DE69229034T2

DE69229034T2 - Verfahren und System zur Messung des Druckabfalls von Zigaretten

Info

Publication number: DE69229034T2
Application number: DE69229034T
Authority: DE
Inventors: Paul David Case; William John Stone
Original assignee: British American Tobacco Investments Ltd; British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1991-11-16
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: EP0543561B1; ES2131062T3; EP0543561A3; DE69229034D1; ATE179308T1; BR9204535A; JPH05256714A; AU651016B2; GR3030618T3; AU2748992A; CA2082901C; US5592954A; GB9124411D0; EP0543561A2; ZA928449B; DK0543561T3; CA2082901A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Messung des Druckabfalls von Zigaretten.
Der Zugwiderstand einer Zigarette oder eines anderen Rauchartikels ist eine Hauptbestimmungsgröße unter den Zugeigenschaften der Zigarette, welche durch einen Raucher erfahren werden. Der Zugwiderstand einer Zigarette bezieht sich auf den Widerstand des Tabakstrangs und, wenn vorhanden, des Filterelements, gegenüber der entlangströmenden Luft. Der Zugwiderstand, der von einem Raucher empfunden wird, kann quantitativ durch den Druckabfall oder den Unterschied des statischen Druckes zwischen den beiden Enden einer Probezigarette bei einer festgelegten Luftströmungsrate von 17,5 ml sec&supmin;¹ gemessen werden. Bei der Verwendung hier bedeuten die Ausdrücke "Zigarettendruckabfall" oder "Druckabfall einer Zigarette" den gemessenen Unterschied im statischen Druck zwischen zwei Enden einer Zigarette bei der festgelegten Strömungsrate.
Der Druckabfall einer ventilierten Filterzigarette kann entweder mit offenen Ventilationslöchern des Filters, d. h. als unbegrenzter Zigarettendruckabfall, oder mit geschlossenen Ventilationslöchern, d. h. als begrenzter Zigarettendruckabfall gemessen werden. Der begrenzte Druckabfall einer Filterzigarette kann dadurch gemessen werden, daß die volle Länge der Zigarette durch eine Gummihülse umschlossen wird, wie z. B. bei einem Verfahren, welches an der Filtrona Auto P. D.-Vorrichtung ausgeführt werden kann. Alternativ kann der begrenzte Druckabfall dadurch gemessen werden, daß lediglich eine vorbestimmte Länge des. Filterelements der Filterzigarette umschlossen wird, wobei diese Länge die Ventilationslöcher enthält. Dieses Verfahren kann ebenfalls auf der Filtrona Auto P. D.-Vorrichtung durchgeführt werden. Messungen für den unbegrenzten Druckabfall können ebenfalls unter Verwendung der Auto P. D.-Vorrichtung durchgeführt werden, wobei die Ventilationslöcher von der Gummihülse offen gelassen werden. Eine weitere Einrichtung, die Filtrona Cigaretten Test Station, umschließt das Filterelement und die Ventilationslöcher, um eine Messung für einen begrenzten Zigarettendruckabfall bereitzustellen, oder die Ventilationslöcher können alternativ offen gelassen werden, um eine Messung für einen unbegrenzten Zigarettendruckabfall zur Verfügung zu stellen.
Ein automatisiertes System zum Messen des Druckabfalls von vollständigen Zigaretten ist in einem Dokument erörtert, das "An online Pneumatic Cigarette Inspection Device based on Two Tightly Coupled Microprocessors" betitelt ist, veröffentlicht in der IEEE Transactions on Industrial Electronics, IE-31 (1984) Febr., Nr. 1, New York, USA. Dieses System umfaßt ein mikroprozessor-gesteuertes Testen jeder individuellen Zigarette am Ende der Fertigungsstraße. Druckmessungen werden entlang der Länge jeder Zigarette durch ein ähnliches Verfahren wie bei der Filtrona-Methode zum Messen des unbegrenzten Druckabfalls, wie oben beschrieben wurde, durchgeführt. Die Verwendung von zwei parallelen Mikroprozessoren gestattet ein Hochgeschwindigkeitstesten und stellt so die Möglichkeit zur Verfügung, jede Zigarette der Herstellungsstraße zu testen. Die so erhaltenen Druckabfallmessungen werden bei der Berechnung des Ventilationsgrades der getesteten Zigaretten verwendet. Eine Rückkopplung zur Herstellungsstraße ist als Aussonderungs- bzw. Ausschußmechanismus vorgesehen.
Die DE-A-33 15 789 lehrt ein alternatives Verfahren zum automatischen Testen einzelner Zigaretten nach der vollständigen Herstellung. Dieses Verfahren ermöglicht eine verbesserte Hochgeschwindigkeitsmessung des Druckabfalls durch Verminderung der Probleme, die mit der Oszillation der Testfluide in Verbindung stehen. Wiederum werden Druckabfallmessungen durch das Messen entlang der Länge jedes fertigen Rauchartikels durchgeführt.
Die US-A-4,480,463 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung des Zugwiderstands und der Gaspermeabilität eines Teststückes, beispielsweise einer Zigarette. Der Druckabfall wird entlang der Länge jedes Teststückes gemessen und mit einem Referenzwert verglichen. Wiederum wird jede Zigarette individuell nach der Vervollständigung der Herstellung getestet.
Der Druckabfall einer Zigarette ist bis vor kurzem nur durch die Messung jeder fertigen Zigarette in individueller Weise bestimmt worden, die als statische Messung bekannt ist. Jedoch wurde im US-Patent Nr. 4,881,744, auf welches hier hingewiesen wird, eine Einrichtung zum Messen des On-Line-Druckabfalls (während der Herstellung) über einen Strang von Tabakfasern offenbart. Der Druckabfall über den Strang wird an dem Punkt im Formatfinger an der Zigarettenherstellungsmaschine gemessen, wo der Strang auf einen Durchmesser kompaktiert wird, welcher im wesentlichen derselbe ist wie der Durchmesser der fertigen Zigarette, d. h. eine On-Line-Druckabfallmessung wird durchgeführt. Diese Druckabfallmessung stimmt sehr gut mit der herkömmlichen statischen Messung des Druckabfalls entlang einer fertigen Zigarette bei derselben Packungsdichte oder demselben Tabakstranggewicht überein. Da die Zigarette entlang ihrer Länge im Formatfinger umschlossen ist, ist der Druckabfall effektiv so, wie bei einer Messung eines begrenzten Druckabfalls. Diese Vorrichtung kann jedoch nicht wirksam eingesetzt werden, um eine Abstimmung mit dem unbegrenzten Druckabfall einer ventilierten Zigarette zu geben.
Diese Erfindung hat als eine Aufgabe die Zurverfügungstellung eines Verfahrens zur Bestimmung des unbegrenzten (unbound) Druckabfalls einer ventilierten filterlosen oder mit einem Filter versehenen Zigarette, wobei der Druckabfall auf den Zugwiderstand einer Zigarette hindeutet, wie er von einem Raucher erfahren wird. Der unbegrenzte Druckabfall ist von beträchtlicher praktischer Bedeutung bei der Produktion von Zigaretten mit einem speziellen unbegrenzten Druckabfallwert oder -bereich.
Das Verfahren zur Bestimmung des nicht-begrenztes Druckabfalls einer Zigarette gemäß der Erfindung könnte verwendet werden, um beispielsweise für theoretische Zwecke den unbegrenzten Druckabfall jedweder ventilierten Filterzigarette oder filterlosen Zigarette vorherzusagen, aber es ist bevorzugt ausgelegt, um kontinuierlich den ungebundenen On- Line-Druckabfall einer speziellen Zigarette vorauszusagen, d. h. einer Zigarette mit einem speziellen gewünschten Ventilationsniveau.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Bestimmen des Zigarettendruckabfalls zur Verfügung, welches umfaßt: Das Messen des Druckabfalls über einen Strang von Tabakfasern, während der Strang an einer Zigarettenherstellungsmaschine ausgebildet wird, an einem Punkt entlang des Stranges, wo der gemessene Druckabfall an diesem Punkt mit dem begrenzten Tabakstrangdruckabfall des Strangs in einem fertigen Zustand übereinstimmt, und das Errechnen des unbegrenzten Zigarettendruckabfalls einer fertigen, ventilierten, filterlosen oder Filterzigarette durch eine Berechnungseinrichtung, welche den gebundenen Tabakstrangdruckabfall verwendet, der durch Korrelation mit dem gemessenen Druckabfall über den Strang erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Meßsystem für einen Zigarettendruckabfall zur Verfügung, das angepaßt ist, um den Druckabfall über einen Strang von Tabakfasern zu messen, während der Strang auf einer Zigarettenherstellungsmaschine ausgebildet wird, und zwar an einem Punkt entlang des Stranges, wo der gemessene Druckabfall an diesem Punkt mit dem begrenzten Tabakstrangdruckabfall des Stranges im fertigen Zustand übereinstimmt, wobei ferner eine Berechnungseinrichtung vorgesehen ist, um den unbegrenzten Druckabfall einer fertigen, ventilierten, filterlosen oder Filterzigarette zu errechnen, wobei die Berechnungseinrichtung den begrenzten Tabakstrangdruckabfall verwendet, der durch Korrelation mit dem gemessenen Druckabfall über den Strang erhalten wird.
Wenn eine Filterzigarette vorgesehen wird, ist es vorzugsweise das Filterelement, welches mit Ventilationseinrichtungen versehen wird. Ventilationseinrichtungen können geeigneterweise als Ventilationsperforationen bereitgestellt werden.
Vorzugsweise kann der Grad der Ventilation der fertigen Zigarette bei der Berechnung des unbegrenzten Zigarettendruckabfalls verwendet werden. Der Ventilationsgrad der fertigen Zigarette hängt von der Anzahl der Ventilationslöcher ab, die als Ventilationseinrichtung bereitgestellt werden, von der Größe der Ventilationslöcher und der Position der Ventilationslöcher entlang der Tabakstranglänge, bei einer filterlosen Zigarette, oder entlang der Filterelementlänge bei einer Filterzigarette.
Der Ventilationsgrad der fertigen Zigarette kann durch einen Ventilationsmesser bestimmt werden, der der Zigarettenherstellungsmaschine zugeordnet ist und geeigneterweise an einer Filteransetzmaschine vorhanden ist, beispielsweise wenn Filterzigaretten hergestellt werden. Der Ventilationsmesser ist geeigneterweise so angeordnet, daß er eine Messung des Ventilationsgrades zur Verfügung stellt, wobei diese Messung als Prozentsatz-Ventilationsmessung gegeben sein kann.
Bei einer Alternative, bei der die Ventilation des Filters durch das Bereitstellen einer Mundstückumhüllung erzielt wird, die vorher mit Einrichtungen zur Bereitstellung eines bekannten und gewünschten Ventilationsgrades versehen wurde, wobei die Mundstückumhüllung in Verbindung mit einer porösen Filteransatzumhüllung oder einem selbsttragenden Filterstrang verwendet wird, stellt das Verfahren das Einspeisen des Wertes des gewünschten Ventilationsgrades in die Berechnungseinrichtung zur Verfügung.
Das Verfahren umfaßt vorzugsweise ferner die Schritte des Vergleichens des errechneten oder gewünschten unbegrenzten Zigarettendruckabfall-Wertes mit einem festgesetzten unbegrenzten Druckabfall-Zielwert oder einem Wertebereich, und entweder das Variieren eines Zigarettenparameters oder mehrerer Parameter, um den unbegrenzten Zigarettendruckabfall auf dem Zielwert oder in dem Zielbereich zu halten, oder das Aussondern derjenigen Zigaretten, welche nicht den unbegrenzten Druckabfall im gewünschten Bereich oder vom gewünschten Wert aufweisen. Der oder die Zigarettenparameter können durch das Einregeln des Ventilationsgrades der Zigarette oder des Druckabfalls des Stranges durch Variieren seiner Länge oder seines Tabakgewichts oder durch das Bewegen der Position der Ventilationsperforationen entweder entlang des Tabakstrangs oder des Filterelementes, wenn vorhanden, variiert werden.
Wenn ein Ventilationsmesser zur Verfügung steht, ist er vorzugsweise mittels der Bereitstellung eines Rückkopplungssignals mit einem Laserperforator verbunden, welcher die Mundstückumhüllung perforiert, entweder, wenn die Umhüllung der Filtermundstück-Ansetzmaschine zugeführt wird, oder wenn die Umhüllung um ein Filterelement gewickelt ist, das an einer Tabakstranglänge anliegt. Mittels des Rückkopp lungssignals können die Lasereinstellungen reguliert werden, um den Ventilationsgrad auf einem Zielniveau oder in einem Zielbereich zu halten. Die Lasereinstellungen umfassen beispielsweise die Laserleistung, die Größe des hergestellten Lochs oder die Impulszeit des Lasers.
Alternativ kann, wenn eine Mundstückumhüllung mit einem gewünschten Ventilationsgrad verwendet wird, die Umhüllung gegen eine ausgetauscht werden, die einen unterschiedlichen Ventilationsgrad hat, oder der Druckabfall des Tabakstrangs kann beispielsweise durch das Erhöhen des Stranggewichts oder das Variieren der Durchlässigkeit der darunterliegenden Filterumhüllung variiert werden, um den unbegrenzten Zigarettendruckabfall im voreingestellten Zielniveau zu halten.
Das Meßsystem kann geeigneterweise einen Ventilationsmesser aufweisen, wobei dieser vorzugsweise einem Laserperforator an der Filtermundstück-Ansetzmaschine zugeordnet ist.
Vorzugsweise umfaßt das Meßsystem Vergleichseinrichtungen, die so betrieben werden können, daß sie dem erhaltenen unbegrenzten Zigarettendruckabfallwert mit einem vordefinierten unbegrenzten Zigarettendruckabfall-Zielwert oder Zielwerten vergleichen, sowie Einrichtungen, um einen Parameter der Zigarette zu variieren, um den unbegrenzten Zigarettendruckabfallwert auf und in den voreingestellten Grenzen zu halten. Alternativ können Aussonderungs- bzw. Ausschußeinrichtungen vorgesehen werden, um diejenigen Zigaretten, welche einen Zigarettendruckabfallwert haben, der nicht in den voreingestellten Grenzen oder auf dem voreingestellten Wert liegt, auszuschließen. Geeigneterweise kann die Regelung des Ventilationsgrades der Zigarette durch das Variieren der Lasereinstellungen des Laserperforators durchgeführt werden, um beispielsweise die Größe, Position und Anzahl der Perforationen zu regeln.
In das Meßsystem kann alternativ der bekannte Ventilationsgrad einer speziellen porösen Mundstückumhüllung, die in Kombination mit einer porösen Filteransatzumhüllung oder einem selbsttragenden Filterstrang verwendet wird, eingegeben werden. Die Porosität der Mundstückumhüllung kann eine natürliche, inhärente Eigenschaft oder das Resultat einer Vorperforation sein. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird angenommen, daß der Effekt der Papierporosität eine vernachlässigbare Wirkung auf den Tabakstrangdruckabfall hat. Somit wird die Papierporosität/-Durchlässigkeit nicht in den hier verwendeten Algorithmen erwähnt.
Der unbegrenzte Zigarettendruckabfall beim System gemäß der vorliegenden Erfindung kann unter Verwendung eines Algorithmus errechnet werden, welcher den begrenzten Druckabfall des Tabakstrangs, den Druckabfall eines oder mehrerer Filterelemente, wenn vorhanden, und die Ventilationseigenschaften der Zigarette in Betracht ziehen. Der Algorithmus wird, wie unten beschrieben, variiert werden müssen, wenn eine mehrelementige Filterzigarette an der Filtermundstück-Ansetzmaschine hergestellt werden soll.
Vorzugsweise wird die Berechnung des unbegrenzten Zigarettendruckabfalls kontinuierlich durchgeführt, um eine Einrichtung zum kontrollierten Überwachen des unbegrenzten Zigarettendruckabfalls zur Verfügung zu stellen.
Nunmehr wird beispielhalber auf die beiliegenden Schemazeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
Fig. 1 ein On-Line-Zigarettendruckabfall-Meßsystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 eine Filtermundstückzigarette, die gemäß einem Algorithmus, der zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ausgeführt ist;
Fig. 3 eine Mehrelement-Filtermundstückzigarette, die gemäß einem weiteren Algorithmus ausgeführt ist, der zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet ist; und
Fig. 4 eine ventilierte filterlose Zigarette, die gemäß einem anderen Algorithmus ausgeführt ist, der zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
Die Fig. 1 zeigt eine Druckabfall-Meßeinheit 1, die an einer Zigarettenherstellungsmaschine an dem Punkt angebracht ist, wo der ausgebildete Tabakstrang mit einer Papierumhüllung umhüllt wird, d. h. beim oder in der Nähe des Formats. An diesem Punkt wird der Tabakstrang beispielsweise zu dem Zigarettenstrangdurchmesser kompaktiert. Der Tabakstrang wird de facto zu einem Durchmesser kompaktiert, der geringer ist als der Durchmesser einer fertigen Zigarette. Dies ist notwendig, um das Umhüllen des Tabakstrangs mit der Zigarettenpapierumhüllung zu ermöglichen. Wie im US-Patent Nr. 4,881,744 beschrieben ist (für eine Zigarette mit herkömmlichem Durchmesser von ungefähr 8 mm), korreliert der Druckabfall eines Gasstromes mit konstantem Volumen, der in den kompaktierten Tabakstrang unterhalb des Formatfingers 2 an der Zigarettenherstellungsmaschine an einem Punkt eingebracht wird, wo der Tabakstrang einen Durchmesser von ungefähr typischerweise 7,85 mm hat, sehr exakt mit dem begrenzten Druckabfall in der fertigen Zigarette, d. h., er repräsentiert ein exakt reproduzierbares Maß des Zugwiderstandes der fertigen Zigarette.
Der Druckabfall über dem Strang an dem Punkt, an welchem der Strangdurchmesser dem Durchmesser einer fertigen Zigarette entspricht, wird durch einen Drucksensorwandler 3 gemessen, der den gemessenen Wert entsprechend dem Druckabfall oder - unterschied am Strang als elektrisches Signal bereitstellt. Das Druckabfallsignal wird in eine Signalverarbeitungseinheit 4 eingegeben, in welcher der begrenzte Zigarettendruckabfall mittels einer Korrelation erhalten wird. In der US-A-4,811,744 ist diese Druckabfallmessung als Zugwiderstand der Zigarette bekannt.
Eine zugeordnete Filtermundstück-Ansetzmaschine 5 ist mit einem Laser 6 und einem Ventilationsmesser 7 versehen. Der Ventilationsmesser 7 stellt in bekannter Weise eine kontinuierliche Messung des Ventilationsgrades der hergestellten Zigarette als Resultat der Perforation der Mundstückumhüllung zur Verfügung, nachdem die Mundstückumhüllung um die aneinander anstoßenden Tabakstranglängen und Filterelemente gewickelt ist. Die Ventilationsmessung wird einer Signalverarbeitungseinheit 4 zugeführt und für die Berechnung des unbegrenzten Druckabfalls der gesamten Zigarette verwendet.
Ein Algorithmus, der sich als erfolgreich beim Vorhersagen des unbegrenzter Zigarettendruckabfalls von laserventilierten Filterzigarette erwiesen hat, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben werden, wird unten umrissen:
Unbegrenzter PDC = [PDR + (x/x + y) · PDT] · (1 - V/100) + (y/x + y) · PDT
wobei bedeuten:
V = % Ventilation
PDR = begrenzter (bound) Tabakstrang-Druckabfall
PDT = begrenzter Filtermundstück-Druckabfall
x + y = gesamte Filtermundstücklänge (mm)
y = Ventilationsposition vom Mundende des Filtermundstück her
x = Ventilationsposition vom entfernten Filtermundstückende her
Der begrenzte Filtermundstück-Druckabfall, die Filtermundstücklänge, die Ventilationsposition vom Mundende und die Ventilationsposition vom entfernten Mundstückende sind sämtlich in der Signalverarbeitungseinheit 4 vorprogrammiert.
Die Signalverarbeitungseinheit 4 errechnet den unbegrenzten (unbound) Zigarettendruckabfall, wobei dieser Druckabfall auf den vom Raucher erfahrenen Zugwiderstand hindeutet. Vergleichseinrichtungen sind in der Signalverarbeitungseinheit 4 vorgesehen, um den ermittelten unbegrenzten Zigarettendruckabfall mit einem vorbestimmten Zielwert oder einem Zielwertbereich zu vergleichen. Wenn der erhaltene Wert über oder unter dem Zielniveau liegt, kann die Einstellung des Lasergenerators 8 variiert werden, um den unbegrenzten Zigarettendruckabfall auf den Zielwert oder Zielbereich einzustellen.
Alternativ kann die Signalverarbeitungseinheit 4 mit Einrichtungen versehen sein, die ein Signal für die Trimmvorrichtung der Zigarettenherstellungsmaschine zur Verfügung stellen, um den Druckabfall des Tabakstrangs durch ein Erhöhen oder Absenken des Tabakstranggewichtes, und somit den gesamten unbegrenzten Zigarettendruckabfall zu variieren.
Die Fig. 2 zeigt eine Filtermundstückzigarette 10, die mit Ventilationsperforationen 11 im Filterelement 12 der Zigarette 10 versehen ist. Die Filtermundstückzigarette 10, die in Fig. 2 gezeigt ist, ist ebenfalls in Übereinstimmung mit dem oben hinsichtlich der Fig. 1 beschriebenen Algorithmus ausgeführt, wobei dieser Algorithmus zur Verwendung bei der Berechnung des unbegrenzten Zigarettendruckabfalls der Zigarette 10 geeignet ist. Die Zigarette 10 ist mit einem speziellen Ventilationsgrad versehen, wobei dieser Ventilationsgrad durch einen Ventilationsmesser, wie z. B. den Ventilationsmesser 7, der in Fig. 1 gezeigt ist, überwacht wird. Der Druckabfall des Filterelements 12 wird der Berechnungseinrichtung eingegeben, wie z. B. der Signalverarbeitungseinheit 4 der Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Mehrelement-Filtermundstückzigarette 20, die mit Ventilationsperforationen 21 im Filterelement 22 versehen ist. Das Filterelement 22 ist beispielsweise aus fasrigem Zelluloseacetat-Material aufgebaut. Ein weiteres Filterelement 23 ist vorgesehen. Das Filterelement 23 ist entweder aus faserigem Polyethylenmaterial oder beispielsweise einem Band aus Polyethylenmaterial aufgebaut. Der Druckabfall eines jeden der Filterelemente 22 und 23 wird in die Berechnungseinrichtung eingegeben, wie z. B. in die Signalverarbeitungseinheit 4 in Fig. 1. Die Mehrelement-Filtermundstückzigarette 20 wird gemäß einem weiteren unten beschriebenen Algorithmus ausgeführt, der zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung bei der Berechnung des unbegrenzten Druckabfalls der Zigarette 20 geeignet ist.
Unbegrenzter PDC = [PDR + PDT1 + (x/x +y) · PDT2] · (1 - V/100) + [y/x + y) · PDT2]
wobei bedeuten:
V = % Ventilation
PDR = begrenzter Tabakstrang-Druckabfall
PDT1 = begrenzter Filtermundstück-Druckabfall des vorderen Abschnitts des Filtermundstücks
PDT2 = begrenzter Filtermundstück-Druckabfall des hinteren (mundseitigen) Abschnitts des Filtermundstücks
x + y = Gesamtlänge des hinteren Abschnitts des Filtermundstücks (mm)
x = Ventilationsposition vom Mundende des hinteren Abschnitts des Filtermundstücks
y = Gesamtlänge des hinteren Abschnitts des Filtermundstücks - x
Die Fig. 4 zeigt eine ventilierte filterlose Zigarette 30 mit Ventilationsperforationen 31. Der begrenzte Druckabfall des Tabakstrangs, bestimmt durch Korrelation aus dem Druckabfall, der über dem Strang aus Tabakfasern gemessen wird, wenn der Strang ausgebildet wird, wird für die Berechnung des unbegrenzten Zigarettendruckabfalls gemäß dem unten angegebenen Algorithmus verwendet.
Unbegrenzter PDC = (x/x + y)PDR + [(y/x + y)PDR](1 - V/100)
wobei bedeuten:
V = % Ventilation
PDR = begrenzter Tabakstrang-Druckabfall
x + y = Gesamtlänge des Tabakstrangs
x = Ventilationsposition vom Mundende des Tabakstrangs her
y = Ventilationsposition vom dem vom Mundende entfernten Ende des Tabakstrangs her oder Gesamtlänge des Tabakstrangs - x.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Meßsystem verwendet werden, um den unbegrenzter Zigarettendruckabfall zu bestimmen, und um den ermittelten Wert mit einem Zielwert oder Zielwertbereich zu vergleichen, und durch eine Ausschußeinrichtung, um diejenigen Zigaretten auszusondern, welche nicht in den gewünschten Bereich oder Wert fallen.
Bei diesen Ausführungsformen, bei denen vorperforierte Mundstückumhüllungen oder natürlich poröse Mundstückumhüllungen verwendet werden, kann der oben umrissene Algorithmus einer Verfeinerung bedürfen, um den ungebundenen Zigarettendruckabfall genauer voraussagen zu können.
Als Alternative zum Messen des Druckabfalls über den Tabakstrang bei konstanten Gasvolumen kann das Meßsystem so angeordnet werden, daß es das Gasvolumen mißt, das mit konstantem Druckabfall durch die Zigarette hindurchgeht. Der Drucksensorwandler 3 muß dann durch einen Volumenmesser ersetzt werden.
Es ist zu bemerken, daß der Punkt, an welchem der Druckabfall über den Tabakstrang gemessen wird, in Abhängigkeit vom Durchmesser der herzustellenden fertigen Zigarette variieren wird. Die Meßposition wird experimentell bestimmt werden müssen, um diese Position zu finden, bei welcher der Druckabfall über den Strang mit dem begrenzten Druckabfall entlang der fertigen Zigarette übereinstimmt, und zwar für jede Zigarette mit einem anderen als einem herkömmlichen Durchmesser.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung des unbegrenzten Druckabfalls einer fertigen ventilierten Zigarette (10, 20, 30) vor der Fertigstellung der Zigarette, welches umfaßt: Messen des Druckabfalls über einen Strang von Tabakfasern beim Ausbilden des Strangs auf einer Zigarettenherstellungsmaschine an einem Punkt entlang des Strangs, wo der gemessene Druckabfall über dem Strang an diesem Punkt mit dem begrenzten Tabakstrangdruckabfall entlang des Tabakstrangs im fertigen Zustand übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der unbegrenzte Zigarettendruckabfall einer fertigen ventilierten filterlosen oder Filtermundstückzigarette (10, 20, 30) durch Berechnungseinrichtungen (4) berechnet wird, die den begrenzten Tabakstrangdruckabfall verwenden, der durch Korrelation mit dem gemessenen Druckabfall über den Strang erhalten wird.

2. Verfahren zur Bestimmung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 1, bei dem der Ventilationsgrad der fertigen Zigarette bei der Berechnung des unbegrenzten Zigarettendruckabfalls verwendet wird.

3. Verfahren zur Bestimmung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 2, bei dem der Ventilationsgrad der fertigen Zigarette mittels eines Ventilationsmessers (7) bestimmt wird, der der Zigarettenherstellungsmaschine zugeordnet ist.

4. Verfahren zur Bestimmung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 1, bei dem das Verfahren das Eingeben des Wertes eines gewünschten Ventilationsgrades in die Berechnungseinrichtung gestattet.

5. Verfahren zur Bestimmung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 4, bei dem der Wert eines gewünschten Ventilationsgrades durch die Verwendung einer Mundstückumhüllung bereitgestellt wird, die vorher mit Einrichtungen versehen wurde, um einen bekannten Ventilationsgrad bei der fertigen Zigarette herzustellen, und zwar in Verbindung mit einer porösen Filteransatzumhüllung oder einem selbsttragenden Filterstrang.

6. Verfahren zur Bestimmung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verfahren ferner die Schritte des Vergleichens des berechneten oder erwünschten unbegrenzten Zigaretten-druckabfallwertes mit einem vorbestimmten unbegrenzten Druckabfall-Zielwert oder einem Zielwertbereich umfaßt.

7. Verfahren zur Bestimmung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 6, bei dem nach dem Vergleich des berechneten und der unbegrenzten Zigarettendruckabfall-Zielwerte ein Zigarettenparameter variiert wird, um den unbegrenzten Zigarettendruckabfall auf dem Zielwert oder im Zielbereich zu halten.

8. Verfahren zur Bestimmung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 7, bei dem der Zigarettenparameter, welcher variiert wird, mindestens einer der folgenden ist: Ventilationsgrad der Zigarette, Druckabfall des Strangs oder die Position der Ventilationsperforationen, entweder entlang des Tabakstrangs oder des Filterelements.

9. Verfahren zur Bestimmung der Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 6, bei dem nach dem Vergleich des errechneten und der unbegrenzten Zigarettendruckabfall-Zielwerte diejenigen Zigaretten, die nicht einen unbegrenzten Zigarettendruckabfallwert gemäß dem Zielwert oder im gewünschten Bereich haben, ausgesondert werden.

10. Verfahren zur Bestimmung der Druckabfalls einer Zigarette gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Variation des Zigarettenparameters oder die Aussonderung nicht geeigneter Zigaretten automatisch erfolgt.

11. System zur Messung des Druckabfalls von Zigaretten, das angepaßt ist, um den Druckabfall über einen Strang von Tabakfasern beim Ausbilden des Strangs auf einer Zigarettenherstellungsmaschine an einem Punkt entlang des Strangs zu messen, wo der gemessene Druckabfall über den Strang der Tabakfasern an diesem Punkt mit dem unbegrenzten Tabakstrangdruckabfall entlang der Länge der Tabakstrangs im fertigen Zustand korreliert, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Berechnungseinrichtung (4) vorgesehen ist, um den unbegrenzten Druckabfall einer fertigen, ventilierten, filterlosen oder Filtermundstückzigarette zu errechnen, wobei die Berechnungseinrichtung (4) den begrenzten Tabakstrangdruckabfall verwendet, der durch Korrelation mit dem gemessenen Druckabfall über den Strang erhalten wird.

12. System zur Messung des Druckabfall einer Zigarette gemäß Anspruch 11, bei dem das System einen Ventilationsmesser (7) umfaßt, der angepaßt ist, um eine Messung des Ventilationsgrades einer Zigarette bereitzustellen.

13. System zur Messung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 12, bei dem das System ferner einen Laserperforator (6) umfaßt, welcher Mundstückumhüllungen perforiert.

14. Meßsystem für den Druckabfall einer Zigarette gemäß einem der Anspruche 11 bis 13, bei dem das Meßsystem Vergleichseinrichtungen umfaßt, die so betrieben werden können, daß sie den gewünschten unbegrenzten Zigarettendruckabfallwert, der durch das Meßsystem zur Verfügung gestellt wird, mit einem vordefinierten unbegrenzten Zigarettendruckabfall-Zielwert oder einem Zielwertbereich vergleichen.

15. System zur Messung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 14, bei dem ferner eine Einrichtung zum Variieren eines Parameters der Zigarette vorgesehen ist, um den unbegrenzten Zigarettendruckabfallwert auf oder innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten.

16. System zur Messung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem eine Signalverarbeitungseinrichtung (4) vorgesehen ist, um die gemessenen Werte zu einem entsprechenden elektrischen Signal und umgekehrt zu verarbeiten.

17. System zur Messung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 15 oder 16, bei der der Ventilationsmesser (7) durch ein Rückkopplungssignal mit dem Laserperforator (6) verbunden ist, wodurch die Lasereinstellungen des Laserperforators (6) eingeregelt werden können und dadurch Mittel bereitgestellt werden, um einen Parameter der Zigarette zu variieren, um den Ventilationsgrad der Zigarette auf einem Zielniveau oder in einem Zielbereich zu halten.

18. System zur Messung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 14, bei dem eine Aussonderungseinrichtung vorgesehen ist, um diejenigen Zigaretten auszusondern, welche nicht einen unbegrenzten Zigarettendruckabfallwert in den vorgegebenen Grenzen oder mit dem vorgegebenen Wert aufweisen.

19. System zur Messung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß Anspruch 15 oder 16, bei dem eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Trimmvorrichtung der Zigarettenherstellungsmaschine mit einer Signalverarbeitungseinheit zu verbinden, wodurch das Tabakgewicht des Tabaks variiert werden kann, um den Tabakstrangdruckabfall zu erhöhen oder abzusenken und den unbegrenzten Zigarettendruckabfall bei oder auf einem vorbestimmten Niveau zu halten.

20. System zur Messung des Druckabfalls einer Zigarette gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Berechnung des unbegrenzten Zigaretten druckabfalls kontinuierlich durchgeführt wird, um Mittel zum kontinuierlichen Überwachen des unbegrenzten Zigarettendruckabfalls bereitzustellen.