationsverstärker 32 für Dunkelsignale nachgeordnet. Den beiden Operationsverstärkern 31 und 32 ist jeweils ein auf einen
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Stv.: Zigarettenstrangprüfen-Prismenoptik-ringförmig Hauni - Akte 1589, Bergedorf, den 3. Oktober 1979
bestimmten Schwellwert für die Hell- bzw. Dunkelsignale eingestellter Komparator 33 bzw. 34 nachgeschaltet. Beide lomparatoren 33 und 34 stehen ausgangssei tig mit Eingängen a bzw. b eines Oder-Gliedes 36 in Verbindung. In dem Fall, daß eine gegenüber der normalen Strangoberfläche des in Richtung des Pfeils 37 bewegten Zigarettenstranges 4 hellere riebstelle den auf den Zigarettenstrang auftreffenden Prüflichtstrahl passiert, wird der Prüflichtstrahl stärker von dieser hellen Klebstelle reflektiert und über die zogeordnete bzw. mehrere zugeordnete Lichtleitfasern 9 dem bzv. den betreffenden Fototransistoren 17 zugeleitet. Diese geben eine entsprechend höhere Spannung ab, wobei diese Spannungsänderung zu einer Entladung des oder der Kondensatoren 26 führt, so daß die in Flußrichtung liegenden Dioden 28 einen Stromfluß zu dem auf Hellsignale reagierenden Operationsverstärker 31 entstehen lassen. Ist das Hellsignal wie im angenommenen Fall bei einer Klebstelle so stark, daß der Schwellwert des !Comparators erreicht bzw. überschritten wird, dann gibt dieser ein Signal auf den Eingang a des Oder-Gliedes 36, an dessen Ausgang c ein Signal erscheint, das beispielsweise zum späteren Auswurf des die Klebstelle enthaltenen Strangabschnittes verwertet wird.
In ähnlicher Weise werden negative Prüfsignale über die in Sperrichtung geschalteten Dioden 29 zum Operationsverstärker 32 geführt, verstärkt und über den Komparator 34 den Eingang b des Oder-Gliedes 36 zugeführt, wenn lichtabsorbierende Fehlerstellen des Stranges, wie beispielsweise ein Loch in Umhüllungspapier, den Prüflichtstrahl passieren. In diesem Fall registrieren ein oder mehrere Fototransistoren 17 weniger Licht und geben demzufolge eine niedrigere Spannung ab. Diese Spannungsänderung in Form eines Spannungsabfalls bringt wiederum die entsprechenden Kondensatoren 26 zur Entladung,
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Stw.: Zigarettenstrangprüfen-Prismenoptik-ringförmig Hauni-Akte 1589, Bergedorf, den 3. Oktober 1979
wobei das negative Potential auf der Minusseite der entsprechenden Diode 29 den Strom in umgekehrter Richtung wie beim zuvor beschriebenen Beispiel fließen läßt. Sowie der Spannungsabfall am Komparator 34 den eingestellten Schwellwert unterschreitet, wird ein Signal auf den Eingang b des Oder-Gliedes gegeben und mit dem Ausgangssignal des Oder-Gliedes ebenfalls der das Loch enthaltende Strangabschnitt ausgeworfen.
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Claims (8)

2940403 HAUNi-WERKE korber & co. kg. Bergedorf, den 3. Oktober 1979 Patent - Hf./es. Stv : Zigarettenstrangprüfen-Prismenoptik-ringförmig Hauni - Akte 1589 Patentan s ρ r ü c h e
1.J Vorrichtung zur Überwachung der Oberfläche eines Materialstranges der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere eines Zxgarettenstranges, mit einem ringförmigen Prüfkopf, durch den der Materialstrang hindurchführbar ist, einem ersten Prüflicht von einem Lichtsender auf den Innenumfang des Prüfkopfes bzv. den Materialstrang leitenden Lichtleitmittel, sowie mit einem zweiten Prüflicht vom Materialstrang zu einem Lichtempfänger leitenden Lichtleitmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Lichtleitmittel (8bzw. 9) derart gegen die Strangnormale geneigt angeordnet sind, daß das zweite Lichtleitmittel im wesentlichen im Strahlengang bzw. im Bereich des durch den Einfallwinkel des durch das erste Lichtleitmittel auf den Materialstrang auftreffenden Prüflichtstrahles bestimmten Ausfallwinkels des Prüflichtstrahles angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lichtleitmittel (8) den Zigarettenstrang (4) ringförmig umschließt.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lichtleitmittel (8) als Ringprisma ausgebildet ist, dessen durch die Gesamtheit der im Querschnitt des Ringprismas von der dem Materialstrang (4) zugekehrten Dreieckspitze (11) senkrecht auf die gegenüberliegende Dreieckseite (12) des
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ORIGINAL INSPECTED
Stv.: Zigarettenstrangprüfen-Prismenoptik-ringförmig Hauni-Akte 1589, Bergedorf, den 3. Oktober 1979
Ringprismas verlaufenden Mittellinien (13) gebildete Erzeugende des Strahlenganges des einfallenden Prüflichtstrahles zur Normal-en des Materialstranges geneigt verläuft.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die durch die Gesamtheit der im Querschnitt des Ringprismas (8) gegen über den Dreieckspitzen (11) angeordneten Dreieck seiten (12) gebildete Prismenringflache eine Vielzahl von Lichtquellen einmündet.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende des Strahlenganges des einfallenden Prüflichtstrahles im wesentlichen im Winkel von 45° zur Längsachse des Materialstranges (4) verläuft.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest am strangeinlaufseitigen Ende des Prüfkopfes (1) der Materialstrang (4) in einem von einer ungeraden Anzahl schmaler Stege (19) gebildeten Kanal geführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal von £iin£ Stegen (19) begrenzt ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (19) radial zum Materialstrang (4) verstellbar sind.
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