DE3917606A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zigaretten - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zigarettenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Ziga
retten, bei dem Tabakfasern auf einem Strangförderer zusammen
geführt werden und ein bewegter Tabakstrang gebildet wird, vom
Tabakstrang überschüssige Fasern abgenommen werden, der Tabak
strang mit einem Hüllmaterialstreifen umhüllt wird und der um
hüllte Tabakstrang zu Zigaretten verarbeitet wird.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen
von Zigaretten mit einem umlaufenden Strangförderer, einer
Strangaufbaueinrichtung zum Zuführen von Tabakfasern und zum
Bilden eines bewegten Tabakstrangs auf dem Strangförderer,
einer Überschußabnahmeeinrichtung zum Abnehmen überschüssiger
Fasern vom Tabakstrang, einer Formateinrichtung zum Umhüllen
des Tabakstrangs mit einem Hüllmaterialstreifen und Mitteln zum
Verarbeiten des umhüllten Tabakstrangs zu Zigaretten.
Es liegt im Bestreben der Zigarettenhersteller, Produkte mög
lichst gleichbleibender Qualität zu erzeugen. Dabei wird beson
derer Wert auf die Einhaltung spezieller charakteristischer
Eigenschaften der Zigaretten gelegt, die einerseits die Qualität
der Zigaretten in den Augen des Rauchers bestimmen und die
andererseits aufgrund gesetzlicher Vorgaben wichtig sind. In
den Augen des Rauchers sind insbesondere die Zigarettenhärte
und ihr Zugwiderstand qualitätsbestimmend. Aufgrund gesetzlicher
Vorgaben sind die Gehalte bestimmter Inhaltsstoffe von Inter
esse, nämlich insbesondere der Gehalt von Nikotin und Kondensat
(Teer) im Rauch sowie in einigen Ländern auch der CO-Gehalt,
deren Höchstwerte auf den Packungen deklariert sein müssen.
Bekannt und in der Praxis üblich ist es, die Dichte des Tabak
strangs und damit des Zigarettengewichts konstant zu regeln,
indem die Überschußabnahme entsprechend gewonnener Dichtemeß
werte gesteuert wird. Die Vorhersage weiterer Strang- oder
Zigaretteneigenschaften, insbesondere der Menge der obengenann
ten Inhaltsstoffe, war bisher nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die
Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu verbessern und
weiterzuentwickeln. Insbesondere soll die Vorhersage der Werte
ausgewählter Zigaretteneigenschaften während des Produktions
prozesses sowie ihre Regelung ermöglicht werden. Darüberhinaus
soll eine möglichst selbsttätige Optimierung der Werte der
ausgewählten Zigaretteneigenschaften erreicht werden.
Bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird diese
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichte des
Tabakstrangs und eine weitere Eigenschaft des Tabaks oder des
Tabakstrangs gemessen werden und daß in Abhängigkeit von den
Meßwerten der Dichte und der weiteren Eigenschaft die Werte
wenigstens einer ausgewählten Zigaretteneigenschaft bestimmt
und entsprechende Istwertsignale erzeugt werden. Das Verfahren
nach der Erfindung ermöglicht es also, aus der gemessenen Dichte
des Tabakstrangs und einer gemessenen weiteren Eigenschaft des
Tabaks oder des Tabakstrangs auf ausgewählte Zigaretteneigen
schaften zu schließen, zu denen der Zugwiderstand, die Abbrenn
zeit, der Nikotingehalt, der Kondensatgehalt (Teer), der Kohlen
monoxydgehalt und die Zigarettenhärte gehören. Die ermittelten
Werte der ausgewählten Zigaretteneigenschaften können in einem
Display angezeigt werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung ist aber vorgesehen, daß in Abhängigkeit von den
Istwertsignalen ein wenigstens eine Strangeigenschaft beeinflus
sendes Betätigungsmittel im Sinne der Einhaltung vorgegebener
Werte wenigstens einer der ausgewählten Zigaretteneigenschaften
gesteuert wird. In Fortführung der Erfindung werden die die
Werte der ausgewählten Zigaretteneigenschaften repräsentierenden
Istwertsignale mittels einen gesetzmäßigen Zusammenhang zwi
schen den Meßgrößen und den Werten der ausgewählten Zigaretten
eigenschaften darstellender, in der Steuerung gespeicherter
Funktionsgleichungen aus den Meßwerten der Dichte und der weite
teren Eigenschaft gebildet. Hiernach können gemäß der Erfindung
die Zigarettenhärte, den Zugwiderstand, die Abbrennzeit, den
Nikotingehalt, den Kondensatgehalt (Teer) und/oder den Kohlen
monoxydgehalt repräsentierende Istwertsignale erzeugt werden.
Diesem Aspekt der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß
zwischen den Meßgrößen - Dichte des Tabakstrangs und weiterer
Eigenschaft des Tabaks oder des Tabakstrangs - und den genannten
ausgewählten Zigaretteneigenschaften gesetzmäßige Zusammenhänge
bestehen, die in Funktionsgleichungen beschrieben und der Steu
erung der Maschine zugrundegelegt oder angezeigt werden können.
Für jede Tabaksorte oder -mischung werden eigene Funktionsglei
chungen gespeichert und bei der Verarbeitung des betreffenden
Tabaks der Bildung der Istwertsignale zugrundegelegt.
Eine Optimierung des Produktionsprozesses und die Gewährlei
stung besonders homogener Eigenschaften der Zigaretten wird mit
einer Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfah
rens dadurch erreicht, daß für die Werte aller ausgewählten
Zigaretteneigenschaften Sollwertbereiche vorgegeben werden und
daß in Abhängigkeit von den Meßwerten der Dichte und der weite
ren Eigenschaft das Betätigungsmittel im Sinne gleichbleibender
Zigarettenhärte gesteuert wird, solange die Istwerte der ausge
wählten Zigaretteneigenschaften in ihren vorgegebenen Sollwert
bereichen liegen. Beim Auswandern des Istwertes einer ausgewähl
ten Zigaretteneigenschaft aus seinem vorgegebenen Sollwertbe
reich wird der der Regelung der Zigarettenhärte vorgegebene
Härtesollwert im Sinne einer Rückführung des Wertes der betref
fenden ausgewählten Zigaretteneigenschaft in seinem vorgegebenen
Sollwertbereich geändert. Auf diese Weise ist jederzeit gewähr
leistet, daß die Zigaretteneigenschaften bestimmte Toleranz
grenzen nicht überschreiten. Um eine dauernde Steuerung im Sinne
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens zu ermöglichen,
werden die Strangdichte und die weitere Eigenschaft des Tabaks
bzw. des Tabakstrangs laufend on-line gemessen.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäß vor
geschlagenen Verfahrens sieht vor, daß für die ausgewählten
Zigaretteneigenschaften Sollwerte vorgegeben und entsprechende
Sollwertsignale erzeugt werden, daß die Istwertsignale mit den
jeweiligen Sollwertsignalen verglichen und den Abweichungen
entsprechende Abweichungssignale gebildet werden und daß in Ab
hängigkeit von den Abweichungssignalen ein wenigstens eine
charakteristische Strangeigenschaft beeinflussendes Betätigungs
mittel im Sinne der Einhaltung vorgegebener Werte der ausge
wählten Zigaretteneigenschaften gesteuert wird. Natürlich können
auftretende Abweichungen mit Hilfe der Abweichungssignale auch
angezeigt werden, um dem Operator die aktuelle Qualität der
produzierten Zigaretten bekanntzugeben.
In weiterer Fortführung der Erfindung werden vorzugsweise die
Abweichungssignale mehrerer ausgewählter Zigaretteneigenschaften
zu einem Steuersignal verarbeitet, und in Abhängigkeit von diesem
Steuersignal wird das wenigstens eine charakteristische Strang
eigenschaft beeinflussende Betätigungsmittel gesteuert. Hierzu
ist gemäß einer Fortführung der Erfindung vorgesehen, daß die
Abweichungssignale verschiedener ausgewählter Zigaretteneigen
schaften addiert werden und als Steuersignal ein die Summe der
Abweichungssignale repräsentierendes Summensignal gebildet wird
und daß in Abhängigkeit von diesem Summensignal das wenigstens
eine charakteristische Strangeigenschaft beeinflussende Betäti
gungsmittel gesteuert wird. Dabei wird das Betätigungsmittel
vorzugsweise so gesteuert, daß das Summensignal einen vorgege
benen Wert annimmt und beibehält. Diese erfindungsgemäß vorge
schlagenen Maßnahmen beruhen auf der Erkenntnis, daß die ausge
wählten Zigaretteneigenschaften untereinander sowie mit der
Dichte des Tabakstrangs, der Härte des Tabakstrangs oder der
hergestellten Zigaretten und der Füllkraft des Tabaks in einem
bestimmten gesetzmäßigen Zusammenhang stehen. Aus diesem Grunde
sind sowohl die Abweichungssignale selbst als auch das aus den
Abweichungssignalen gebildete Summensignal ein verläßlicher
Hinweis auf die durch die ausgewählten Zigaretteneigenschaften
repräsentierte Qualität der hergestellten Zigaretten. Das aus
den Abweichungssignalen gebildete Summensignal eignet sich also
sehr gut als Istwert für die Steuerung der Tabakstrangherstel
lung.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Verfahrens können die Abweichungssignale wenigstens einer aus
gewählten Zigaretteneigenschaft zur Gewichtung der betreffenden
ausgewählten Eigenschaft mit einem vorgegebenen Faktor multi
pliziert werden. Damit kann der Einfluß einer oder mehrerer
ausgewählten Eigenschaften auf das Summensignal verändert werden,
wenn die Bedeutung dieser Zigaretteneigenschaft für die Quali
tätsbeurteilung der Zigaretten dies erfordert.
Um eine einfache und schnelle Steuerung der Strangherstellung
zu gewährleisten, sieht die Erfindung weiter vor, daß mittels
eines Dichteregelkreises mit dem Betätigungsmittel als Stell
glied die Dichte des Tabakstrangs konstant geregelt wird und
daß der Dichteregelung die Steuerung des Betätigungsmittels in
Abhängigkeit von den Abweichungssignalen im Sinne der Einhal
tung vorgegebener Werte der ausgewählten Zigaretteneigenschaf
ten überlagert wird. Solange die Bedingungen der Strangherstel
lung konstant sind, solange also insbesondere die Füllkraft des
für die Strangherstellung verwendeten Tabaks konstant ist, wird
in gewohnter Weise die Dichte des Tabakstrangs konstant gere
gelt, wobei auch die Werte der ausgewählten Zigaretteneigen
schaften unverändert bleiben. Erst wenn sich die Bedingungen
der Strangherstellung, beispielsweise durch Änderungen der
Füllkraft des Tabaks, verändern, was bei konstanter Dichte zu
veränderten Werten der ausgewählten Zigaretteneigenschaften
führen würde, wird dann der Dichteregelung die Steuerung des
Betätigungsmittels in Abhängigkeit von den Abweichungssignalen
überlagert.
Als weitere Eigenschaft kann die Füllkraft des Tabaks gemessen
werden. Gemäß der Erfindung ist aber auch vorgesehen, daß als
weitere Eigenschaft die Härte des umhüllten Tabakstrangs und/
oder der davon abgetrennten Strangabschnitte gemessen werden
kann.
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens nach der
Erfindung ist vorgesehen, daß die Dichte des Tabakstrangs sowie
die Härte des Tabakstrangs oder der vom Strang abgetrennten
Strangabschnitte gemessen und entsprechende Dichte- und Härte
signale gebildet werden, daß aus den Dichte- und Härtesignalen
die Füllkraft des Tabaks errechnet wird und entsprechende Füll
kraftsignale erzeugt werden und daß aus den Füllkraft- und
Dichtesignalen die Istwerte der ausgewählten Zigaretteneigen
schaften ermittelt und entsprechende Istwertsignale erzeugt
werden. Diese Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung
macht sich die Tatsache zunutze, daß zwischen der Dichte des
Tabakstrangs, seiner Härte und der Füllkraft des Tabaks ein
gesetzmäßiger und formelmäßig erfaßbarer Zusammenhang besteht.
Durch die Verwendung der aus den Dichte- und Härtemeßwerten
errechneten Füllkraftsignale für die Bildung der Istwertsignale
der ausgewählten Zigaretteneigenschaften ist gewährleistet, daß
korrekte Füllkraftsignale in die Bildung der Istwertsignale
eingehen weil sich das Füllkraftsignal nicht ändert, wenn eine
gemessene Härteänderung nur auf einer Dichteänderung beruht,
nicht aber von sich ändernder Füllkraft des Tabaks verursacht
ist. Aus diesem Grund ergeben sich realistische Istwertsignale
der ausgewählten Zigaretteneigenschaften.
Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird die
erfindungsgemäß gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß Dichte
meßmittel zur Messung der Dichte des Tabakstrangs und zur Erzeu
gung entsprechender Dichtesignale und weitere Meßmittel zur
Messung einer weiteren Eigenschaft des Tabaks oder des Tabak
strangs und zur Erzeugung entsprechender weiterer Meßsignale
vorgesehen sind und daß das Dichtemeßmittel und das weitere
Meßmittel an eine Steueranordnung mit einem Istwertgeber zum
Erzeugen von die Größe ausgewählter Zigaretteneigenschaften
repräsentierenden Istwertsignalen in Abhängigkeit von den Dichte
signalen und den weiteren Signalen angeschlossen sind. Erfinde
rische Weiterbildungen und Fortführungen und zweckmäßige Ausge
staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 15 bis 29
enthalten.
Die Erfindung bietet den besonderen Vorteil, daß schon während
des Herstellungsprozesses ausgewählte Eigenschaften der Zigaret
ten aufgrund der Messung bestimmter Tabak- und Strangeigen
schaften vorherbestimmt werden können. Die Messung der Dichte
des Tabakstrangs und einer weiteren Eigenschaft des Tabakstrangs
oder des Tabaks genügt gemäß der Erfindung, um eine zuverlässige
Aussage über die Härte und den Zugwiderstand der hergestellten
Zigaretten sowie über die Menge des in den Zigaretten bzw. im
Zigarettenrauch enthaltenen Nikotins, Kohlenmonoxyds und
Kondensats zu gewinnen. Damit bietet die Erfindung erstmals die
Möglichkeit, die Zigarettenherstellung im Sinne der Einhaltung
vorgegebener Werte dieser Zigaretteneigenschaften zu optimieren,
wobei Zigaretten produziert werden können, die den Anforderun
gen hinsichtlich aller ausgewählter Zigaretteneigenschaften
optimal entsprechen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Herstellen
von Zigaretten in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine schematische Blockdarstellung der Steueranord
nung und
Fig. 3 ein Balkendiagramm der prozentualen Abweichungen
der Istwerte von den vorgegebenen Sollwerten
ausgewählter Zigaretteneigenschaften.
In Fig. 1 ist mit 1 eine mit einer Filteransetzmaschine 2 gekop
pelte Zigarettenstrangmaschine bezeichnet, die in einer Grund
rißdarstellung schematisch angedeutet ist. Die Darstellung ist
nicht maßstabsgerecht. Der Zigarettenstrangmaschine ist ein
Verteiler 3 vorgeschaltet, der in bekannter Weise zum Zuführen
von Tabakfasern und zum Bilden eines bewegten Tabakstrangs auf
einem in der Zeichnung nicht gezeigten Strangförderer dient.
Die Zigarettenstrangmaschine 1 kann eine Maschine vom Typ
PROTOS der Anmelderin sein. Als Filteransetzmaschine 2 kann
eine Maschine vom Typ MAX der Anmelderin dienen. Als Verteiler
3 kommt eine Maschine vom Typ VE der Anmelderin in Frage. Dem
Verteiler 3 ist über eine pneumatische Zuführleitung 6 eine
Beschickungseinrichtung 4, beispielsweise vom Typ KAB der An
melderin, vorgeschaltet. Der Beschickungseinrichtung 4 wird der
Tabak über eine Fördereinrichtung 7 aus einem Tabakvorrat 8
zugeführt.
Als Fördereinrichtung 7 kommt ein Bandförderer in Frage, auf dem
der geschnittene und aufbereitete Tabak zur Beschickungsein
richtung 4 gefördert wird. Der Fördereinrichtung 7 ist ein Füll
kraftmeßmittel 9 zugeordnet, das die Füllkraft des auf der För
dereinrichtung transportierten Tabaks bestimmt. Ein Füllkraft
meßmittel, das hier eingesetzt werden kann, ist beispielsweise
in der US-PS 45 86 517 der Anmelderin beschrieben. Mit 11 ist
ein Meßwandler bezeichnet, der der Füllkraft entsprechende
Füllkraftsignale an eine Steueranordnung 12 abgibt.
Im Grundriß der Zigarettenstrangmaschine 1 ist gestrichelt die
Strangführung 13 des in der Strangaufbaueinrichtung 14 gebilde
ten Tabakstrangs angedeutet. Dieser Strangführung 13 ist ein
Füllkraftmeßmittel 16, wie es beispielsweise in der GB-A
21 82 836 beschrieben ist, zugeordnet, das mit einem Meßwert
wandler 10 verbunden ist und an dieser Stelle anstelle des Füll
kraftmeßmittels 9 eingesetzt werden kann. Auch der Meßwertwand
ler 17 ist mit der Steueranordnung 12 verbunden. Neben dem Füll
kraftmeßmittel 16 ist der Strangführung 13 eine Überschußabnah
meeinrichtung 18 mit Trimmerscheiben 18 a und einem Antrieb 18 b
zugeordnet. Der Antrieb der Überschußabnahmeeinrichtung 18 ist
zum Beeinflussen der abgenommenen Überschußmenge an die Steuer
anordnung 12 angeschlossen.
Mit 19 ist eine gestrichelt angedeutete Formateinrichtung der
Zigarettenstrangmaschine bezeichnet, in welcher der Tabakstrang
auf bekannte Weise mit einem Hüllmaterialstreifen umhüllt wird.
Der umhüllte Tabakstrang 21 durchläuft eine Dichtemeßeinrich
tung 22, beispielsweise ein nukleares Meßgerät vom Typ NSR der
Anmelderin, bevor er in einer Schneideinrichtung 23 in Einzel-
oder Doppelzigaretten zerschnitten wird, die anschließend zur
weiteren Verarbeitung an die Filteransetzmaschine 2 abgegeben
werden. Das Dichtemeßgerät 22 ist mit einem Meßwertwandler 24
verbunden, der seinerseits ebenfalls an die Steueranordnung 12
angeschlossen ist. Die Steueranordnung 12 weist eine Rechenein
heit 26 auf, die mit einem Funktionsgeber 27 in Verbindung
steht. Zur Anzeige von Daten ist ein Anzeigegerät 28 vorgese
hen, das mit der Recheneinheit 26 der Steuerananordnung 12
verbunden ist.
Einer Fördertrommel 29 der Filteransetzmaschine 2 ist eine
Härtemeßeinrichtung 31 in Gestalt eines Schlepphebels 32 zuge
ordnet, der auf dem Umfang der von der Trommel 29 geförderten
Zigaretten 33 aufliegt und mit einem Aufnehmer 34 die sich unter
der Auflagekraft des Schlepphebels 32 ergebende Verformung der
Zigaretten 33 als Maß für die Zigarettenhärte erfaßt. Der Här
teaufnehmer 34 ist über einen Meßwertwandler 36 mit der Steuer
anordnung 12 verbunden. Eine Härtemeßeinrichtung dieser Art ist
beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 37 36 447 der
Anmelderin beschrieben. In der Fig. 1 wurde nur eine Trommel 29
der Filteransetzmaschine dargestellt. Selbstverständlich enthält
die Filteransetzmaschine eine große Anzahl weiterer Fördertrom
meln, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind.
Ein weiteres Härtemeßmittel 37, das zusätzlich oder alternativ
zum Härtemeßmittel 31 vorgesehen sein kann, ist dem umhüllten
Tabakstrang 21 zugeordnet und erfaßt unmittelbar dessen Härte.
Es ist über einen Meßwertwandler 38 mit der Steueranordnung 12
verbunden. Ein solches Härtemeßmittel ist beispielsweise in der
GB-PS 14 37 935 oder der US-PS 46 15 342 beschrieben.
Mit wenigstens einem der Füllkraftmeßmittel 9 oder 16 wird die
Füllkraft des den Tabakstrang bildenden Tabaks gemessen. Die
Füllkraft wird entweder bei der Tabakzuführung mit dem Füll
kraftmeßmittel 9 oder im gebildeten Tabakstrang mit dem Füll
kraftmeßmittel 16 bestimmt. Es können auch beide Füllkraftmes
sungen vorgenommen und miteinander verglichen werden, um die
Zuverlässigkeit der Füllkraftbestimmung zu erhöhen. Mit dem
Dichtemeßgerät 22, das ein nukleares Meßgerät vom Typ NSR der
Anmelderin sein kann, wird die Dichte des umhüllten Tabakstrangs
bestimmt. Anstelle eines nuklearen Meßgeräts kann für die
Dichtemessung auch ein anderes geeignetes Meßgerät eingesetzt
werden, beispielsweise ein mit Infrarotlicht arbeitendes Dichte
meßgerät, wie es beispielsweise in der GB 21 79 444A beschrie
ben ist. Die Strangdichtemessung kann auch vor oder hinter dem
Trimmer 18 am noch nicht umhüllten Tabakstrang erfolgen, wie es
beispielsweise in der GB 21 82 836A beschrieben ist.
Wie eingangs bereits erwähnt, legen die Zigarettenhersteller
besonderen Wert auf die Einhaltung ausgewählter charakteristi
scher Eigenschaften der Zigaretten. Diese ausgewählten Zigaret
teneigenschaften sind insbesondere die Zigarettenhärte, ihr
Zugwiderstand und ihre Brenndauer sowie die Menge bestimmter
Inhaltsstoffe wie Nikotin, Kondensat (Teer) und Kohlenmonoxyd
(CO).
Es wurde nun festgestellt, daß zwischen den genannten ausgewähl
ten Zigaretteneigenschaften einerseits und den Meßgrößen, der
Dichte des Tabakstrangs, der Füllkraft des Tabaks bzw. der
Härte des Tabakstrangs oder der vom Tabakstrang abgetrennten
Strangabschnitte andererseits ein gesetzmäßiger Zusammenhang
besteht, der sich in Funktionsgleichungen formelmäßig beschrei
ben läßt. In der folgenden Tabelle sind diese Funktionsglei
chungen für die ausgewählten Eigenschaften von Zigaretten
aufgeführt.
H = K₁₁ · G - K₁₂ · F + K₁₃ mm ET
P = K₂₁ · G + K₂₂ · F - K₂₃ mm WS
Z = K₃₁ · G + K₃₂ · F - K₃₃ P. p. C.
Ni = K₄₁ · G + K₄₂ · F - K₄₃ mg/Cig.
CO = K₅₁ · G + K₅₂ · F - K₅₃ ml/Cig.
TK = K₆₁ · G + K₆₂ · F + K₆₃ mg/Cig.
P = K₂₁ · G + K₂₂ · F - K₂₃ mm WS
Z = K₃₁ · G + K₃₂ · F - K₃₃ P. p. C.
Ni = K₄₁ · G + K₄₂ · F - K₄₃ mg/Cig.
CO = K₅₁ · G + K₅₂ · F - K₅₃ ml/Cig.
TK = K₆₁ · G + K₆₂ · F + K₆₃ mg/Cig.
Dabei ist H die Härte der Zigaretten in mm Eindringtiefe (ET) ,
gemessen nach dem Borgwald-Verfahren, G das Gewicht, P der Zug
widerstand in mm Wassersäule (WS), Z die Abbrennzeit in Puffs
je Zigarette (P.p.C.), Ni der Nikotingehalt in mg pro Zigarette,
CO der Kohlenmonoxydgehalt in ml pro Zigarette und TK der
Teerkondensatgehalt in mg pro Zigarette. Mit F ist die Füllkraft
des Tabaks bezeichnet.
Diese Funktionsgleichungen gelten prinzipiell für alle Tabak
mischungen, ihre Koeffizienten K in (mit 1 ≦ i ≦ 6 und 1 ≦ n ≦ 3)
werden aber für unterschiedliche Tabakmischungen unterschiedlich
sein und müssen für jede Tabakmischung oder -sorte gesondert
empirisch ermittelt werden. Für eine spezielle Tabakmischung
sind diese Koeffizienten in der Tabelle 2 aufgeführt.
H = 0,0027 G - 0,0706 F + 6,665 mm ET
P = 0,152 G + 4,58 F - 137,6 mm WS
Z = 0,0178 G + 0,0856 F - 6,23 P. p. C.
Ni = 0,001 G + 0,0104 F - 0,27 mg/Cig.
CO = 0,016 G + 0,408 F - 6,8 ml/Cig.
TK = 0,0039 G + 0,285 F + 8,46 mg/Cig.
P = 0,152 G + 4,58 F - 137,6 mm WS
Z = 0,0178 G + 0,0856 F - 6,23 P. p. C.
Ni = 0,001 G + 0,0104 F - 0,27 mg/Cig.
CO = 0,016 G + 0,408 F - 6,8 ml/Cig.
TK = 0,0039 G + 0,285 F + 8,46 mg/Cig.
Da die Koeffizienten der Funktionsgleichungen für jede Mischung
nur einmal ermittelt werden müssen, kann die Bestimmung der
Koeffizienten mit bekannten Labormethoden erfolgen.
Die Fig. 2 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung eine
Ausführungsform der Steueranordnung 12, die es erlaubt, aufgrund
der beschriebenen Zusammenhänge schon während der Strangher
stellung auf die ausgewählten Zigaretteneigenschaften Einfluß
zu nehmen und die Strangherstellung im Hinblick auf diese Ei
genschaften zu optimieren. Die Steueranordnung weist als Funk
tionsgeber 27 ein Speichermittel auf, in welchem die die ausge
wählten Zigaretteneigenschaften mit den Meßgrößen verknüpfenden
Funktionsgleichungen und die dazugehörigen Koeffizienten abge
legt sind. Der Funktionsgeber 27 ist mit einer als Istwertgeber
26 wirkenden Recheneinheit verbunden. An den Istwertgeber 26
ist eingangsseitig eine Dichtemeßeinrichtung 22 angeschlossen.
Als weiteres Meßmittel ist über einen Füllkraftrechner 39
sätzlich eine Härtemeßeinrichtung 31 bzw. 37 mit dem Istwert
geber eingangsseitig verbunden. Der Füllkraftrechner erzeugt
nach einer vorgegebenen Funktion aus den Härtemeßwerten und den
Dichtemeßwerten Füllkraftsignale, die er an den Istwertgeber
weitergibt. Dazu ist im Füllkraftrechner eine Funktion abgelegt,
welche die Füllkraft mit der Dichte bzw. dem Zigarettengewicht
und der Härte verknüpft. Die Dichte und das Gewicht sind
bekanntlich einander proportional. Die Funktion, nach der der
Füllkraftrechner die Härtesignale und die Dichtesignale, die
dem Gewicht proportional sind, zu Füllkraftsignalen verarbeitet,
lautet
F = a · G + b · H + c
Anstelle dieses aus der Härte und der Dichte des Tabakstrangs
gewonnenen Füllkraftsignals kann dem Istwertgeber auch ein
Füllkraftsignal übergeben werden, das durch direkte Messung der
Füllkraft mit Füllkraftmeßmitteln 9 bzw. 16 durch direkte Mes
sung am Tabak gewonnen wird. Diese Möglichkeit ist in Fig. 2
gestrichelt angedeutet. In Abhängigkeit von den Gewichts- bzw.
Dichtesignalen und den Füllkraftsignalen errechnet der Istwert
geber 26 mit Hilfe der im Funktionsgeber 27 gespeicherten Funk
tionsgleichungen die Istwerte der angegebenen ausgewählten
Zigaretteneigenschaften. Diese können im Anzeigegerät 28 ange
zeigt werden, so daß eine dauernde Kontrolle der zu erwartenden
Zigaretteneigenschaften möglich ist.
In Abhängigkeit von den errechneten Werten kann zusätzlich die
Überschußabnahme mit dem Überschußabnahmemittel 18 gesteuert
werden. So kann der Herstellungsprozeß der Zigaretten auf kon
stante Werte einer ausgewählten Zigaretteneigenschaft, bei
spielsweise des Nikotingehalts, geregelt werden, wobei die ande
ren ausgewählten Zigaretteneigenschaften die durch den in den
Funktionsgleichungen erfaßten gesetzmäßigen Zusammenhang vorge
gebenen Werte annehmen.
Eine für die Gesamtheit der Eigenschaften der gefertigten Ziga
retten besonders günstige Verfahrensweise besteht darin, daß
für die Werte aller ausgewählten Zigaretteneigenschaften in
einem Sollwertgeber 42 bevorzugte Wertbereiche vorgegeben werden.
In Abhängigkeit von den Dichte-, Füllkraft- oder Härtemeßwerten
wird dann die Überschußabnahme so gesteuert, daß die Zigaretten
härte konstant bleibt. Die Zigarettenhärte ist für den Raucher
ein besonders greifbares Qualitätsmerkmal. Dabei kann die Ziga
rettenhärte solange konstant gehalten werden, wie die Werte der
übrigen Zigaretteneigenschaften in ihren vorgegebenen Sollwert
bereichen liegen. Wenn der Wert einer oder mehrerer Zigaretten
eigenschaften, beispielsweise wegen sich ändernder Füllkraft
der verwendeten Tabakmischung, aus seinem vorgegebenen Wertbe
reich auswandert, wenn diese Eigenschaft der Zigarette also
einen nicht akzeptablen Wert annimmt, dann wird durch die Steu
eranordnung 12 der der Härteregelung vorgegebene Härtesollwert
unter Zugrundelegung der gespeicherten Funktionsgleichungen so
geändert, daß der Wert der betreffenden Zigaretteneigenschaft
in seinen vorgegebenen Toleranzbereich zurückkehrt. Damit wird
zwar die Härte der Zigaretten geändert, sobald sich die Füll
kraft des verwendeten Tabaks ändert, aber die Gesamtheit der
Zigaretteneigenschaften bleibt in dem vorgegebenen Sollwertbe
reich.
Eine weitere, gemäß der Erfindung besonders bevorzugte Verfah
rensweise besteht darin, daß alle Zigarettenwerte während der
Produktion dauernd optimiert werden.
Dazu ist an den Istwertgeber eine Vergleichsanordnung 41 ange
schlossen, an welche die vom Istwertgeber ermittelten Istwerte
der ausgewählten Zigaretteneigenschaften übergeben werden und
welche diese Istwerte mit den in dem Sollwertgeber 42 vorgege
benen Sollwerten vergleicht. Der Sollwertgeber 42 enthält die
Sollwerte aller ausgewählten Zigaretteneigenschaften, die zuein
ander in dem durch die Funktionsgleichungen gegebenen Zusammen
hang stehen. Die Sollwerte können manuell eingegeben werden. Es
kann auch ein als optimal erkannter Satz von Istwerten des Ist
wertgebers 26 als Sollwerte vorgegeben werden, was durch die
Verbindung 42 a angedeutet ist.
Die Vergleichsanordnung 41 vergleicht die vom Istwertgeber 26
abgegebenen aktuellen Istwerte mit den vorgegebenen Sollwerten
des Sollwertgebers 42 und bildet die prozentualen Abweichungen
D i (mit 1 ≦ i ≦ 7) dieser Istwerte von den Sollwerten und er
zeugt entsprechende Abweichungssignale. Die Abweichungssignale
durchlaufen ein Multiplizierglied 43, wo sie mit einem vorgege
benen Faktor multipliziert werden und werden an eine Rechenein
heit 44 übergeben, die als Summenbildner ausgebildet ist. Der
Summenbildner 44 addiert die Abweichungssignale und erzeugt ein
entsprechendes Summensignal, das in einem ausgangsseitig ange
schlossenen Komparator 46 mit einem Summensollwert eines Soll
wertgebers 47 verglichen wird. Bei Differenzen des vom Summen
bildner abgegebenen Summensignals vom Summensollwertsignal des
Sollwertgebers 47 erzeugt der Komparator 46 ein Steuersignal,
das über einen Regler 48 zu einem Komparator 49 gelangt, wo es
einer Dichteregelung eines herkömmlichen Dichteregelkreises
überlagert wird. Der Dichteregelkreis besteht aus der Dichte
meßeinrichtung 22, dem Komparator 49 als Vergleichsglied, in
dem der von der Dichtemeßeinrichtung ermittelte Dichtemeßwert
mit einem Dichtesollwert eines Sollwertgebers 51 verglichen
wird und dem als Betätigungsmittel vorgesehenen Trimmer 18 als
Stellglied. Von dem Trimmer ist in Fig. 2 der Antrieb 18 b dar
gestellt, der mit dem Komparator über einen Regler 52 verbunden
ist.
Der Regler 48 im übergeordneten Regelkreis ist vorzugsweise ein
PI-Regler.
Normalerweise wird die Dichte bzw. das Gewicht des Tabakstrangs
mit dem untergeordneten Regelkreis aus der Dichtemeßeinrichtung
22, dem Komparator 49, dem Sollwertgeber 51, dem Regler 52 und
dem Trimmer 18 konstant geregelt. Das führt auch zu akzeptablen
Zigaretteneigenschaften, solange die Füllkraft des im Strang
verwendeten Tabaks konstant bleibt. Es ist jedoch sehr schwie
rig, eine Tabakaufbereitung so zu führen, daß der der Strang
aufbaueinrichtung 14 zugeführte Schnittabak eine konstante
Füllkraft F hat, weil Tabakfeuchtigkeit und Temperaturschwankun
gen, Änderungen in den Abtrocknungsbedingungen, Änderungen der
Faserlängenverteilungen und die Materialeigenschaften des
Tabaks selbst Füllkraftänderungen verursachen, welche während
der Produktion bis zu 10% betragen können. Ungeachtet der Aus
wirkungen, die auch geringe Füllkraftänderungen auf die Ziga
retteneigenschaften haben können, werden bei der Zigarettenher
stellung bisher nur die mit Füllkraftänderungen verbundenen
Gewichtsveränderungen berücksichtigt, indem die Gewichte bzw.
die Dichte auf einen konstanten Wert geregelt werden. Füll
kraftveränderungen des Schnittabaks verursachen aber Schwankun
gen nahezu aller die Qualität der Zigaretten bestimmenden Ziga
retteneigenschaften, was sich hinsichtlich dieser Zigaretten
eigenschaften besonders negativ auswirkt, wenn nur das Zigaret
tengewicht konstant geregelt wird. Die vorliegende Erfindung
schafft hier Abhilfe.
Der Istwertgeber 26 errechnet die Werte der ausgewählten Ziga
retteneigenschaften E i aufgrund der allgemeinen Beziehung
E i(I) = K in · G + K in · F + K in (mit 1 ≦ i ≦ 7 und 1 ≦ n ≦ 3).
Dabei steht E i für die Zigaretteneigenschaften Härte H, Zugwi
derstand P, Abbrennzeit P.p.C., Teerkondensatgehalt TK, Niko
tingehalt Ni und Kohlenmononxydgehalt CO. E i(I) ist jeweils der
Istwert dieser Eigenschaften. Die Koeffizienten K in sind für
jede zu verarbeitende Tabaksorte oder -mischung im Funktions
geber 27 gespeichert.
Solange die Füllkraft F des Tabaks konstant ist, sind auch die
Istwerte E i(I) der ausgewählten Zigaretteneigenschaften kon
stant, weil die Dichte bzw. das Gewicht G des Zigarettenstrangs
mit dem Dichteregelkreis konstant gehalten wird. In diesem
Zustand liegen die Istwerte aller ausgewählten Zigaretteneigen
schaften auf der Null-Geraden des Balkendiagramms der Fig. 3,
welche die Übereinstimmung der Istwerte mit den im Sollwertge
ber 42 vorgegebenen Sollwerten E i (0) angibt, weil kein Istwert
von seinem Sollwert abweicht. D bezeichnet im Balkendiagramm
der Fig. 3 die Abweichungen der Istwerte von den entsprechenden
Sollwerten, die in der Vergleichsanordnung 41 nach der allge
meinen Beziehung
bestimmt werden.
Wenn nun die Füllkraft F während des Produktionsprozesses um
10% größer wird, so ändern sich gleichzeitig wegen des in den
Funktionsgleichungen definierten gesetzmäßigen Zusammenhangs
auch die Werte aller anderen Zigaretteneigenschaften in unter
schiedlichem Ausmaß. Hält man nun, wie das bisher üblich ist,
weiterhin lediglich die Dichte bzw. das Gewicht G konstant, so
ergeben sich zum Teil ganz erhebliche Abweichungen der ausge
wählten Zigaretteneigenschaften von ihren Sollwerten. Diese
Abweichungen sind in Fig. 3 mit schraffierten Balken darge
stellt, die zur Verdeutlichung mit einer gestrichelten Linie,
die keinen Funktionsverlauf darstellt, verbunden sind. Das
Diagramm zeigt, daß der Istwert der Dichte bzw. des Gewichts G
wegen der Dichteregelung auf der Null-Geraden bleibt. Die ande
ren Istwerte weichen dagegen bis zu fast 10% von den zugehörigen
Sollwerten ab, die durch die Null-Gerade repräsentiert sind.
Wird bei derselben Füllkraftänderung von +10% nicht die Dichte
bzw. das Gewicht G, sondern die Härte H konstant geregelt, so
bleibt der Istwert der Härte auf der Null-Geraden, während die
Istwerte der anderen ausgewählten Zigaretteneigenschaften in
unterschiedlichem Maße von ihren Sollwerten abweichen, wobei
diese Abweichungen, die mit gepunkteten, mit einer strichpunk
tierten Linie verbundenen Balken dargestellt sind, bis zu 8%
von den Sollwerten betragen können.
Die Regelung auf konstantes Gewicht G oder konstante Härte H
der Zigaretten bei sich ändernder Füllkraft ist demnach sicher
nicht voll befriedigend, weil dabei die Werte der anderen aus
gewählten Zigaretteneigenschaften stark schwanken und sogar
völlig unakzeptable Beträge annehmen können. Aus diesem Grunde
werden alle Abweichungssignale D i in dem Summenbildner 44
addiert und zu einem Summensignal verarbeitet, das im Kompara
tor 46 mit dem Summensollwertsignal des Sollwertgebers vergli
chen und dem Regler 48 zu einem die Dichte- bzw. Gewichtsrege
lung im Komparator 49 überlagernden Regelsignal verarbeitet
wird. Durch diesen überlagerten Eingriff in den Dichte- bzw.
Gewichtsregelkreis mit dem aus dem Summensignal abgeleiteten
Regelsignal des Reglers 48 ist es möglich, die Dichte des
Strangs mit dem Trimmer 18 so zu beeinflussen, daß alle ausge
wählten Zigaretteneigenschaften die im Hinblick auf eine gerade
vorliegende Füllkraft des Tabaks möglichen optimalen Werte an
nehmen. Das geschieht durch eine entsprechende Wahl des Summen
sollwertes des Sollwertgebers 47, der vorzugsweise auf Null
eingestellt wird, aber natürlich auch andere Werte annehmen kann.
Fig. 3 zeigt mit den mit einer durchgezogenen Linie verbundenen
weißen Balken die prozentualen Abweichungen der Istwerte der
ausgewählten Zigaretteneigenschaften von ihren Sollwerten, die
sich bei der Füllkraftänderung von 10% ergeben, wenn das Sum
mensignal des Summenbildners 44 auf Null geregelt, der Summen
sollwert also auf Null gesetzt wird. Die Summe der Abweichungen
D i der Istwerte aller ausgewählten Eigenschaften ist also Null.
Das Diagramm zeigt, daß jetzt die Istwerte aller ausgewählten
Zigaretteneigenschaften in tolerierbarem Ausmaß von ihren Soll
werten abweichen, so daß alle die Zigarettenqualität bestimmen
den Eigenschaften aufgrund dieser Regelung optimiert sind.
Zwischen der Vergleichsanordnung 41 und dem Summenbildner 44
ist ein Multiplikationsglied 43 zwischengeschaltet, das im dar
gestellten Fall alle Abweichungssignale mit dem Faktor 1 multi
pliziert, so daß die ursprüngliche Gewichtung der Zigaretten
eigenschaften, die durch den in den Funktionsgleichungen fest
gelegten gesetzmäßigen Zusammenhang vorgegeben ist, und ihr
Einfluß auf das Summensignal erhalten bleiben. Werden im Multi
plizierglied 43 ein oder mehrere Abweichungssignale mit einem
von 1 unterschiedlichen Faktor multipliziert, so werden diese
Abweichungssignale relativ zu den anderen anders gewichtet, ihr
Einfluß auf das Summensignal wird verändert. Auf diese Weise
kann in bestimmten Grenzen gezielt Einfluß auf die Größe der
Abweichungen der Istwerte von den Sollwerten genommen werden.
Dabei können die prozentualen Abweichungen der Istwerte einzel
ner Zigaretteneigenschaften vom entsprechenden Sollwert nahezu
beliebig eingestellt werden, was allerdings wegen des gesetz
mäßigen Zusammenhangs aller Zigaretteneigenschaften in der Regel
auf Kosten der Abweichungen der anderen Istwerte geht.
Eine solche Beeinflussung der prozentualen Abweichungen der
Istwerte einzelner Zigaretteneigenschaften kann auch durch eine
entsprechende Wahl des Summensollwertsignals des Sollwertgebers
47 erfolgen.
Die Füllkraftsignale für die Istwertbestimmung der ausgewählten
Zigaretteneigenschaften im Istwertgeber 26 können durch direkte
Messung der Füllkraft F des Tabaks mit den Füllkraftmeßeinrich
tungen 9 und/oder 16 gewonnen werden. Da die direkte Füllkraft
messung aber noch mit Unsicherheiten belastet ist, wird es vor
gezogen, stattdessen die Härte H des umhüllten Strangs oder der
vom Strang abgetrennten Abschnitte mit den Härtemeßmitteln 31
bzw. 37 zu bestimmen. Die Härtemessung wird z. Zt. noch als zu
verlässiger bewertet als die Füllkraftmessung. Sowohl bei der
Härtemessung als auch bei der Füllkraftmessung sind die Einflüs
se der Tabakfeuchte und -temperatur auf die Meßergebnisse durch
Kompensation zu berücksichtigen.
Die aufgrund der Härtemessung gewonnenen Härtesignale werden
mit den Dichtesignalen im Füllkraftrechner 39 zu Füllkraftsig
nalen verarbeitet, aus denen dann, wie beschrieben, die Ist
wertsignale erzeugt werden. Das hat nicht nur den Vorteil, daß
hier die zuverlässigere Härtemessung eingesetzt werden kann,
sondern daß das Füllkraftsignal vom Dichtesignal unabhängig ist,
solange eine Dichteänderung nicht von einer Füllkraftänderung
des Tabaks verursacht wird. Es ergeben sich also immer reali
stische Istwertsignale der ausgewählten Zigaretteneigenschaf
ten.
In dem Vergleichsglied 41 werden Abweichungssignale von sieben
Zigaretteneigenschaften erzeugt, obwohl der Istwertgeber 26
aufgrund von sechs gespeicherten Funktionsgleichungen die Ist
werte von sechs Zigaretteneigenschaften errechnet und an das
Vergleichsglied abgibt. Zusätzlich wird vom Istwertgeber 26
jedoch der Istwert des Zigarettengewichts an das Vergleichs
glied weitergegeben, der vom Meßwertwandler 24 aus dem Dichte
meßwert des Meßgeräts 22 erzeugt und an den Istwertgeber abge
geben wird. Wie die anderen Istwerte wird auch der Gewichtswert
im Vergleichsglied mit dem zugehörigen Sollwert verglichen, um
ein Abweichungssignal zu bilden, das dann wie die Abweichungs
signale der anderen Zigaretteneigenschaften weiterverarbeitet
wird.
Die Vergleichsanordnung 41 kann gleichzeitig Mittelwertbildner
umfassen, welche jeweils aus dem Integral mehrerer aufeinander
folgender Abweichungssignale D i den Mittelwert bilden, der dann
im Multiplizierglied 43 und in der Recheneinheit 44 in der
beschriebenen Art und Weise weiterverarbeitet wird. Damit werden
kurzfristige Sprünge der Abweichungssignale geglättet, und die
Regelung wird stetiger.
In Fig. 2 ist die Steueranordnung 12 als Blockschaltbild darge
stellt. Diese Darstellung erlaubt eine verständliche Erläute
rung der Funktion der Steuerung. Tatsächlich werden für die
Signalverarbeitung und die Steuerung heute in modernen Maschinen
integrierte Schaltungen bzw. Computer eingesetzt, die die in
der Blockdarstellung gezeigten Einzelbauteile in dieser Form
nicht mehr aufweisen, aber dieselben Operationen mit denselben
Ergebnissen ausführen.
Claims (29)
1. Verfahren zum Herstellen von Zigaretten, bei dem Tabakfasern
auf einem Strangförderer zusammengeführt werden und ein beweg
ter Tabakstrang gebildet wird, vom Tabakstrang überschüssige
Fasern abgenommen werden, der Tabakstrang mit einem Hüllmateri
alstreifen umhüllt wird und der umhüllte Tabakstrang zu Ziga
retten verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte
des Tabakstrangs und eine weitere Eigenschaft des Tabaks oder
des Tabakstrangs gemessen werden und daß in Abhängigkeit von
den Meßwerten der Dichte und der weiteren Eigenschaft die Werte
wenigstens einer ausgewählten Zigaretteneigenschaft bestimmt
und entsprechende Istwertsignale erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
Abhängigkeit von den Istwertsignalen ein wenigstens eine Strang
eigenschaft beeinflussendes Betätigungsmittel im Sinne der Ein
haltung vorgegebener Werte wenigstens einer der ausgewählten
Zigaretteneigenschaften gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die die Werte der ausgewählten Zigaretteneigenschaften re
präsentierenden Istwertsignale mittels einen gesetzmäßigen Zu
sammenhang zwischen den Meßgrößen und den Werten der ausgewähl
ten Zigaretteneigenschaften darstellender, in der Steuerung
gespeicherter Funktionsgleichungen aus den Meßwerten der Dichte
und der weiteren Eigenschaft gebildet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für
jede Tabaksorte oder -mischung eigene Funktionsgleichungen
gespeichert und bei der Verarbeitung des betreffenden Tabaks
der Bildung der Istwertsignale zugrundegelegt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß für die Werte aller ausgewählten Zigaretteneigen
schaften Sollwertbereiche vorgegeben werden und daß in Abhän
gigkeit von den Meßwerten der Dichte und der weiteren Eigenschaft
das Betätigungsmittel im Sinne gleichbleibender Zigarettenhärte
gesteuert wird, solange die Istwerte der ausgewählten Zigaret
teneigenschaften in ihren vorgegebenen Sollwertbereichen liegen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim
Auswandern des Istwertes einer ausgewählten Zigaretteneigen
schaft aus seinem vorgegebenen Sollwertbereich der der Regelung
der Zigarettenhärte vorgegebene Härtesollwert im Sinne einer
Rückführung des Wertes der betreffenden ausgewählten Zigaretten
eigenschaft in seinen vorgegebenen Sollwertbereich geändert
wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß für die ausgewählten Zigaretteneigenschaften
Sollwerte vorgegeben und entsprechende Sollwertsignale erzeugt
werden, daß die Istwertsignale mit den jeweiligen Sollwertsig
nalen verglichen und den Abweichungen entsprechende Abweichungs
signale gebildet werden und daß in Abhängigkeit von den Abwei
chungssignalen ein wenigstens eine charakteristische Strangei
genschaft beeinflussendes Betätigungsmittel im Sinne der Einhal
tung vorgegebener Werte der ausgewählten Zigaretteneigenschaften
gesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abweichungssignale mehrerer ausgewählter Zigaretteneigenschaften
zu einem Steuersignal verarbeitet werden und daß in Abhängig
keit von diesem Steuersignal das wenigstens eine charakteristi
sche Strangeigenschaft beeinflussende Betätigungsmittel gesteu
ert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abweichungssignale verschiedener ausgewählter Zigaret
teneigenschaften addiert werden und als Steuersignal ein die
Summe der Abweichungssignale repräsentierendes Summensignal
gebildet wird und daß in Abhängigkeit von diesem Summensignal
das wenigstens eine charakteristische Strangeigenschaft beein
flussende Betätigungsmittel gesteuert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Betätigungsmittel so gesteuert wird, daß das Summensignal einen
vorgegebenen Wert annimmt und beibehält.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abweichungssignale wenigstens einer
ausgewählten Zigaretteneigenschaft zur Gewichtung der betreffen
den ausgewählten Eigenschaft mit einem vorgegebenen Faktor
multipliziert werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß mittels eines Dichteregelkreises mit dem
Betätigungsmittel als Stellglied die Dichte des Tabakstrangs
konstant geregelt wird und daß der Regelung der Dichte die
Steuerung des Betätigungsmittels in Abhängigkeit von den Abwei
chungssignalen im Sinne der Einhaltung vorgegebener Werte der
ausgewählten Zigaretteneigenschaften überlagert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dichte des Tabakstrangs sowie die Härte
des Tabakstrangs oder der vom Strang abgetrennten Strangab
schnitte gemessen und entsprechende Dichte- und Härtesignale
gebildet werden, daß aus den Dichte- und Härtesignalen die
Füllkraft des Tabaks errechnet wird und entsprechende Füllkraft
signale erzeugt werden und daß aus den Füllkraft- und Dichte
signalen die Istwerte der ausgewählten Zigaretteneigenschaften
ermittelt und entsprechende Istwertsignale erzeugt werden.
14. Vorrichtung zum Herstellen von Zigaretten mit einem umlau
fenden Strangförderer, einer Strangaufbaueinrichtung zum Zufüh
ren von Tabakfasern zum Bilden eines bewegten Tabakstrangs auf
dem Strangförderer, einer Überschußabnahmeeinrichtung zum Abneh
men überschüssiger Fasern vom Tabakstrang, einer Formateinrich
tung zum Umhüllen des Tabakstrangs mit einem Hüllmaterialstreifen
und Mitteln zum Verarbeiten des umhüllten Tabakstranges zu
Zigaretten, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtemeßmittel (22)
zur Messung der Dichte des Tabakstrangs und zur Erzeugung ent
sprechender Dichtesignale und weitere Meßmittel (9, 16, 31, 37)
zur Messung einer weiteren Eigenschaft des Tabaks oder des
Tabakstrangs und zur Erzeugung entsprechender weiterer Meßsig
nale vorgesehen sind und daß das Dichtemeßmittel und das weitere
Meßmittel an eine Steueranordnung (12) mit einem Istwertgeber
(26) zum Erzeugen von die Größe ausgewählter Zigaretteneigen
schaften repräsentierenden Istwertsignalen in Abhängigkeit von
den Dichtesignalen und den weiteren Signalen angeschlossen sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der Istwertgeber (26) der Steueranordnung (12) mit einer Anzei
geeinrichtung (28) zum Anzeigen der Istwerte der ausgewählten
Zigaretteneigenschaften verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeich
net, daß an die Steueranordnung (12) ein Betätigungsmittel (18)
zum Beeinflussen wenigstens einer Strangeigenschaft angeschlos
sen ist und daß die Steueranordnung das Betätigungsmittel in
Abhängigkeit von den Istwertsignalen im Sinne der Einhaltung
vorgegebener Werte der ausgewählten Zigaretteneigenschaften
steuernd ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (12) einen Funktionsge
ber (27) zum Speichern von einen gesetzmäßigen Zusammenhang
zwischen den Meßgrößen und den Werten der ausgewählten Zigaret
teneigenschaften darstellenden Funktionsgleichungen aufweist
und daß der Funktionsgeber (27) mit dem Istwertgeber (26) ver
bunden ist, welcher aus den Dichtesignalen und den weiteren
Meßsignalen mittels der Funktionsgleichungen die Werte der aus
gewählten Eigenschaften repräsentierende Istwertsignale erzeugt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (12) einen Sollwertge
ber (42) zum Vorgeben von Sollwertbereichen der ausgewählten
Zigaretteneigenschaften aufweist, daß eine mit dem Istwertgeber
(26) und dem Sollwertgeber (42) verbundene Vergleichsanordnung
(41) zum Vergleichen der Istwerte mit den vorgegebenen Soll
wertbereichen und zum Erzeugen von Steuersignalen im Falle des
Auswanderns eines Istwertes aus dem entsprechenden Sollwertbe
reich vorgesehen ist und daß die Steueranordnung (12) das
Betätigungsmittel (18) in Abhängigkeit von den Meßwerten der
Dichte und der weiteren Eigenschaft im Sinne gleichbleibender
Zigarettenhärte steuernd ausgebildet ist, solange die Istwerte
der ausgewählten Zigaretteneigenschaften in ihren vorgegebenen
Sollwertbereichen liegen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sollwertgeber (42) einen Härtesollwert für die Härterege
lung vorgebend ausgebildet ist und daß die Steueranordnung (12)
den Härtesollwert im Sinne einer Rückführung des Wertes der
betreffenden ausgewählten Zigaretteneigenschaft in seinen vor
gegebenen Sollwertbereich ändernd ausgebildet ist, sobald der
Istwert einer ausgewählten Zigaretteneigenschaft aus seinem
Sollwertbereich auswandert.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (12) einen vorgegebenen
Sollwerten der ausgewählten Zigaretteneigenschaften entsprechen
de Sollwertsignale abgebenden Sollwertgeber (42) und eine mit
dem Istwertgeber (26) und dem Sollwertgeber (42) verbundene
Vergleichsanordnung (41) aufweist, welche den Abweichungen der
Istwertsignale von den Sollwertsignalen entsprechende Abwei
chungssignale abgebend ausgebildet ist, und daß an die Ver
gleichsanordnung ein wenigstens eine charakteristische Strang
eigenschaft in Abhängigkeit von den Abweichungssignalen beein
flussendes Betätigungsmittel (18) angeschlossen ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vergleichsanordnung (41) mit einer die Abweichungssignale
mehrerer ausgewählter Zigaretteneigenschaften zu einem Steuer
signal verarbeitenden Recheneinheit (44) verbunden ist, welche
ihrerseits ausgangsseitig mit dem Betätigungsmittel (18) ver
bunden und dieses in Abhängigkeit von dem Steuersignal beein
flussend ausgebildet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Recheneinheit (44) einen Summenbildner zum Bilden eines die
Summe der Abweichungssignale repräsentierenden Summensignals
als Steuersignal umfaßt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steueranordnung (12) das Betätigungsmittel (18) so steuernd
ausgebildet ist, daß das Summensignal einen vorgegebenen Wert
annimmt und beibehält.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (12) ein Multiplizier
glied (43) aufweist, welches mit dem Vergleichsglied (41) und
der Recheneinheit (44) verbunden ist und die Abweichungssignale
wenigstens einer ausgewählten Zigaretteneigenschaft vor ihrer
Verarbeitung zu einem Steuersignal zur Gewichtung der betreffen
den ausgewählten Eigenschaft mit einem vorgegebenen Faktor
multipliziert.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Regeln der Dichte des Tabakstrangs ein
Dichteregelkreis (18, 22, 49, 51, 52) mit einem Meßmittel (22)
zum Messen der Strangdichte und dem Betätigungsmittel (18) als
Stellglied vorgesehen ist und daß die Steueranordnung (12) mit
dem Betätigungsmittel (18) so verknüpft ist, daß die Steuerung
des Betätigungsmittels (18) in Abhängigkeit von den Abweichungs
signalen im Sinne der Einhaltung vorgegebener Werte der ausge
wählten Zigaretteneigenschaften dem Dichteregelkreis überlagert
ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dichtemeßmittel (22) und das weitere
Meßmittel (31, 37) ausgangsseitig an einen Füllkraftrechner (39)
angeschlossen sind, welcher die Dichtesignale und die weiteren
Meßsignale zu die Füllkraft des Tabaks repräsentierenden Füll
kraftsignalen verarbeitet und daß das Dichtemeßmittel (22) und
der Füllkraftrechner (39) mit dem Istwertgeber (26) verbunden
sind, der aus den Dichtesignalen und den Füllkraftsignalen die
die Werte der ausgewählten Zigaretteneigenschaften repräsentie
renden Istwertsignale erzeugt.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß als Betätigungsmittel (18) die Überschuß
abnahmeeinrichtung vorgesehen ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß als weiteres Meßmittel ein Füllkraftmeß
mittel (9, 16) zum Bestimmen der Füllkraft des Tabaks vorgesehen
ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß als weiteres Meßmittel ein Härtemeßmittel
(31, 37) zum Bestimmen der Härte des Tabakstrangs oder der vom
Strang abgetrennten Strangabschnitte vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893917606 DE3917606A1 (de) | 1988-06-11 | 1989-05-31 | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zigaretten |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3820015 | 1988-06-11 | ||
DE19893917606 DE3917606A1 (de) | 1988-06-11 | 1989-05-31 | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zigaretten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3917606A1 true DE3917606A1 (de) | 1989-12-14 |
Family
ID=25869052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893917606 Withdrawn DE3917606A1 (de) | 1988-06-11 | 1989-05-31 | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zigaretten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3917606A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6814082B2 (en) | 2001-04-06 | 2004-11-09 | Hauni Maschinenbau Ag | Apparatus and method for generating information on the characteristics of a fiber rope |
WO2005046365A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-26 | G.D S.P.A. | A system for monitoring and controlling machines used in the manufacture of tobacco products |
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1989
- 1989-05-31 DE DE19893917606 patent/DE3917606A1/de not_active Withdrawn
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US8770204B2 (en) | 2003-11-17 | 2014-07-08 | G.D S.P.A. | System for monitoring and controlling machines used in the manufacture of tobacco products |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |