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Stw.: Zigaretten prüfen-Differenzsignal-eine Entlüftungsbohrung-IT
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Vorrichtung zum Prüfen von Zigaretten Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Prüfen von Zigaretten oder ähnlichen stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden
Industrie mit einem umlaufenden Prüfförderer mit n achsparallelen Aufnahmen an seinem
Umfang zum queraxialen Fördern von Zigaretten durch eine Prüfstation, mit jeder
Aufnahme auf dem Prüfförderer zugeordneten Dichtmitteln und Prüfdruckzuleitungen
zum Zuführen eines Prüfdrucks an wenigstens ein Ende jeder jeweils die Prüfstation
durchlaufenden Zigarette, mit einer Vergleichsdruckquelle und dieser zugeordneten,
mit dem Prüfförderer umlaufenden Vergleichsdruckzuleitungen, mit einem Meßmittel
zum Erfassen von änderungen des Prüfdrucks in Abhängigkeit von vorgegebenen Meßgrößen
und zum Erfassen eines definierten Vergleichsdrucks und mit einem stationären Steuermittel
zum Anlegen eines Prüfdrucks an aufeinanderfolgende Prüfdruckzuleitungen und zum
Verbinden des Meßmittels mit den Vergleichsdruckzuleitungen.
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Die pneumatische Prüfung von Zigaretten oder ähnlichen stabförmigen
Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie kann Störeinflüssen unterliegen, welche
zu Meßwertverfälschungen und damit zu fehlerhaften Informationen über die Qualität
der laufenden Produktion führen können. Solche Störgrößen sind z. B. Temperaturschwankungen,
Verschmutzungen im pneumatischen Teil des Prüfungssystems oder Porositätsschwankungen
des Hüllmaterials der zu prüfenden Artikel.
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Mit der Ausschaltung oder wenigstens Verminderung des Einflusses derartiger
Störgrößen auf die Meßergebnisse befaßt sich die vorbekannte DE-OS 24 44 708. Hiernach
wird nach jeder Messung einer Zigarette ein definierter
Stw.: Zigaretten
prüfen-Differenzsignal-eine - Entlüftungsbohrung-IE Vergleichsdruck gemessen und
mit dem über die vorangehende oder nachfolgende Zigarette gewonnenen Meßwert verglichen.
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Auf diese Weise wird eine von Störeinflüssen und Drifterscheinungen
der Meßeinrichtung freie Information über die Qualität der erzeugten Artikel gewonnen.
Das Anlegen eines definierten Vergleichsdrucks an das Meßmittel zur Gewinnung eines
Referenzsignales nach jeder Messung bedeutet eine Verdoppelung der Messungen und
damit eine Reduzierung der für jede Zigarette zur Verfügung stehenden Meßzeit auf
die Hälfte. Als Vergleichsdruck wird der Atmosphärendruck verwendet, der für die
hier verfolgten Zwecke ausreichend konstant ist. Das beschriebene Anlegen des Vergleichsdrucks
bedeutet also praktisch ein Entlüften der Meßanordnung nach jeder Messung des Druckabfalls
über eine Zigarette. Jedes Anlegen und Unterbrechen des Prüfdrucks verursacht aber
Schwingungen der Luftsäule in Form von stehenden Wellen in den Prüfdruckzuleitungen,
welche das Prüfergebnis verfälschen können. Um ein möglichst zuverlässiges Prüfsignal
zu erhalten, muß daher nach jedem Anlegen des Prüfdrucks an eine Zigarette zunächst
abgewartet werden, bis die Schwingungen der Luftsäule in den Leitungen abgeklungen
sind, ehe das Prüfsignal abgenommen werden kann. Das bedeutet jedoch eine weitere
empfindliche Verkürzung der für die Gewinnung des Meßsignals zur Verfügung stehenden,
ohnehin schon sehr kurzen Zeit und birgt dazu die Gefahr verfälschter Signale.
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Außerdem setzen die in den Druckleitungen auftretenden Schwingungen
einer weiteren Beschleunigung der pneumatischen Prüfung von Zigaretten enge Grenzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs
beschriebenen Art so auszubilden, daß auch bei hohen Geschwindigkeiten zuverlässige
Prüfergebnisse er-1 angt werden.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß allen oder Gruppen von
mehreren aufeinanderfolgenden Prüfdruckzuleitungen jeweils nur eine Vergleichsdruckzuleitung
zugeordnet ist, daß der Teilungsabstand der Prüfdruckzuleitungen an ihrem den Aufnahmen
zugewandten Ende bei n Aufnahmen dem Teilungsabstand Iln der Aufnahmen und an ihrem
dem Steuermittel zugewandten Ende einem Teilungsabstand 1/(n + p) gleich ist, wobei
p die Anzahl der Vergleichsdruckzuleitungen und p< n ist, und daß die Vergleichsdruckzuleitungen
mit ihrem den Aufnahmen zugewandten Ende unabhängig vom Teilungsabstand der Aufnahmen
und mit ihrem dem Steuermittel zugewandten Ende im Teilungsabstand 1/(n + p) zwischen
benachbarten Prüfdruckiuleitungen liegen. Die pneumatische Prüfvorrichtung für Zigaretten
ist also gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß erst nach der Prüfung einer Reihe
von Zigaretten jeweils durch Anlegen eines definierten Vergleichsdrucks ein Vergleichssignal
gebildet wird. Vorzugsweise wird erst nach jedem Trommelumlauf wieder ein Vergleichssignal
gebildet. Dadurch verlängern sich die möglichen Meßintervalle, wenn, wie es gemäß
der Erfindung vorgesehen ist, die durch die Reduzierung der Anzahl der Vergleichsmessungen
gewonnene Meßzeit gleichmäßig auf alle Meßintervalle verteilt wird. Aus diesem Grunde
ist der Teilungsabstand der Druckzuleitungen auf der den Aufnahmen zugewandten Seite
und der dem stationären Steuermittel zugewandten Seite unterschiedlich, und zwar
so, daß für jede Meßwertbildung und jede Vergleichswertbildung ein Meßzeitintervall
gleicher Länge zur Verfügung steht.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß der Prüfförderer als Prüftrommel
ausgebildet ist, welche an stirnseitig angeordneten, mitlaufenden Steuerringen im
Teilungsabstand der Aufnahmen axial verschiebbare Dichtmittel trägt, daß als Prüfdruckzuleitungen
Bohrungen
Stw.: Zigaretten prüfen-Differenzsignal-eine Entiüftungsbohrung-IS
vorgesehen sind, die in wenigstens einem der Steuerringe schräg von einem Teilungsabstand
1/(n + p) an der dem Steuermittel zugewandten Seite zum Teilungsabstand t/n an der
den Aufnahmen zugewandten Seite der Steuerringe verlaufen und daß als Vergleichsdruckzuleitungen
wenigstens eine Bohrung vorgesehen ist, die von einer Stelle im Teilungsabstand
l/(n + p) von den benachbarten Bohrungen auf der dem Steuermittel zugewandten Seite
zu einer zwischen zwei Bohrungen auf der gegenüberliegenden Seite der Steuerringe
liegenden Stelle verläuft. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung
nach der Erfindung besteht darin, daß der Steuerring aus zwei axial aneinandergelegten
Teilring besteht, von denen der eine achsparallele Prüfdruckbohrungen im Teilungsabstand
t/n der Aufnahmen und wenigstens eine Vergleichsdruckbohrung zwischen zwei Prüfdruckbohrungen
aufweist, und die andere achsparallele Prüf- und Vergleichsdruckbohrungen im Teilungsabstand
1/(n + p) aufweist und daß wenigstens einer der Teilring die Bohrungen des einen
Teilring mit den zugeordneten Bohrungen des anderen Teilring verbindende, etwa in
Umfangsrichtung verlaufende Schlitze aufweist.
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Als Vergleichsdruckquelle kann die umgebende Atmosphäre vorgesehen
sein, so daß die Vergleichsdruckzuleitungen auf dem Prüfförderer mit Atmosphäre
verbunden sind.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, daß für die Messung jeder Zigarette
eine erheblich verlängerte Meßzeit zur Verfügung steht. Gleichzeitig wird auch der
Einfluß von Einschwingungsvorgängen bei jeder Messung reduziert, so daß die Messungen
genauer werden. Einschwingvorgänge der bisher bekannten Größenordnung können überhaupt
nur bei jeder ersten Messung nach einer Vergleichsdruckmessung auftreten, wobei
allerdings auch hier der Einfluß der Einschwingvorgänge reduziert ist, weil die
Meßzeit verlängert ist. Den durch die Erfindung wesentlich
Stw.:
Zigaretten prüfen-Differenzsignal-eine Entiüftungsbohrung-Il verbesserten Meßergebnissen
steht dabei kein nennenswerter technischer Mehraufwand gegenüber. Auch der Schaltungsaufwand
für die Auswertung der Meßergebnisse ist nicht nennenswert vergrößert.
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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1
einen Ausschnitt aus einer Prüfvorrichtung nach der Erfindung im Querschnitt, Figur
2 eine Teilabwicklung einer Prüftrommel nach der Erfindung in Draufsicht, Figur
3 eine Teilabwicklung einer in Details anders ausgeführten Prüftrommel nach der
Erfindung in Draufsicht und Figur 4 eine Ansicht entlang der Linie IV-IV der Figur
3.
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Die Prüfvorrichtung nach der Erfindung, von der in Figur 1 ein Ausschnitt im Schnitt
dargestellt ist, weist als Umlaufprüfförderer eine Prüftrommel 1 auf, wie sie in
Filteransetzmaschinen, beispielsweise vom Typ MAX-S der Anmelderin, im Prinzip gebräuchlich
ist. Die Prüftrommel 1 ist an ihrem Umfang mit achsparallelen Mulden 2 versehen.
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Die zu prüfenden Zigaretten 3 werden in den Mulden 2 auf radialen
Stegen 4 mittels Saugluft gehalten, welche über Bohrungen 6 zu den Stegen 4 gelangt.
Die Stege 4 stützen die zu prüfenden Zigaretten 3 an schmalen Umfangsabschnitten
an ihrem Tabakteil 7 und an ihrem Filterteil 8, um eine möglichst gleichmäßige Druckverteilung
an der Umfangsfläche der Zigarette zu gewährleisten.
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Die Prüftrommel 1 weist an ihren axialen Stirnseiten mitumiaufende
Steuerringe 9 und 11 auf, die im Falle der Figur 1 als Flansch der Prüftrommel ausgebildet
sind.
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Sie können auch als Schrägscheiben ausgebildet sein, wie sie in der
US-PS 3 948 084 der Anmelderin beschrieben sind. Jeder Zigarettenaufnahme 2 ist
im Steuerring 9 eine Bohrung 12 zugeordnet, die mit dem Innern der Zigarette korrespondiert,
wenn diese stirnseitig am Steuerring 9 anliegt. Der Steuerring 11 auf der Filterseite
8 der Zigarette 3 trägt einen axial beweglichen Dichtungsteil 13, welcher aus einer
Buchse 16 mit einer Bohrung 17 und einer Dichtfläche 18 besteht, die an das Filterende
8 der Zigarette anlegbar ist, so daß die Bohrung 17 mit dem Innern der Zigarette
3 und der Bohrung 12 im gegenüberliegenden Steuerring 9 fluchtet. Die Buchse 16
sitzt in einer Bohrung 19 im Steuerring 11 und ist in dieser gegen die Kraft der
Feder 14 axial hin- und herbewegbar.
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Dem Steuerring 11 ist stirnseitig ein stationärer Schleifschuh 21
zugeordnet. Dieser ist mit einem Prüfluftanschluß 22 versehen, der über eine Bohrung
23 und einen
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Steuerschlitz 24 mit der Bohrung 19 im Steuerring 11 in Verbindung steht. Der Prüfluftanschluß
22 ist über eine Prüfdruckleitung mit einer Druckquelle 26 verbunden. Der Steuerschlitz
24 steht außerdem über eine Bohrung 27 im Schleifschuh 21 und eine pneumatische
Leitung mit einem Druckwandler 28 in Verbindung.
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Dem Steuerring 9 auf der Tabakseite 7 der Zigarette 3 ist ein Schleifschuh
29 zugeordnet, welcher einen mit der Bohrung 12 im Steuerring 9 der Prüftrommel
1 korrespondierenden Steuerschlitz 31 aufweist, der über eine Bohrung 32 und eine
Prüfdruckleitung ebenfalls mit der Druckquelle 26 verbunden ist.
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Es sei angenommen, daß die Prüftrommel 1 im gezeigten Ausführungsbeispiel
an ihrem Umfang sechsunddreißig Aufnahmen 2 für Zigaretten 3 aufweist, wobei aufeinanderfolgende
Aufnahmen immer im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Der Teilungsabstand
der Aufnahmen der Prüftrommel 1 ist also lin = 1/36. In diesem Teilungsabstand liegen
auch die Bohrungen 12 im Steuerring 9 der Prüftrommel 1, wie die Figuren 2 und 3
zeigen, in denen gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind wie in
Figur 1. Die Zigaretten 3, die mittels Saugluft auf den Stegen 4 der.Aufnahmemulden
2 gehalten werden, liegen während des Prüfvorgangs axial mit den Bohrungen 12 fluchtend
mit ihren Tabakteilen 7 am Steuerring 9 an.
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Wie Figur 2 weiter zeigt, ist auch der Teilungsabstand der den Zigaretten
zugewandten Uffnungen der als Prüfdruckzuleitungen vorgesehenen Bohrungen 19 im
Steuerring 11 gleich 1/n = 1/36. Die den Zigaretten zugewandten Uffnungen der Bohrungen
19 im Steuerring 11 liegen also den Bohrungen 12 im Flansch 9 axial gegenüber, so
daß sie über die Dichtungsteile 13 ebenfalls mit den Zigaretten 3 fluchten. Der
Stw.:
Zigaretten prüfen-Differenzsignal-eine Entlüftungsbohrung-IE Steuerring 11 weist
jedoch zusätzlich zu den Bohrungen 19 eine siebenunddreißigste Bohrung 33 auf, die
als Entlüftungsbohrung zwischen zwei benachbarten Zigarettenaufnahmen zugeordneten
Bohrungen 19 mündet und den Steuerschlitz 24 im Schleifschuh 21 beim Umlauf der
Prüftrommel periodisch mit Atmosphärendruck als Vergleichsdruck verbindet. Diese
Bohrung 33 mündet unabhängig von der Teilung 1/36 der Aufnahmen 2 auf der Prüftrommel
1 zwischen zwei Aufnahmen.
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Um nun für die Messungen des Druckabfalls über die Zigaretten und
für die Messung des Vergleichsdrucks über die Bohrung 33 immer dieselbe Meßzeit
zur Verfügung zu haben, liegen die Ausgänge der Bohrungen 19 und die Bohrung 33
auf der den Aufnahmen abgewandten Seite des Flansches 11 über Anschlußbohrungen
34 im Teilungsabstand 1/(n + wobei n die Anzahl der Aufnahmen 2 auf der Prüftrommel
1 und p die Anzahl von Entlüftungsbohrungen 33 ist. Wegen der unterschiedlichen
Teilungsabstände auf beiden Seiten des Steuerringes verlaufen die Anschlußbohrungen
34 schräg durch den Flansch 11. Im angenommenen Ausführungsbeispiel, in dem sechsunddreißig
Aufnahmen auf der Prüftrommel 1 vorgesehen sind und eine zusätzliche Entlüftungsbohrung
33 zwischen zwei Aufnahmen liegt, ist der Teilungsabstand der Bohrungen auf der
Außenseite des Steuerrings 11 gleich 1/(n + p) = 1/37. Auf der Außenseite des Steuerrings
11 sind also in regelmäßigen Winkelabständen siebenunddreißig Bohrungen vorgesehen,
von denen sechsunddreißig zu den Zigaretten in den Aufnahmen führen und die siebenunddreißigste
als Entlüftungsbohrung 33 in Atmosphäre mündet.
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Was die Darstellung in Figur 2 nicht mit aller Deutlichkeit erkennen
läßt, ist, daß die Neigung der Bohrungen 34 mit zunehmendem Abstand von der Entlüftungsbohrung
33 abnimmt und daß sie nach 18ovo Umfangswinkel verschwindet.
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Auf der der Entlüftungsbohrung 33 gegenüberliegenden Seite des Steuerrings
11 verläuft die Bohrung 34 also auch etwa
Stw.: Zigaretten prüfen-Differenzsignal-eine
Entiüftungsbohrung-Ii achsparallel und fluchtend mit der zugehörigen Aufnahme der
Prüftrommel t.
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Wie die Teilabwicklung der Prüftrommel t in Figur 2 zeigt, steht bei
der Bewegung der Bohrungen 33 und 34 am stationären Steuerschlitz 24 des Schleifschuhs
2t vorbei für jede Messung immer dieselbe Zeit zur Verfügung, die nicht durch die
Bildung von Vergleichssignalen verkürzt wird, so daß immer zuverlässige Prüfsignale
gewonnen werden können.
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Nur einmal während eines jeden Umiaufs gelangt die Entiüftungsbohrung
33 in den Bereich des Steuerschlitzes 24 des Schleifschuhs 21, wobei durch Messung
des Vergleichsdrucks, der von Atmosphäre gebildet wird, ein Vergleichssignal gebildet
wird. Dieses Vergleichssignal wird dann in einer nicht gezeigten Auswertschaltung
für den Vergleich mit den folgenden Messungen an den Zigaretten so lange gespeichert,
bis ein neues Vergleichssignal beim nächsten Umlauf der Prüftrommel gebildet wird.
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Figur 3 zeigt eine andere Ausbildung der Prüftrommel, wobei gleiche
Teile wieder mit denselben Bezugszeichen versehen sind wie im Zusammenhang mit den
Figuren t und 2.
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Diese Ausführungsform unterscheidet sich lediglich durch die Ausbildung
des die Dichtmittel 13 tragenden Steuerrings 11'. Dieser beteht aus einem ersten
Teilring 36, welcher als Flansch fester Bestandteil der Prüftrommel ist, und einem
zweiten Teilring 37, der stirnseitig an den ersten Teilring 36 angesetzt ist. Der
erste Teilring 36 weist achsparallele Bohrungen 38 auf, die mit den Aufnahmen der
Prüftrommel 1 fluchten und somit beispielsweise im gezeigten Fall einen Teilungsabstand
von t/36 aufweisen. Der zweite Teilring 37 ist mit achsparallelen Bohrungen 39 verstehen,
die im Teilungsabstand t/(n + im gezeigten Ausführungsbeispiel 1/37 angeordnet sind.
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Eine achsparallele Entlüftungsbohrung 41 verläuft im
Stw.:
Zigaretten prüfen-Differenzsignal-eine Entlüftungsbohrung-IT Teilring 36 zwischen
zwei benachbarten Prüfluftbohrungen 38 und fluchtet mit einer achsparallelen Entlüftungsbohrung
41', die im Teilring 37 vorgesehen ist und dort den Teilungsabstand 1/37 von den
benachbarten Bohrungen 39 hat. In der demTeilring 37 zugewandten Stirnfläche des
Teilrings 36 sind Verbindungsschlitze 42 vorgesehen, die die Bohrungen 38 und 39
der Teilringe 36 und 37 miteinander verbinden. Figur 4, die eine Ansicht des erstenTeilrings
36 entlang der Linie IV-IV der Figur 3 zeigt, läßt die Lage der Verbindungsschlitze
42 und die Lage der Bohrungen 38 erkennen. Die Lage der Bohrungen 39 ist in Figur
4 gestrichelt angedeutet.
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Die in Figur 3 und 4 gezeigte Ausbildung der Prüftrommel hat den Vorteil,
daß schräge Anschlußbohrungen, wie sie in Figur 2 mit der Bezeichnung 34 gezeigt
sind, die bei ihrer Herstellung Schwierigkeiten bereiten könnten, nicht erforderlich
sind. Die Funktionsweise der Prüfeinrichtung nach Figur 3 und 4 ist dieselbe wie
zuvor im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben.