DE3819653A1 - Messvorrichtung fuer ausnehmungen in zigarettenfiltern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Überprüfen, ob Zigarettenfilter korrekt herge­ stellt worden sind. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Länge der Ausnehmung eines Zigarettenfilterstabes.

In den letzten zehn Jahren wurde die Mehrzahl der han­ delsüblichen Zigarettenfilter hergestellt, indem man längsgestreckte, gekräuselte und an ihren Berührungs­ stellen miteinander verbondete Fasern verwendete. Wie in US-45 22 616 detailliert beschrieben, umfaßt der Herstellungsablauf für derartige Filter die folgenden Schritte: Erzeugen eines Stranges oder eines ungewunde­ nen Bündels mehrerer Tausend durchgehender Fäden, Kräu­ seln des Stranges, Öffnen des Stranges zum Entzerren benachbarter Kräuselungen, und Auflockern des Stranges, so daß nachfolgend ein Weichmacher gleichmäßig aufge­ bracht werden kann. Anschließend wird der Strang weich­ gemacht, und seine Abmessungen werden so verringert, daß eine kondensierte Masse entsteht, deren Querschnitt ungefähr demjenigen einer Zigarette gleicht. Dann wird die Außenfläche der gepreßten Masse des weichgemachten Strangs mit einer Papierbahn umwickelt. Der umwickelte Strang wird daraufhin in einzelne Stangen von vorbe­ stimmter Länge unterteilt. Dann werden die Stangen ge­ härtet, um an den Berührungspunkten benachbarter Fasern ein Verbonden der benachbarten Fasern zu erzielen.

Wegen der Kosten des Strangmaterials des Zigarettenfil­ ters ist es wünschenswert, daß die Vorrichtung zur Her­ stellung der Filterstäbe kontrolliert wird, um den Ver­ brauch an Strangmaterial möglichst gering zu halten, wobei die vom Auftraggeber verlangten Konstruktionskri­ terien erfüllt werden sollen. Dabei stellen Filterstab­ hersteller üblicherweise ihre Filterherstellungsvor­ richtungen derart ein, daß das End-Stabgewicht (welches eine Funktion der für einen bestimmten Stab verwendeten Strangmenge ist) innerhalb des Gewichtsbereiches, der ein annehmbares Filterstaberzeugnis gewährleistet, den Minimalwert einnimmt. Wenn die Menge an Strangmaterial unter den Minimalwert dieses Bereiches abfällt, sind die hergestellten Zigarrettenstäbe weniger fest und bieten beim Rauchen der Zigarette nicht die gewünschten Ansaugeigenschaften.

Wenn die umwickelten Zigarettenfilterstäbe während des Herstellungsablaufes in Teilstücke mit gewünschter Län­ ge geschnitten werden, weicht der gepreßte Strang von den Enden des Wickelpapiers einwärts zurück. Dieses Zurückweichen ist dadurch bedingt, daß das Papier um den Filterstab gewickelt wird, während der Strang Zug­ spannung ausgesetzt wird (z.B. durch Gruppen von Wal­ zen). Während des Trennvorgangs nimmt ein Teil der auf den Strang einwirkenden Zugkräfte ab, wodurch sich der Stang entspannt und zurückweicht. Die Länge der Ausneh­ mung von der Strangoberfläche zum Ende des Wickelpapie­ res liefert einen präzisen Hinweis darauf, ob die Stan­ genherstellungsvorrichtung optimal arbeitet, d.h. an dem Punkt, an dem die kleinstmögliche den Anforderungen des Auftragggebers entsprechende Strangmenge benutzt wird. Somit lassen sich bekannterweise an der Länge der Filterstabausnehmung die Eigenschaften des Zigaretten­ filterstrangs erkennen.

Die herkömmlichen Techniken zum Bestimmen der Länge der Filterstabausnehmung sind nicht zufriedenstellend. Bei­ spielsweise ist die optische Kontrolle ein herkömmli­ ches Verfahren zum Bestimmen der Größe der Filterstab­ ausnehmung. Bei diesem groben Verfahren bestimmt ein erfahrener Filterstabfachmann durch optische Überprü­ fung, ob die Vertiefung oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Standardwertes, z.B. einem Millimeter, liegt. Selbstverständlich ist dieses herkömmliche Ver­ fahren in höchstem Maße subjektiv und stellt höhere Anforderungen an die Kontrollperson, als man realisti­ scherweise vom menschlichen Auge erwarten kann. Wenn die Kontrollperson unkonzentriert ist, werden Filter­ stäbe hergestellt, die nicht die gewünschten Strang­ eigenschaften aufweisen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß nach dem Transport des Strangmaterials zu einem Kunden, welcher Zigarettenfilterstäbe herstellt, dieser Kunde die Strangqualität durch optische Überprüfung der Ausneh­ mung beurteilt. Dabei entstehen zwischen dem Strangher­ steller und dem Kunden leicht Meinungsverschiedenheiten darüber, ob sich die Ausnehmung innerhalb des gegensei­ tig vereinbarten Zulässigkeitsbereiches bewegt und so­ mit darüber, ob das Strangmaterial die vereinbarten Eigenschaften aufweist.

Bei einem weiteren herkömmlichen Verfahren zum Messen der Tiefe der Ausnehmung wird eine mechanische Sonde verwendet, die in Berührung mit dem Strangmaterial ge­ langt. Wegen der Kraft, die die Kontaktsonde auf das Strangmaterial ausübt, bietet dieses herkömmliche Ver­ fahren nicht den Grad an Genauigkeit, der durch die Erfindung erreicht wird. Die Kontaktsonde liefert un­ genaue Meßergebnisse, da durch die Krafteinwirkung der Sonde der Strang selbst komprimiert wird. Bei derarti­ gen Kontaktmeßsonden wird typischerweise ein durch Fe­ derwirkung vorgespannter Hebel verwendet, dessen Posi­ tion durch einen herkömmlichen Tiefenmesser kontrol­ liert wird. Sonden dieses Typs weisen mehrere mechani­ sche Gelenkstellen auf, und die Federspannung muß hoch genug sein, um die Reibungskraft dieser Gelenkstellen zu überwinden, so daß sich die Gelenkteile in bezug zueinander bewegen können. Diese Kraft reicht aus, um das Strangmaterial zu deformieren und die Meßergebnisse zu verfälschen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen der Tiefe der Filterstabaus­ nehmung zu schaffen, bei denen das Strangmaterial nicht berührt wird und sehr präzise Meßergebnisse erzielt werden.

Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Zigarettenfilterstab in eine Filterstabgleit­ rutsche eingeführt wird und durch sein Eigengewicht abwärtsgleitet, bis er einen Endanschlag erreicht. An­ schließend werden eine Lichtquelle und ein optischer Detektor gegenüber dem mit der Ausnehmung versehenen Filterende des Stabes derart angeordnet, daß der Detek­ tor Licht projiziert, welches auf einen vorbestimmten Abschnitt des mit der Ausnehmung versehenen Filterendes auftrifft, und gleichzeitig einen reflektierten Teil dieses Lichtes empfängt und mißt.

Dann wird die Lichtquelle bzw. der optische Detektor (und/oder der Filterstab) gesteuert derart bewegt, daß der Trennabstand zwischen dem Detektor und dem Filter­ ende verändert wird. Der Wert des reflektierten Lichtes wird beispielsweise in dem einem entsprechend program­ mierten Mikroprozessor zugehörigen Speicher für eine vorbestimmte Anzahl von Trennabständen gemessen. An­ schließend wird derjenige Trennabstand, der dem höch­ sten Reflektionswert entspricht, mathematisch bestimmt. Wenn das System korrekt justiert worden ist (z.B. durch Durchführen des gleichen Vorgangs mit einer Filterat­ trappe, deren Ausnehmungsgabstand null beträgt), wird der erhaltene Wert des Trennabstandes zum Berechnen des Ausnehmungsabstandes für den getesteten Zigarettenfil­ terstab verwendet.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zigarettenfil­ terstab;

Fig. 2A, 2B und 2C schematische Darstellungen der Technik zum Bestimmen der Länge der Filterstab­ ausnehmung;

Fig. 3A-3E fünf Trennabstände zwischen den Oberflä­ chen von Sensor und Filterstrang, die den im Diagramm gemäß Fig. 3F gezeigten Datenpunkten der Sensorausgangsspannung entsprechen, welche eine Funktion des Trennabstandes ist;

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung des Sensoraus­ gangswertes als Funktion des Trennabstandes für zwei verschiedene reflektierende Oberflächen;

Fig. 5 eine Ansicht zur Darstellung von Einzelheiten eines Beispiels der erfindunggemäßen Vorrich­ tung zum Messen der Ausnehmung des Zigaretten- Strangstabes;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Beispiels des erfin­ dungsgemäßen computergesteuerten Meßsystems; und

Fig. 8 ein Flußdiagramm des von dem in Fig. 7 gezeig­ ten Mikrocomputer durchgeführten Arbeitsab­ laufs.

Die Erfindung dient zum Messen der Ausnehmung in einem Zigarettenfilterstab 2 gemäß Fig. 1. Der Filterstab 2 weist einen Zigarettenfilterstrang 4 mit einer Endflä­ che 6 auf. Der Zigarettenfilterstrang 4 ist mit einer Hülle S umwickelt. Wie Fig. 1 zeigt, ist die Tiefe der Stabausnehmung gleich dem Abstand zwischen dem Hüllen­ rand 7 und der Oberfläche 6 des Zigarettenstranges 4.

Bevor das Ausnehmungsmeßsystem im einzelnen beschrieben wird, wird die dabei verwendete, ohne Berührung erfol­ gende Technik zum Messen der Stangenausnehmung im Zu­ sammenhang mit Fig. 2A bis 2C erläutert. Beim Bestim­ men der Filterstabausnehmung wird ein optoelektroni­ scher Sensor verwendet, der einen Lichtemitter und einen Detektor zum Durchführen der Ermittlungsfunktion aufweist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der optoelektronische Sensor ein optischer Reflektions­ sensor vom Typ HEDS-1000 mit hoher Auflösung sein, der von der Firma Hewlett Packard hergestellt wird und in deren Instruktionsblatt 1000, "Optical Sensing for the HEDS-1000", detailliert beschrieben ist.

Fig. 2A zeigt den Sensor in einem Abstand L von der reflektierenden Oberfläche 6. Der Abstand L entspricht der Brennweite des Sensors. Der Brennpunkt befindet sich stets in einem feststehenden Abstand vor dem Sen­ sorpacket. Wenn eine reflektierende Oberfläche 6 vor das Sensorpacket gehalten wird, wird ein Photostrom erzeugt, der leicht meßbar ist, z.B. durch einen Strom­ messer 12. Wie für den Fachmann ersichtlich ist, er­ reicht der erzeugte Photostrom seinen Höchstwert, wenn sich die reflektierende Oberfläche am Brennpunkt des Sensors befindet.

Fig. 2B und 2C zeigen schematisiert die Art und Weise, auf die die Tiefe der Filterausnehmung bestimmt wird. Zunächt wird gemäß Fig. 2B eine Filterattrappe 2 in einem festen Abstand D von der reflektierenden Oberflä­ che in einer später detailliert zu beschreibenden Meß­ vorrichtung angeordnet. Die Vertiefung der Filterat­ trappe beträgt null, und die Filterattrappe wird zur Justierung des Meßsystems verwendet. Obwohl die Filter­ attrappe aus dem gleichen Material wie ein Zigaretten­ filterstab hergestellt sein kann, ist dies nicht nötig. Es kann sich z.B. auch um einen Stab aus rostfreiem Stahl handeln.

Anschließend wird der Sensor von einem festen Referenz­ punkt R zum Filter hin bewegt, und der Punkt, an dem der abgelesene Strom seinen Höchstwert erreicht, wird auf eine später zu beschreibende Weise bestimmt. Der Abstand D vom Rand der Filterattrappe zum Referenzpunkt R wird aufgezeichnet, und der Abstand vom Referenzpunkt R zu einem Referenzrand des Sensors an dem dem abgele­ senen Höchstwert des Stroms entsprechenden Punkt wird als Referenzabstand R _O aufgezeichnet.

Dann wird, wie Fig. 2C zeigt, der im Test befindliche Filterstab in die Testvorrichtung eingeführt und derart in Position gebracht, daß der Rand der Hülle mit dem gleichen Abstand D (wie in Fig. 2B) von dem anfangs festgelegten Referenzpunkt angeordnet ist. Anschließend wird der Sensor 10 axial auf den Filter zu bewegt, und der Punkt, an dem der abgelesene Strom seinen Höchst­ wert erreicht, wird erneut bestimmt. Der neue Abstand S ₁ vom Referenzpunkt R zum Referenzrand des Sensor­ packets wird aufgezeichnet. Wie Fig. 2B und 2C zeigen, gleicht die Differenz zwischen S ₁ und S ₀ dem gewünsch­ ten Ausnehmungsabstand.

Ebenso wie der erzeugte Photostrom seinen Höchstwert erreicht, wenn sich eine reflektierende Oberfläche am Brennpunkt des Sensors befindet, erreicht auch die Sen­ sorausgangsspannung ihren Höchstwert. Fig. 3A bis 3E zeigen den Sensor 10, der durch kontinuierlich abneh­ mende Abstände von der Strangmaterialoberfläche 6 ge­ trennt ist. Fig. 3C zeigt den Sensor in dem Zustand, in dem dieser um einen Abstand D von der Strangoberfläche entfernt ist, welcher der Brennweite des Sensors gleicht. Fig. 3F zeigt den Trennabstand in mm als Funk­ tion der Sensorausgangsspannung, wobei die Datenpunkte für die Fig. 3A-3E mit A-E bezeichnet sind. Die unter den in Fig. 3 gezeigten Bedingungen erzeugte Aus­ gangsspannung bewirkt die Messung der maximalen Aus­ gangsspannung. Die Sensorausgangsspannung wird einem Pufferverstärker zugeführt und dann zur Speicherung und zur Analyse über eine Analog-/Digital-Wandlerkarte zu einem Mikrocomputersystem geleitet, wie anhand von Fig. 7 und 8 noch zu erläutern ist.

Der Trennabstand, bei dem die Sensorausgangsspannung/ der Photostrom den Höchstwert erreicht, ist unabhängig von der Natur der widerspiegelnden Oberfläche. Bei­ spielsweise zeigt Fig. 4 ein Diagramm der Sensoraus­ gangsspannung bzw. des Photostroms als Funktion des Trennabstandes für die reflektierenden Oberflächenpro­ ben 1 und 2, welche verschiedene Reflektionseigenschaf­ ten aufweisen. Der Höchstwert der Sensorausgangsspan­ nung bzw. des Photostroms tritt bei bei den Proben 1 und 2 beim gleichen Trennabstand auf.

Eine sehr glatte polierte Oberfläche ergibt eine "spit­ zere" Kurve, z.B. die Kurve für die reflektierende Oberfläche 1, wogegen eine weniger glatte Oberfläche ein weniger spitzes Maximum ergibt, z.B. die Kurve für die reflektierende Oberfläche 2. Da verschiedene Ziga­ rettenfilterstrangproben stark unterschiedliche Reflek­ tionseigenschaften aufweisen können, muß die zum Be­ rechnen des Gipfelpunktes der Kurve benutzte Technik unabhängig davon, ob die Kurve stark zugespitzt ist oder eine weniger abrupte Krümmung aufweist, präzise Ergebnisse liefern.

Ein bestimmtes zum Ermitteln des Punktes für den Höchstwert verwendbares Verfahren besteht darin, alle Datenpunkte zu analysieren und rechnerisch einen poly­ nomischen Wert zu bestimmen, der die durch die aufge­ zeichneten Datenpunkte gebildete Kurve wiedergibt, wenn herkömmliche polynominale Kurvenanpassungsverfahren verwendet werden. Anschließend läßt sich der Kurven­ punkt für den Höchstwert durch herkömmliche mathemati­ sche Verfahren errechnen. Es hat sich als unnötig er­ wiesen, die Kurve unter Verwendung aller Datenpunkte zu errechnen, da man lediglich den Punkt für den Höchst­ wert errechnen muß, und stattdessen wird bei der hier beschriebenen Vorrichtung bzw. dem Verfahren die in Zusammenhang mit Fig. 7 beschriebene Rechnung durchge­ führt.

Bevor das Computersteuersystem beschrieben wird, das die Länge der Ausnehmung errechnet und die in Fig. 5 und 6 gezeigte Meßgerät-Hilfsvorrichtung steuert, wer­ den die Einzelheiten der Meßvorrichtung selbst erläu­ tert. Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht der Hilfvorrich­ tung, die für die Meßvorrichtung für die Ausnehmung des Zigarettenstabs vorgesehen ist. Fig. 6 zeigt eine per­ spektivische Ansicht der gleichen Vorrichtung, aller­ dings ohne die Deckplatte 31 und die Klemmenleiste 40.

Die Ausnehmungsmeßvorrichtung wird durch einen aus Alu­ minium gefertigten Hauptständer 18 gestützt, der auf einer Basis 20 sitzt. Die Gleitrutsche 21 der Stabaus­ nehmungsmeßvorrichtung dient zum Aufnehmen eines Ziga­ rettenfilterstabs, die durch ihr Eigengewicht die Rut­ sche 21 hinab rutscht, wobei sie durch eine pneumati­ sche Auswurfkammer 22 gelangt, bis sie durch einen An­ schlag 23 für das Filterstabende gestoppt wird.

Die kegelstumpfförmige Auswurfkammer 22 weist eine Öff­ nung 25 auf, die in Fig. 5 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die Öffnung 25 nimmt Druckluft von einer (nicht gezeigten) Quelle auf und ist so angeord­ net, daß sie die Luft zum untersten Ende des Stabes lenkt, wobei sie eine aufwärts gerichtete Kraft auf den Stab einwirken läßt, um den Stab durch die Gleitrutsche 21 nach oben hin zurück und aus der Vorrichtung hinaus zu drücken. Die pneumatische Auswurfkammer 22 wird als Antwort auf ein Signal von dem in Fig. 7 gezeigten Mi­ krocomputer 60 durch einen Magneten betätigt.

Die in Fig. 5 und 6 gezeigte Hilfsvorrichtung für das Meßgerät läßt sich in Verbindung mit einem rotierbaren Zigarettenfilterstab-Zuführbehälter 66 gemäß Fig. 7 verwenden. Der Rotationsbehälter reagiert auf ein Aus­ nehmungstestanfordersignal vom Mikrocomputer 60, indem er der Gleitrutsche 21 einen Zigarettenfilter zuführt. Es kann wünschenswert sein, daß ein derartiger Behälter 66 mit einem Photosensor versehen ist, um zu ermitteln, ob die Rutsche frei ist. Das Ausgangssignal des Sensors wird dann dem Mikrocomputer 60 zugeführt, der als Ant­ wort auf dieses Ausgangssignal dem Behälter ein Fil­ terstabzuführsignal zuführt, wenn die Rutsche frei ist. Nach Beenden der Ausnehmungsmessung erzeugt der Mikro­ computer ein Signal zum Betätigen des Magneten der pneumatischen Auswurfkammer, welcher den Auswurf des Filterstabs veranlaßt. Obwohl hier die Verwendung eines automatischen Zufuhrbehälters beschrieben wurde, ist dieser nicht wesentlich für die Meßvorrichtung. Dies bedeutet, daß der Filterstab alternativ manuell zuge­ führt werden kann (und auch manuell ausgeworfen werden kann).

Direkt in der Nähe des Filterstabendanschlags 23 ist die Sondenvorrichtung 26 angeordnet, die den HEDS- 1000-Sensor aufweist. Der Filterstabendanschlag 23 und der Sensor sind innerhalb einer Schutzvorrichtung 24 angeordnet. Die Schutzvorrichtung 24 umgibt die Sonde und das Filterstabende, um die Möglichkeit eines durch Außeneinflüsse beeinträchtigten Sensorausgangssignals zu verringern. Dies bedeutet, daß die Schutzvorrichtung 24 Umgebungslicht daran hindert, die Sensorausgangssig­ nale zu verfälschen (insbesondere die Signale, die an oder in der Nähe der Brennweite des Sensors erzeugt werden).

Der in der Sondenvorrichtung 26 angeordnete Sensor ist durch einen Sondenhalter 28 gehalten, der so ausgebil­ det ist, daß sich der Sensor leicht entfernen und ab­ nehmen läßt. Zudem dient der Sondenhalter dazu, die Sonde verläßlich in Position zu halten, so daß Sensor­ meßwerte mit höchstmöglicher Genauigkeit erzielt wer­ den.

Der Sondenhalter 28 weist ein zugehöriges Verbindungs­ teil 30 gemäß Fig. 6 auf, das in Form eines umgekehrten T ausgebildet ist und an einer Präzisionsrutsche 32 verschraubt ist. Selbstverständlich weist das Verbin­ dungsteil 30 eine ausreichende Höhe auf, um die Schutz­ vorrichtung 24 in genügendem Abstand vom Schrittmotor 38 zu halten (welcher noch zu beschreiben ist).

In Fig. 6 ist an dem Sondenhalter 28 ferner eine "ELEKTROMIKE"-Targetvorrichtung 29 gezeigt. Diese Vor­ richtung wird bei der beschriebenen Ausführungsform nicht verwendet. Während der Entwicklung der Meßvor­ richtung wurde die "ELEKTROMIKE"-Targetvorrichtung in Verbindung mit dem "ELEKTROMIKE"-Sensormodell Nr. 85 003 verwendet, um Daten zur Tiefe der Filterstabausnehmung zu liefern. Das "ELEKTROMIKE" wurde durch einen Arm mit der Deckplatte 31 verbunden und derart angeordnet, daß sich die Sensorfläche des "ELEKTROMIKE" parallel zur Targetvorrichtung 29 befand. Das "ELEKTROMIKE" diente zum Aufzeichnen von Abstandsmeßwerten mit einer Genau­ igkeit von annähernd 0,00254 cm.

Bei der Gleitrutsche 32 kann es sich beispielsweise um die Präzisionsgleitrutsche des Modells "J" handeln, das von der Firma Automation Gauges Incorporated herge­ stellt wird. Die untere Hälfte der Gleitrutsche 32 ist an der Platte 37 befestigt, welche ihrerseits am Haupt­ ständer 18 montiert ist. Die Präzisionsgleitrutsche 32 ist so ausgebildet, daß sie mit großer Präzision in Auf- und Abwärtsrichtung bewegbar ist. Die Rutsche wird derart gesteuert, daß sie vom Schrittmotor 38 über eine Welle 34, die an der oberen Hälfte der Gleitrutsche 32 befestigt ist, auf- oder abwärts bewegt wird. (Die Auf- und Abwärtsbewegung ist durch Pfeile an der Rutsche gekennzeichnet). Die Welle 34 ist durch Gewindeeingriff mit einer einen größeren Durchmesser aufweisenden Welle 36 des Schrittmotors 38 verbunden. Die Welle 36 ist ein Rotationsteil, welches die Welle 34 derart steuert, daß die Welle 34 sich von der Welle 36 fort bewegt, wenn die Welle 36 in der einen Richtung rotiert, und sich auf die Welle 36 zu bewegt, wenn die Welle 36 in der Gegenrichtung rotiert. Somit initiiert die Rotationsbe­ wegung der Welle 36 die Linearbewegung der stationären Welle 34.

Der Motor 38 ist ein herkömmlicher Schrittmotor und kann z.B. ein "Airpax"-Digitalstellantrieb des Typs sein, der in "Digital Linear Actuators", herausgegeben von Airpax, Inc., 1983, beschrieben wird. Der Airpax- Digitalstellantrieb ist ein Zweirichtungs-Linearstell­ antrieb, der einen Innengewinderotor aufweist, welcher mit einer Führungschraubenwelle zusammengreift. Wenn die Wicklungen des Stellantriebs in geeigneter Weise erregt werden, wird die Gewindewelle in linearen Inkre­ mentalschritten im Bereich von 0,00254 cm nach außen hin oder zurück in den Rotor bewegt.

Fig. 5 zeigt ferner eine Signalleitungsklemmenleiste 40 mit Anschlüssen, die jeweils mit dem Sensor in der Son­ denvorrichtung 26 und mit dem Schrittmotor 38 gekoppelt sind. Der Sensor und der Schrittmotor sind zudem elek­ trisch mit dem in Fig. 7 gezeigten Mikrocomputersteuer­ system gekoppelt.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei­ spiels des Meß- und Computersteuersystems. Gemäß Fig. 7 wird das Ausgangssignal des Sensors 10 in einem Hoch­ widerstands-Pufferverstärker 52 gepuffert. Der Verstär­ ker 52 kann z.B. ein Hochwiderstands-Pufferverstärker des Modells Nr. AD-521 der Firma Analog Devices, Inc. sein. Ein Hochwiderstands-Pufferverstärker wird benö­ tigt, um eine Hochwiderstandsisolierung zwischen dem HEDS-1000-Sensor 10 und der Mikrocomputerschnittstel­ lenkarte 56 zu schaffen. In diesem Zusammenhang benö­ tigt man zur korrekten Anpassung an den Ausgang des HEDS-1000 eine Vorrichtung mit hoher Impedanz, die mit dem Ausgang des Sensors 10 verbunden ist. Die Mikrocom­ puterschnittstellenkarte 56 erfordert dagegen ein Ein­ gangssignal mit geringer Impedanz. Somit dient der Puf­ ferverstärker 52 zum korrekten Anpassen des Ausgangs­ signals des Sensors 10 an den Eingang der Schnittstel­ lenkarte 56, da der Pufferverstärker 52 eine verhält­ nismäßig hohe Eingangsimpedanz und eine geringe Aus­ gangsimpedanz aufweist.

Das Ausgangssignal des Sensors 10 kann sich in einem Bereich von null bis zehn Volt Gleichstrom bewegen. Ein Null-Volt-Ausgangssignal wird erzeugt, wenn keine Ziel­ reflektionssignale an den Sensor 10 zurückgegeben wer­ den. Ein Zehn-Volt-Ausgangssignal wird erzeugt, wenn ein starkreflektierendes Ziel im Bereich der Brennweite des Sensors 10 plaziert wird. Typischerweise verursacht Zigarettenstrangmaterial, das innerhalb der Brennweite des HEDS-1000-Sensors 10 angeordnet ist, eine Ausgangs­ spannung im Breich von 5 bis 6 V. Der Sensor 10, der Pufferverstärker 52 mit hoher Impedanz und die anderen in Fig. 7 gezeigten Bestandteile werden von einer Stromquelle 50 mit Strom versorgt. (Fig. 7 zeigt jedoch nicht sämtliche Stromzufuhrverbindungen.)

Das Ausgangssignal des Pufferverstärkers 52 wird der Mikrocomputerschnittstellenkarte 56 zugeführt. Die Mikrocomputerschnittstellenkarte 56 weist einen Ana­ log-/Digital-Wandler auf und kann z.B. aus einer Schnittstellenkarte des Modells Nr. DT-2808 der Firma Data Translation Equipment bestehen. Die Schnittstel­ lenkarte 56 empfängt das Analogspannungssignal vom Verstärker 52 und wandelt das Analogsignal in ein Digi­ talwort, das sie dem Mikrocomputer 60 zum Speichern übermittelt.

Die Schnittstellenkarte 56 dient auch als Schnitt­ stelle zwischen dem Mikrocomputer 60 und einer Schritt­ motorsteuereinheit 54. Die Schrittmotorsteuereinheit 54 kann z.B. vom Typ Airpax SAA 1027 sein, der zum Treiben des Airpax-Digitalstellantriebs konzipiert ist, welcher im Zusammenhang mit Fig. 5 und 6 erwähnt wurde. Die Schrittmotorsteuereinheit 54 reagiert derart auf Digi­ talsignale, die sie über die Schnittstellenkarte 56 vom Mikrocomputer 60 empfängt, daß sie dem Schrittmotor 38 Schrittsteuersignale und Richtungssteuersignale übermittelt. Bei den Richtungssteuersignalen steuert die Übermittlung eines logischen Niveaus "eins" an einen vorbestimmten Stift der Steuereinheit 54 die Schrittmotorwelle so, daß sie sich zurück bewegt. Die Übermittlung eines logischen "Null"-Niveaus an den gleichen Stift bewirkt, daß sich die Welle nach außen bewegt.

Auf die im Zusammenhang mit Fig. 5 und 6 beschriebene Weise werden Steuersignale über die Schnittstellenkarte 56 auch zwischen dem Rotationsbehälter 66, der pneu­ matischen Auswurfkammer 22 und dem Mikrocomputer 60 übermittelt. Ebenso gibt bei einer weiteren Ausfüh­ rungsform der Vorrichtung der Mikrocomputer 60, wenn er ermittelt, daß die Filterausnehmung die Zulässigkeits­ grenzen überschreitet, auf eine später zu beschreibende Weise Steuersignale an die Stabherstellungsvorrichtung 64 ab, um diese Vorrichtung zu regulieren, z.B. durch Verändern der dem Strang zugeführten Spannung.

Das Kernstück des hier beschriebenen Steuersystems ist der Mikrocomputer 60, der in Fig. 7 zusammen mit seinem Hauptspeicher gezeigt ist. Der Mikrocomputer 60 kann beispielsweise ein COMPAQ-Computer sein. Wie dem Fach­ mann ersichtlich ist, kann jeder beliebige handelsübli­ che Mikroprozessor die von der Vorrichtung verlangten Funktionen durchführen.

Dem Mikrocomputer 60 ist ein Drucker 62 zugeordnet, der die für die Testeinheiten errechneten Daten zur Länge der Ausnehmung ausdruckt. Ferner weist das System eine CRT-Anzeige- und Tastatureinheit 61 auf. Die Anzeige­ vorrichtung dient zum optischen Anzeigen der Befehle der Bedienungsperson auf eine später zu erläuternde Weise. Alternativ zum Ausdrucken der Daten zur Länge der Ausnehmung können diese Daten auch auf der CRT-An­ zeige 61 angezeigt werden. Zusätzlich enthält die Ta­ statur mindestens eine Steuertaste, mittels derer der Bediener den Ablauf zum Messen der Filterstabausnehmung initieren kann.

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm des Arbeitsablaufs des Mikrocomputers 60 beim Steuern des Ausnehmungsmeßsy­ stems. Bei dem in diesem Flußdiagramm gezeigten Ar­ beitsablauf werden die Zigarettenfilter manuell in die Meßvorrichtung gemäß Fig. 5 und 6 eingegeben bzw. die­ sem entnommen. Wie für den Fachmann zu erkennen ist, kann der Mikrocomputer 60 auch verwendet werden, um ein Steuersignal zum Betätigen des Rotationsbehälters zu erzeugen, so daß dieser der Gleitrutsche 21 automatisch einen Filterstab zuführt, und um das Auswurfsignal zu erzeugen, das die pneumatische Auswurfkammer 22 wie im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben steuert.

Nachdem die Stromzufuhr des Meßsystems eingeschaltet worden ist (Schritt 200), wird die Bedienungsperson zum Initialisieren des Systems aufgefordert, so daß die Ausnehmungslängemessungen durchgeführt werden können (202). Die Eingabe durch den Bediener kann Eingabebe­ fehle vom bloßen Einführen eines Filterstabs in die Gleitrutsche 21 bis zum Eingeben von Daten zu bestimm­ ten Betriebsparametern der Vorrichtung umfassen. Bei­ spielsweise kann der Bediener die Möglichkeit haben, den Abstand einzugeben, um den der Sensor 10 bei jedem dem Schrittmotor übermittelten Impuls bewegt werden soll, z.B. 0,00254 cm. Zusätzlich lassen sich Daten zum Bewegungsbereich des Sensors eingeben, der z.B. 1,27 cm betragen kann. Auch die Bewegungsgeschwindigkeit über diesen Bereich läßt sich eingeben, z.B. 5 Sekunden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform werden derartige Parameter programmiert und müssen nicht einzeln vom Bediener eingegeben werden. Der Bediener wird jedoch aufgefordert, die Zahl der gewünschten Wiederholungs­ tests für einen bestimmte Filterstab einzugeben, so daß der Bediener die Präzision des Systembetriebs testen kann. Der Initialisierungsablauf zum Testen einer neuen Probe umfaßt auch das Löschen der während vorheriger Testabläufe in den Registern des Computers gespeicher­ ten Daten.

Nachdem das System initialisiert worden ist, bringt der Mikroprozessor den Schrittmotor in "Nullstellung", um zu gewährleisten, daß sich der Motor in seiner unter­ sten Position befindet (204). Da das System möglicher­ weise zuvor abgeschaltet worden ist, während sich der Motor in seiner obersten Position befand, müssen dem Schrittmotor 38 während einer neuen Probenmeßfolge ge­ nügend Impulse zugeführt werden, um sicherzustellen, daß er bei Beginn eines Testes die unterste Position einnimmt.

Nachdem der Schrittmotor in seine unterste Position gebracht worden ist, tastet der Mikrocomputer 60 seinen mit der Tastatur 61 verbundenen Eingang ab, um festzu­ stellen, ob die Bedienungsperson ein Signal zum "Start" der Meßfolge eigegeben hat (206). Wenn ein derartiges Signal nicht eingegeben worden ist, fährt der Prozessor fort, den Tastatureingang abzutasten, bis ein Startsig­ nal empfangen wird.

Wenn ein Startsignal eingeht, wird dem Schrittmotor 38 über die Steuereinheit 54 ein Impuls übermittelt (208). Nachdem der Motor 38 den Schrittimpuls empfangen hat, wartet der Mikrocomputer (210), bis der Motor den Sen­ sor um den gewünschten Betrag von 0,00254 cm bewegt hat. Diese Zeitverzögerung richtet sich selbstverständ­ lich nach der programmierten Bewegungsgeschwindigkeit.

Wenn der Sensor sich um den gewünschten inkrementalen Abstand bewegt hat, werden die Sensorausgangsspannung und der entsprechende Abstandswert über die Mikrocom­ puterschnittstellenkarte 56 im Computerspeicher ge­ speichert (212). Da jeder dem Schrittmotor 38 übermit­ telte Impuls veranlaßt, daß der Schrittmotor die Sonde um einen vorbestimmten Betrag bewegt, z.B. 0,00254 cm, läßt sich der gespeicherte Abstand anhand der Anzahl der dem Schrittmotor übermittelten Schrittimpulse leicht feststellen. Wenn man annimmt, daß der Schritt­ motor um Inkrementalbeträge von 0,00254 cm bewegt wird und sich zu Testbeginn an der untersten Position befin­ det, hat sich der Schrittmotor nach dem Erzeugen von Tausend Schrittimpulsen um 2,54 cm (1 Inch) aufwärts bewegt.

Anschließend wird überprüft, ob der Schrittmotor die oberste Position erreicht hat (214). Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Schrittmotor nochmals inkremen­ tal bewegt (208), weitere Werte werden gespeichert und der Arbeitsablauf der Schritte 208-214 wird wieder­ holt, bis der Motor die obere Grenzposition erreicht hat.

Nachdem der Schrittmotor die obere Grenzposition einge­ nommen hat, bestimmt der Computer den Abstand, bei dem der höchste Signalwert vom Sensor eingegangen ist, und anschließend wird die Ausnehmung errechnet, indem die gespeicherten Daten analysiert werden und das im Zusam­ menhang mit Fig. 2B und 2C beschriebene Verfahren an­ gewandt wird. Dies bedeutet, kurz wiederholt, daß der Mikrocomputer 60 anfangs eine keine Ausnehmung aufwei­ sende Filterattrappe analysiert, der sich in einem fe­ sten Abstand D von einem festen vorbestimmten Referenz­ punkt befindet (wie durch den Abstand zwischen der un­ tersten und der obersten Grenze der Meßeinrichtung be­ stimmt). Dann wird der Sensor 10 wie beschrieben durch den Schrittmotor 38 von der obersten bis zur untersten Grenze zur Filterattrappe vorgerückt; dies geschieht inkremental um 0,00254 cm pro Schritt.

Die Trennabstände und die zugehörigen Ausgangsspannun­ gen werden in dem Speicher des Computers 60 derart ge­ speichert, daß sie in Fig. 3F gezeigten die X- und Y- Koordinaten repräsentieren. Auf eine noch zu beschrei­ bende Weise analysiert der Computer mindestens einen Teil der durch derartige Koordinaten gebildeten Kurve, um die Koordinaten des höchsten Kurvenpunktes oder Wen­ depunktes zu bestimmen. Die Koordinaten dieses Wende­ punktes (D 1, Y 1) werden im Speicher gespeichert.

Anschließend wird der zu testende Filter eingeführt, und die genannten Schritte werden widerholt. Dann wer­ den die Koordinaten des Wendepunktes für den Testfilter errechnet. Auch diese Koordinaten (D 2, Y 2) werden im Computerspeicher gespeichert. Der zu errechnende Betrag D2 minus D1 der jeweiligen X-Koordinatenwerte gleicht der Länge der Ausnehmung (216).

Um den höchsten oder Wendepunkt der Kurve zu bestimmen (zum Errechnen der Ausnehmungslänge in Schritt 216), wird, während der Schrittmotor 38 bewegt wird, im Spei­ cher des Computers 60 eine Koordinatentafel gebildet, in der bei vorbestimmten Inkrementalbeträgen (z.B. 0,00254 cm) jedem Trennabstand die entsprechende Sen­ sorausgangsspannung zugeordnet ist. Diese Tabelle wird anschließend abgetastet, um die höchste aufgezeichnete Sensorausgangsspannung zu ermitteln. Die Daten werden dann nur an den Punkten analysiert, die nahe an diesem Höchstwert liegen (z.B. an Datenpunkten innerhalb eines Bereiches von ± 20% des Höchstwertes).

Die durch diese begrenzte Gruppe von Koordinatendaten gebildete Kurve wird als quadratische Funktion ausge­ drückt. Somit wird angenommen, daß die eine derartige Kurve bildenden X- und Y-Koordinaten definiert werden durch die Gleichung

Y = ax² + bx + c.

Die Werte a, b und C werden für eine vorbestimmte Anzahl von Koordinaten innerhalb der begrenzten Daten­ gruppe bestimmt, um die durch die begrenzte Datengruppe bestimmte quadratische Gleichung vollständig zu defi­ nieren. Anschließend wird die erste Ableitung gebildet und gleich null gesetzt, um dadurch die Koordinaten des höchsten Punktes zu bestimmen, die, wie zuvor erläu­ tert, zum Errechnen der Ausnehmungslänge verwendet wer­ den. Für den Fachmann ist jedoch ersichtlich, daß, ob­ wohl dieses Verfahren präzise Ergebnisse beim Messen der Ausnehmung erbracht hat, auch andere polynomische Kurvenanpassungsverfahren verwendet werden können, um den Höchstpunkt zu bestimmen.

Gemäß Fig. 8 läßt der Mikrocomputer 60 nach dem Errech­ nen der Ausnehmungslänge diese Ausnehmungslänge aus­ drucken oder zeigt diesen Wert auf der optischen Anzei­ gevorrichtung des Computers an (218).

Nach dem Ausdrucken oder Anzeigen der gewünschten In­ formation für den Bediener stellt der Mikrocomputer 60 fest, ob der Arbeitsablauf beendet werden soll oder nicht; dies erfolgt in Abhängigkeit davon, ob die letz­ te zur Messung vorgesehene Testeinheit erreicht wurde oder nicht (220). Wenn noch weitere Testeinheiten ge­ messen werden müssen, wird der Schrittmotor wie be­ schrieben in die unterste Position zurückbewegt (224).

Anschließend wird überprüft, ob die Bedienungsperson bei Schritt (202) veranlaßt hat, daß das automatische Neutesten einer zuvor getesteten Testeinheit erfolgen soll (226), und wenn dies der Fall ist, wird der Schrittmotor inkrementiert und die Testeinheit erneut getestet. Wenn der Test bei Schritt (226) anzeigt, daß kein automatisches Neutesten erfolgen soll, rückt der Arbeistablauf zurück auf Schritt (202). Wenn bei Schritt (220) festgestellt wird, daß keine weiteren Testeinheiten zu testen sind, wird der Arbeitsablauf bei (222) beendet.

Der Mikrocomputer 60 gibt ein Signal, welches anzeigt, ob sich die errechnete Ausnehmungslänge außerhalb eines gewünschten Zulässigkeitsbereiches befindet. Wenn dies der Fall ist, läßt sich der Mikrocomputer 60 verwenden, um die Stabherstellungsvorrichtung 64 derart zu steu­ ern, daß die Ausnehmungslänge wieder in den Zulässig­ keitsbereich gelangt. Dieser Vorgang soll im folgenden kurz beschrieben werden.

Wie bereits im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben wurde, weist die Länge der Ausnehmung auf die Eigenschaften des Zigarettenfilterstranges hin. Zigarettenfilterstäbe werden zum Teil dadurch herge­ stellt, daß man den Zigarettenfilterstrang unter Zug­ kraft spannt und das Strangmaterial mit einer Papier­ hülle umwickelt. Je mehr Zugspannung auf die Fasern des Strangmaterials einwirkt, um so größer fällt die Aus­ nehmung aus, wenn der umwickelte Strang zu Stäben zer­ schnitten wird. In ähnlicher Weise wird die Anordnung der Strangmaterialfasern umso mehr komprimiert, je mehr Spannung zugeführt wird. Je mehr die Fasern komprimiert werden, umso schwieriger wird beim Rauchen der Zigaret­ te das Ansaugen durch den Filter. Somit ist die Filter­ ausnehmung nicht nur aufschlußreich für die Eigenschaf­ ten des Zigarettenstrangs, sondern gibt auch Aufschluß über den Betrag der Spannung, der das Strangmaterial ausgesetzt worden ist.

Bei einer typischen Filterstabherstellungsmaschine wird die auf den Zigarettenfilterstrang einwirkende Spannung durch Verändern des Geschwindigkeitsunterschiedes zwi­ schen zwei Sätzen von Strangziehwalzen gesteuert. Dies bedeutet, daß, wenn die beiden Sätze von Walzen mit gleicher Geschwindigkeit an dem Strang ziehen, die auf den Strang einwirkende Spannung vernachlässigbar ist. Den einzelnen unterschieden der Walzengeschwindigkeiten lassen sich jeweils zwei Spannungskräfte zuordnen. In ähnlicher Weise lassen sich derartige Spannungen empi­ risch bestimmten Ausnehmungslängen zuordnen, die sich aus den zugeführten Spannungen ergeben. Durch Speichern derartiger empirisch bestimmter Daten im Speicher des Mikrocomputers 60 lassen sich, wenn festgestellt wird, daß eine errechnete Ausnehmungslänge außerhalb der Zu­ lässigkeitsgrenzen liegt, durch einen einfachen Tabel­ lenablesvorgang Arbeitswalzengeschwindigkeits-Steuer­ signale erzeugen, die die Spannung in der Filterstab­ herstellungsvorrichtung derart regulieren, daß die Tiefe der Filterausnehmung innerhalb der zulässigen Grenzen liegt.

Claims (37)

1. Meßvorrichtung für Ausnehmungen in Zigarettenfilter­ stäben, zum automatischen Bestimmen der Tiefe der Aus­ nehmung eines Zigarettenfilterstabs, wobei der Zigaret­ tenfilterstab ein Zigarettenfilter aufweist, das inner­ halb eines Endes einer Zigarettenhülle zurückgesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Halteeinrichtung (18, 20, 23) den Zigarettenfilter­ stab (2) derart hält, daß das die Ausnehmung aufweisen­ de Filterende (6) freiliegt;
eine in der Nähe der Halteeinrichtung (18, 20, 23) ange­ ordnete berührungslos arbeitende Sensoreinrichtung (10) Daten erzeugt, die die Tiefe der Ausnehmung repräsen­ tieren;
eine mit der Sensoreinrichtung (10) gekoppelte Steuer­ einrichtung (60) die Daten von der Sensoreinrichtung (10) empfängt und die Tiefe der Filterstabausnehmung errechnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung in der Nähe der Halteeinrich­ tung (18, 20, 23) eine Lichtsignalquelle, die Licht auf einen vorbestimmten Bereich des zurückgesetzten Filter­ endes (6) auftreffen läßt, und einen Detektor aufweist, der einen reflektierten Teil des auftreffenden Lichtes aufnimmt und mißt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteeinrichtung (18, 20, 23) und/oder die Sensoreinrichtung (10) eine Antriebseinrichtung (38) aufweist, die den Trennabstand zwischen der Sen­ soreinrichtung (10) und dem zurückgesetzten Filterende (6) steuerbar verändert.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (10) koaxial längs der Längsachse des Zigarettenfilterstabs (2) angeordnet ist und die steuerbare Antriebseinrich­ tung eine Einrichtung (38) aufweist, die den Trennab­ stand zwischen dem Sensor (10) und der Zigarettenfil­ terstab (2) längs der Längsachse des Zigarettenfilter­ stabs (2) verändert.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Eingabeeinrichtung (21) einen Filterstab (2) aufnimmt und den Filterstab zur Halteeinrichtung (18, 20, 23) gleiten läßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung eine Gleitrutsche (21) auf­ weist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (18, 20, 23) mit der Eingabeeinrichtung (21) gekoppelt ist und eine Anschlageinrichtung (23) für das Filterstabende aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Auswurfeinrichtung (22) mit der Halteeinrichtung (18, 20, 23) verbunden und mit der Steuereinrichtung (60) gekoppelt ist, wobei die Auswurfeinrichtung (22) nach Empfang eines Steuersig­ nals von der Steuereinrichtung (60) einen Filterstab (2) aus der Halteeinrichtung (18, 20, 23) auswirft.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswurfeinrichtung eine pneumatische Auswurf­ kammer (22) zum Aufnehmen eines Filterstabauswurf- Fluids aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebseinrichtung einen Schrittmotor (38) aufweist, welcher derart auf die Steuersignale von der Steuereinrichtung (60) anspricht, daß er den Trenn­ abstand zwischen der Sensoreinrichtung (10) und der Halteeinrichtung (18, 20, 23) verändert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß mit dem Schrittmotor (38) eine Gleiteinrich­ tung (32) gekoppelt ist, durch die sich die Sensorein­ richtung (10) um einen Abstand bewegen läßt, der dem Abstand gleicht, um den die Gleiteinrichtung (32) von dem Schrittmotor (38) bewegt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Behältereinrichtung (66) derart auf ein Signal von der Steuereinrichtung (60) anspricht, daß sie der Aufnahmeeinrichtung (21) einen Filterstab (2) zuführt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Schnittstelleneinrich­ tung (56) die Daten von der Sensoreinrichtung (10) em­ pfängt und die Steuereinrichtung eine Datenverarbei­ tungseinrichtung (60) aufweist, die mit der Schnitt­ stelleneinrichtung (56) gekoppelt ist und auf die Daten von der Sensoreinrichtung (10) derart anspricht, daß sie die Tiefe der Ausnehmung errechnet.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß
die Sensoreinrichtung in der Nähe der Halteeinrichtung (18, 20, 23) eine Lichtsignalquelle, die Licht auf einen vorbestimmten Bereich des zurückgesetzten Filterendes (6) auftreffen läßt, und einen Detektor aufweist, der einen reflektierten Teil des auftreffenden Lichtes auf­ nimmt und mißt;
daß die Halteeinrichtung (18, 20, 23) und/oder die Licht­ signalquellen- und Detektoreinrichtung eine Antriebs­ einrichtung (38) aufweist, die den Trennabstand zwi­ schen der Lichtsignalquellen- und Detektoreinrichtung und dem zurückgesetzten Filterende (6) steuerbar ver­ ändert;
und daß die Steuereinrichtung eine Datenverarbeitungs­ einrichtung (60) aufweist, die denjenigen Betrag des Trennabstandes errechnet, der einem ermittelten Höchst­ wert des reflektierten Lichtes entspricht.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß
die Datenverarbeitungseinrichtung (60) eine Einrichtung aufweist, die mehrere Sensorausgangssignale mit ver­ schiedenen Werten speichert und die Ausgangssignale entsprechenden Trennabständen zwischen einem Referenz­ punkt und dem zurückgesetzten Filter zuordnet;
daß die Datenverarbeitungseinrichtung (60) eine Ein­ richtung aufweist, die die gespeicherten Ausgangssig­ nale abtastet, um das Ausgangssignal mit dem größten Wert zu bestimmen,
und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Aus­ gangssignal mit dem größten Wert und Ausgangssignale mit diesem Wert nahekommenden Werten sowie entsprechen­ de Trennabstände analysiert, um den Trennabstand zu bestimmen, der dem höchsten Wert des reflektierten Lichtes entspricht, welcher durch eine aufgrund der analysierten Werte gebildeten Kurve definiert wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kurve durch die Ausgangssignale als Funk­ tion entsprechender Trennabstände definiert ist und als quadratische Gleichung ausgedrückt wird, und daß die Datenverarbeitungseinrichtung (60) eine Einrichtung aufweist, die aufgrund dieses mathematischen Ausdrucks die Ausnehmungstiefe bestimmt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebseinrichtung (38) derart auf Steu­ ersignale von der Steuereinrichtung (60) anspricht, daß sie die Sensoreinrichtung (10) und/oder die Halteein­ richtung (18, 20, 23) in inkrementalen Schritten im Be­ reich von 0,00254 cm bewegt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß
eine Filterstabherstellungseinrichtung (64) vorgesehen ist und die Steuereinrichtung (60) mit der Filterstab­ herstellungseinrichtung (64) gekoppelt ist und eine Einrichtung aufweist, die der Filterstabherstellungs­ einrichtung (64) als Antwort darauf, daß die Filter­ ausnehmungstiefe außerhalb des Zulässigkeitsbereiches gelangt, ein Betriebsparameterveränderungssignal über­ mittelt;
und daß die Filterstabherstellungseinrichtung (64) eine Einrichtung aufweist, die derart auf das Betriebspara­ meterveränderungssignal reagiert, daß sie die Arbeits­ weise der Filterstabherstellungseinrichtung (64) verän­ dert.

19. Verfahren zum automatischen Bestimmen der Tiefe der Ausnehmung eines Zigarettenfilterstabs, wobei der Ziga­ rettenfilterstab ein Zigarettenfilter aufweist, das innerhalb eines Endes einer Zigarettenhülle zurückge­ setzt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Anordnen des Zigarettenfilterstabs in einer Halteein­ richtung (18, 20, 23), derart, daß mindestens das die Ausnehmung aufweisende Filterende (6) freiliegt;
Erzeugen von Daten zum Repräsentieren der Ausnehmungs­ tiefe durch Anordnen einer berührungslos arbeitenden Sensoreinrichtung (10) in der Nähe der Halteeinrichtung (18, 20, 23); und
Bestimmen der Tiefe der Filterstabausnehmung aufgrund der von der Sensoreinrichtung erzeugten Daten mittels einer Steuereinrichtung (60), die mit der Sensorein­ richtung (10) gekoppelt ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt des Erzeugens der Daten in der Nähe der Halteeinrichtung (18, 20, 23) eine Lichtsignalquel­ len- und Detektoreinrichtung angeordnet wird, die Licht auf einen vorbestimmten Bereich des zurückgesetzten Filterendes (6) auftreffen läßt und einen reflektierten Teil des auftreffenden Lichtes aufnimmt und mißt.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trennabstand zwischen der Sensorein­ richtung (10) und dem zurückgesetzten Filterende (6) steuerbar verändert wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (10) koaxial längs der Längsachse des Zigarettenfilterstabs (2) angeordnet wird und bei dem Schritt des steuerbaren Veränderns der Trennabstand zwischen dem Sensor (10) und dem Zigarettenfilterstab (2) längs der Längsachse des Zigarettenfilterstabs (2) verändert wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß
bei dem Schritt des Anordnens des Zigarettenfilters eine Filterattrappe mit einer bekannten vorbestimmten Ausnehmungstiefe und anschließend ein Filterstab (2) mit einer unbekannten Ausnehmungstiefe in der Halte­ einrichtung (18, 20, 23) angeordnet wird und die Daten der Filterattrappe mit der bekannten vorbestimmten Aus­ nehmungstiefe und des Filterstabs (2) mit der unbekann­ ten Ausnehmungstiefe gespeichert werden;
und daß bei dem Schritt zum Bestimmen der Tiefe die für die Filterattrappe gespeicherten Daten zum Errechnen der Ausnehmungstiefe des Filterstabs (2) mit der unbe­ kannten Ausnehmungsvertiefung verwendet werden.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, da­ durch gekennzeichnet, daß der Filterstab (2) in eine Aufnahmeeinrichtung (21) eingeführt wird und zu einer Meßstation (10) hin gleitet, bis das zurückgesetzte Filterstabende (6) gegen eine Anschlageinrichtung (23) in der Halteeinrichtung (18, 20, 23) stößt.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß der Filterstab (2) nach Ein­ gang eines Steuersignals von der Steuereinrichtung (60) aus der Halteeinrichtung (18, 20, 23) ausgeworfen wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Filterstab (2) als Ant­ wort auf ein Signal von der Steuereinrichtung (60) der Aufnahmeeinrichtung (21) zugeführt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung eine Antriebseinrichtung (38) aufweist, die mit der Halte­ einrichtung (18, 20, 23) und/oder der Lichtsignalquel­ len- und Detektoreinrichtung verbunden ist und die den Trennabstand zwischen der Lichtsignalquellen- und De­ tektoreinrichtung und dem zurückgesetzten Filterende (6) steuerbar verändert;
und daß durch die Steuereinrichtung (60) die Größe des Trennabstandes bestimmt wird, die einem ermittelten Höchstwert des reflektierten Lichtes entspricht.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, da­ durch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine Datenverarbeitungseinrich­ tung (60) mit einer Speichereinrichtung ist,
daß mehrere Sensorausgangssignale gespeichert werden und entsprechenden Trennabständen zwischen einem Re­ ferenzpunkt und dem zurückgesetzten Filterende (6) zu­ geordnet werden;
daß die gespeicherten Signale abgetastet werden, um das Ausgangssignal mit dem größten Wert zu bestimmen;
daß das Ausgangssignal mit dem größten Wert und Aus­ gangssignale mit diesem Wert nahekommenden Werten sowie entsprechende Trennabstände analysiert werden, um den Trennabstand zu bestimmen, der dem höchsten Wert des reflektierten Lichtes entspricht, welcher durch eine aufgrund der analysierten Werte gebildeten Kurve defi­ niert wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kurve durch die Beträge der Ausgangssignale als Funktion von Trennabständen definiert ist und als quadratische Gleichung ausge­ drückt wird, und aufgrund dieses mathematischen Aus­ drucks die Ausnehmungstiefe bestimmt wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29, da­ durch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt des steuer­ baren Veränderns eine derartige Reaktion auf Steuersig­ nale von der Steuereinrichtung (60) erfolgt, daß die Sensoreinrichtung (10) und/oder die Halteeinrichtung (18, 20, 23) in inkrementalen Schritten im Bereich von 0,00254 cm bewegt wird.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 30, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (60) mit einer Filterstabherstel­ lungseinrichtung (64) gekoppelt ist und die folgenden Verfahrenschritte vorgesehen sind:
Übermitteln eines Betriebsparameterveränderungssignals an die Filterstabherstellungseinrichtung (64) als Ant­ wort darauf, daß die Filterausnehmungstiefe außerhalb des Zulässigkeitsbereiches gelangt; und
Verändern der Arbeitsweise der Filterstabherstellungs­ einrichtung (64) als Antwort auf das Betriebsparameter­ veränderungssignal.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 31, da­ durch gekennzeichnet, daß als Antwort auf das Verände­ rungssignal die dem Zigarettenfilterstabmaterial in der Filterstabherstellungseinrichtung (64) zugeführte Span­ nung verändert wird.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 32, da­ durch gekennzeichnet, daß die Filterstabherstellungs­ einrichtung (64) mehrere Walzen zum Ausüben einer Zug­ kraft auf das Zigarettenfilterstrangmaterial (4) auf­ weist und die Geschwindigkeit der Walzen im Verhältnis zueinander als Antwort auf das Veränderungssignal ver­ ändert wird.

34. Meßvorrichtung für Ausnehmungen in Zigarettenfil­ terstäben, zum automatischen Bestimmen der Tiefe der Ausnehmung eines Zigarettenfilterstabs, wobei der Ziga­ rettenfilterstab ein Zigarettenfilter aufweist, das innerhalb eines Endes einer Zigarettenhülle zurückge­ setzt ist, gekennzeichnet durch
eine Halteeinrichtung (18, 20, 23), die den Zigaretten­ filterstab derart hält, daß mindestens das die Ausneh­ mung aufweisende Filterende (6) freiliegt;
eine Lichtsignalquellen- und Detektoreinrichtung, die Licht auf einen vorbestimmten Bereich des zurückgesetz­ ten Filterendes (6) auftreffen läßt und einen reflek­ tierten Teil des auftreffenden Lichtes aufnimmt und mißt;
eine Antriebseinrichtung (38), die mit der Halteein­ richtung (18, 20, 23) und/oder der Lichtsignalquellen- und Detektoreinrichtung verbunden ist und die den Trennabstand zwischen der Lichtsignalquellen- und De­ tektoreinrichtung und dem zurückgesetzten Filterende (6) steuerbar verändert; und
eine Steuereinrichtung (60), die mit der Lichtsignal­ quellen- und Detektoreinrichtung und der Antriebsein­ richtung (38) verbunden ist und denjenigen Betrag des Trennabstandes errechnet, der einem ermittelten Höchst­ wert des reflektierten Lichtes entspricht, so daß der Betrag der Tiefe der Ausnehmung in bezug auf den Ziga­ rettenfilterstab ermittelt wird.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lichtsignalquellen- und Detektoreinrich­ tung koaxial längs der Längsachse des Zigarettenfilter­ stabs (2) angeordnet ist und die steuerbare Antriebs­ einrichtung eine Einrichtung (38) aufweist, die den Trennabstand zwischen dem Sensor (10) und dem Zigaret­ tenfilterstab (2) längs der Längsachse des Zigaretten­ filterstabs (2) verändert.

36. Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Auswurfeinrichtung (22) mit der Halteeinrichtung (18, 20, 23) verbunden und mit der Steu­ ereinrichtung (60) gekoppelt ist, wobei die Auswurfein­ richtung (22) nach Empfang eines Steuersignals von der Steuereinrichtung (60) einen Filterstab (2) aus der Halteeinrichtung (18, 20, 23) auswirft.

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswurfeinrichtung eine pneumatische Auswurfkammer (22) zum Aufnehmen eines Filterstabauswurf-Fluids aufweist.