DE3929155C2 - - Google Patents
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- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
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- A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
- A24C5/32—Separating, ordering, counting or examining cigarettes; Regulating the feeding of tobacco according to rod or cigarette condition
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- A24C5/343—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes by mechanical means, e.g. feelers
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Bestimmen
einer Deformationsgröße von Tabakartikeln, nämlich ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak
sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Härte
von Cigaretten gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 8,
6 bzw. 14.
Die Füllfähigkeit entspricht der Visco-Elastizität oder Kompres
sibilität von Tabak. Sie kann als das Volumen definiert werden,
das eine gegebene Tabakmasse nach Belastung durch einen bestimm
ten Druck über eine bestimmte Zeit einnimmt. Die Füllfähigkeit
von Tabak hängt stark von dessen Temperatur und Feuchtigkeit ab.
Da Tabak ein ausgeprägtes Relaxationsverhalten zeigt, ist eine
reproduzierbare Messung der Füllfähigkeit von Tabak nur über ein
auch zeitlich genau festgelegtes Verfahren möglich. Die Füllfä
higkeit hängt von der Tabaksorte ab und ist eine für die
Beurteilung der Tabakqualität wichtige Kenngröße.
Die Härte einer Cigarette ist eine für die Beurteilung ihrer
Qualität bedeutsame Größe. Die Härte ist eng mit der Füllfähigkeit
des Schnittabaks korreliert; ein Schnittabak hoher Füllfähigkeit
liefert bei gegebener Cigarettengröße und gegebenem
Tabakgewicht eine harte Cigarette. Ein Verfahren zum Bestimmen
der Härte von Cigaretten kann völlig analog zu einem Verfahren
zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak ablaufen. Es ist
lediglich durch eine geeignete Ausgestaltung der mit dem
Tabakprodukt in Berührung kommenden Flächen dafür zu sorgen, daß
die auf das Tabakprodukt wirkenden Kräfte optimal übetragen
werden.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähig
keit von Schnittabak sind aus dem Artikel "Untersuchungen mit
einem verbesserten Densimeter zum Prüfen der Füllfähigkeit von
Schnittabak und der Härte von Cigaretten" von H.W. Lorenz und
F. Seehofer, Beiträge zur Tabakforschung, Band 4, Heft 7 (1968)
bekannt. Für eine Füllfähigkeitsmessung werden etwa 20 g Tabak
locker in einen zylindrischen Behälter von etwa 60 mm Durchmesser
eingefüllt. Nachdem dieser Behälter in die bekannte Vorrichtung
eingesetzt ist, wird durch einen Elektromotor von oben auf den
Tabak eine Druckplatte mit einem aufgelegten Gewicht abgesenkt.
Sobald sich die Druckplatte auf den Tabak gelegt hat, läuft der
Motor bis in eine Endstellung leer weiter. Die Lage der Druckplatte
und somit die Höhe der Tabaksäule wird auf eine Meßuhr
oder eine andere Anzeigevorrichtung übertragen. Nachdem eine
vorgewählte Zeit, die in der Größenordnung von 1 Minute liegt,
verstrichen ist, hebt der Motor die Druckplatte mit dem aufgelegten
Gewicht automatisch von dem komprimierten Schnittabak ab, und
die Endhöhe der Tabaksäule, die im Laufe der Zeit abnimmt, wird
als Maß für die Füllfähigkeit angezeigt.
Die Vorrichtung aus dem Artikel "Untersuchungen mit einem verbesserten
Densimeter zum Prüfen der Füllfähigkeit von Schnittabak
und der Härte von Cigaretten" von H. W. Lorenz und F. Seehofer,
Beiträge zur Tabakforschung, Band 4, Heft 7 (1968) ermöglicht
auch ein Verfahren zum Bestimmen der Härte von Cigaretten. Für
eine Härtemessung werden 10 Cigaretten auf eine Unterlage gelegt,
die an die Stelle des zylindrischen Behälters für den Schnittabak
tritt. Der Motor senkt zu Beginn der Härtemessung von oben eine
Druckplatte, die in ihrer Größe der Unterlage angepaßt ist, mit
einem aufgelegten Gewicht auf die Cigaretten ab. Der weitere
Verfahrensablauf erfolgt genau, wie im Zusammenhang mit der
Bestimmung der Füllfähigkeit von Schnittabak beschrieben.
Bei dem Verfahren unter Verwendung der bekannten Vorrichtung wird
in der Anfangsphase während des Absenkens der Druckplatte auf den
Schnittabak bzw. die Cigaretten die auf den Tabak bzw. die
Cigaretten wirkende Kraft schnell, aber in schlecht reproduzierbarer
Weise aufgebaut. Danach ist die Kraft durch das aufgelegte
Gewicht bestimmt. Das bekannte Verfahren ist somit auf die
Anwendung einer im wesentlichen konstanten Prüfkraft beschränkt.
Das genaue Ausmessen einer Kurve, die den Verlauf der Endhöhe der
Tabaksäule bzw. Cigaretten als Funktion der Zeit darstellt, ist
umständlich, da für jeden Zeitwert eine eigene Messung durchgeführt
werden muß. Die Temperatur und die Feuchtigkeit oder der
Wassergehalt des Tabaks, die einen starken Einfluß auf die
Füllfähigkeit bzw. Härte haben, können in der bekannten Vorrichtung
nicht direkt gemessen werden. Die Feuchtigkeit beispielsweise
muß separat mittels eines Trockenschranks bestimmt
werden. Während der langwierigen Füllfähigkeits- bzw. Härtemessungen
oder wenn die zugehörige Feuchtebestimmung nicht unmittelbar
vorher oder danach durchgeführt wird, kann sich die Tabakfeuchtigkeit
ändern was zu einer Verfälschung der Resultate für
die Füllfähigkeit bzw. Härte führt.
Es ist weiterhin eine Vorrichtung zum Bestimmen der Härte von
Cigaretten bekannt, bei der zu Beginn der Härtebestimmung mittels
eines Motors über ein Druckplatte auf eine gegebene Zahl von
Cigaretten ein Gewicht von ca. 5 g pro Cigarette abgelegt wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Dicke der Cigaretten gemessen, d. h.
der Abstand zwischen der Unterlage der Cigaretten und der
Druckplatte. Im weiteren Verlauf wird die Kraft auf die Cigaretten
erhöht, aber dabei nicht gemessen, bis pro Cigarette ein
definierter Wert von ca. 250 g anliegt. In diesem Augenblick wird
wiederum die Dicke der Cigaretten gemessen. Das mit dieser
bekannten Vorrichtung durchgeführte Verfahren zur Härtebestimmung
von Cigaretten liefert somit zwar einen Zusammenhang zwischen
Kraft und Dicke der Cigaretten, für den aber nur zwei Meßpunkte
vorliegen. Ein grundsätzliches Problem bei der Verwendung von
Gewichten ist, daß die auf das Tabakprodukt wirkende Kraft
infolge von Reibungskräften um einen nicht bekannten Betrag
vermindert werden kann.
In der US-PS 31 15 772 wird eine Vorrichtung zum Messen der Härte
von Cigaretten beschrieben. Darin treibt ein Motor über ein
Getriebe einen Kolben an, der eine Druckflüssigkeit in einen
Meßzylinder bewegt. Die Druckflüssigkeit gelangt durch einen
Kanal zwischen eine Hülse und eine Gummimembran, die unter der
Wirkung der Druckflüssigkeit über ihren vollen Umfang gegen eine
Cigarette gepreßt wird. Ein Maß für die dabei auftretende
Volumenverminderung der Cigarette ist der von dem Kolben
zurückgelegte Weg, der über einen Meßwertwandler erfaßt und einem
X,Y-Schreiber zugeführt wird. In ähnlicher Weise wird auch der
Druck der Flüssigkeit und auf den X,Y-Schreiber gegeben.
Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung lassen sich Kurven
aufnehmen, die das Volumen der in den Meßzylinder eindringenden
Flüssigkeit als Funktion ihres Druckes zeigen.
Das aus der US-PS 31 15 772 bekannte Meßverfahren ist aufwendig
und umständlich und wird nur auf einzelne Cigaretten angewandt.
Die auf dem X,Y-Schreiber erhaltenen Kurven liefern keine direkte
Aussage über das Kompressionsverhalten der untersuchten Cigarette.
Die an der Cigarette gewonnene Kurve muß vielmehr mit einer
Basiskurve verglichen werden, die mit Hilfe eines inkompressiblen
Testobjekts in einer weiteren Messung erhalten wird.
Die DE-OS 34 32 839 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Messung
der Härte von Cigaretten. Darin wird eine auf einer Abrauchmaschine
gehaltene Cigarette von zwei Schenkeln einer Zange erfaßt.
An ihrem Ende tragen die Schenkel Druckmeßfühler. Über einen an
ihrem anderen Ende montierten Motor werden die Schenkel so
bewegt, daß die Cigarette zusammengedrückt wird. Dieser Motor
bewirkt auch ein Wegschwenken der Schenkel, um den Zutritt
weiterer Cigaretten in den Bereich der Schenkel zu ermöglichen,
wenn das Karussell der Abrauchmaschine dreht. Der von den
Spitzen der Schenkel zurückgelegte Weg wird über die Motorbewegung
erfaßt. Dieser Meßwert sowie der von den Druckfühlern
bestimmte Druck werden einem Computer zugeführt, so daß ein
vollautomatischer Betriebsablauf möglich ist. So kann alternativ
der Deformationsweg der Cigarette bei einer festgelegten Kraft
auf die Cigarette oder die anzuwendende Kraft für einen vorbestimmten
Deformationsweg ermittelt werden. Dagegen ist nicht
vorgesehen, an einer gegebenen Cigarette die Kraft als Funktion
des Deformationsweges kontinuierlich zu bestimmen. Da die
Messungen an den einzelnen Cigaretten nacheinander ausgeführt
werden müssen, ist dieses Verfahren umständlich und zeitaufwendig.
Zudem ist es nicht auf Tabak anwendbar.
In dem DE-GM 82 23 662 wird angegeben, wie mittels zweier
hintereinander geführter Rollen die Füllfähigkeit von Tabak
bestimmt werden kann, der auf einem Band transportiert wird. Die
Rollen haben unterschiedliche Gewichte, und aus den gemessenen
Höhen, die die frei auf dem Tabak aufliegenden Rollen einnehmen,
läßt sich ein Füllfähigkeitswert berechnen. Die Temperatur des
Tabaks kann über einen Infrarotmeßkopf und einen Temperaturmeßwertgeber
gemessen werden. Ferner ist ein Feuchtemeßanordnung
zur kapazitiven Feuchtemessung des Tabaks vorgesehen. Alle
Meßwerte werden einer Auswerteschaltung zugeführt. Dieses
Verfahren eignet sich zur laufenden Überwachung von Tabak während
des Produktionsablaufs, liefert aber trotz der Berücksichtigung
von Tabaktemperatur und -feuchte lediglich einen Anhaltswert für
die Füllfähigkeit, da nur zwei Meßpunkte für das Wertepaar
Kraft/Höhe aufgenommen werden. Für die Bestimmung der Härte von
Cigaretten ist das Verfahren ungeeignet.
Die DE-AS 15 73 080 beschreibt ein weiteres Verfahren zur
Härtebestimmung von Cigaretten. Die Cigaretten liegen in einem
Behälter, der sich auf einem Arm eines Waagebalkens befindet.
Mittels eines über eine Spindel angetriebenen Druckstempels,
dessen Längsverschiebung gemessen werden kann, wird auf die
Cigaretten in dem Behälter eine Kraft ausgeübt. Sobald diese
Kraft Werte erreicht, die durch Gewichte am anderen Ende des
Waagebalkens vorgegeben sind, wird der Druckstempel angehalten;
dieser Vorgang wird automatisch für zwei verschiedene Gewichte
durchgeführt. Die in der DE-AS 15 73 080 beschriebene Vorrichtung
enthält auch eine aus zwei Messingelektroden bestehende Anordnung,
die mittels einer mechanischen Steuerung gegen die
Stirnenden der Cigaretten gepreßt werden kann und die die Messung
der Feuchte der Cigaretten über den elektrischen Widerstand
ermöglicht. Nachteilig ist hier wiederum, daß die Härte der
Cigaretten nur anhand von zwei Wertepaaren für Kraft und Dicke
bestimmt werden kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zum Bestimmen
einer Deformationsgröße von Tabakartikeln, nämlich der Füllfähigkeit
von Tabak und der Härte von Cigaretten, zu schaffen,
die es erlaubt, die Meßgröße mit hoher Genauigkeit unter
Berücksichtigung der maßgeblichen Parameter bequem und vollautomatisch
zu ermitteln, wobei auch ein wohldefinierter
Meßablauf zum Bestimmen von für das Relaxationsverhalten
relevanten Meßdaten eingeschlossen sein soll.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak mit den
Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 8 sowie durch ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Härte von Cigaretten mit
den Merkmalen der Patentansprüche 6 bzw. 14. Vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Füllfähigkeit
von Tabak läuft zuverlässig, schnell, einfach und benutzerfreundlich
ab. Da die auf den Tabak wirkende Kraft während des
Komprimierens des Tabaks gemessen wird, eröffnen sich vielfältige
Prüfmöglichkeiten zur Beurteilung der von Natur aus komplexen
Größe "Füllfähigkeit". Der Antrieb des Prüfstempels durch einen
Motor erlaubt die Verwendung größerer Behälter zur Aufnahme des
Tabaks, wodurch eine größere Tabakmenge untersucht werden kann
und die Reproduzierbarkeit der erzielten Meßwerte verbessert
wird. Die Verwendung größerer Behälter zur Aufnahme des Tabaks
ermöglicht weiterhin die Untersuchung von Blattabak, so daß das
Verfahren nicht auf Schnittabak beschränkt ist. An Blattabak
gewonnene Füllfähigkeitswerte können mit den Füllfähigkeitswerten
für den aus dem Blattabak später erhaltenen Schnittabak korreliert
werden, was besonders zuverlässige Resultate liefert, da
sowohl der Blattabak als auch der Schnittabak nach demselben
Verfahren untersucht werden. Weil die Bewegung des Prüfstempels
in vorgegebener Weise erfolgt, lassen sich in den normalen
Verfahrensablauf automatische Kalibrierungsmessungen zur
Überprüfung der Anlage integrieren. Alle Meßwerte werden sofort
einem Rechner zugeführt, so daß eine Auswertung der Daten, z. B.
in Form einer den Verlauf der auf den Tabak wirkenden Kraft als
Funktion der Länge der Tabaksäule darstellenden Kurve, erheblich
erleichtert wird. Außerdem lassen sich zukünftige Änderungen im
Prüfablauf durch Änderungen an den Rechnerprogrammen leicht
einrichten.
Dadurch, daß nach Abschluß der Kompressionsbewegung des Prüfstempels
während einer Relaxationsperiode der Prüfstempel in
seiner Endstellung verharrt und während der Relaxationsperiode
die auf den Tabak wirkende Kraft in vorgegebenen Zeitabständen
gemessen und zur Weiterverarbeitung an den Rechner gegeben wird,
wird eine weitere aussagekräftige Kurve erhalten, die die im
Verlauf der Relaxationsperiode abnehmende Kraft, die der Tabak
auf den Prüfstempel ausübt, als Funktion der Zeit darstellt, was
aus dem Stand der Technik nicht bekannt ist. Die Bedingungen sind
wohl definiert, da die Länge der Tabaksäule konstant gehalten
wird. Insgesamt stehen damit Kurven mit füllfähigkeitsrelevanten
Daten zur Verfügung, aus denen ein Wert oder mehrere Werte zur
Kennzeichnung einer zugeordneten Füllfähigkeitsgröße übernommen
werden können. Weil die Relaxationsmessung unmittelbar im
Anschluß an die Kompressionsbewegung des Prüfstempels erfolgt,
erhöht sich der Gesamtaufwand zur Durchführung des Verfahrens
infolge der Relaxationsmessung nur ganz unbedeutend.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum
Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak werden während oder
unmittelbar nach dem Komprimieren die Temperatur und die
Feuchtigkeit des Tabaks mittels in dem Behälter oder an dem
Prüfstempel angebrachter Meßeinrichtungen bestimmt. Weil die
Messungen der Temperatur und der Feuchtigkeit des Tabaks in dem
Behälter und in unmittelbarer zeitlicher Nachbarschaft zur
Ermittlung der Füllfähigkeitsdaten erfolgen, ist sichergestellt,
daß ihre Werte auch tatsächlich der während der Kompressions- und
der Relaxationsmessung vorliegenden Temperatur und Feuchtigkeit
des Tabaks entsprechen. Sind diese Werte erst einmal bekannt,
können die Füllfähigkeitsdaten eines gegebenen Meß- oder
Prüfablaufs auf Standardbedingungen (z. B. 22°C, 12% Tabakfeuchtigkeit)
korrigiert werden. Dies erleichtert den Vergleich von
in verschiedenen Messungen erlangten Füllfähigkeitsdaten
erheblich.
Die Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak ergeben
sich aus den Patentansprüchen 8 bis 13.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Härte von
Cigaretten werden die bereits im Zusammenhang mit der Füllfähigkeitsbestimmung
von Tabak genannten Vorteile erreicht. Analog zu
einem großen Behälter zur Aufnahme des Schnittabaks oder
Blattabaks kann diesmal ein großer Probenhalter verwendet werden,
auf den viele Cigaretten gelegt werden können. Dann wird eine
gute Reproduzierbarkeit der gemessenen Kraft erreicht, da während
des Verfahrensablaufs eine Mittelung über eine große Zahl von
Cigaretten erfolgt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum
Bestimmen der Härte von Cigaretten werden die Temperatur und die
Feuchtigkeit der Cigaretten während oder unmittelbar nach dem
Komprimieren mittels an dem Prüfstempel und/oder dem Probenhalter
angebrachter Meßeinrichtungen bestimmt. Damit liegen zuverlässige
Temperatur- und Feuchtigkeitswerte für die Cigaretten vor, die
zur Korrektur der erhaltenen Härtedaten auf Standardbedingungen
(z. B. 22°C, 12% Feuchtigkeit) verwendet werden können. Ein
Vergleich von Härtedaten, die in unterschiedlichen Meßabläufen
erhalten wurden, wird dadurch erleichtert.
Die Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens zum Bestimmen der Härte von Cigaretten ergeben
sich aus den Patentansprüchen 14 bis 19.
Insbesondere ist darin in vorteilhafter Weise der Prüfstempel
ringförmig ausgebildet. Dere Probenhalter zur Aufnahme der
Cigaretten weist eine Vielzahl radial angeordneter Mulden auf,
die jeweils etwa die Länge einer Cigarette haben, in dem dem
Prüfstempel gegenüberliegenden Mittenbereich plan ausgebildet
sind und in den beiden Endbereichen durch Stege gegen die jeweils
benachbarten Mulden abgegrenzt sind. Mittels eines derart
ausgebildeten Probenhalters und der zugehörigen Druckfläche kann
gleichzeitig eine große Zahl von Cigaretten der Härtebestimmung
unterzogen werden. Die Geometrie der Druckfläche und des
Probenhalters gewährleistet, daß die Kräfte gleichmäßig von der
Druckfläche des Prüfstempels auf die Cigaretten übertragen werden
können.
Um auch die Festigkeit oder Härte der Cigarettenfilter zu
bestimmen, kann vorzugsweise der ringförmige Prüfstempel von der
Vorrichtung abgenommen und gegen einen zweiten Ring ausgetauscht
werden, der sich nach seiner Montage über den Bereich der Filter
der auf dem Probenhalter liegenden Cigaretten befindet. Der
Prüfablauf für die Härtebestimmung der Filter ist mit dem für die
Härtebestimmung der Cigaretten identisch.
Um eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der sowohl die Füllfähigkeit
von Tabak als auch die Härte von Cigaretten nach dem
oben erläuterten Verfahren bestimmt werden können, um so die
Gesamtkosten für diese Maschinen zu senken, ist an einer
funktionsfähigen Vorrichtung zur Bestimmung der Füllfähigkeit von
Tabak der Prüfstempel zur Füllfähigkeitsbestimmung mit den daran
befindlichen Meßeinrichtungen gegen den Prüfstempel zur Härtebestimmung
mit den daran befindlichen Meßeinrichtungen austauschbar
und der Behälter zur Füllfähigkeitsbestimmung mit den darin
befindlichen Meßeinrichtungen gegen den Probenhalter zur
Härtebestimmung mit den daran befindlichen Meßeinrichtungen
austauschbar.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert. Die Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Bestimmen der
Füllfähigkeit von Tabak,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung aus Fig. 1 in Form
eines Schnitts entlang der Linie I-I aus Fig. 1,
Fig. 3(a) und (b) einen Längsschnitt (a) und einen Quer
schnitt (b) entlang der Linie III-III aus Fig. 3(a)
einer Anordnung der Temperaturfühler und Elektroden zur
Bestimmung der Feuchtigkeit des Tabaks in der Vorrich
tung aus den Fig. 1 und 2,
Fig. 4(a) und (b) zwei Schritte zur Bestimmung der Temperatur
und der Feuchtigkeit des Tabaks mittels der Anordnung
aus Fig. 3,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Bestimmen der
Härte von Cigaretten,
Fig. 6 eine Vorderansicht der Vorrichtung aus Fig. 5 in Form
eines Schnitts entlang der Linie V/1-V/1,
Fig. 7(a), (b), (c) und (d) verschiedene Querschnitte der
Vorrichtung aus den Fig. 5 und 6, und zwar Fig. 7(a)
entlang der Linie V/2-V/2 aus Fig. 5, Fig. 7(b) und
Fig. 7(c) entlang der Linie V/3-V/3 aus Fig. 5, wobei
in Fig. 7(c) anstelle eines Prüfstempels ein Fil
terstempel eingesetzt ist, und Fig. 7(d) einen Schnitt
entlang der Linie V/4-V/4 aus Fig. 5,
Fig. 8(a) und (b) einen Probenhalter der Vorrichtung aus den
Fig. 5 bis 7, und zwar Fig. 8(a) eine Ausschnitts
vergrößerung aus Fig. 7(d) und Fig. 8(b) einen
Ausschnitt aus einer Seitenansicht des Probenhalters mit
Blick in Richtung des Pfeils VIII aus Fig. 8(a),
Fig. 9(a), (b), (c) und (d) verschiedene Schritte bei der
Durchführung des Verfahrens zum Bestimmen der Füllfä
higkeit von Tabak mittels der in den Fig. 1 und 2
dargestellten Vorrichtung, und zwar Fig. 9(a) die
Ausgangsposition der Vorrichtung, Figur 9(b) den Vorgang
zum Einrichten der Wegstreckenmessung, Fig. 9(c) den
Vorgang des Komprimierens des Tabaks und Fig. 9(d) den
Vorgang einer Relaxationsmessung,
Fig. 10 den Kalibriervorgang für einen Kraftmesser mittels der
in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung,
Fig. 11 eine Kompressionskurve für Schnittabak, die die auf den
Schnittabak ausgeübte Kraft F als Funktion der
Resthöhe RH der Tabaksäule darstellt,
Fig. 12 zwei Relaxationskurven für Schnittabak oder Cigaretten,
die bei festgehaltener Resthöhe die ausgeübte Kraft F
als Funktion der Zeit tR darstellen, und
Fig. 13 eine Kompressionskurve für Cigaretten, die die auf die
Cigaretten ausgübte Kraft F als Funktion der Resthöhe RH
der Cigaretten darstellt.
Zunächst wird der Aufbau der in den Fig. 1 und 2 gezeigten
Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak be
schrieben. Zwei parallele Führungsstangen 2 sind an einem
Sockel 4 befestigt und an ihren oberen Enden durch eine Querstan
ge 6 stabilisiert. Ein im Querschnitt kreisförmiger Prüfstempel 8
ist über eine Verbindungsstange 10 an einer Arbeitstraverse 11
angebracht. Die Arbeitstraverse 11 ist entlang der Führungs
stangen 2 verschiebbar. Die am Prüfstempel 8 auftretenden Kräfte
können über einen Kraftmesser 12 bestimmt werden, der zwischen
der Verbindungsstange 10 und der unteren Seite der Ar
beitstraverse 11 installiert ist.
Die Arbeitstraverse 11 enthält einen Rahmen 14, der über
Gleitlager 16 entlang der Führungsstangen 2 beweglich ist. Am
oberen Ende des Rahmens 14 befindet sich ein Schrittmotor 18.
Der Schrittmotor 18 treibt eine Präzisionsspindel 20 an, die an
ihrem unteren Ende in einem an dem Rahmen 14 befestigten Lager 22
gelagert ist. Eine Mutter 24, die mit der Präzisionsspindel 20
in Eingriff steht, ist starr auf einer Traverse 26 befestigt, die
wiederum unverrückbar mit den Führungsstangen 2 verbunden ist.
Dieser Antrieb der Arbeitstraverse 11 über die Spindel 20 erlaubt
ein Anheben oder Absenken der Arbeitstraverse 11. Nach außen
treten dabei keine drehbaren Teile in Erscheinung; insbesondere
ist der Kraftmesser 12 starr mit dem Rahmen 14 verbunden. Die
Arbeitstraverse 11 ist durch zwei Verkleidungsbleche 28 abge
deckt, die in zur Ebene der Fig. 2 parallelen Ebenen verlaufen,
wie aus Fig. 1 ersichtlich.
Der Tabak R befindet sich in einem zylinderförmigen Behälter 30,
dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außen
durchmesser des Prüfstempels 8. Der Behälter 30 sitzt auf einem
Schlitten 32, der auf zwei Schienen 34 gleitet und seitlich
verschiebbar ist, wie in Fig. 1 dargestellt. Ein Anschlag
stück 36 an jeder Schiene 34 definiert die genaue Position des
Schlittens 32 und des Behälters 30 in bezug auf den Prüfstem
pel 8.
An der Querstange 6 ist ein Endabschalter 38 angebracht, der bei
einer Aufwärtsbewegung der Arbeitstraverse 11 betätigt wird,
sobald diese ihre höchste vorgesehene Position erreicht hat. Der
Schrittmotor 18 wird dadurch sicher abgeschaltet, auch unabhängig
von den übrigen Steuersignalen, die er empfängt.
Ein flexibles Verbindungskabel 40 verbindet den Schrittmotor 18
mit einer Schrittmotorsteuerung 42, siehe Fig. 1. Die Schritt
motorsteuerung 42 steht mit einem Rechner 44 in Verbindung. Da
die Steigung der Präzisionsspindel 20 bekannt ist, erhält man
die Position der Arbeitstraverse 11 und damit des Prüfstempels 8
mit hoher Genauigkeit über die Zahl der von dem Schrittmotor 18
zurückgelegten Schritte. Damit diese Art der Wegstreckenmessung
funktioniert, muß allerdings nach Einschalten der Vorrichtung
die absolute Position des Prüfstempels 8 einmal bestimmt werden.
Dazu wird der Prüfstempel 8 auf ein Einrichtnormal gefahren. Von
dieser bekannten Wegstrecke zwischen der Unterkante des Prüfstem
pels 8 und einer vorgegebenen Nullpunktslage ausgehend halten die
Schrittmotorsteuerung 42 und der Rechner 44 alle Vorwärts- und
Rückwärtsschritte des Schrittmotors 18 nach, so daß zu jedem
späteren Zeitpunkt die absolute Wegstrecke zwischen der Un
terkante des Prüfstempels 8 und der vorgegebenen Nullpunktslage
ermittelt werden kann. Der Vorgang des Einrichtens mit Hilfe des
Einrichtnormals wird unten im Zusammenhang mit der Beschreibung
des Verfahrens zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak näher
erläutert. Die Schrittmotorsteuerung 42 und der Rechner 44
übernehmen also nicht nur die Steuerung der Arbeitstraverse 11,
sondern auch das Messen der vom Prüfstempel 8 zurückgelegten
Wegstrecke. Die erforderlichen Meßwertwandler und Schnittstellen
sind dabei in dem Schrittmotor 18, der Schrittmotorsteuerung 42
und dem Rechner 44 enthalten. Alternativ könnte eine Wegstrecken
messung auch über ein externes Längenmeßgerät erfolgen, das zu
jedem Zeitpunkt die absolute Lage des Prüfstempels 8 über einen
Meßwertwandler und eine Schnittstelle an den Rechner 44 meldet.
Im Ausführungsbeispiel besteht der Kraftmesser 12 aus einer
handelsüblichen Kraftmeßnabe. Die Meßwerte des Kraftmessers 12
werden über eine Schnittstelle 48 an den Rechner 44 geliefert.
Sie unterscheiden sich von der vom Prüfstempel 8 auf den Tabak
ausgeübten Kraft um eine konstante Gewichtskraft, da der
Kraftmesser 12 nicht unmittelbar an der Grenzfläche zwischen
Prüfstempel 8 und Tabak R montiert ist. Das Verfahren zum
Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak erlaubt eine Korrektur der
gemessenen Kraftwerte bezüglich dieser Konstanten und ermöglicht
außerdem eine Kalibrierung des verwendeten Kraftmessers 12, siehe
unten. Alternativ könnten ein oder mehrere Kraftmesser auch
unterhalb des Behälters 30 eingebaut sein.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung von Temperaturfühlern und Elektro
den zur Bestimmung von Temperatur und Feuchtigkeit des Tabaks R.
In seinem unteren Bereich besteht der Prüfstempel 8 aus einem
Isolator 50, dessen Unterkante die Unterkante 51 des Prüfstempels
definiert. Auf dem Boden 52 des Behälters 30 ist ebenso ein
Isolator 54 angebracht, dessen Oberkante die Oberkante 55 des
Bodens festlegt. In den Isolator 50 des Prüfstempels 8 ist ein
erster Temperaturfühler 56 eingelassen und in den Isolator 54 am
Boden des Behälters 30 ein zweiter Temperaturfühler 58. Die
beiden Temperaturfühler sind vorzugsweise Pt 100-Widerstände.
Dies sind Präzisionswiderstände aus Platin, durch die auf
bekannte Weise ein Konstantstrom geleitet wird; der entlang der
Widerstände gemessene Spannungsabfall ist ein Maß für die
Temperatur. Die Temperaturfühler 56 und 58 sind über (nicht
gezeigte) Meßwertwandler und Schnittstellen mit einem Rechner
verbunden. Dies kann der Rechner 44 sein. Im Ausführungsbeispiel
werden jedoch zwei untereinander kommunizierende Rechner
verwendet, ein Hauptrechner und der Rechner 44 als Nebenrechner.
In diesem Fall werden die Temperaturmeßwerte an den Hauptrechner
geleitet.
Die Feuchtigkeit des Tabaks R wird durch eine Widerstandsmessung
ermittelt. Zu diesem Zweck befinden sich am Isolator 50 des
Prüfstempels 8 zwei erste Elektroden 60A und 60B und am Isola
tor 54 am Boden des Behälters 30 zwei zweite Elektroden 62A und
62B. Diese Elektroden sind mit einem bekannten Meßgerät zur
Bestimmung der Feuchtigkeit von Tabak verbunden (nicht gezeigt),
und die Ergebnisse für die Feuchtigkeit des Tabaks werden über
eine (nicht gezeigte) Schnittstelle an den Rechner, hier den
Hauptrechner, übertragen. Eine Feuchtigkeitsmessung funktioniert
im Prinzip so, daß zwischen zwei Elektroden eine Wechselspannung
mit konstanter Amplitude gelegt wird. Der durch den Tabak
fließende Strom wird über einen vorgegebenen Widerstand in eine
Spannung gewandelt, die somit ein Maß für den elektrischen
Widerstand des Tabaks und damit seine Feuchtigkeit ist. Diese
Spannung wird über die Schnittstelle dem Hauptrechner zugeführt.
Die Meßeinrichtung zum Bestimmen der Feuchtigkeit des Tabaks muß
gelegentlich mit Hilfe von Tabak bekannter Feuchtigkeit kali
briert werden. Zwischen den zweiten Elektroden 62A und 62B am
Boden des Behälters 30 sind an dem Isolator 54 Metallscheiben 64
angebracht. Entsprechende Metallscheiben befinden sich auch
zwischen den ersten Elektroden 60A und 60B. Bei Anliegen einer
Spannung an den ersten Elektroden 60A, 60B bzw. zweiten Elektro
den 62A, 62B vergrößern diese Metallscheiben den durch die
Messung erfaßten Tabakbereich und erhöhen somit die Zuverlässig
keit der Feuchtigkeitsmessungen. Die Innenseite der Seitenwand 66
des Behälters 30 ist mit einer elektrisch isolierenden Beschich
tung versehen.
Fig. 4 zeigt, wie im Ausführungbeispiel die Elektroden geschal
tet werden, um die Feuchtigkeit des Tabaks R zu ermitteln.
Nachdem die Tabaksäule im Behälter 30 im Verlauf des Verfahrens
zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak auf ihre endgültige
Resthöhe RHE komprimiert worden ist (siehe unten), wird zunächst
eine Spannung zwischen die beiden Elektroden 60A und 60B gelegt.
Der Meßwert U1 entspricht einem ersten Wert für die Feuchtigkeit
des Tabaks. Gleichzeitig wird über den ersten Temperaturfühler 56
die Temperatur T1 des Tabaks gemessen, und die Meßwerte werden
dem Hauptrechner zugeführt. Dies ist in Fig. 4(a) dargestellt.
Anschließend wird die Spannung zwischen die beiden Elektroden 62A
und 62B gelegt, Fig. 4(b). Ihr Meßwert U2 wird ebenso wie die
über den zweiten Temperaturfühler 58 bestimmte Temperatur T2 an
den Hauptrechner übertragen. Aus den Temperaturwerten T1 und T2
sowie den Spannungswerten U1 und U2 kann der Hauptrechner
repräsentative Mittelwerte berechnen.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Vorrichtung zum Bestimmen der
Härte von Cigaretten. Diese Vorrichtung ist ähnlich aufgebaut
wie die Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak,
und gleiche oder entsprechende Bauteile sind mit um 100 erhöhten
Bezugszeichen versehen.
Zwei Führungsstangen 102 sind auf einem Sockel 104 befestigt und
an ihren oberen Enden durch eine Querstange 106 verbunden. Ein
ringförmiger Prüfstempel 108 mit einer Druckfläche 109 ist an
einem Prüfstempelträger 110 angebracht.Der Prüfstempelträger 110
ist über drei Kraftmesser 112A, 112B und 112C mit einem Zwi
schenstück 113 verbunden, das an der Unterseite des Rahmens 114
einer Arbeitstraverse 11 angebracht ist. Die Arbeitstraverse 111
wird von einem Schrittmotor 118 angetrieben. Die Antriebselemente
der Arbeitstraverse 111 wie zum Beispiel eine Präzisionsspindel,
die in einer Traverse abgestützt ist, sind die gleichen wie bei
der Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak. Aus
diesem Grunde sind in Fig. 6 die innerhalb der Arbeitstraverse
111 befindlichen Bauteile nicht nochmals dargestellt.
Der Schrittmotor 118 ist über ein flexibles Verbindungskabel 140
an eine Schrittmotorsteuerung 142 angeschlossen, die wiederum
mit einem Rechner 144 verbunden ist, siehe Fig. 5. Die Steuerung
der Auf- und Abbewegung der Arbeitstraverse 111 sowie das Messen
der von dem Prüfstempel 108 zurückgelegten Wegstrecke erfolgt
genau wie bei der Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähigkeit von
Tabak. An der Querstange 106 ist ein Endabschalter 138 an
gebracht.
Um ein zuverlässiges Messen der von dem Prüfstempel 108 auf die
Cigaretten Z übertragenen Kraft zu gewährleisten, sind im
Ausführungsbeispiel drei Kraftmesser 112A, 112B und 112C
vorgesehen, siehe Fig. 7(a), die den großflächigen Prüfstem
pelträger 110 mit dem Zwischenstück 113 verbinden, siehe
Fig. 7(b). Die Kraftmesser 112A, 112B und 112C können wiederum
als handelsübliche Kraftmeßnaben ausgestaltet sein. Sie sind
über ein flexibles Verbindungskabel 146 und eine Schnittstel
le 148 mit dem Rechner 144 verbunden. Alternativ könnten auch ein
oder mehrere Kraftmesser an dem im folgenden Absatz beschriebenen
Probenhalter 170 eingebaut sein.
Die Cigaretten Z, deren Härte bestimmt werden soll, liegen auf
einem Probenhalter 170, der über eine Halterung 172 auf dem
Sockel 104 angebracht ist. Der Probenhalter 170 ist insbesondere
in Fig. 7(d) und in Fig. 8 dargestellt. Die Oberfläche des
Probenhalters 170 ist im wesentlichen eben und verläuft parallel
zu der Druckfläche 109 des Prüfstempels 108. Eine Vielzahl von
Cigaretten Z liegt in einer kreisförmigen Anordnung auf dem
Probenhalter 170. In radialer Richtung wird die Position jeder
Cigarette Z durch einen zylinderförmigen Anschlagring 174
bestimmt, dessen Höhe etwa so groß wie die Dicke einer Cigaret
te Z ist, siehe Fig. 6 und Fig. 8(b). Für jede Cigarette Z ist
eine Mulde 176 vorgesehen, deren Länge gleich dem Abstand
zwischen dem Anschlagring 174 und dem äußeren Rand des Proben
halters 170 ist. Dies reicht zur Aufnahme einer langen Cigaret
te Z1 aus, siehe Fig. 8(a). In einem Mittenbereich 178 sind die
Mulden 176 plan oder eben ausgebildet. Die Mittenbereiche 178
der Mulden 176 befinden sich gegenüber der Druckfläche 109 des
ringförmigen Prüfstempels 108. Um ein Wegrollen der Cigaretten
in Umfangsrichtung zu verhindern, ist jede Mulde 176 gegen die
jeweiligen Nachbarmulden durch innere Stege 180 und äußere
Stege 182 abgegrenzt. Diese Stege 180 und 182 sind in Fig. 8
schraffiert dargestellt. Sie erheben sich über die Ebene der
Mittenbereiche 178 hinaus. Wie aus Fig. 8(b) ersichtlich, liegen
die Cigaretten Z1 und Z2 infolge der Ausgestaltung der inneren
Stege 180 und der äußeren Stege 182 an beiden Enden in Mulden
bereichen, die vorzugsweise die Form eines Ausschnitts aus einem
Zylindermantel haben. Die Tiefe beider Muldenbereiche ist
vorzugsweise gleich dem Radius einer Cigarette Z1, Z2, und der
Radius eines zugehörigen Zylinders ist etwas größer als der
Radius einer Cigarette Z1, Z2. In radialer Richtung (bezogen auf
den Probenhalter 170) erstrecken sich die inneren Stege 180 über
eine Länge, die etwas größer als die Länge eines Cigarettenfil
ters ZF1, ZF2 ist. Die äußeren Stege 182 sind lang genug, um
neben langen Cigaretten Z1 auch kurze Cigaretten Z2 zu halten.
In Fig. 8(a) sind lediglich zwei Cigaretten Z1 und Z2 un
terschiedlicher Länge eingezeichnet. In der Regel wird der
Probenhalter 170 jedoch vollständig mit Cigaretten Z gleicher
Länge und Art belegt.
Der Abstand zwischen der Druckfläche 109 des Prüfstempels 108 und
den Mittenbereichen 178 auf dem Probenhalter 170 ist für alle
Cigaretten Z gleich. Da aufgrund von Herstellungstoleranzen nicht
alle Cigaretten Z den gleichen Durchmesser besitzen, werden sie
während der Kompressionsbewegung des Prüfstempels unterschiedlich
stark komprimiert. Die erhaltenen Meßwerte für die auf die
Cigaretten ausgeübte Kraft sind trotzdem zuverlässige Durch
schnittswerte, da über eine große Anzahl von Cigaretten gemittelt
wird. Ein ebener Mittenbereich 178 hat gegenüber einem gekrümmten
den Vorteil, daß die Bedingungen auch für Cigaretten verschiede
ner Durchmesser vergleichbar sind, denn es stellt sich nicht die
Frage nach einem geeigneten Krümmungsradius für den Mittenbereich
178, der nur auf einen Cigarettendurchmesser optimal abgestimmt
werden könnte.
Um auch ein Bestimmen der Härte der Filter ZF1, ZF2 der Cigaret
ten Z1, Z2 zu ermöglichen, kann der ringförmige Prüfstempel 108
von dem Prüfstempelträger 110 abgeschraubt und durch einen
zweiten Ring oder Filterstempel 190 ersetzt werden. Wie aus
Fig. 7(c) ersichtlich, hat der Filterstempel 190 einen kleineren
Radius als der Prüfstempel 108 und liegt den Filtern ZF1, ZF2 der
Cigaretten Z1, Z2 auf dem Probehalter 170 gegenüber. Ein
Verfahren zum Bestimmen der Härte der Cigarettenfilter läuft
genauso ab wie das Verfahren zum Bestimmen der Härte von
Cigaretten.
Die Temperatur der Cigaretten Z wird mittels eines oder mehrerer
Temperaturfühler bestimmt, die am Probenhalter 170, am Prüfstem
pel 108 oder am Prüfstempelträger 110 eingebaut sind. Dazu können
beispielsweise Pt 100-Platin-Präzisionswiderstände dienen, die
über einen Meßwertwandler und eine Schnittstelle mit einem
Hauptrechner verbunden sind, ähnlich wie oben im Zusammenhang mit
der Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak
beschrieben. Auch die Feuchtigkeit der Cigaretten oder genauer
gesagt, des Tabaks in den Cigaretten, kann in vergleichbarer
Weise gemessen und an den Computer übermittelt werden. Zum
Beispiel kann der Prüfstempel 108 als eine Elektrode und der
Probenhalter 170 als die andere Elektrode einer Spannungsein
richtung geschaltet werden, die den elektrischen Widerstand der
auf dem Probenhalter 170 liegenden Cigaretten Z über eine
Strommessung ermittelt. Weil der Strom dabei auch durch das
Cigarettenpapier fließt, muß dessen elektrischer Widerstand als
empirische Größe bei der Messung berücksichtigt werden, um auf
den Widerstand und damit die Feuchtigkeit des Tabaks in den
Cigaretten zu schließen. Hierzu sind Kalibrierungsmessungen
erforderlich.
Die beschriebenen Vorrichtungen zum Bestimmen der Füllfähigkeit
von Tabak und der Härte von Cigaretten sind weitgehend gleich
aufgebaut. Zum Antreiben der Prüfstempel 8 bzw. 108 und zum
Erfassen und Verarbeiten der Meßwerte für Wegstrecke, Kraft,
Temperatur und Feuchtigkeit kann daher dieselbe Apparatur
verwendet werden. Um eine funktionsfähige Vorrichtung zur
Bestimmung der Füllfähigkeit von Tabak in eine funktionsfähige
Vorrichtung zur Bestimmung der Härte von Cigaretten umzuwandeln,
muß lediglich der Prüfstempel 8 mit der Verbindungsstange 10 und
dem zugehörigen Kraftmesser 12 einschließlich der an dem
Prüfstempel 8 angebrachten Meßeinrichtungen für Temperatur und
Feuchtigkeit gegen den auf dem Prüfstempelträger 110 befindlichen
Prüfstempel 108 mit den daran angebrachten Meßeinrichtungen für
Temperatur und Feuchtigkeit sowie den auf dem Zwischenstück 113
montierten Kraftmessern 112A, 112B und 112C ausgetauscht werden.
An die Stelle des auf dem Schlitten 32 sitzenden Behälters 30 mit
den eingebauten Meßeinrichtungen für Temperatur und Feuchtigkeit
tritt der Probenhalter 170 auf der Halterung 172 mit den daran
befindlichen Meßeinrichtungen für Temperatur und Feuchtigkeit.
Prinzipiell können die Kraftmesser 12 bzw. 112A, 112B, 112C
anstatt an den Prüfstempeln 8 bzw. 108 auch unterhalb des
Behälters 30, z.B. an dem Schlitten 32, bzw. am Probenhalter 170
oder der Halterung 172 angebracht sein.
Im folgenden wird das Verfahren zum Bestimmen der Füllfähigkeit
von Tabak beschrieben, das mit der erläuterten Vorrichtung zum
Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak durchgeführt wird. Im
Ausführungsbeispiel erfolgen die Messungen an Schnittabak;
entrippter Blattabak oder die vollen Blätter einer kleinblättri
gen Tabaksorte könnten ebenso gut verwendet werden.
Die Steuerung, Datenaufnahme und Datenverarbeitung erfolgt im
Ausführungsbeispiel durch zwei Rechner. Der Rechner 44, fortan
Nebenrechner genannt, steuert den Schrittmotor 18, wodurch die
Position des Prüfstempels 8 bekannt ist, und nimmt die Meßwerte
für die auf den Schnittabak ausgeübte Kraft entgegen. Dieser
Nebenrechner kommuniziert mit einem Hauptrechner, an den die
Einrichtungen zum Messen der Temperatur und Feuchtigkeit des
Schnittabaks angeschlossen sind, und der auch die weitere
Datenauswertung übernimmt. Genauso gut können aber sämtliche
Steuer-, Datenerfassungs- und Auswertevorgänge von einem einzigen
Rechner durchgeführt werden.
Die Länge der Tabaksäule zwischen der Unterkante 51 des Prüfstem
pels 8 und der Oberkante 55 des Bodens des Behälters 30 wird
fortan als Resthöhe RH bezeichnet. Dabei gibt die Oberkante 55
des Bodens die Nullpunktslage O für die Position des Prüfstem
pels 8 an. Aufgrund des unten beschriebenen Einrichtvorgangs zur
Bestimmung einer Anfangsposition des Prüfstempels 8 in absoluten
Längeneinheiten sind automatisch alle Werte für die Resthöhe RH
auf die Nullpunktslage O bezogen.
Infolge von Gewichtskräften steht auch bei unbelastetem Stempel 8
am Kraftmesser 12 ein Kraftwert an. Zu Beginn eines Prüfablaufs
zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Schnittabak wird dieser
Offset-Wert automatisch erfaßt und im Nebenrechner abgespeichert.
Bei allen folgenden Kraftmessungen wird er subtrahiert, so daß
die für die Kraft F angegebenen Meßwerte Nullpunkt-korrigiert
sind.
Anhand der Fig. 9 und 10 werden im folgenden die einzelnen
Schritte für den Prüfablauf, d.h. die einzelnen Verfahrens
schritte zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Schnittabak
erläutert.
Zu Beginn werden alle Geräte eingeschaltet und die Programme für
den Hauptrechner und den Nebenrechner geladen. Die Arbeitstra
verse 11 fährt bis zum Endabschalter 38, siehe Fig. 9(a). Diese
oberste Position ist die Ausgangsposition für den Prüfstempel 8.
Der Nebenrechner gibt dann ein Signal BS1 an den Hauptrechner
ab, das dessen Programmstart auslöst. Anschließend übermittelt
der Hauptrechner Parameter für das Einrichten und den Prüfablauf
an den Nebenrechner. Diese Parameter geben beispielsweise an:
den Meßbereich A des Kraftmessers 12, die Höhe E eines Ein
richtnormals 68, den Abstand L zwischen der Oberkante 55 des
Bodens und dem oberen Rand des Behälters 30, die Lage G der
Startposition des Prüfstempels 8 in bezug auf den Nullpunkt 0,
den zeitlichen Abstand H zwischen Einzelmessungen während der
Relaxationsperiode, den Abstand M zwischen der Unterkante 51 des
Prüfstempels 8 und der Oberkante 55 des Bodens des Behälters 30,
bei dem mit der Datenaufnahme begonnen wird, die Prüfgeschwindig
keit N, mit der der Prüfstempel 8 während des Komprimierens des
Schnittabaks verfahren wird, die Maximalkraft F(MAX), bei deren
Erreichen der Kompressionsvorgang beendet und der Prüfstempel 8
gestoppt wird, das Meßintervall P während des Kompressionsvor
gangs, die Relaxationsperiode Q (Größenordnung Minuten) und die
Lage V der Ausgangsposition des Prüfstempels 8 in bezug auf die
Nullpunktslage O.
Nun wird ein Einrichtnormal 68, etwa ein Zylinder bekannter
Höhe E mit einem Halterand, auf den oberen Rand des Behälters 30
gesetzt und der Befehl zum Beginn des Einrichtens an den
Hauptrechner gegeben, siehe Fig. 9(b). Der Hauptrechner
übermittelt das Kommandosignal "a" an den Nebenrechner. Daraufhin
wird der Prüfstempel 8 bis kurz vor das Einrichtnormal 68
abgesenkt, und anschließend wird das Einrichtnormal 68 bis zu
einer definierten Kraft angefahren, die über den Kraftmesser 12
bestimmt wird. Der Absolutwert für diese Position des Prüfstem
pels 8 beträgt L+E, siehe Fig. 9(a) und Fig. 9(b). Da dieser
Wert bekannt ist, können alle zukünftigen Positionen des
Prüfstempels 8 über die Zahl der von dem Schrittmotor 18
zurückgelegten Schritte (vorwärts oder rückswärts) ermittelt
werden, wie bereits erläutert. Im Anschluß wird der Prüfstempel 8
in die Startposition G verschoben, und der Nebenrechner sendet
ein Signal BS2 an den Hauptrechner, das anzeigt, daß die
Startposition G erreicht ist. Die Vorrichtung ist nun für
Messungen an Schnittabak bereit.
Nach Entfernen des Einrichtnormals 68 von dem Behälter 30 werden
Daten zur Versuchsbezeichnung und Kenndaten für den Schnittabak,
dessen Füllfähigkeit bestimmt werden soll, in den Hauptrechner
eingegeben. Die Probe des Schnittabaks wird ausgewogen (z.B.
400 g), wobei die Tabakmasse automatisch von dem Hauptrechner,
mit dem die Waage verbunden ist, entgegengenommen wird. Anschlie
ßend kann der Schnittabak in den Behälter 30 eingefüllt werden.
Dabei ist es nützlich, daß der Behälter 30 auf dem Schlitten 32
entlang der Schienen 34 verschiebbar ist, wobei die genaue Lage
in bezug auf den Prüfstempel 8 durch die Anschlagstücke 36
definiert ist. Nach Eingabe des Startbefehls an den Hauptrechner
durch den Benutzer übermittelt der Hauptrechner den Steuerbefehl
"c" an den Nebenrechner, der daraufhin zunächst den Probenstem
pel 8 bis zu der Stelle M steuert, siehe Fig. 9(c). Dort beginnt
die Aufnahme der Meßwerte für die Kraft F und die Resthöhe RH,
die mit dem Meßintervall P, d.h. in zeitlichen Abständen von P
Sekunden, im Nebenrechner abgespeichert werden. Dabei bewegt
sich der Prüfstempel 8 mit der konstanten Prüfgeschwindigkeit N
nach unten. Sobald die Kraft F den vorgegebenen Maximal
wert F(MAX) erreicht hat, wird der Prüfstempel 8 gestoppt und der
Kompressionsvorgang ist beendet. Dies wird dem Hauptrechner durch
das von dem Nebenrechner abgegebene Steuersignal BS4 angezeigt.
Der Prüfstempel 8 verharrt nun bei der endgültigen und minimalen
Resthöhe RH=RHE, die von dem Nebenrechner abgespeichert wird,
siehe Fig. 9(d). Jetzt wird während der Relaxationsperiode Q
eine Relaxationsmessung für den Schnittabak R durchgeführt, indem
der Nebenrechner mit dem Intervall H Meßwerte für die Kraft F
entgegennimmt und abspeichert. Zur gleichen Zeit veranlaßt der
Hauptrechner die Messungen der Temperaturen T1 und T2 und der
feuchtigkeitsrelevanten Spannungswerte U1 und U2, wie bei der
Beschreibung der Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähigkeit von
Tabak erläutert. Diese Werte werden an den Hauptrechner übergeben
und dort abgespeichert. Nach Ablauf der Relaxationsperiode Q
übersendet der Nebenrechner das Steuersignal BS9 an den Haupt
rechner, woraufhin dieser das Steuersignal "i" an den Nebenrech
ner abgibt. Das veranlaßt den Nebenrechner, den Prüfstempel 8
wieder in seine Startposition G zu fahren. Beim Erreichen der
Startposition G gibt der Nebenrechner das Steuersignal BS3 an den
Hauptrechner ab.
Der Hauptrechner fordert anschließend über das Steuersignal "k"
alle Meßwerte des Prüfablaufs vom Nebenrechner an. Die Meßwerte
werden im Format "Kraft F, Resthöhe RH, Prüfbereich" übermittelt
und abgespeichert, wobei der Parameter für den Prüfbereich
zwischen den Werten für die Kompressionsmessung und denen für
die Relaxationsmessung unterscheidet. Die Werte für die Kraft F
sind bereits bezüglich des Offsets korrigiert.
Der Hauptrechner stellt aus den übernommenen Meßdaten eine
Kompressionskurve und eine Relaxationskurve für den geprüften
Schnittabak dar, woraus Werte für die Füllfähigkeit entnommen
werden können. Außerdem führt der Hauptrechner über die ihm zur
Verfügung stehenden Daten für die Tabakart-Kennung und die
gemessene Temperatur und Feuchtigkeit eine Korrektur der
erhaltenen Kurven oder Füllfähigkeitswerte auf Standardbedingun
gen durch. Dies wird unten näher erläutert.
Während der Berechnungen im Hauptrechner und der Ausgabe der
Ergebnisse verharrt der Prüfstempel 8 in der Startposition G.
Sobald eine neue Schnittabakprobe in den Behälter 30 eingefüllt
ist, kann eine weitere Messung zur Bestimmung der Füllfähigkeit
beginnen. Der folgende Prüfablauf wird vom Benutzer durch einen
neuen Kommandobefehl an den Hauptrechner eingeleitet, der
daraufhin das Steuersignal "c" an den Nebenrechner übermittelt.
Ein erneutes Einrichten zum Bestimmen der Absolutlage des
Prüfstempels 8 ist in der Regel nicht erforderlich. Bei kriti
schen Fehlermeldungen schickt jedoch der Hauptrechner die
Arbeitstraverse 11 über das Steuersignal "m" wieder in die
Ausgangsposition mit Anschlag am Endabschalter 38 zurück. Das
Steuersignal "m" wird zum Beispiel dann abgegeben, wenn die von
dem Kraftmesser 12 aufgenommene Kraft einen vorgegebenen
Grenzwert überschreitet oder wenn Schalter von Sicherheitsvor
richtungen der Anlage nicht geschlossen sind. In diesen Fällen
und grundsätzlich beim Einschalten der Vorrichtung muß das
Einrichten mittels des Einrichtnormals 68 wiederholt werden.
Die Kalibrierung des Kraftmessers 12 sollte in periodischen
Abständen überprüft werden. Dazu wird eine geeichte Kalibrier
meßnabe 69 verwendet, die anstelle des Behälters 30 unter den
Prüfstempel 8 gelegt wird, siehe Fig. 10. Die Höhe C der
Kalibriermeßnabe 69 über der Nullpunktslage O sowie die Start
position G′ für Kalibrierungsmessungen werden als Parameter vom
Hauptrechner an den Nebenrechner übergeben. Zum Kalibrieren fährt
der Prüfstempel von der Startposition G′ ausgehend mit minimaler
Geschwindigkeit auf die Kalibriermeßnabe 69. Anschließend können
die über den Kraftmesser 12 erhaltenen Meßwerte für die Kraft mit
denen der geeichten Kalibriermeßnabe 69 verglichen werden, um
gegebenenfalls die vom Kraftmesser 12 erhaltenen Werte zu
korrigieren.
Nach Beendigung eines vollständigen Prüfablaufs zum Messen
füllfähigkeitsrelevanter Daten an einer gegebenen Schnittabak
probe stehen dem Hauptrechner folgende Meßwerte zur Verfügung:
die Wertepaare der Kompressionsmessung (Kraft F, Resthöhe RH bei
konstanter Geschwindigkeit N des Prüfstempels 8), die Wertepaare
der Relaxationsmessung (Kraft F, Zeit tR bei gemessener,
konstanter Resthöhe RH=RHE), die Masse m des Schnittabaks (etwa
400 g bei einem Volumen des Behälters 30 von ca. 5 Liter), die
Temperaturmeßwerte T1, T2 und deren Mittelwert T, sowie die
Spannungswerte U1, U2 der Leitfähigkeitsmessung und deren
Mittelwert U.
Aus den während der Kompressions- und Relaxationsmessungen
erhaltenen Daten können allgemeine tabakelastische Kenngrößen
wie z.B. die Kompressibilität oder das Fest/Flüssig-Verhalten
des Schnittabaks berechnet oder empirisch abgeschätzt werden.
Diese Kenngrößen hängen einerseits von der Tabakmischung und
andererseits stark von der Temperatur und Tabakfeuchtigkeit ab.
Aus den Meßwertepaaren der Kompressionsmessung läßt sich eine
Kompressionskurve darstellen, siehe Fig. 11. Hier ist die auf
den Tabak wirkende Kraft F als Funktion der Resthöhe RH auf
getragen. Die Resthöhe RH nimmt von links nach rechts ab. Da im
Ausführungsbeispiel der Prüfstempel 8 mit einer konstanten
Geschwindigkeit N verfahren wird, besteht zwischen der Resthö
he RH und der während der Kompression des Schnittabaks ver
strichenen Zeit tK ein linearer Zusammenhang; die Zeit tK wächst
von links nach rechts. Die Kurve in Fig. 11 endet bei der
Maximalkraft F(MAX). Als "Füllfähigkeit" FF des Schnittabaks
kann man die Resthöhe RH1 bei einer definierten Prüfkraft F1
bezeichnen, siehe Fig. 11.
In Fig. 12 ist die während der Relaxationsmessung bestimmte
Kraft F als Funktion der Zeit tR für zwei verschiedene Tabaksor
ten aufgetragen. Die Kraft F nimmt von ihrem Maximalwert F(MAX)
zur Zeit tR=0 stetig ab, bis die Messung nach Ablauf der
Relaxationsperiode zur Zeit Q beendet wird. Die in Fig. 12
aufgetragen Kurven repräsentieren das Fest/Flüssig-Verhalten der
beiden untersuchten Tabaksorten.
Um die Ergebnisse verschiedener Messungen vergleichen zu können,
müssen sie auf Standardbedingungen korrigiert werden. Als
Standardbedingungen gelten beispielsweise 400 g Tabakmasse, eine
Temperatur von 22°C und eine Tabakfeuchtigkeit von 12% (bezogen
auf die Gesamtsubstanz). Die Korrekturen können nach Ablauf der
Relaxationsmessung im Hauptrechner wie nachfolgend erläutert
durchgeführt werden, so daß nach einer Messung bereits der
korrigierte Wert der Füllfähigkeit ausgegeben werden kann.
Die im folgenden aufgeführten Korrekturschritte beruhen alle auf
bekannten, empirischen Beziehungen. Bei ihrer Berechnung werden
empirische Koeffizienten verwendet, die für die untersuchte
Tabakmischung spezifisch sind. Diese Korrekturkoeffizienten sind
im Hauptrechner abgespeichert.
Aus den nach Fig. 11 aufgetragenen unkorrigierten Daten erhält
man beispielsweise durch eine Spline-Interpolation die Füllfä
higkeit FF(0) (entspricht RH1) bei gegebener Masse, Feuchtigkeit
und Temperatur des Schnittabaks.
Zunächst wird durch Normierung auf die ausgewogene Tabakmasse
eine Massekorrektur durchgeführt, die einen korrigierten
Füllfähigkeitswert FF(1) liefert.
Der gemessene Wert U für die Spannung hängt direkt von der
Temperatur T ab. Dies ist zu berücksichtigen, wenn mit Hilfe von
U die tatsächliche Feuchtigkeit WG des Tabaks berechnet wird.
Die Füllfähigkeit bei einer gegebenen Feuchtigkeit hängt auch
direkt von der Temperatur T ab. Mit Hilfe der mischungsabhängigen
Beziehung Ff=f(T) kann die Füllfähigkeit FF(1) in den
Füllfähigkeitswert FF(2) bei 22°C und der gegebenen Feuchtigkeit
WG des Tabaks umgerechnet werden. Eine weitere Gleichung erlaubt
bei Verwendung der tatsächlichen Feuchtigkeit WG schließlich die
Umrechnung von FF(2) in FF(3), wobei FF(3) der auf eine Tabak
feuchtigkeit von 12% korrigierte Füllfähigkeitswert und damit der
vollständig auf Standardbedingungen korrigierte Werte für die
Füllfähigkeit der untersuchten Tabaksorte ist.
Das Verfahren zum Bestimmen der Härte von Cigaretten verläuft
praktisch genauso ab wie das Verfahren zum Bestimmen der
Füllfähigkeit von Tabak. Es können sogar dieselben Rech
nerprogramme verwendet werden. Lediglich die Werte für einige
der in den Hauptrechner eingegebenen Parameter sind anders. Zum
Beispiel wird ein Einrichtnormal der Höhe E direkt auf den
Probenhalter 170 gelegt, so daß L=0. Die Nullpunktslage O ist
durch die Oberfläche des Probenhalters 170 in den Mitten
bereichen 178 der Mulden 176 für die Cigaretten Z definiert. Der
Resthöhe RH entspricht nun die "Restdicke" der Cigaretten; sie
ist durch den Abstand zwischen der Oberfläche des Probenhal
ters 170 in den Mittenbereichen 178 und der Druckfläche 109 des
Prüfstempels 108 festgelegt. Da im Ausführungsbeispiel drei
Kraftmesser 112A, 112B und 112C verwendet werden, ist die gesamte
auf die Cigaretten ausgeübte Kraft F gleich der Summe der Offset
korrigierten Kräfte, die von den drei Kraftmessern 112A, 112B,
112C angezeigt werden.
Fig. 13 zeigt eine an Cigaretten gemessene Kompressionskurve.
Der Härtewert HÄ der Cigaretten kann über zwei bei definierten
Kräften F1 und F2 auftretenden Resthöhen RH1 und RH2 als
"Eindringtiefe" definiert werden:
HÄ=RH1-RH2.
Ebensogut ist die Angabe einer prozentualen "Verformung" HÄ (%)
möglich:
HÄ(%)=100 * RH2/RH1.
Die die Ausgangslage definierende Kraft F1 sollte möglichst klein
gewählt werden.
Fig. 12 zeigt zwei an Cigaretten gemessene Relaxationskurven.
Sie verlaufen ähnlich wie die Relaxationskurven von Schnittabak.
Die Härtewerte sind wiederum mischungsspezifisch abhängig von
den Parametern Temperatur, Tabakfeuchtigkeit und Tabakgewicht
pro Cigarette. Die Härtewerte können genau wie die Füllfähig
keitswerte für Schnittabak mittels empirischer Beziehungen auf
Standardbedindungen korrigiert werden, wobei zusätzlich die
empirisch bekannten Eigenschaften des Cigarettenpapiers berück
sichtigt werden müssen, um aus den feuchtigkeitsrelevanten
Meßwerten auf die Feuchtigkeit des in der Cigarette enthaltenen
Tabaks zu schließen.
Claims (20)
1. Verfahren zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak, bei
welchem auf eine vorgegebene Tabakmenge in einem an einer
Seite durch einen bewegbaren Prüfstempel (8) abgeschlossenen
Behälter (30) durch den Prüfstempel (8) eine Kraft ausgeübt
wird, und bei welchem die Länge der Tabaksäule unter der
Wirkung der Kraft sowie die Zeit gemessen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß der Prüfstempel (8) zum Ausüben der
Kraft mittels eines Motors (18) in vorgegebener Weise
angetrieben wird, wobei der Tabak (R) komprimiert wird, daß
die auf den Tabak (R) ausgeübte Kraft am Prüfstempel (8)
oder an einer Unterstützungsfläche des Behälters (30)
gemessen wird, daß die Länge der Tabaksäule über die von dem
Prüfstempel (8) zurückgelegte Wegstrecke gemessen wird, daß
die Meßwerte für Kraft und Wegstrecke während des Komprimierens
erfaßt und über Meßwertwandler und Schnittstellen
(42, 48) zur Weiterverarbeitung an einen Rechner (44)
gegeben werden, daß nach Abschluß der Kompressionsbewegung
des Prüfstempels (8) während einer Relaxationsperiode der
Prüfstempel (8) in seiner Endstellung verharrt, wobei die
auf den Tabak (R) wirkende Kraft in vorgegebenen Zeitabständen
gemessen und zur Weiterverarbeitung an den
Rechner (44) gegeben wird, und daß weitere für die Größe der
Füllfähigkeit maßgebliche Parameter in unabhängigen Messungen
bestimmt und einem Rechner zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
auf Schnittabak angewandt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
auf Blattabak angewandt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur des Tabaks (R) als ein für die
Größe der Füllfähigkeit maßgeblicher Parameter mittels in
dem Behälter (30) oder an dem Prüfstempel (8) angebrachter
Meßeinrichtungen (56, 58) während oder unmittelbar nach dem
Komprimieren bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Feuchtigkeit des Tabaks (R) als ein für
die Größe der Füllfähigkeit maßgeblicher Parameter mittels
in dem Behälter (30) oder an demPrüfstempel (8) angebrachter
Meßeinrichtungen (60A, 60B, 62A, 62B) während oder
unmittelbar nach dem Komprimieren bestimmt wird.
6. Verfahren zum Bestimmen der Härte von Cigaretten, bei
welchem auf eine vorgegebene Anzahl von Cigaretten (Z), die
auf einem im wesentlichen ebenen Probenhalter (170) liegen,
von einem senkrecht zu der Oberfläche des Probenhalters
(170) bewegbaren Prüfstempel (108), der eine parallel zu der
Oberfläche des Probenhalters (170) verlaufende Druckfläche
(109) aufweist, eine Kraft ausgeübt wird, und bei welchem
die Dicke der Cigaretten (Z) unter der Wirkung der Kraft
sowie die Zeit gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß
der Prüfstempel (108) zum Ausüben der Kraft mittels eines
Motors (118) in vorgegebener Weise angetrieben wird, wobei
die Cigaretten (Z) komprimiert werden, daß die auf die
Cigaretten (Z) ausgeübte Kraft am Prüfstempel (108) oder am
Probenhalter (170) gemessen wird, daß die Dicke der Cigaretten
(Z) über die von dem Prüfstempel (108) zurückgelegte
Wegstrecke gemessen wird, daß die Meßwerte für Kraft und
Wegstrecke während des Komprimierens erfaßt und über
Meßwertwandler und Schnittstellen (142, 148) zur Weiterverarbeitung
an einen Rechner (144) gegeben werden, daß nach
Abschluß der Kompressionsbewegung des Prüfstempels (108)
während einer Relaxationsperiode der Prüfstempel (108) in
seiner Endstellung verharrt, wobei die auf die Cigaretten
(Z) wirkende Kraft in vorgegebenen Zeitabständen
gemessen und zur Weiterverarbeitung an den Rechner (144)
gegeben wird, und daß weitere für die Größe der Härte
maßgebliche Parameter in unabhängigen Messungen bestimmt und
einem Rechner zugeführt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Temperatur und/oder die Feuchtigkeit der Cigaretten (Z) als
für die Größe der Härte maßgebliche Parameter mittels an dem
Prüfstempel (108) und/oder dem Probenhalter (170) angebrachter
Meßeinrichtungen während oder unmittelbar nach dem
Komprimieren bestimmt werden.
8. Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak zur
Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem
einseitig offenstehenden Behälter (30) zur Aufnahme des
Tabaks (R), einem in eine Richtung in den Behälter hinein
bewegbaren und diesen abschließenden Prüfstempel (8) zur
Ausübung einer Kraft auf den Tabak (R), einer Wegmeßeinrich
tung (18, 42, 44) zur Bestimmung der Länge der zwischen dem
Prüfstempel (8) und einer diesem gegenüberliegenden Wand
(55) des Behälters (30) befindlichen Tabaksäule, sowie einer
Zeitmeßeinrichtung (44), gekennzeichnet durch eine einen
Motor (18) enthaltende, von einem Rechner (44) gesteuerte
Antriebseinrichtung (11) für den Prüfstempel (8) zur
Aufbringung der Kraft auf den Tabak (R), durch an dem
Prüfstempel (8) oder an der Unterstützungsfläche des
Behälters (30) angebrachte Kraftmesser (12), sowie durch
Meßwertwandler und Schnittstellen (42, 48) zur automatischen
Erfassung der Meßwerte für die Kraft und die Länge der
Tabaksäule und deren Übertragung an einen Rechner (44).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch in dem
Behälter (30) oder an dem Prüfstempel (8) angeordnete
Meßeinrichtungen (56, 58) zur Bestimmung der Temperatur des
Tabaks (R) sowie durch Meßwertwandler und Schnittstellen zur
automatischen Erfassung der die Temperatur repräsentierenden
Werte und deren Übertragung an einen Rechner.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an
der mit dem Tabak (R) in Berührung stehenden Fläche (51) des
Prüfstempels (8) und an der dieser gegenüberliegenden
Innenwand (55) des Behälters (30) jeweils ein Platin-
Präzisionswiderstand (56, 58) zur Bestimmung der Temperatur
des Tabaks (R) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, gekennzeichnet durch
in dem Behälter (30) oder an dem Prüfstempel (8) angeordnete
Meßeinrichtungen (60A, 60B, 62A, 62B) zur Bestimmung der
Feuchtigkeit des Tabaks (R) sowie durch Meßwertwandler und
Schnittstellen zur automatischen Erfassung der die Feuchtig
keit repräsentierenden Werte und deren Übertragung an einen
Rechner.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an
der mit dem Tabak (R) in Berührung stehenden Fläche (51) des
Prüfstempels (8) und an der dieser gegenüberliegenden
Innenwand (55) des Behälters (30) jeweils eine Anordnung aus
mehreren gegeneinander isolierten Elektroden (60A, 60B, 62A,
62B) angebracht ist, die an eine Spannungsquelle schaltbar
sind, um über den gemessenen, durch den Tabak (R) fließenden
Strom und/oder die gemessene Spannung die elektrische
Leitfähigkeit als Maß für die Feuchtigkeit des Tabaks (R) zu
bestimmen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (11) für den
Prüfstempel (8) eine von einem Schrittmotor (18) gedrehte
Präzisionsspindel (20) aufweist, wobei die Zahl der vom
Schrittmotor (18) zurückgelegten Schritte als Maß für die
Länge der Tabaksäule verwendbar ist.
14. Vorrichtung zum Bestimmen der Härte von Cigaretten zur
Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, mit einem im
wesentlichen ebenen Probenhalter (170) zur Aufnahme der
Cigaretten (Z), einem senkrecht zur Oberfläche des Probenhalters
(170) bewegbaren Prüfstempel (108) zur Ausübung
einer Kraft auf die Cigaretten (Z), welcher eine parallel
zur Oberfläche des Probenhalters (170) verlaufende Druckfläche
(109) aufweist, einer Wegmeßeinrichtung (118, 142,
144) zur Bestimmung der Dicke der zwischen der Druckfläche
(109) des Prüfstempels (108) und der Oberfläche des Probenhalters
(170) befindlichen Cigaretten (Z), sowie einer
Zeitmeßeinrichtung (144), gekennzeichnet durch eine einen
Motor (118) enthaltende, von einem Rechner (144) gesteuerte
Antriebseinrichtung (111) für den Prüfstempel (108) zur
Aufbringung der Kraft auf die Cigaretten (Z), durch an dem
Prüfstempel (108) oder an dem Probenhalter (170) angebrachte
Kraftmesser (112A, 112B, 112C), sowie durch Meßwertwandler
und Schnittstellen (142, 148) zur automatischen Erfassung
der Meßwerte für die Kraft und die Dicke der Cigaretten (Z)
und deren Übertragung an einen Rechner (144).
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch an dem
Probenhalter (170) oder an dem Prüfstempel (108) angeordnete
Meßeinrichtungen zur Bestimmung der Temperatur der Cigaret
ten (Z) sowie durch Meßwertwandler und Schnittstellen zur
automatischen Erfassung der die Temperatur repräsentierenden
Werte und deren Übertragung an einen Rechner.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch
an dem Probenhalter (170) oder an dem Prüfstempel (108)
angeordnete Meßeinrichtungen zur Bestimmung der Feuchtigkeit
der Cigaretten (Z) sowie durch Meßwertwandler und Schnitt
stellen zur automatischen Erfassung der die Feuchtigkeit
repräsentierenden Werte und deren Übertragung an einen
Rechner.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Antriebseinrichtung (111) für den Prüfstem
pel (108) eine von einem Schrittmotor (118) gedrehte
Präzisionsspindel aufweist, wobei die Zahl der vom Schritt
motor (118) zurückgelegten Schritte als Maß für die Dicke
der Cigaretten (Z) verwendbar ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß der Prüfstempel (108) ringförmig
ausgebildet ist und daß der Probenhalter (170) zur Aufnahme
der Cigaretten (Z) eine Vielzahl radial angeordneter Mulden
(176) aufweist, die jeweils etwa die Länge einer Cigarette
(Z1, Z2, Z) haben, in dem dem Prüfstempel (108) gegenüberliegenden
Mittenbereich (178) plan ausgebildet sind und in
den beiden Endbereichen durch Stege (180, 182) gegen die
jeweils benachbarten Mulden abgegrenzt sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
der ringförmige Prüfstempel (108) von der Vorrichtung
abnehmbar und gegen einen zweiten Ring (190) austauschbar
ist, der sich gegenüber dem Bereich der Filter (ZF1, ZF2)
der auf dem Probenhalter (170) liegenden Cigaretten (Z)
befindet und für eine Härtebestimmung der Filter (ZF1, ZF2)
verwendbar ist.
20. Vorrichtung zur Bestimmung der Füllfähigkeit von Tabak und
der Härte von Cigaretten nach einem der Ansprüche 8 bis 13
einerseits und einem der Ansprüche 14 bis 19 andererseits,
dadurch gekennzeichnet, daß an einer funktionsfähigen
Vorrichtung zur Bestimmung der Füllfähigkeit von Tabak der
Prüfstempel (8, 10) zur Füllfähigkeitsbestimmung mit den
daran befindlichen Meßeinrichtungen (12, 56, 60A, 60B) gegen
den Prüfstempel (108, 110, 113) zur Härtebestimmung mit den
daran befindlichen Meßeinrichtungen (112A, 112B, 112C)
austauschbar ist und daß der Behälter (30) zur Füllfähig
keitsbestimmung mit den darin befindlichen Meßeinrichtungen
(58, 62A, 62B) gegen den Probenhalter (170) zur Härtebestim
mung mit den daran befindlichen Meßeinrichtungen austauschbar
ist.
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EP90115014A EP0416295B1 (de) | 1989-09-02 | 1990-08-04 | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak und der Härte von Cigaretten |
DE59010709T DE59010709D1 (de) | 1989-09-02 | 1990-08-04 | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Füllfähigkeit von Tabak und der Härte von Cigaretten |
CA002022790A CA2022790A1 (en) | 1989-09-01 | 1990-08-07 | Method and apparatus for determining the filling capacity of tobacco and the hardness of cigarettes |
US07/571,976 US5209124A (en) | 1989-09-02 | 1990-08-24 | Method and apparatus for determining the filling capacity of tobacco and the hardness of cigarettes |
JP2234326A JPH03254670A (ja) | 1989-09-02 | 1990-09-03 | タバコの充填容量および紙巻タバコの硬さを決定するための方法および装置 |
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---|---|---|---|
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---|---|
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CA (1) | CA2022790A1 (de) |
DE (2) | DE3929155A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4324323C1 (de) * | 1993-07-20 | 1994-11-03 | Bat Cigarettenfab Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Füllfähigkeits- und/oder Elastizitätsbestimmung von zerkleinertem, faserigem Tabakmaterial |
DE102010038890A1 (de) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Hausgerät zum Trocknen von Wäschestücken und Verfahren zum Bestimmen einer mit einem Trocknungsgrad der Wäschestücke korrelierten Messgröße |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4412405C2 (de) * | 1994-04-11 | 1998-10-29 | Michael Dipl Ing Breitwieser | Vorrichtung und Verfahren zur Messung von Kräften und Ermittlung von Stoffeigenschaften |
JPH08159937A (ja) * | 1994-12-02 | 1996-06-21 | Sintokogio Ltd | 生型試験片に係る歪・応力の相関関係の測定方法およびその装置 |
US5675079A (en) * | 1995-06-07 | 1997-10-07 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Apparatus for measuring the crush recovery of an absorbent article |
DE10050297A1 (de) * | 2000-10-10 | 2002-04-11 | Focke & Co | Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von insbesondere Zigarettenpackungen |
US7017162B2 (en) * | 2001-07-10 | 2006-03-21 | Microsoft Corporation | Application program interface for network software platform |
US6983658B2 (en) * | 2003-04-11 | 2006-01-10 | Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc | Micro-tensile testing system |
NZ534785A (en) * | 2004-08-19 | 2007-01-26 | Nz Forest Res Inst Ltd | Method and apparatus for testing of shear stiffness in board |
CN101467792B (zh) * | 2007-12-26 | 2011-08-31 | 天津市茂林烟机配件开发有限公司 | 高速卷烟机水松纸自动纠偏装置 |
EP2106708A1 (de) | 2008-03-31 | 2009-10-07 | Reemtsma Cigarettenfabriken GmbH | Zigarette |
CN102937400B (zh) * | 2012-10-29 | 2016-01-20 | 昆山市力格自动化设备有限公司 | 一种汽车压缩机活塞内壁检测治具 |
CN104964877B (zh) * | 2015-07-29 | 2017-10-17 | 北京汽车研究总院有限公司 | 一种刚度测试装置及系统 |
WO2017064562A1 (en) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | Simsage Pty Ltd | Apparatus and method for determining the hardness of a granular material |
CN105466846A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-06 | 谭焕玲 | 一种植物叶片中油分的连续检测装置 |
CN105547992A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-05-04 | 谭焕玲 | 植物叶片中油分的连续检测装置 |
US20170190454A1 (en) * | 2016-01-04 | 2017-07-06 | Anant Kumar Mishra | Packing apparatus |
CN107153104B (zh) * | 2017-05-10 | 2019-09-24 | 浙江中烟工业有限责任公司 | 一种通过卷烟机运行参数表征烟丝填充值的方法 |
EP3726958B1 (de) * | 2017-12-22 | 2022-10-12 | Agco Corporation | Ballenpresse mit nir-sensor in der kolbenfläche |
CN109984375B (zh) * | 2017-12-29 | 2022-07-26 | 贵州中烟工业有限责任公司 | 一种控制烟支硬度的方法 |
WO2020115898A1 (ja) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | 日本たばこ産業株式会社 | 非燃焼加熱型喫煙物品及び電気加熱型喫煙システム |
CN109781607A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-05-21 | 南通烟滤嘴有限责任公司 | 烟支疏松度的测量装置及其测量方法 |
CN110083888B (zh) * | 2019-04-09 | 2023-01-31 | 红云红河烟草(集团)有限责任公司 | 一种预测卷烟硬度的方法 |
CN110057669A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-07-26 | 河南中烟工业有限责任公司 | 一种烟丝柔软度检测方法及烟丝柔软度检测仪 |
CN110018059A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-07-16 | 河南中烟工业有限责任公司 | 一种烟丝弹性检测方法及烟丝弹性检测仪 |
CN110068499A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-07-30 | 河南中烟工业有限责任公司 | 一种烟丝支撑强度检测方法及烟丝支撑强度检测仪 |
CN111680260A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-18 | 云南中烟工业有限责任公司 | 一种功效函数法评价卷烟物理质量的方法 |
CN111700304B (zh) * | 2020-06-22 | 2023-06-20 | 河南中烟工业有限责任公司 | 一种刺针式卷烟物料填充值测量设备 |
CN114794521B (zh) * | 2020-07-10 | 2023-02-03 | 张家口卷烟厂有限责任公司 | 烟用制丝环节在线水分仪校验方法 |
CN114863580B (zh) * | 2022-05-12 | 2023-07-07 | 江苏中烟工业有限责任公司 | 一种确定烟草加工的停留时长的方法、装置、设备及介质 |
CN116879105B (zh) * | 2023-09-08 | 2023-11-14 | 云南绅博源生物科技有限公司 | 一种用于卷烟过滤材料制备的持水性检测方法及装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3115772A (en) * | 1958-11-04 | 1963-12-31 | Philip Morris Inc | Apparatus and method for measuring the compressibility of deformable objects |
DE1432587A1 (de) * | 1964-06-02 | 1968-11-28 | Und Eisengiesserei A Heinen Gm | Verfahren und Vorrichtung zum Pressen von Tabakballen |
FR1437670A (fr) * | 1965-03-26 | 1966-05-06 | Seita | Procédé et dispositif pour mesurer la compacité et d'autres caractéristiques physiques d'un corps ou d'un groupe de corps compressibles et notamment de cigarettes |
US3524344A (en) * | 1968-09-19 | 1970-08-18 | Scans Associates Inc | Apparatus for testing carburetors |
US3641734A (en) * | 1970-05-15 | 1972-02-15 | Francis B Fishburne | Apparatus for packing loose compressible material in rectangular containers |
DE2441832A1 (de) * | 1974-08-31 | 1976-03-11 | Hauni Werke Koerber & Co Kg | Verfahren und anordnung zum kapazitiven pruefen der tabakdichte in den enden von stabfoermigen artikeln der tabakverarbeitenden industrie |
DE3111319C2 (de) * | 1981-03-23 | 1985-07-25 | B.A.T. Cigaretten-Fabriken Gmbh, 2000 Hamburg | Einrichtung zur Bestimmung der Kompressibilität von Tabakmaterialien |
DE8223662U1 (de) * | 1982-07-31 | 1984-01-19 | Hauni-Werke Körber & Co KG, 2050 Hamburg | Vorrichtung zum Messen der Füllkraft von Tabak |
GB2128758A (en) * | 1982-10-14 | 1984-05-02 | British American Tobacco Co | Improvements relating to tobacco test apparatus |
GB8409153D0 (en) * | 1984-04-09 | 1984-05-16 | Amf Inc | Testing tobacco |
DE3432839A1 (de) * | 1984-09-04 | 1986-03-13 | B.A.T. Cigaretten-Fabriken Gmbh, 2000 Hamburg | Vorrichtung zur messung der deformationseigenschaften einer cigarette |
DE3569871D1 (en) * | 1985-03-22 | 1989-06-08 | Tabac Fab Reunies Sa | Control-device for the compressibility of tobacco-manufactory articles |
-
1989
- 1989-09-02 DE DE3929155A patent/DE3929155A1/de active Granted
-
1990
- 1990-08-04 EP EP90115014A patent/EP0416295B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-04 DE DE59010709T patent/DE59010709D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-07 CA CA002022790A patent/CA2022790A1/en not_active Abandoned
- 1990-08-24 US US07/571,976 patent/US5209124A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-03 JP JP2234326A patent/JPH03254670A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4324323C1 (de) * | 1993-07-20 | 1994-11-03 | Bat Cigarettenfab Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Füllfähigkeits- und/oder Elastizitätsbestimmung von zerkleinertem, faserigem Tabakmaterial |
DE102010038890A1 (de) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Hausgerät zum Trocknen von Wäschestücken und Verfahren zum Bestimmen einer mit einem Trocknungsgrad der Wäschestücke korrelierten Messgröße |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0416295A3 (en) | 1992-10-28 |
EP0416295A2 (de) | 1991-03-13 |
CA2022790A1 (en) | 1991-03-02 |
JPH03254670A (ja) | 1991-11-13 |
DE3929155A1 (de) | 1991-03-14 |
DE59010709D1 (de) | 1997-06-05 |
EP0416295B1 (de) | 1997-05-02 |
US5209124A (en) | 1993-05-11 |
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