DE4023225A1 - Verfahren und anordnung zum bilden eines dem mengenstrom eines tabakstranges entsprechenden elektrischen signals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden eines dem Mengenstrom eines Tabakstranges in einer Zigarettenstrang­ maschine entsprechenden Signals.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zum Bilden eines dem Mengenstrom eines Tabakstranges in einer Zigaret­ tenstrangmaschine entsprechenden Signals, die insbesondere zum Ausüben des Verfahrens gemäß der Erfindung dient.

Unter dem Begriff Tabakstrang wird ein strangförmiger Strom von Fasern oder Stücken aus Tabak oder einem ähnlichen rauchfähigen Gut zum Herstellen von Rauchartikeln oder von Filtermaterial zum Herstellen von Filterstäben verstanden. Mengenströme aus Tabak oder einem ähnlichen vorstehend er­ wähnten Gut, sogenannte Tabakstränge oder Filterstränge, wie sie zum Herstellen von stabförmigen Rauchartikeln bzw. Fil­ terstäben auf sogenannten Strangmaschinen gebildet werden, setzen sich zusammen aus Trockenmasse und Feuchte. Die Trockenmasse ist trockener Tabak und Zusatzstoffe wie Ge­ schmacksstoffe oder Filtermaterial, die Feuchte besteht vor­ wiegend aus Wasser, bei Filtermaterial aus chemischen Flüs­ sigkeiten, z. B. Weichmacher.

Es ist bekannt, den gesamten Mengenstrom von Tabaksträngen zu erfassen, z. B. mittels Durchstrahlen mit Beta-Strahlen oder Röntgenstrahlen; die entsprechend der Gesamtmasse ge­ schwächte durchgelassene Strahlung wird erfaßt und in ein Meßsignal umgesetzt, mit dem der Mengenstrom des Tabaks oder des Filtermaterials gesteuert werden kann.

Es ist außerdem bekannt, den Feuchtegehalt eines Tabakstro­ mes zu erfassen und diesen mit der Gesamtmenge so zu verrech­ nen, daß ein Signal für die Trockenmasse eines Tabakstromes abgegeben wird. Mit diesem Signal kann die Regelung der Strangbildung im Sinne eines konstanten Mengenstromes für die Trockenmasse erfolgen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in einer weiteren Signalerfassung und Verarbeitung der gebildeten Si­ gnale im Zusammenhang mit der Erfassung der Masse eines Stranges und der zugehörigen Regelung.

Die Lösung gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein dem Mengenstrom der Trockenmasse des Tabaks, vorzugsweise im Tabakstrang, entsprechendes elektrisches Signal gebildet wird, daß ein dem Mengenstrom der Feuchtmasse des Tabaks entsprechendes elektrisches Signal gebildet wird und daß beide Signale zur Bildung eines dem Mengenstrom der Gesamt­ masse entsprechenden Signals kombiniert werden.

Bei Anwendung der Erfindung auf die Bildung von Strängen aus Filtermaterial ist dessen Trockenmasse sowie die Feuchtmasse zu erfassen und auf die vorbeschriebene Art zwecks Bildung der Gesamtmasse zu kombinieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den untergeordneten Verfahrensansprüchen zu entnehmen.

Die eingangs genannte Anordnung ist gemäß der Erfindung ge­ kennzeichnet durch einen den Mengenstrom der Trockenmasse des Tabaks, vorzugsweise im Tabakstrang, erfassenden elektri­ schen Meßsignalgeber, durch einen den Mengenstrom der Feucht­ masse des Tabaks erfassenden elektrischen Meßsignalgeber und durch ein die Ausgangssignale beider Meßsignalgeber zu einem dem Mengenstrom der Gesamtmasse entsprechenden Signal ver­ rechnendes Rechenglied.

Vorteilhafte Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den untergeordneten Anordnungsansprüchen zu entnehmen.

Der Vorteil gemäß der Erfindung besteht darin, daß auch bei Meßverfahren, die nur die Trockenmasse von Tabak oder dgl. erfassen, der Gesamtmasse des Tabaks entsprechende Signale gebildet werden können. Derartige Signale können dann als Istwerte die Grundlage für die Regelung von Tabaksträngen auf konstante Gesamtmasse sein.

In der Zeichnung ist schematisch die Strangeinheit SE einer Zigarettenstrangmaschine vom bekannten Typ PROTOS der Anmel­ derin beschrieben, von deren Verteiler nur ein Ausschnitt eines Stauschachtes 5 angedeutet ist, der von Schnittabak 2 in Richtung des Pfeils 5a durchsetzt wird. In einer Wand des Stauschachtes befindet sich ein Streufeldkondensator 5b, des­ sen Streufeld sich in den Tabak im Stauschacht hinein­ erstreckt und von dessen Feuchteanteil beeinflußt wird. Der Streufeldkondensator 5b ist ein Teil eines Meßsignalgebers 10 für die Feuchte des Tabaks, der außerdem einen Schwing­ kreis enthält, dessen Dämpfung durch die Tabakfeuchte be­ stimmt wird. Der Streufeldkondensator 5b, der Teil des Schwingkreises ist, kann ausgebildet sein, wie in der GB-OS 22 11 618 A (US-Patentanm. Ser. No. 2 79 575) beschrieben. Die Auswertschaltung, die mit 5c bezeichnet ist, ist in der EP-OS 03 52 505 (US-Patentanm. Ser. No. 3 78 865) im einzelnen beschrieben. Ein sehr genau arbeitendes Feuchtemeßgerät entsprechend den vorgenannten Veröffentlichungen wird unter dem Namen PROMOS von der Anmelderin vertrieben.

Der Schnittabak, der von der nicht dargestellten Verteiler­ einheit zu Fasern vereinzelt worden ist, gelangt zu einem Schacht 3, in dem er von Saugluft nach oben in Richtung des Pfeils 3a zu einem luftdurchlässigen Förderband 1 gesaugt oder gesogen wird, das über Rollen 1a und 1b geführt ist und in Richtung des Pfeils 1c angetrieben ist. Auf der Rückseite des luftdurchlässigen Förderbandes 1 befindet sich eine Unterdruckkammer 6, die mit einer Unterdruckquelle 6a in Verbindung steht. Durch die durch das Förderband 1 strömende Luft werden die Tabakfasern in Form eines unregelmäßigen Stromes 2c (übertrieben hoch dargestellt) angesammelt, fest­ gehalten und in Richtung des Pfeils 1c weggefördert. Ein an sich bekannter Trimmer oder Egalisator 7, der im wesentli­ chen aus Klemmscheiben 7a und nicht dargestelltem Paddelrad besteht, mit dem der eingeklemmte Überschußtabak 8 vom Strom 2 entfernt wird, glättet den Tabakstrom 2 und macht aus ihm einen Tabakstrang 2a (übertrieben hoch dargestellt), der von einem Zigarettenpapierstreifen 8 in einer bekannten Strang­ bildeeinheit 12 umhüllt wird. Die Klemmscheiben 7a des Ega­ lisators 7 können von einem Motor 7c auf- und abbewegt wer­ den, so daß der Abstand der von den Klemmscheiben gebildeten Schneidebene relativ zu dem Strangförderband 1 geändert wer­ den kann, womit eine Änderung des Mengenstromes des verbIei­ benden Tabakstranges 2a verbunden ist. Die Strangbildeein­ heit 12, von der Einzelheiten nicht gezeigt sind, weil sie sämtlich bekannt sind, besteht im wesentlichen aus einem Format zum Herumlegen des an einer Kante beleimten Zigaret­ tenpapierstreifens 8 um den Tabakstrang 2a und einer Heiz­ einrichtung oder Kühleinrichtung (je nach Verwendung von Kalt- bzw. Heißleim); zum Durchfördern des Tabaks und Pa­ piers durch die Strangbildeeinheit 12 dient ein Förderband 11, das auch Formatband genannt wird. Der fertige Zigaretten­ strang 2c (übertrieben hoch dargestellt) wird von einem be­ kannten Messerapparat 22 in Zigaretten einfacher oder mehr­ facher Gebrauchslänge zerschnitten und entsprechend Pfeil 13 zur Weiterverarbeitung abgefördert. Zum Erfassen der Tabak­ dichte, also des Tabakmengenstromes, dient ein schematisch angedeuteter Meßsignalgeber 28, der eine oder mehrere Licht­ quellen 29 und einen oder mehrere lichtelektrischen/e Empfän­ ger 31 aufweist. Mögliche Arten der Erfassung der Tabakmasse im Tabakstrang mittels Lichtquellen und lichtelektrischen Empfängern sind im einzelnen in den US-Patentschriften 48 05 641 und 48 65 054 der Anmelderin beschrieben.

Im übrigen ist eine entsprechende Meßanordnung der Anmelde­ rin unter der Bezeichnung IR in der Zigarettenindustrie be­ kannt.

Hat das Licht der Lichtquellen 29 bestimmte Wellenlängen, von denen der Wellenlängenbereich zwischen 850 und 910 Nano­ meter (nm) besonders vorteilhaft ist, hat das Licht also et­ wa ca. 880 Nanometer Wellenlänge, so ist das Ausgangssignal des Meßsignalgebers 28 überraschenderweise im wesentlichen von der Trockenmasse des Tabaks abhängig.

Das Ausgangssignal des Meßsignalgebers 28 für den Mengen­ strom der Trockenmasse im Zigarettenstrang 2c gelangt über einen Meßsignalumsetzer 32 zu einem Rechenglied 33, dem auch das Ausgangssignal des Meßsignalgebers 10 für den Mengen­ strom der Feuchte im Tabak zugeführt werden kann. Gegebenen­ falls kann auch das Meßwertsignal von 10 in einem Verzöge­ rungsglied 34 um die Zeit verzögert werden, die der Laufzeit des Tabaks 2 von dem Meßsignalgeber 10 im Stauschacht 5 bis zum Meßsignalgeber 28 entspricht. In dem Rechenglied 33 wer­ den die den Meßergebnissen der Trockenmasse und der Feucht­ masse des Tabaks entsprechenden Meßwertsignale so miteinan­ der kombiniert bzw. verrechnet, daß das Ausgangssignal dem Mengenstrom der Gesamtmasse des Tabaks, also der Summe von Trockenmasse und Feuchtmasse, entspricht. Dieses Signal kann als Istwertsignal einem Vergleichsglied 36 mit einem von ei­ nem Sollwertgeber 38 abgegebenen Sollwertsignal verglichen werden. Die Differenz beider Signale steuert dann in bekann­ ter Weise über einen Verstärker 39 den Stellmotor 7c zum Verändern der Schneidebene des Egalisators 7. Auf die be­ schriebene Weise kann die Gesamtmasse des Tabakstranges 2a/ 2c konstant gehalten werden.

Anstatt den Mengenstrom des Tabaks im umhüllten Zigaretten­ strang 2c zu messen, kann die Messung auch am unumhüllten Tabakstrang 2a oder sogar am noch unegalisierten Tabakstrom 2b vorgenommen werden. Die entsprechend angeordneten Meß­ wertgeber 28a bzw. 28b sind gestrichelt dargestellt. Die Er­ fassung der Feuchtmasse des Tabaks ist nicht auf den Stau­ schacht 5 beschränkt. Es ist auch möglich, z. B. entspre­ chend der US-PS 29 79 581, die Feuchtmasse des Tabaks im Ta­ bakstrang wie bei der Trockenmasse zu erfassen. Umgekehrt ist es natürlich auch möglich, die Trockenmasse des Tabaks an einer anderen Stelle der Zigarettenstrangmaschine zu er­ fassen, z. B. im Stauschacht.

Claims (14)

1. Verfahren zum Bilden eines dem Mengenstrom eines Tabak­ stranges in einer Zigarettenstrangmaschine entsprechenden Signals, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Mengenstrom der Trockenmasse des Tabaks, vorzugsweise im Tabakstrang, ent­ sprechendes elektrisches Signal gebildet wird, daß ein dem Mengenstrom der Feuchtmasse des Tabaks entsprechendes elek­ trisches Signal gebildet wird und daß beide Signale zur Bildung eines dem Mengenstrom der Gesamtmasse entsprechenden Signals kombiniert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bilden des dem Mengenstrom der Trockenmasse entsprechen­ den elektrischen Signals Licht einer Wellenlänge durch den Tabak geleitet und von einem Empfänger in ein elektrisches Signal umgesetzt wird, bei der im wesentlichen die Trocken­ masse den auf den Empfänger gelangenden Lichtanteil be­ stimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des Lichts in einem Bereich von 850 bis 910 Nanometer (nm), vorzugsweise bei ca. 880 Nanometer liegt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bilden des dem Mengenstrom der Feuchte entsprechenden Signals der Tabak von elektrischer Hochfrequenz durchsetzt und die Dämpfung als Maß für die Feuchte erfaßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches den Tabak durchsetzendes Hochfrequenzstreu­ feld von einem Streufeldkondensator abgegeben wird, der in einem von dem Tabak durchlaufenen Stauschacht einer Zigaret­ tenstrangmaschine angeordnet ist.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Mengenstrom der gesamten aus Trockenmasse und Feuchtmasse bestehenden Masse des Tabakstranges entsprechende elektrische Signal als Istwertsignal mit einem Sollwertsignal verglichen wird und daß bei Abweichungen des Istwertsignals von dem Sollwertsi­ gnal der Tabakmengenstrom im Strang im Sinne einer Konstant­ haltung verändert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Tabskmengenstromes die Schneidebene eines Egalisators relativ zu einem den Strang transportierenden Förderer verändert wird.

8. Anordnung zum Bilden eines dem Mengenstrom eines Tabak­ stranges in einer Zigarettenstrangmaschine entsprechenden Signals, gekennzeichnet durch einen den Mengenstrom der Trockenmasse des Tabaks, vorzugsweise im Tabakstrang (2b, 2a, 2c) erfassenden elektrischen Meßsignalgeber (28, 28a, 28b), durch einen den Mengenstrom der Feuchtmasse des Tabaks er­ fassenden elektrischen Meßsignalgeber (10) und durch ein die Ausgangssignale beider Meßsignalgeber zu einem dem Mengenstrom der Gesamtmasse des Tabakstranges entsprechenden Signal verrechnendes Rechenglied (33).

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der den Mengenstrom der Trockenmasse des Tabakstranges er­ fassende elektrische Signalgeber (28, 28a, 28b) eine Licht­ quelle (29) aufweist, deren Licht eine Wellenlänge hat, bei der der zu einem lichtelektrischen Empfänger (31) gelangende Lichtanteil im wesentlichen von der Trockenmasse des Tabaks abhängt.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenlängenbereich des von der Lichtquelle (29) ausge­ sandten Lichtes bei 850 bis 910 Nanometer (nm), vorzugsweise bei ca. 880 Nanometer liegt.

11. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der den Mengenstrom der Feuchtmasse erfassende Signalgeber (10) als ein den Tabak durchsetzendes elektrisches Hochfrequenzfeld aussendender Kondensator (5b) ausgebildet ist, wobei die Dämpfung eines den Kondensator enthaltenen Schwingkreises (5c) als Maß für die Feuchtmasse dient.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator in einem vom Tabak durchlaufenen Stauschacht (5) einer Zigarettenstrangmaschine angeordnet ist.

13. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Rechenglied (33) abgegebene dem Mengenstrom des gesamten Tabakstranges ent­ sprechende elektrische Signal einem Vergleichsglied (36) zugeführt ist, in dem es mit einem Sollwertsignal verglichen wird, und daß ein der Differenz entsprechendes Ausgangssi­ gnal des Vergleichsgliedes einer Steueranordnung (39) für ein den Tabakmengenstrom beeinflussendes Stellglied (7) zu­ geführt ist.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied als Egalisator (7) ausgebildet ist, dessen Schneidebene relativ zu einem Förderer des Tabakstranges ver­ änderbar ist.