DE3418674C2 - Verfahren und Vorichtung zum Abtasten eines stabförmigen Artikels der tabakverarbeitenden Industrie - Google Patents
Verfahren und Vorichtung zum Abtasten eines stabförmigen Artikels der tabakverarbeitenden IndustrieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtasten eines stab
förmigen Artikels der tabakverarbeitenden Industrie, insbe
sondere einer Zigarette, auf das Vorhandensein äußerer Feh
ler mittels parallel zu der Längsachse des Artikels nahe dem
Artikelmantel über dessen gesamte Länge geleiteter und zu
einem strahlungsempfindlichen Detektor geführter, z. B. op
tischer Strahlen, während der Artikel auf einem Förderer
quer zu seiner Längsachse bewegt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Abta
sten eines stabförmigen Artikels der tabakverarbeitenden
Industrie, insbesondere einer Zigarette, auf das Vorhanden
sein äußerer Fehler während der Förderung des Artikels quer
zu seiner Längsachse auf einem Prüfförderer, mit mindestens
einer Strahlungsquelle für parallel zu der Längsachse des
Artikels längs dessen Umfangs nahe dem Artikelmantel über
dessen gesamte Länge geführte Lichtstrahlen und mit minde
stens einem Detektor zum Erfassen einer Fehler des Artikels
anzeigenden Beeinflussung des Strahlenganges.
Unter dem Begriff "stabförmige Artikel der tabakverarbeiten
den Industrie" werden Zigaretten, Zigarillos und Zigarren
mit und ohne Filter oder Filterstäbe verstanden.
Unter "optischen Strahlen" werden bevorzugt Lichtstrahlen
des sichtbaren oder unsichtbaren Bereichs verstanden; aller
dings können im Prinzip auch elektromagnetische Strahlen
verwendet werden, deren Frequenzen außerhalb des Bereiches
liegen, der normalerweise mit Licht bezeichnet wird.
Es ist bei der Produktion von Zigaretten oder ähnlichen Ar
tikeln erwünscht, das Auftreten bestimmter Fehler zu überwa
chen und in Abhängigkeit davon Fehlersignale zu bilden. Zu
diesen Fehlern gehören:
- - Unrundheit,
- - aufgeplatzte Köpfe,
- - aufgeplatzte Tabakstöcke,
- - schief angesetzte Filter bei Filterzigaretten,
- - bei Filterzigaretten nicht glatt gewickeltes Verbindungs papier, von dem z. B. noch eine Fahne abstehen kann,
- - fehlende Filter von Filterzigaretten.
Es ist bereits durch die US-PS 4 011 950 ein fotoelektri
sches Meßverfahren bekanntgeworden, bei dem Lichtstrahlen
entlang eines Teils einer Zigarette, nämlich in deren Fil
terbereich, geführt werden, um abstehende Filter oder nicht
richtig gewickeltes Papier zum Ansetzen von Filtern (soge
nanntes Belagpapier) zu erfassen. Da in einem Teil des Um
fangsbereiches entweder Lichtquelle oder fotoelektrischer
Sensor angebracht werden müssen, ist ein beträchtlicher
schädlicher Mindestabstand zu der Zigarette erforderlich. In
diesem Bereich können dann keine Fehler festgestellt werden.
Durch die US-PS 4 277 678 ist eine fotoelektrische Abtastan
ordnung für eine Zigarette dargestellt, die in rollende Be
wegung versetzt wird. Diese Anordnung zeigt einen einzigen
Lichtstrahl, der über die gesamte Zigarettenlänge geführt
ist und danach auf einen fotoelektrischen Sensor trifft. Die
Anwendung dieser Meßmethode ist auf rollende Zigaretten be
schränkt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
Abtastverfahren und Abtastanordnungen der eingangs genannten
Art zu verbessern.
Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die von minde
stens einer Strahlungsquelle ausgehende Strahlung im Prüf
zeitpunkt derart geführt ist, daß sie den in fester Verbin
dung mit dem Förderer stehenden Artikel zumindest um einen
Teil seines Umfanges umgibt.
Unter dem Begriff "Artikelmantel" wird die äußere Umhüllung
des Artikels, z. B. das Zigarettenpapier oder das Filterpa
pier, verstanden. Bei Filterzigaretten kann der "Artikelman
tel" auch das Belagpapier, mit dem die Filter angesetzt
sind, mit umfassen.
Die Strahlen werden zumindest um einen Teil des
Umfanges des Artikels an dessen Mantel entlanggeführt, wobei
der von der Strahlung umgebene Teil des Umfanges möglichst
groß sein soll, um möglichst alle auftretenden Fehler erfas
sen zu können. Eine meßtechnisch besonders empfindliche An
ordnung wird nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfin
dung erreicht, bei der die Strahlung als Strahlungszylinder
ausgesandt wird, aus der der Artikel im Abtastzeitpunkt ei
nen Strahlen-Hohlzylinder oder einen Teil davon mit einer
ringförmigen Projektion bildet; dieser Strahlen-Zylinder ist
an dem Mantel des Artikels entlanggeführt. Der Strahlen-Hohl
zylinder oder ein Teil davon (etwa abzüglich des Teils des
Umfanges des Artikels, mit dem dieser auf einem Prüfförderer
aufliegt) ergibt dann auf einer Fläche senkrecht zur Strah
lungsrichtung eine ringförmige Projektion (oder einen Teil
davon), einen sogenannten Lichtring, dessen innere Begren
zung praktisch mit dem Umfang des Artikels übereinstimmt.
Fehler, wie Schieflagen des Filters, abstehende oder
schlecht gewickelte Verbindungsbänder, aufgeplatzte Zigaret
tenköpfe oder Unrundheiten, beeinflussen - gleichgültig an
welcher Stelle des Umfangs sie auftreten - die Meßstrahlung,
was durch die strahlungsempfindlichen, insbesondere foto
elektrischen Detektoren als Fehler erfaßt wird.
Eine besonders sichere und gegen Driften aller Art unempfind
liche Fehlererfassung und Meßwertbildung ist gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch möglich, daß
von der an dem Artikel entlanggeführten Strahlung Teilstrah
len zu zugeordneten Detektoren geführt werden. Hierzu kann
der Strahlungszylinder um den Artikel vorteilhaft von einer
Strahlungsquelle ausgehen, wonach einzelne Teilstrahlen aus
geblendet und die Teilstrahlen einzeln zu zugeordneten De
tektoren geführt werden, von denen sie separat erfaßt wer
den.
Zigaretten als Prüfobjekte werden mit modernen Produktions
maschinen in großer Zahl je Zeiteinheit hergestellt, so daß
für die Prüfung und die anschließende Auswertung entspre
chender Prüfsignale wenig Zeit zur Verfügung steht. Außer
dem soll der optische Strahlengang zwecks Hintanhaltung
unerwünschter Einflüsse (z. B. Staub, Erschütterungen) mög
lichst kurz sein. Diese Forderung löst besonders gut eine
Weiterbildung der Erfindung, bei der die Strahlung durch
einen teildurchlässigen Spiegel zu dem Artikel und an diesem
entlanggeführt wird, die Strahlung danach reflektiert wird
und die reflektierte Strahlung von dem teildurchlässigen
Spiegel zu dem oder den Detektoren geleitet wird.
Anstelle der Auflösung des von einer oder mehreren Lichtquel
len ausgehenden Strahlungs-Hohlzylinders - etwa durch eine
Blendenanordnung - in einzelne Teilstrahlen, die dann je
weils zu einem zugeordneten Detektor geleitet werden, kann
die gesamte Strahlung zu einem einzigen Detektor geleitet
werden. Die Strahlungsintensität wird ebenfalls durch Fehler
des Artikels beeinflußt.
Bei einer eingangs genannten Vorrichtung wird die gestellte Aufgabe gelöst durch
eine Führung der Strahlung zumindest um einen Teil des Um
fangs des mit dem Prüfförderer in fester Verbindung stehen
den Artikels entlang dessen Mantel.
Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung
gemäß der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird anhand der Ausführungsbeispiele ent
haltenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine optische Abtastung einer Filterzigarette
auf einer Prüftrommel mit einer Vielzahl von
fotoelektrischen Detektoren,
Fig. 2 eine Ansicht der Prüftrommel mit Zigarette und
Spiegeln (entsprechend Pfeil A in Fig. 1) in
vergrößertem Maßstab,
Fig. 3 eine Auswertanordnung mit fotoelektrischen
Detektoren, zugehörigen Blenden und Auswert
schaltung,
Fig. 4 eine optische Abtastung einer Filterzigarette
auf einer Prüftrommel mit nur einem fotoelektri
schen Detektor,
Fig. 5 eine Ansicht der Prüftrommel (entsprechend
Pfeil A in Fig. 4) in vergrößertem Maßstab,
Fig. 6 ein Diagramm für das Meßsignal bei unterschied
schiedlichen Fehlern der Meßvorrichtung nach
Fig. 4 und 5,
Fig. 7 eine Variante für den Strahlengang in Fig. 4
und 5,
Fig. 8 und 9 eine Seitenansicht bzw. Draufsicht auf einen
Prüftrommelausschnitt mit drei Abstützungen
je Zigarette.
In den Fig. 1 und 2 sendet eine Strahlungsquelle 1
Meßstrahlung in Form eines Lichtstrahles 2 aus, der von
einer Linse 3 zu einem Lichtzylinder 4 geformt wird. Der
Lichtzylinder wird zu dem zu prüfenden stabförmigen Arti
kel in Form einer Filterzigarette Z mit Tabakstock 6 und
Filter 7 geführt. Der Filter 7 ist - wie üblich - mittels
eines beleimten Verbindungsblättchens, das den Tabakstock
etwas überlappt, mit diesem verbunden. Die Zigarette liegt
in einer Mulde 8 einer drehbaren Prüftrommel 9, wo sie
von in radialen Kanälen 11 wirkendem Unterdruck gehalten
wird. Der Prüftrommel 9 werden die Filterzigaretten an
einer nicht dargestellten Übergabestelle von einer Zuförder
trommel in bekannter Weise zugeführt, wobei eine an sich
bekannte Steuerung, etwa ein Steuerschlitz, an der Über
gabestelle den Unterdruck zuschaltet. Von der Prüftrommel
werden die Filterzigaretten Z dann in den Mulden 8 aufein
anderfolgend an der Prüfvorrichtung vorbeigeführt, wonach
sie an einer ebenfalls nicht dargestellten Abgabestelle
auf eine Abfördertrommel abgegeben werden. An dieser Abgabe
stelle wird der Unterdruck in den Kanälen 11 wieder durch
eine bekannte Steuerung, z. B. Steuerschlitze, abgeschaltet.
Im Strahlengang des Lichtzylinders 4 ist ein schräg ange
ordneter teildurchlässiger Spiegel 16 vorgesehen, der
von einem Teil der Meßstrahlen (z. B. etwa der Hälfte)
passiert wird. Zur Reflektion der Meßstrahlen dient ein
stationärer Spiegel 17 und segmentförmige, den Mulden
8 zugeordnete, an der Prüftrommel 9 befestigte Spiegel
18. Die Filterzigarette Z, von der Fig. 2 eine Ansicht
des Filterendes 7a gibt, formt aus dem Lichtzylinder 4
einen Hohlzylinder 4′, dessen innere Begrenzungsfläche
4′a von dem Mantel der Filterzigarette, d. h. deren Papier
einschließlich dem Belagpapier gebildet wird, während
die äußere Begrenzungsfläche 4′b von der optisch-geome
trischen Auslegung der Linse 3 abhängt. Die Projektion
dieses Hohlzylinders auf einer senkrecht dazu stehenden
Fläche ergibt einen Lichtring (4′ in Fig. 2).
Die optischen Strahlen sind somit, wie aus den Fig.
1 und 2 ersichtlich, zumindest in dem für das Auftreten
von Fehlern besonders kritischen Bereich des Filters 7
in Form eines Hohlzylinders 4′ parallel zu der Zylinderachse
19 geführt, so daß sehr empfindlich die Beeinflussung
der Lichtstrahlen durch Verformungen der Filterzigarette,
durch abknickenden oder fehlenden Filter oder durch ein
schlecht geklebtes oder sogar abstehendes Verbindungsblätt
chen erfaßt werden kann. In dem bezüglich des Auftretens
von Fehlern nicht mehr so kritischen Bereich des Tabak
stocks 6 ist der Lichtzylinder nur in dem oberen Bereich
vorhanden, während er an der Auflagefläche der Filterzi
garetten in der Mulde 8 abgedeckt ist. Diese Auflagefläche
kann durch Anordnung eines entsprechenden starken Unter
drucks in den Kanälen 11 gegenüber dem Ausführungsbeispiel,
in dem sie zur besseren Verdeutlichung übertrieben groß
dargestellt ist, auf sehr kleine Werte verringert werden.
Sie genügt im allgemeinen, um Fehler des Tabakstocks 6
zu erfassen, z. B. Aufplatzer oder geplatzte, insbesondere
stark aufgeweitete Köpfe 6a.
Das an den Spiegeln 17 und 18 sowie von der weißen Filter
fläche 7a reflektierte Licht wird von dem teildurchlässigen
Spiegel 16 teilweise abgelenkt und durch eine Blendenanord
nung 21 zu einer Auswertanordnung 22 mit fotoelektrischen
Detektoren (Fotodioden, Fototransistoren, Fotozellen und
dergleichen) 23 . . . 32 geleitet, von denen in Fig. 1
nur drei (23, 24, 29) angedeutet sind.
In Fig. 3 ist eine Aufsicht auf die ringförmige Blenden
anordnung 21 und die Lage der Detektoren 23 . . . 32 auf
einem Kreis Z′ bzw. in dessen Mittelpunkt dargestellt. Jedem
Detektor ist eine Blendenöffnung zugeordnet, wie bei
den Detektoren 23, 24 und 29 mit 21.3, 21.4 und 21.9 ange
deutet. Die übrigen Blendenöffnungen bleiben der besseren
Übersichtlichkeit wegen unbezeichnet.
Jedem fotoelektrischen Detektor 23 . . . 32 ist eine Impuls
formerstufe 33 . . . 42 in Form eines Schwellenwertgliedes
(Schmitt-Trigger) mit einstellbarer Schaltschwelle nach
geschaltet. Die Schwellenwertglieder geben an ihren Aus
gängen c bei Erreichen eines bestimmten elektrischen Aus
gangssignals (Schwelle) des zugeordneten fotoelektrischen
Detektors eine Spannung definierter Größe ab, die bei
Unterschreiten der Schwelle wieder verschwindet. Die Schalt
schwellen werden so eingestellt, daß das Ausgangssignal
eines Detektors ein Ausgangssignal an dem nachgeschalteten
Schwellenwertglied auslöst, wenn die Filterzigarette an
der zugeordneten Stelle als "gut" bezeichnet werden kann,
und daß das Ausgangssignal verschwindet, sobald die Quali
tät der Zigarette eine vorgegebene Toleranz unterschreitet.
Die Ausgangssignale der Schwellenwertglieder 33 . . . 42
sind jeweils Eingängen a von UND-Gliedern 43 . . . 52 zuge
führt, deren Eingänge b mit dem Ausgang eines Prüfzeit
gebers 13 mit einer Taktscheibe 14 und einen Näherungs
initiator 15 verbunden sind. Der Prüfzeitgeber 13 gibt
jeweils einen Impuls ab, wenn sich eine zu prüfende Filter
zigarette Z auf der kontinuierlich drehenden Prüftrommel
9 in der Prüflage befindet. Hierzu wird die Taktscheibe
14, die Nocken 14a aus einem ferromagnetischen Material
aufweist, synchron zu der Prüftrommel 9 so angetrieben,
daß ein Nocken 14a dann vor den Näherungsinitiator gelangt
und dort einen Prüfimpuls auslöst, wenn sich eine Mulde
8 der Prüftrommel 9 mit einer zu prüfenden Filterzigarette
Z in der richtigen Prüfstellung in bezug auf das optische
Prüfsystem befindet. Dadurch wird unabhängig von der Prüf
trommelgeschwindigkeit stets im richtigen Prüfzeitpunkt
ein Prüfimpuls ausgelöst. Anstatt indirekt mit Taktscheibe
kann der Prüfimpuls auch direkt, z. B. von der Zigarette
oder durch eine Markierung an der Prüftrommel mittels
fotoelektrischer Abtastung erzeugt werden.
Den Ausgängen c der UND-Glieder 43 . . . 52 sind Eingänge a
der Negationsstufen 53 . . . 62 nachgeschaltet, die das
Eingangssignal verneinen, d. h. kein Ausgangssignal abgeben,
wenn sie ein Eingangssignal erhalten und umgekehrt. Alle
Ausgänge c der Negationsglieder 53 . . . 62 werden über
an sich bekannte nicht dargestellte Diodengatter (zwecks
Verhinderung einer gegenseitigen Beeinflussung) zu einer
Fehlererkennungsschaltung 66 geführt. Die Auswertanordnung
kann ein an sich zu diesem Zweck bekanntes Schieberegister
enthalten, das die registrierten Fehlersignale synchron
zu der Bewegung der fehlerhaften Filterzigarette auf
der Prüftrommel 9, z. B. zu einem Elektromagnetventil
an einer Auswurfstelle verschiebt, so daß das Elektro
magnetventil anspricht, wenn die fehlerhafte Filterziga
rette eine Blasdüse erreicht hat, die die als fehlerhaft
erkannte Zigarette von ihrer Förderbahn abbläst und sie
somit von der Weiterverarbeitung ausschließt.
Wirkungsweise der Anordnung gemäß den Fig. 1 bis 3:
Sobald eine Filterzigarette Z in ihre dargestellte Prüf lage kommt, in der sie - jedenfalls über den kritischen Bereich des Filteransatzes - von dem Lichtzylinder 4 symme trisch umgeben wird, gibt der Näherungsinitiator 15 einen Prüfimpuls ab. Dieser Prüfimpuls liegt auf allen Eingängen b der UND-Glieder 43 . . . 52. Entsprechen die Filterziga retten Z der Norm, d. h. ist ein Filter vorhanden (was Detektor 23 feststellt), ist dieser auch nicht schief angesetzt, ist das Verbindungsblättchen für den Filter 7 richtig gewickelt und steht nicht ab, ist der Tabakstock 6, insbesondere sein Kopf 6a nicht aufgeplatzt, dann geben alle fotoelektrischen Detektoren 23 . . . 32 ausreichend starke elektrische Signale ab, so daß die Schwellen der nachgeschalteten Schwellenwertglieder 33 . . . 42 über schritten werden und diese Ausgangssignale abgeben. Die Ausgangssignale gelangen auf die Eingänge a der UND-Glieder 43 . . . 52, die, da an den Eingängen b Prüfimpulse von Näherungsinitiator 15 liegen, an ihren Ausgängen c Signale abgeben, die von den Negationsgliedern 53 . . . 62 negiert werden. Dies bedeutet, daß bei ordnungsgemäßer Filterziga rette Z an keinem Ausgang c der Negationsglieder ein Aus gangssignal ansteht, was die Fehlererkennungsschaltung 66 als "gut" bewertet. Ein Fehlersignal wird dann nicht gebildet und die Filterzigarette Z zur weiteren Verarbei tung zugelassen.
Sobald eine Filterzigarette Z in ihre dargestellte Prüf lage kommt, in der sie - jedenfalls über den kritischen Bereich des Filteransatzes - von dem Lichtzylinder 4 symme trisch umgeben wird, gibt der Näherungsinitiator 15 einen Prüfimpuls ab. Dieser Prüfimpuls liegt auf allen Eingängen b der UND-Glieder 43 . . . 52. Entsprechen die Filterziga retten Z der Norm, d. h. ist ein Filter vorhanden (was Detektor 23 feststellt), ist dieser auch nicht schief angesetzt, ist das Verbindungsblättchen für den Filter 7 richtig gewickelt und steht nicht ab, ist der Tabakstock 6, insbesondere sein Kopf 6a nicht aufgeplatzt, dann geben alle fotoelektrischen Detektoren 23 . . . 32 ausreichend starke elektrische Signale ab, so daß die Schwellen der nachgeschalteten Schwellenwertglieder 33 . . . 42 über schritten werden und diese Ausgangssignale abgeben. Die Ausgangssignale gelangen auf die Eingänge a der UND-Glieder 43 . . . 52, die, da an den Eingängen b Prüfimpulse von Näherungsinitiator 15 liegen, an ihren Ausgängen c Signale abgeben, die von den Negationsgliedern 53 . . . 62 negiert werden. Dies bedeutet, daß bei ordnungsgemäßer Filterziga rette Z an keinem Ausgang c der Negationsglieder ein Aus gangssignal ansteht, was die Fehlererkennungsschaltung 66 als "gut" bewertet. Ein Fehlersignal wird dann nicht gebildet und die Filterzigarette Z zur weiteren Verarbei tung zugelassen.
Erreicht hingegen aufgrund eines der vorgenannten Fehler
das Ausgangssignal eines fotoelektrischen Detektors nicht
seinen vorgeschriebenen Wert, so gibt die zugehörige Nega
tionsstufe ein Ausgangssignal ab, das von dem Fehlererkennungsglied als Fehler
signal bewertet wird und zum Aussondern der Filterzigarette
dienen kann.
Auf diese Weise kann Zigarette für Zigarette geprüft wer
den, wobei auch sogenannte Plainzigaretten, also Zigaretten
ohne Filter, grundsätzlich prüfbar sind. In einem solchen
Fall verringert sich natürlich die Zahl der möglichen
Fehlerquellen, die insbesondere durch den Filteransatz
bedingt sind, so daß auch die Detektoren reduziert werden
können.
Die vorbeschriebene Anordnung hat den Vorteil besonderer
und selektiver Empfindlichkeit durch Verwendung einzelner
fotoelektrischer Detektoren 23 . . . 32, deren Ausgangs
signale außerdem durch - vorzugsweise selektive - Vorgaben
der Schwellen der nachgeschalteten Schwellenwertglieder
32 . . . 42 an besondere Eigenheiten der zu prüfenden Objekte
angepaßt werden können.
Anstelle einer gemeinsamen Auswertung über das Fehler
erkennungsglied 66 ist eine Einzelauswertung jedes foto
elektrischen Prüfsignals oder einzelner Gruppen derartiger
Prüfsignale möglich.
Die Anordnung der Fig. 4 bis 7 (wobei Fig. 7 nur eine
Variante des Strahlenganges der Fig. 4 zeigt) unterschei
det sich gegenüber der Ausführungsform der Fig. 1 bis
3 im wesentlichen dadurch, daß der Lichtzylinder 104 nicht
durch eine Blendenanordnung in einzelne Prüfstrahlen auf
geteilt wird, die zu einzelnen fotoelektrischen Detektoren
geführt werden, sondern daß er insgesamt nur einem einzigen foto
elektrischen Detektor 123 zugeführt wird. Übereinstimmende
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen, vermehrt um 100,
versehen und nicht mehr besonders erläutert.
Zur Führung der optischen Prüfstrahlung, die wieder von
einer Strahlungsquelle 101 abgegeben und von einer Linse
103 zu einem Lichtzylinder 104 geformt wird, zu dem jetzt
einzigen Detektor 123 dient ein stationärer Spiegel 117
mit rechtwinklig aufeinanderstehenden Spiegelflächen 117a,
117b, die den Lichtzylinder 104 nach Passieren der gesamten
Länge der Filterzigarette Z rechtwinklig ablenken (Fläche
117a) und ihn auf einen anderen Weg parallel zur Zigaretten
achse 119 zurückführen (Fläche 117b) zu dem fotoelektrischen
Detektor 123. Eine Linse 171 dient zur ausreichenden Fokus
sierung. Dem Detektor 123 ist eine Auswertanordnung 170 nach
geschaltet, die zur Auswertung der von dem Detektor abge
gebenen Ausgangsspannung und zur Erfassung von Unter
schreitungen einer vorgegebenen Norm dient, die als Fehler
bewertet wird. Hierzu kann in an sich bekannter Weise
der Prüfwert mit einem Sollwert verglichen und bei zu
großer Abweichung ein Fehlersignal abgegeben werden. Der
Prüfzeitpunkt kann wieder durch einen Prüfzeitgeber fest
gelegt werden, wie er in den Fig. 1 bis 3 beschrieben
ist.
Die Prüftrommel ist mit 109 angedeutet. Sie ist durch
stationäre Glaswände 172, 173 von dem eigentlichen opti
schen System (Spiegel 117, Linsen 103 und 171, Lichtquelle
101) getrennt, um Verschmutzungen möglichst hintanzuhalten.
Zur Verringerung der Verschmutzungsgefahr dient eine Luft
führung 174, durch die staubfreie Luft an den Scheiben
an den der Prüftrommel 109 zugewandten Seiten entlanggebla
sen wird, was Staubabsatz erschwert. Der partiell, d. h.
über den größten Teil des Umfangs der Filterzigarette Z
an deren gesamter Länge entlanggeführte Lichthohlzylinder 104′
wird an dem Spiegel 117 umgelenkt und auf einem parallelen
Weg außerhalb der zu prüfenden Zigarette zu dem Detektor
123 geführt.
Eine zusätzliche fotoelektrische Abtastung der Filter
schnittfläche 107a erhöht die erreichbare Sicherheit.
Hierzu ist eine Linse 176 mit fotoelektrischem Detektor
177 nebst nachgeordneter Auswertanordnung 179 vorgesehen.
Der Abtastfleck 178 ist, wie insbesondere aus Fig. 5
hervorgeht, so an den Randbereich der Filterschnittfläche
107a gelegt, daß er halb in der Fläche 107a, halb außer
halb liegt. Fluchtet der Filter 107 nicht genau mit dem
Tabakstock 106, d. h. ist er etwas abgeknickt, so ver
schiebt sich der Abtastfleck 178, so daß der Detektor
177 entweder mehr (Fleck liegt ganz auf Schnittfläche
107a) oder gar kein Licht (Fleck liegt außerhalb der
Schnittfläche 107a) erhält. Derartige Abweichungen werden
somit als Fehler bewertet.
Wirkungsweise der Fig. 4 bis 6:
Der von der Lichtquelle 101 ausgehende Lichtstrahl 102 wird von der Linse 103 in einen Lichtzylinder 104 umge formt, aus dem die Filterzigarette Z im Prüfzeitpunkt einen partiellen Hohlzylinder 104′ formt, der parallel zur Filterzigarettenachse 119 an dem Zigarettenmantel entlanggeführt wird. Von dem Hohlzylinder im Auflagebe bereich der Filterzigarette in der Mulde 108 der Prüf trommel 109 gelangt das Licht allerdings nicht zu der Auswertanordnung 123, 170, wie das wenigstens im wichtigen Filterbereich bei den Fig. 1 bis 3 der Fall ist. Ragt ein Teil des Filters 107 anders als es der Norm entspricht in den Strahlengang, ist etwa der Tabakstock 106 oder sein Kopf 106a aufgeplatzt oder das Verbindungs band des Filters schlecht gewickelt, so ändert sich die Lichtstärke auf dem fotoelektrischen Detektor 123, was bei Überschreiten einer bestimmten Schwelle als Fehler gewertet wird. Fehlt der Filter 107 oder ist er abgeknickt, so spricht die zusätzliche Auswertanordnung 177, 179 an, die zuviel oder gar kein Licht erhält, was als Fehler gewertet wird.
Der von der Lichtquelle 101 ausgehende Lichtstrahl 102 wird von der Linse 103 in einen Lichtzylinder 104 umge formt, aus dem die Filterzigarette Z im Prüfzeitpunkt einen partiellen Hohlzylinder 104′ formt, der parallel zur Filterzigarettenachse 119 an dem Zigarettenmantel entlanggeführt wird. Von dem Hohlzylinder im Auflagebe bereich der Filterzigarette in der Mulde 108 der Prüf trommel 109 gelangt das Licht allerdings nicht zu der Auswertanordnung 123, 170, wie das wenigstens im wichtigen Filterbereich bei den Fig. 1 bis 3 der Fall ist. Ragt ein Teil des Filters 107 anders als es der Norm entspricht in den Strahlengang, ist etwa der Tabakstock 106 oder sein Kopf 106a aufgeplatzt oder das Verbindungs band des Filters schlecht gewickelt, so ändert sich die Lichtstärke auf dem fotoelektrischen Detektor 123, was bei Überschreiten einer bestimmten Schwelle als Fehler gewertet wird. Fehlt der Filter 107 oder ist er abgeknickt, so spricht die zusätzliche Auswertanordnung 177, 179 an, die zuviel oder gar kein Licht erhält, was als Fehler gewertet wird.
Im Diagramm der Fig. 6 ist das Ausgangssignal B des
fotoelektrischen Detektors 177 über die Zeit aufgetragen.
Man erkennt bei den Prüfungen zu den Zeiten b (Filter
nach oben geknickt) oder c (Filter nach unten geknickt)
die Hübe und Senken der Ausgangssignale bei nichtfluchten
den Filtern gegenüber den Werten zu den Prüfzeiten a mit
korrekt liegenden Filtern. Zur Prüfzeit d ist überhaupt
kein Signal vorhanden, was auf einen fehlenden Filter
hinweist.
In Fig. 7 ist statt des Umlenkspiegels der Fig. 4 ein
Umlenkprisma 181 vorgesehen.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine für die Erfindung beson
ders vorteilhafte Ausgestaltung der Aufnahmen 208 in einer
Prüftrommel 209 gemäß der Erfindung.
Die zu prüfenden Filterzigaretten Z werden nämlich auf
symmetrisch angeordneten Abstützungen in Form von Stegen
291, 292, 293 (in Fig. 9 der Übersichtlichkeit halber
ohne Filterzigarette dargestellt) gehalten, deren Anlage
flächen an den von ihnen gehaltenen Filterzigaretten klein
sind gegenüber den Flächen normaler Fördermulden, deren
Querschnitte Kreisabschnitte bilden. Dies gilt auch für
die Summe der Anlageflächen von drei Stegen im Vergleich
zu einer herkömmlichen Mulde. Hierdurch entstehen zwischen
den Stegen 291, 292, 293, die parallel zu den von ihnen
getragenen Filterzigaretten Z verlaufen, Lichtdurchlässe
294 und 293 für den Lichtring 204′, so daß eine Verspie
gelung der Stirnfläche der Prüftrommel (vgl. Spiegel 18 gemäß Fig. 1 und 2) entfallen kann.
Der an der zu prüfenden Filterzigarette z entlanggeführte
Lichtring 204′ kann fast den gesamten Umfang der Filterzi
garette Z abtasten. Falls erwünscht, können im Bereich
der Stege noch Verspiegelungen vorgesehen werden.
Zum Halten der Filterzigaretten Z an den Abstützungen 291,
292 und 293 dient Saugluft, die durch eine oder mehrere
Kanäle 296 je Aufnahme 208 in die Prüftrommel 209 strömen
kann. Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch einen solchen Ka
nal.
Durch bekannte Steuereinrichtungen, z. B. Steuerringe,
wird die Saugluft in den Kanälen 296 zwecks Aufnahme von
Filterzigaretten Z angeschaltet, zwecks Abgabe abgeschal
tet.
Claims (18)
1. Verfahren zum Abtasten eines stabförmigen Artikels der
tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere einer Zigarette,
auf das Vorhandensein äußerer Fehler mittels parallel zu der
Längsachse des Artikels nahe dem Artikelmantel über dessen
gesamte Länge geleiteter und zu einem strahlungsempfindli
chen Detektor geführter, z. B. optischer Strahlen, während
der Artikel auf einem Förderer quer zu seiner Längsachse be
wegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von mindestens
einer Strahlungsquelle ausgehende Strahlung im Prüfzeitpunkt
derart geführt ist, daß sie den in fester Verbindung mit dem
Förderer stehenden Artikel zumindest um einen Teil seines
Umfanges umgibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Strahlung den Artikel zumindest über den größten Teil
seines Umfangs umgibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Strahlung als Strahlungszylinder ausge
sandt wird, aus der der Artikel im Prüfzeitpunkt einen Strah
lungshohlzylinder oder einen Teil davon mit einer ringförmi
gen Projektion bildet, der an dem Mantel des Artikels ent
langgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß von der an dem Artikel ent
langgeführten Strahlung Teilstrahlen zu zugeordneten Detek
toren geführt werden (Fig. 1 bis 3).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Strahlung von einer Strahlungsquelle ausgeht und einzel
ne Teilstrahlen ausgeblendet und zu zugeordneten Detektoren
geführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Strahlung durch einen teildurchlässigen
Spiegel zu dem Artikel und an diesem entlanggeführt wird,
daß sie danach reflektiert wird und daß die reflektierte
Strahlung von dem teildurchlässigen Spiegel zu dem oder den
Detektoren geleitet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3
oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung des Strah
lungshohlzylinders zu nur einem Detektor geführt wird (Fig.
4, 5 und 7).
8. Vorrichtung zum Abtasten eines stabförmigen Artikels der
tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere einer Zigarette,
auf das Vorhandensein äußerer Fehler während der Förderung
des Artikels quer zu seiner Längsachse auf einem Prüfförde
rer, mit mindestens einer Strahlungsquelle für parallel zu
der Längsachse des Artikels längs dessen Umfangs nahe dem
Artikelmantel über dessen gesamte Länge geführte Lichtstrah
len und mit mindestens einem Detektor zum Erfassen einer
Fehler des Artikels anzeigenden Beeinflussung des Strahlen
ganges, gekennzeichnet durch eine Führung der Strahlung
zumindest um einen Teil des Umfangs des mit dem Prüfförderer
(9) in fester Verbindung stehenden Artikels (Z) entlang
dessen Mantel.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Querschnitt der Strahlung, bezogen auf eine zur Strah
lungsrichtung senkrechte Fläche, größer ist als der Quer
schnitt des Artikels senkrecht zu seiner Längsachse.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine
Führung der Strahlung zumindest um einen Teil des Umfangs
des Artikels als von dem Artikel beeinflußter Strahlungshohl
zylinder oder als Teil davon mit einer ringförmigen Projek
tion auf einer senkrecht zum Strahlengang stehenden Fläche.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8
bis 10, gekennzeichnet durch eine Führung der Strahlung, bei
der von der an dem Artikel entlanggeführten Strahlung Teil
strahlen zu zugeordneten Detektoren (23 bis 32, 123) gelei
tet sind (Fig. 1 bis 3).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine
Blendenanordnung (21) zum Bilden der Teilstrahlen.
13 Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß im Strahlengang ein schräg angeordneter
teildurchlässiger Spiegel (16) und ein die Strahlen reflek
tierender Spiegel (17, 18) vorgesehen sind, wobei der teil
durchlässige Spiegel die Meßstrahlen zu mindestens einem
Detektor (23 bis 32) ablenkt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10 und 13, gekennzeich
net durch eine Führung der Strahlung des Strahlungshohlzy
linders zu nur einem Detektor (123) (Fig. 4, 5, 7).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8
bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfförderer (11)
als Prüftrommel (9) ausgebildet ist, die mit Saugluftkanälen
versehene Mulden (8) zum Aufnehmen und Fördern der Artikel
(Z) aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8
bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfförderer, insbe
sondere eine Prüftrommel (209), mindestens drei Abstützungen
(291, 292, 293) für jeden von ihm geförderten Artikel (Z)
aufweist, deren Anlageflächen an den Artikel klein sind im
Vergleich zu den zwischen den äußeren Abstützungen befindli
chen Flächen (294, 295).
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstützungen als symmetrisch angeordnete parallel zu
den Artikeln verlaufende Stege ausgebildet sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen den Abstützungen Kanäle (296) für
die Artikel zumindest während der Prüfung haltende Saugluft
vorgesehen sind.
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GB (1) | GB2141229B (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Owner name: HAUNI MASCHINENBAU AG, 21033 HAMBURG, DE |
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