DE69420680T2

DE69420680T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Dichte eines Fasermaterialstromes in einer Zigarettenherstellungsmaschine

Info

Publication number: DE69420680T2
Application number: DE69420680T
Authority: DE
Inventors: Armando Neri; Giancarlo Santin; Giovanni Squarzoni
Original assignee: GD SpA
Current assignee: GD SpA
Priority date: 1993-12-03
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2014-12-03
Also published as: EP0656180A2; CN1039568C; CN1108910A; EP0656180B1; EP0656180A3; DE69420680D1; ITBO930487A1; BR9404835A; JPH07308179A; IT1264285B1; US5568818A; ITBO930487A0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Dichte eines Fasermaterialstromes in einer Zigarettenherstellungsmaschine.
In der folgenden Beschreibung wird rein beispielshalber Bezug genommen auf eine Zigarettenherstellungmaschine und die Ermittlung der Tabakdichte einer fortlaufenden Zigarettenstange.
Bekannt ist es bei Zigarettenherstellungsmaschinen, über ein Saug-Förderband den Tabak aus einem Behälter zu ziehen und diesen auf einem kontinuierlichen Papierstreifen zu plazieren; die in Längsrichtung verlaufenden Kanten des Papierstreifens werden dann mit ihren Enden übereinanderliegend um den Tabak herum gefaltet; die derart geformte fortlaufende Zigarettenstange wird dann einer Schneide-Vorrichtung zugeführt, wo sie in einzelne oder doppelte Zigaretten zerschnitten wird.
Der Tabak ist normalerweise in einer solchen Art beschaffen, daß er ungleich in der Zigarette verteilt ist, und zwar speziell in einer solchen Weise, daß er an den beiden Enden dichter ist als in dem mittleren Bereich, um zu verhindern, daß der Tabak herausfällt und der Filter sich von der Zigarette löst, und gleichzeitig einen korrekten Luftdurchlaß des dazwischenliegenden Bereiches der Zigarette gewährleisten soll. Dies wird erreicht durch ein Vorsehen einer größeren Menge von Tabak an den Enden der Zigarette im Vergleich zu ihrem mittleren Bereich, wozu eine rotierende Abstreifvorrichtung entlang des Weges des Tabaks auf dem Förderband vorgesehen ist, um diesen in eine der gewünschten Dichte entsprechende Form zu bringen. Die Abstreifvorrichtung ist einerseits höhenverstellbar zur Steuerung der durchschnittlichen Menge an Tabak in jeder Zigarette (durchschnittliche Dichte oder durchschnittliches Gewicht) und andererseits zeitveränderlich einstellbar, um eine maximale Menge an Tabak an der Stelle zu erhalten, an der die fortlaufende Zigarettenstange geschnitten wird (aneinanderliegende Enden von zwei Zigaretten); welche Verstellung gewählt wird, hängt ab von der Diskrepanz zwischen der gewünschten Verteilung des Tabaks und der aktuellen Verteilung, die bestimmt wird durch die Zigarettenstange vor der Schneide-Station.
Es existieren verschiedene Lösungen zur Bestimmung der aktuellen Verteilung des Tabaks, die meisten davon beinhalten einen Beta-Strahl-Sensor, der eine radioaktive Quelle und einen Beta-Strahl-Detektor aufweist, welcher an jeder Seite der Zigarettenstange plaziert ist, entlang des Weges der Stange zwischen der formgebenden und der schneidenden Station. Die radioaktive Quelle besteht typischerweise aus einem Strontium (Sr90)-Pellet, und ist aufgenommen in einem abgeschirmten Behälter mit einer Öffnung in Richtung der Zigarettenstange; der Detektor beinhaltet eine Ionisations-Kammer und ein Elektrometer zur Messung der Energie der eintretenden Strahlung. Auf der Basis von Schwankungen der eintretenden Strahlung bestimmt ein mit dem Detektor verbundenes elektronisches System die Variation der Dichte des Tabaks und kontrolliert entsprechend das Schneid-Messer.
Obwohl präzise und zuverlässig, schafft die obige Lösung eine Reihe von Problemen, hauptsächlich zurückgehend auf den Gebrauch von schädlicher Strahlung, die einerseits spezielle Sorgfalt und Prozeduren seitens der Bedienperson erfordert und andererseits Probleme erzeugt für die Beseitigung der verbrauchten Pellets. All diese Probleme treten ergänzend auf zu der Energie der austretenden Strahlung, die in Wechselbeziehung zu der Transport-Geschwindigkeit der Zigarettenstange steht, und zu der ständigen Tendenz, bei der Herstellung von Maschinen mit immer schneller werdender Bearbeitung größere Mengen an Energie aufzubringen. Als Ergebnis dazu sind unterschiedliche Lösungen gefunden worden, die unterschiedliche Arten von Sensoren beinhalten, die Effektivität dieser ist dadurch beeinträchtigt, daß die Sensoren durch unterschiedliche Parameter, wie Feuchtigkeit, Farbe und mehr oder weniger faserige Struktur des Tabaks beeinflußt werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein genaues und zuverlässiges Verfahren und eine solche Vorrichtung zur Ermittlung der Menge von Tabak in dem Materialstrom zu schaffen, und zwar ohne den Gebrauch von schädliche Strahlung enthaltenden Sensoren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgesehen ein Verfahren zur Ermittlung der Dichte eines Fasermaterialstromes in einer Zigarettenherstellungsmaschine, wobei besagter Fasermaterialstrom eine trockene und eine flüssige Komponente in variablen, unbekannten Verhältnissen zueinander aufweist; es ist dieses Verfahren gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
- Bewirkung einer ersten kapazitiven Messung zum Erhalt eines ersten Signals als Funktion der Dichte der trockenen Komponente und der Dichte der flüssigen Komponente in besagtem Fasermaterialstrom;
- Bewirkung einer zweiten Ultraschall-Messung zum Erhalt eines zweiten Signals, korrelierend mit der Dichte der trockenen Komponente in besagtem Fasermaterialstrom; und
- Erzeugung eines dritten Signals, auf der Basis des ersten und zweiten Signales, das die Dichte des Fasermaterialstromes anzeigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist außerdem vorgesehen eine Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte des Fasermaterialstromes in einer Zigarettenherstellungsmaschine, wobei besagter Fasermaterialstrom eine trockene und eine flüssige Komponente in variablen, unbekannten Verhältnissen zueinander aufweist; diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch:
- Einen ersten kapazitiven Sensor zur Erzeugung eines ersten Signales als Funktion der Dichte der trockenen Komponente und der Dichte der flüssigen Komponente in dem Fasermaterialstrom;
- einen zweiten Ultraschall-Sensor zur Erzeugung eines zweiten Signals, korrelierend mit der Dichte der trockenen Komponenten dem Fasermaterialstrom; und
- eine erste Generator-Einrichtung, der das erste und zweite Signal zugeführt wird, und die ein drittes Signal erzeugt, das die Dichte des Fasermaterialstromes anzeigt.
Eine Anzahl von nicht einschränkenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nun anhand von Beispielen beschrieben, unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Zigarettenherstellungsmaschine, die eine erste Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein Block-Diagramm der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Laboratoriums-Test-Diagramm einer Tabak-Kontur, welche über den kapazitiven Sensor bestimmt wird;
Fig. 4 einen Maschinen-Teilquerschnitt, der eine Einzelheit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
Fig. 5 einen Maschinen-Teilquerschnitt, der eine weitere Einzelheit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
Fig. 6 einen Querschnitt einer Zigarettenherstellungsmaschine, wobei hier eine Variation einer Einzelheit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert wird;
Fig. 7 und 8 zeigen Schaltkreis-Diagramme des Sensors nach der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Bezugszeichen 1 in Fig. 1 zeigt eine Zigarettenherstellungsmaschine, die aus einer Tabakzufführeinheit 2 (nur teilweise gezeigt) und einer Papierzuführeinheit 3 besteht. Von der Tabakzuführeinheit 2 ist nur ein aufwärtsfließendes Rohr 4 gezeigt und eine Fördereinrichtung 5, die sich zwischen dem Rohr 4 und einer Tabakentladestation 6 erstreckt; und die Papierzuführeinheit 3 besteht aus einer Fördereinrichtung 7 mit einem Band 8, einem Formbalken 9 und einer Schneidestation 10. In bekannter Weise zieht die Fördereinrichtung 5 - welche in ihrem Inneren ein durch die Leitung 11 erzeugtes Vakuum aufweist, sowie Löcher 12 entlang ihres unteren Leitungsbereiches - den Tabak aus der Leitung 4 um eine kontinuierliche Schicht 13 zu bilden; und entlang des Weges des Tabaks, neben der Fördereinrichtung 5, entfernt eine rotierende Abstreifvorrichtung 14 mit Ausnehmungen 15 den überflüssigen Tabak in bekannter, unterschiedlicher Weise, um so eine vorbestimmte Kontur der kontinuierlichen Schicht 13 zu erhalten.
An der Entladestation 6 wird die geschnittene Tabakschicht an einem kontinuierlichen Papierstreifen 16 angeordnet, die in Längsrichtung verlaufenden Kanten dieser Streifen werden übereinanderliegend gefaltet und auf einen Formbalken 9 geklebt, um eine kontinuierliche Zigarettenstange 17 zu formen. Entlang des Weges der Stange 17 sind zwei Sensoren 18, 19 vorgesehen, die einen Teil der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Ermittlung der Verteilung des Tabaks innerhalb der Stange 17 bilden, und von denen der Sensor 18 innerhalb des Balkens 9 angeordnet ist, hinter der Formgebung der Stange 17, und der Sensor 19 ist am Ausgang des Balkens 9 vor der Schneidestation 10 angeord net. Die Stange 17 wird dann durch die Schneidestation 10 gezogen, wo sie in einzelne Zigarettenabschnitte 20 geschnitten wird. Obwohl in Fig. 1 nicht gezeigt, werden die Komponenten der Maschine 1, mit Ausnahme des Rohres 4, doppelt vorgesehen, um auf diese Weise zwei nebeneinanderliegende, parallel arbeitende Reihen zu erhalten.
Die Sensoren 18 und 19 sind mit einer Prozeßeinheit 21 verbunden zur Verarbeitung der von den Sensoren 18, 19 erzeugten Signale und zur Ermittlung der aktuellen Verteilung des Tabaks in der Stange 17, und welche, in Abhängigkeit der Größe, in welcher diese Verteilung von der vorbestimmten Verteilung abweicht, die Höhe und die Zeit der Schneidemaschine 14 einstellt. Die Prozeßeinheit 21 ist außerdem für andere Funktionen ausgerüstet wie statistische Kalkulationen, Diskrepanzen in den Prozentgehalten, etc.
Die von den Sensoren 18, 19 gelieferten Signale werden zur genauen Bestimmung der aktuellen Verteilung des Tabaks innerhalb der Stange 17, wie in der Fig. 2 gezeigt, zusammengeführt. Im Detail gesagt, ist Sensor 19 ein kapazitiver Sensor, dessen Kapazität sowohl von dem trockenen Tabak als auch von der Wassermenge der Zigarettenstange abhängt, und das geeignete verarbeitete Ausgangssignal dieses Sensors 19 variiert demnach gemäß der Gleichung:
DC = K1 mT (K2 + mW/mT) (1)
in der K1 und K2 zwei in bekannter Weise von dem Sensor, dem Tabak und den Wasser-Charakteristika abhängige Konstanten sind; und mT ist die Masse des trockenen Tabaks und mW ist die Masse des Wassers in der Zigarettenstange. Der kapazitive Sensor 19 erzeugt demnach ein Spannungsausgangssignal (Fig. 3), das genau die Masse (Dichte) des Tabaks entlang der Zigarettenstange reproduziert, aber der stark veränderlich im Hinblick auf die Wassermenge der Stange ist. Ausgehend von seinen unterschiedlichen dielektrischen Eigenschaften ist der kapazitive Sensor in der Tat gegenüber Wasser empfindlicher als gegenüber dem trockenen Tabak. Weil das Ausgangssignal des kapazitiven Sensors nicht direkt in Zusammenhang mit der totalen Dichte der Stange steht, z. B. zu der totalen Dichte der beiden Komponenten, ist außerdem der kapazitive Sensor alleine ungeeignet zur Messung der Dichte der Stange, oder eben unterscheiden zu können zwischen dem Beitrag durch den trockenen Tabak oder das Wasser.
Um die aktuelle Masse von Material (trockener Tabak) oder Wasser in der Stange kalkulieren zu können, wird die Masse (Dichte) des trockenen Tabaks separat gemessen, um den Beitrag an trockenem Tabak von dem an Wasser in dem Ausgangssignal des kapazitiven Sensors 19 unterscheiden zu können und so die totale Dichte (Masse) zu berechnen. Weil Ultraschall-Sensoren mit geeignet gewählten Frequenzen unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit in dem zu prüfenden Material sind, so daß das Ausgangssignal direkt die Masse mT des trockenen Tabaks anzeigt, wird eine zweite Messung unter Verwendung eines zweiten Ultraschall- Sensors 18 durchgeführt.
Weil der Ultraschall-Sensor 18 für sich gesehen ebenfalls ungeeignet ist, die totale Dichte der Stange 17 zu liefern, ist es möglich, bei Eintritt in (1) den mT-Wert über den Sensor 18 zu messen und so die Masse des Wassers mW zu bestimmen und durch Addition dieses Wertes zu der Masse des trockenen Tabaks die totale Masse zu bestimmen. Die Masse des trockenen Tabaks und des Wassers könnten berechnet werden mit Bezugnahme zu sehr kleinen Bereichen der Stange (in der Praxis der durch die Sensoren erfaßte Bereich), um auf diese Weise ein substantielles Punkt-für-Punkt-Dicht-Muster zu erhalten, oder mit Bezugnahme zu Stangenbereichen von vorbestimmter Länge, um auf diese Weise den durchschnittlichen Trockentabak- und Wasser-Massenwert über besagten Bereichen zu erhalten. Im letzteren Falle ist es möglich, den durchschnittlichen totalen Dichtwert zu erhalten, weil die Variation in der totalen Dichte der Stange durch das kapazitive Signal gegeben ist.
Die Ausgangssignale der Sensoren 18 und 19 werden der Einheit 22 zur Bestimmung der Dichte des Wassers und der totalen Dichte des Materials in der Stange 17 zugeführt. Wie bereits ausgeführt, ist die Einheit 22 theoretisch unterteilbar in zwei Sektionen: Eine Sektion 22a zur Berechnung der Masse (Dichte) des Wassers in dem Stangenmaterial; und eine Sektion 22b zur Berechnung der totalen Masse (Dichte) des Stangenmaterials unter anschließender Addition der Masse (Dichte) des trockenen Tabaks und des Wassers in der Stange. Das Ausgangssignal der Einheit 22 wird dann der Einheit 23 zugeführt, welche, auf Basis der gewünschten Verteilung an Material in der Stange 17, in bekannter Weise Kontrollsignale erzeugt, um darüber die Höhe und die Zeit der Abstreifvorrichtung 14 (Fig. 1) einzustellen.
Die Einheit 23 ist außerdem vorgesehen für statistische Verarbeitung und zur Ermittlung weiterer Informationen auf der Basis der Sensorsignale, wie Feuchtigkeit auf der Basis des Verhältnisses der Massen zwischen dem Wasser und des trockenen Tabaks (mW/mT). Die Einheiten 22, 23' bilden sämtlich praktischerweise einen Teil der Prozessoreinheit 21.
Eine mögliche Anordnung des kapazitiven Sensors 19 ist in Fig. 4 gezeigt, welche zwei Reihen 24a, 24b der Maschine zeigt, die Querschnitte der beiden Stangen, hier mit 17a, 17b bezeichnet, und die entsprechenden Sensoren 19a, 19b.
Jeder kapazitive Sensor 19a, 19b besteht aus einem entsprechenden Paar von Elektroden 25a, 25b und einer entsprechenden, die elektronischen Signale verarbeitenden und kontrollierenden Schaltung 26a, 26b. Die entsprechenden Ausgangssignale der elektronischen Schaltung 26a, 26b werden über entsprechende Reihen 27a, 27b der Prozessoreinheit 21 (Fig. 1) zugeführt; es sind außerdem Vorkehrungen getroffen für eine einzelne Versorgungs-Einheit 28 und ein Gehäuse 29.
Um die Empfindlichkeit zu maximieren, ist der Ultraschall-Sensor 18 innerhalb des Formgebungs-Balkens 9 (Fig. 1) montiert, und zwar in der Nähe zu dessen Ausgang, in einer solchen Position, daß die Stange 17 bereits geformt ist (die Papierstreifenkanten sind bereits verklebt), aber diese ist noch umgeben von dem Band 8 der Papierfördereinrichtung 7, wie in Fig. 5 gezeigt ist, die eine mögliche Ausbildung des Ultraschall-Sensors illustriert.
Fig. 5 zeigt zwei Ultraschall-Sensoren 18a, 18b, jeweils für die Reihen 24a, 24b und die jeweils aus einem entsprechenden Ultraschall-Übertrager 30a, 30b bestehen; und aus einem entsprechenden Ultraschall-Empfänger (Mikrofon) 31a, 31b; und aus einem entsprechenden Paar von Adapter-Kegeln 32a, 32b, die in den Körper des Balkens 9 eingeformt sind. Die Ultraschall-Übertrager 30a, 30b und Empfänger 31a, 31b sind mit der entsprechenden, elektronische Signale verarbeitenden und kontrollierenden Schaltung 33a, 33b verbunden, wie in näheren Details mit Bezugnahme zu der Fig. 8 erklärt ist; und die Ausgänge der elektronischen Schaltungen 33a, 33b sind über entsprechende Pfade 34a, 34b mit der Prozessoreinheit 21 verbunden. Es sind außerdem Vorkehrungen getroffen für eine einzelne Versorgungseinheit 35 und ein Gehäuse 36.
Gemäß einer Variation der Erfindung kann der Ultraschall-Sensor stromabwärts der Maschine 1 angeordnet sein, und zwar in der Filteranordnungsmaschine, wie schematisch in der Fig. 6 gezeigt ist.
Bezugnehmend auf die Fig. 6 besteht die Filteranordnungsmaschine 37 aus einem Paar von hohlen Trommeln oder Walzen 38, 39 (teilweise gezeigt) zur Übermittlung der Zigarettenbereiche 20 von Aufnahmen 41 an der Walze 38 zu Aufnahmen 42 an der Walze 39. Wie in dem Beispiel gezeigt, ist der Ultraschall- Sensor 40 teilweise auf der Trommel 38 und teilweise auf der Trommel 39 montiert, und die beiden Teile arbeiten in der Weise zusammen zur Ermittlung der Dichte des trockenen Tabaks während der Übermittlung des Zigarettenbereiches 20, wenn die beiden Teile benachbart angeordnet sind. Wie in dem Beispiel ge zeigt, ist der Übertrager 43 (in nicht dargestellter Weise) innerhalb der Trommel 38 montiert, und zwar integral mit der Ummantelung der Maschine 1; der Empfänger 45 ist innerhalb der Trommel 39 montiert, und zwar ebenfalls integral mit der Ummantelung der Maschine 1; und die Trommeln 38, 39 weisen entsprechende Löcher 44, 46 an den entsprechenden Aufnahmen 41, 42 zum Durchlaß der von dem Übertrager 43 erzeugten Druck-Wellen auf. Wenn ein Zigarettenbereich 20 von der ersten Trommel 38 zu der zweiten Trommel 39 übergeben wird, sind die Löcher 44 und 46 der entsprechenden Aufnahmen 41, 42 entlang derselben Achse des Sensors 40 angeordnet (diese Achse verbindet den Übertrager 43 zum Empfänger 45), es wird dadurch eine Ultraschall-Untersuchung des Zigarettenbereiches 20 ermöglicht.
Durch die geeignete Gestaltung der Löcher oder Anbringung einer Anzahl von Versorgungs-Geberpaaren ist mit dieser Ausführungsform sowohl eine Prüfung eines Bereiches als auch der gesamten Länge des Zigarettenbereiches 20 möglich. Es sind Änderungen außerdem möglich bezüglich der mechanischen Anordnung in Fig. 6, um so luftdichte Graphit-Oberflächen zwischen den bewegenden Teilen zu erhalten (gleitende Oberflächen).
Fig. 7 zeigt ein elektrisches Diagramm des kapazitiven Sensors 19, welches die elektronische Signale verarbeitende und kontrollierende Schaltung 26 beinhaltet. In Fig. 7 bilden die beiden Elektroden 25 an jeder Seite der kontinuierlichen Zigarettenstange 17 zusammen mit der Schaltung 47 eine hochfrequente Oszillationsschaltung 48, die Frequenz des oszillierenden Ausgangssignales dieser Schaltung variiert im gleichen Ausmaß wie eine Variation in der Kapazität der Elektrode 25/Stange 17-Gruppe und ist proportional zu der Masse des Tabaks und der Masse des Wassers in dem sich zwischen den beiden Elektroden bewegenden Material.
In einem Verstärker 49 wird das Ausgangssignal der oszillierenden Schaltung 48 verstärkt durch ein Referenzsignal, erzeugt durch einen Oszillator 50, um so ein oszillierendes Signal mit einer zu der Differenz zwischen den Frequenzen des Ausgangssignales der oszillierenden Schaltung 48 und dem Referenzsignal gleicher Frequenz zu erhalten. Das Ausgangssignal des Verstärkers 49 wird gefiltert in einem Tiefpaß 51 und umgewandelt in ein Spannungssignal durch einen Frequenz/Spannungs-Umwandler 52, dessen Ausgangssignal anschließend in einem Tiefpaß 53 gefiltert wird und dann einem Ausgang 54 zugeführt wird, der über den Pfad 27 mit der Prozessoreinheit 21 verbunden ist (Fig. 1). Ein Eingang 55 ist verbunden mit dem Referenz-Oszillator 50, der zur Einstellung und Eichung des Referenz-Oszillier-Signales dient.
Die Fig. 8 zeigt ein elektrisches Diagramm des Ultraschall-Sensors 18, 40, bestehend aus einer elektronische Signale verarbeitenden und kontrollierenden Schaltung 33. Die Schaltung 33 besteht aus einem Vorspannungs-Generator 56, und einem Modulations- oder Stör-Generator 57, deren Ausgänge verbunden sind zu einem Steuerelement 58, das die Ultraschall-Übertrager 30, 43 kontrolliert. Der Breit-Band-Ultraschall-Receiver oder das Mikrofon 31, 45 ist verbunden mit einem Verstärker 59, der kaskaden-geschaltet zu einem Band-Paß-Filter 60 ist, zu einem Gleichrichter 61, und zu einem Tief-Paß 62, dessen Ausgang 63 den Ausgang der elektronischen Schaltung 33 definiert, und der über den Pfad 34 mit der Prozessor-Einheit 21 verbunden ist.
Im aktuellen Gebrauch erzeugen die Sensoren 18, 19 zwei separate Signale, die in Beziehung zu den Charakteristika der kontinuierlichen Zigarettenstange stehen, und die mit Bezugnahme zu den nacheinanderliegenden Sektionen der Stange abgetastet werden, und die wie beschrieben zur akkuraten und zuverlässigen Ermittlung der totalen Masse (Dichte) des Tabaks unverzüglich verarbeitet werden; dessen Dichtemessung wird gebraucht zum Korrigieren des Abstandes zwischen der Schneidevorrichtung und dem Förderband 5 und so zur Variation der durchschnittlichen Masse (Dichte) des Tabaks, und zur kurzfristigen Verzögerung oder Beschleunigung der Rotation der Schneidevorrichtung (Zeiteinstellung) zum Einstellen des dicksten Tabakpunktes (die Enden der fertigen Zigaretten).
Die Kooperation von zwei Sensoren - einer kapazitiv und der andere Ultraschall ist deshalb wesentlich für eine genaue Kontrolle der Schneidvorrichtung unabhängig von äußeren Einflüssen (Feuchtigkeit, Farbe oder die Struktur des Tabaks).
Durch das Eliminieren der Benutzung von schädlichen Strahlungsquellen sorgt die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung deshalb für eine sehr einfache Handhabung, Instandhaltung und ein teilweises Ersetzen von Prozeduren.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung der Dichte eines Fasermaterialstromes (17) in einer Zigarettenherstellungsmaschine (1), wobei der Fasermaterialstrom (17) eine trockene und eine flüssige Komponente in variierenden, unbekannten Proportionen aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

- Bewirken einer ersten kapazitiven Messung zum Erhalt eines ersten Signals als Funktion der Dichte der trockenen Komponente und der Dichte der flüssigen Komponente in dem Fasermaterialstrom;

- Bewirkung einer zweiten Ultraschall-Messung zum Erhalt eines zweiten Signals, korrelierend zu der Dichte der trockenen Komponente in den Fasermaterialstrom; und

- Erzeugung eines dritten Signals, auf der Basis des ersten und zweiten Signals, zum Anzeigen der Dichte des Fasermaterialstroms.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Erzeugung eines dritten Signals die Schritte der Erzeugung eines vierten Signals auf der Basis des ersten und zweiten Signals zum Anzeigen der Dichte der Flüssigkeit in dem Fasermaterialstrom; und das Addieren des zweiten Signals zu dem vierten Signal umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt der Berechnung des Durchschnittswertes des zweiten Signals über einen Bereich des Fasermaterialstromes umfaßt; und der Schritt zur Erzeugung eines dritten Signals den Schritt der Ermittlung der durchschnittli chen Dichte des Fasermaterialstromes auf der Basis des ersten Signals und des Durchschnittswertes des zweiten Signals umfaßt.

4. Vorrichtung zur Ermittlung der Dichte eines Fasermaterialstromes (17) in einer Zigarettenmaschine (1), wobei der Fasermaterialstrom (17) eine trockene und eine flüssige Komponente in variierenden, unbekannten Proportionen umfaßt; gekennzeichnet durch:

einen ersten kapazitiven Sensor (19) zur Erzeugung eines ersten Signals als Funktion der Dichte der trockenen Komponente und der Dichte der flüssigen Komponente in dem Fasermaterialstrom;

einen zweiten Ultraschall-Sensor (18; 40) zur Erzeugung eines zweiten Signals, korrelierend zu der Dichte der trockenen Komponente des Fasermaterialstromes; und

eine erste Generator-Einrichtung (22), der das erste und zweite Signal zugeführt wird, und die ein drittes Signal erzeugt, das die Dichte des Fasermaterialstroms anzeigt.

5. Vorrichtung wie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Generator-Einrichtung eine zweite Generator-Einrichtung (22a) umfaßt, der das erste und zweite Signal zugeführt wird und die ein viertes Signal zur Anzeige der Dichte der Flüssigkeit in diesem Fasermaterialstrom erzeugt; und Additions-Mitteln (22b) zur Addition von dem zweiten Signal zu dem vierten Signal aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erster Generator-Einrichtung (22) einen Teil einer zentralen Prozessor- Einheit (21) bildet.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, für eine Herstellungsmaschine (1), aufweisend eine Stangenformgebungseinheit (9) und einen Zigarettenschneidebereich (10); dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der erste Sensor (19) zwischen der Stangenformgebungseinheit (9) und dem Zigarettenschneidebereich (10) der Maschine angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ultraschall-Sensor (18) innerhalb der Stangenformgebungseinheit (9) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, in der, stromabwärts der Herstellungsmaschine (1) eine Filteranordnungsmaschine (37) vorgesehen ist, die eine erste und eine zweite Trommel (38, 39) aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ultraschall-Sensor (40) ein Teil (43) aufweist, der der ersten Trommel (38) zugeordnet ist, und einen Teil (45) aufweist, der der zweiten Trommel (39) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Sensor (19) eine oszillierende Schaltung (48) aufweist, die ihrerseits ein Paar von Elektroden (25) entlang des Pfades des Fasermaterialstrom (17) umfaßt; einen Referenz- Frequenzspannungsgenerator (50); einen Verstärker (49), verbunden mit der oszillierenden Schaltung (48) und mit dem Referenz-Frequenzspannunggenerator (50); und einen Frequenz/Spannungsumwandler (52) verbunden mit dem Verstärker (49) und zur Erzeugung eines Spannungssignals, korrelierend zu der Dichte der trockenen Komponente und der flüssigen Komponente in dem Fasermaterialstrom (17) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Sensor (18; 40) umfaßt einen Ultra schall-Emitter (30; 43); ein erstes hohles konisches Adapterelement (32, 44) benachbart zu dem Ultraschall-Emitter, und ein zweites hohles konisches Adapterelement (32; 46), wobei die Adapterelemente benachbart zu dem Pfad des Fasermaterialstrom (17) angeordnet sind; ein Ultraschall-Mikrofon (31; 45) benachbart zu dem zweiten Adapterelement (32; 46); und Mittel zur Verstärkung (59), Filterung (60, 62) und Berichtigung (61) die mit dem Ultraschall-Mikrofon (31; 45) verbunden sind.