DE2363365C2

DE2363365C2 - Vorrichtung zum Prüfen der Enden von stabförmigen Tabakartikeln, insbesondere von Zigaretten

Info

Publication number: DE2363365C2
Application number: DE19732363365
Authority: DE
Inventors: Joachim 2050 Hamburg Reuland
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1973-12-20
Filing date: 1973-12-20
Publication date: 1987-01-22
Also published as: DE2363365A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Enden von stabförmigen Tabakartikeln, vorzugsweise Zigaretten, mit einem die Zigaretten queraxial, jeweils unter Einhaltung eines Zwischenraumes zueinander, fördernden Prüfförderer, der insbesondere als eine Aufnahmen für die einzelnen Zigaretten aufweisende Prüftrommel ausgebildet ist, und mit einer eine stationäre mit einer Hochfrequenzspannungsquelle verbundene Elektrode aufweisenden kapazitiven Meßanordnung für die Tabakdichte.
Durch die FR-PS 12 06 614 ist eine Prüftrommel bekannt mit einzelnen Aufnahmen für Zigaretten, denen jeweils eine Elektrode eines Kondensators für eine kapazitive Tabakmassebestimmung der Zigaretten zugeordnet ist. Diese jeweils einer Aufnahme zugeordneten Elektroden arbeiten mit einer einzigen stationären Gegenelektrode zusammen. Eine derartige kapazitive Messung erfordert einen beachtlichen apparativen und technischen Aufwand, denn die Elektroden der einzelnen Aufnahmen müssen während der Rotation der Trommel mit hochfrequenter Spannung versorgt werden; außerdem müssen alle aus Einzelelektroden der Aufnahmen und stationärer Gegenelektrode gebildeten Meßkondensatoren abgestimmt und geeicht werden, denn sie sollen ja die gleichen Meßergebnisse für Zigaretten mit bestimmter Tabakmasse abgeben. Um den apparativen Aufwand einer berührungslosen kapazitiven Messung zu reduzieren und die Eichung zu vereinfachen, wurde bereits (vgl. älteres Patent P 23 43 668.2) vorgeschlagen, für die kapazitive Meßanordnung mindestens eine weitere stationär bezüglich des Prüfförderers angeordnete und mit einer Hochfrequenzspannungsquelle verbundene Elektrode vorzusehen, wobei die Lage der Elektroden zu den Zigarettenenden so gewählt ist, daß im Meßzeitpunkt ein von ihnen ausgehendes hochfrequentes Feld jeweils die Zigarettenenden durchsetzt. Es wurde festgestellt, daß die kapazitive Messung der Dichte von Zigaretten von während des Betriebs der Vorrichtung auftretenden Störgrößen negativ beeinflußt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, außer den apparativen Aufwand einer berührungslosen kapazitiven Meßanordnung der eingangs geschilderten Art zu reduzieren und die Eichung zu vereinfachen, zusätzlich den Einfluß von während des Betriebs der Vorrichtung auftretenden Störgrößen auf die kapazitive Messung auf ein zulässiges Maß zu vermindern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die kapazitive Meßanordnung mindestens eine weitere stationär bezüglich des Prüfförderers angeordnete und mit einer Hochfrequenzspannungsquelle verbundene Elektrode aufweist, daß die Lage der Elektroden zu den Zigarettenenden so gewählt ist, daß im Meßzeitpunkt ein von ihnen ausgehendes hochfrequentes Feld jeweils die Zigarettenenden durchsetzt, und daß der kapazitiven Meßanordnung eine Vergleichsanordnung zum Bilden eines Signals (Differenzsignals) entsprechend der Differenz zwischen einem von der Tabakdichte in einem Zigarettenende abhängigen Meßsignal und einem davon unabhängigen, vom Zwischenraum zwischen den Zigaretten mit Hilfe derselben kapazitiven Meßanordnung gewonnenen, Vergleichssignal nachgeschaltet ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Vergleichsanordnung einen Speicher zum Aufnehmen und Speichern des von einem Zigarettenende nicht beeinflußten Vergleichssignals der kapazitiven Meßanordnung auf, dem ein Eingang eines Differenzbildners nachgeschaltet ist; ein anderer Eingang des Differenzbildners für das von der Dichte in einem Zigarettenende abhängige Meßsignal ist mit der kapazitiven Meßanordnung verbunden. Der Ausgang der Vergleichsanordnung kann mit einer Auswertanordnung für das Differenzsignal verbunden sein, die vorteilhaft mit einer Steueranordnung einer üblichen Aussonderungseinrichtung zum Entfernen von Zigaretten mit fehlerhaften Enden bei außerhalb eines Standards liegenden Differenzsignalen von ihrer Förderbahn verbunden ist.
Bei der obigen Ausgestaltung der Erfindung wird eine Drift der Meßwerte infolge einer störenden Beeinflussung des hochfrequenten kapazitiven Meßkreises weitgehend ausgeschaltet.
Eine weitere Verbesserung der Meßergebnisse kann man gemäß der Erfindung dadurch erreichen, daß man die Hauptstörgröße, nämlich eine thermische Beeinflussung der elektrischen Größen des Hochfrequenzmeßkreises, gesondert eliminiert. Hierzu wird ein Temperaturregler zum Konstanthalten der Temperatur im Bereich der kapazitiven Meßanordnung vorgesehen.
Für eine reproduzierbare Erfassung der Tabakdichte der Zigarettenenden ist eine definierte Lage der zu prüfenden Zigaretten relativ zu der Meßanordnung vorteilhaft. Eine mechanisch sehr einfache und betriebssichere Ausrichtung für die Zigarettenenden bezüglich der Elektroden der kapazitiven Meßanordnung erhält man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Positionierungsvorrichtung als an sich bekannte ortsfeste, die Zigaretten durch axiales Verschieben ausrichtende Leitfläche ausgebildet ist.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Prüftrommel mit einer kapazitiven Meßwerterfassung der Dichte der Zigarettenenden,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Prüftrommel entsprechend Pfeil II in Fig. 1.
Bei der Endenabtasttrommel 429 in den Fig. 1 und 2, von der der Trommelkörper 436 , Aufnahmen 438 mit Bohrungen 439 und der Steuerring 443 sichtbar sind, bildet die kapazitive Meßanordnung 456 mit der ringförmigen Elektrode 457 und der konzentrisch dazu angeordneten Elektrode 458 das Ende einer stationären Schiebefläche 501, die eine Positionierungsvorrichtung für die Zigarettenenden Ze bezüglich der Meßelektroden 457 und 458 darstellt. Bei in Richtung des Pfeiles 502 (Fig. 2) drehender Trommel 429 werden die Zigaretten Z von der stationären Schiebefläche 501 sanft gegen die Wirkung von an den Bohrungen 438 wirkender, relativ schwacher Saugluft so verschoben, daß ihre Stirnseiten dicht an den Elektroden 457 und 458 entlangstreifen und damit eine definierte Lage bezüglich der kapazitiven Meßanordnung 456 einnehmen.
Die Meßanordnung 456 weist eine Hochfrequenzspannungsquelle 459 b auf, die die Elektroden 457 und 458, die frequenzbestimmender Teil eines bekannten elektrischen Resonanzkreises 462 sind, mit Hochfrequenzspannung konstanter, durch einen Quarzkristall stabilisierter Frequenz speist. Eine Auswertanordnung 461 b für die von der Tabakmasse in den Zigarettenenden Ze, die von den Feldlinien zwischen den Elektroden 457 und 458 durchsetzt werden, abhängigen Amplituden einer elektrischen Größe (Spannung, Strom) des Resonanzkreises gibt ein von der Tabakmasse abhängiges Ausgangssignal ab.
Die einzelnen Bauelemente 459 b, 462 und 461 b befinden sich in einem Gehäuse 503, das mittels eines Heizwiderstandes 504beheizbar ist. Zum Konstanthalten der Temperatur in dem Gehäuse 503 dient ein Temperaturregler 506, der außer dem Heizwiderstand 504 noch einen Temperaturfühler 507 im Gehäuse 503, ein Vergleichsglied 508, einen Sollwertgeber 509 und einen Regelverstärker 511 aufweist. Der Temperaturregler 506 sorgt dafür, daß die elektrischen Bauelemente der kapazitiven Meßanordnung 456 im Gehäuse 503 auf konstanter Temperatur gehalten werden, so daß Drifterscheinungen infolge Temperaturschwankungen reduziert werden.
Zur weiteren Unterdrückung von Drifterscheinungen ist der kapazitiven Meßanordnung 456 eine Vergleichsanordnung 510 zum Bilden eines Differenzsignals entsprechend der Differenz zwischen einem von der Tabakdichte in einem Zigarettenende Ze abhängigen Meßsignal und einem davon unabhängigen Vergleichssignal nachgeschaltet. Hierzu ist der Ausgang der Auswertanordnung 461 b mit dem Eingang a eines Analog-Speichers 512 verbunden, der übernommene Signale solange speichert, bis sie durch neue ersetzt werden. Zur Steuerung der Übernahme neuer Speichersignale dient ein Eingang b, der Steuersignale von einem Taktgeber 513, bestehend aus einer mit Steuernocken 514 besetzten Taktscheibe 516 und einem Näherungsinitiator 517, erhält. Die Taktscheibe 516 ist mit dem Maschinenantrieb so synchronisiert, daß der Näherungsinitiator 517 dann ein Steuersignal abgibt, wenn sich vor den Elektroden 457 und 458 keine Zigaretten Z, sondern ein Zwischenraum befindet. Ein zu diesem Zeitpunkt gebildetes Vergleichssignal, das unabhängig von den Zigaretten Z ist, wird dann in den Analog-Speicher 512 übernommen. Der Ausgang des Analog-Speichers 512 ist nur zur Übertragung des Vergleichssignals mit einem Eingang a eines Differenzbildners 518verbunden, dessen anderer Eingang b von der Auswertanordnung 461 b der kapazitiven Meßanordnung 456 beaufschlagt ist. Zur Übertragung eines Differenzsignales, das der Differenz von Vergleichssignal und Meßsignal entspricht, an ein Schwellenwertglied 476 in Form eines Schmitt-Triggers dient ein nachgeschaltetes UND-Glied 519, dessen Eingang b von einem Taktgeber 521, bestehend aus einer mit Nocken 471 besetzten Taktscheibe 522 und einem Näherungsinitiator 472, mit Steuerimpulsen beaufschlagbar ist. Die Taktscheibe 522, die auch vom Trommelkörper 436 gebildet sein kann, ist so mit dem Maschinenantrieb synchronisiert, daß der Näherungsinitiator 472 einen Steuerimpuls abgibt, wenn sich eine Zigarette Z genau in Meßposition vor den Elektroden 457 und 458 befindet. Mit dieser Anordnung ist gewährleistet, daß dem Schmitt- Trigger 476 stets Signale zugeführt werden, die der Differenz zwischen dem Meßsignal und einem Vergleichssignal entsprechen. Diese Differenz bleibt auch bei Änderungen der absoluten Größe des Meßsignals infolge einer unerwünschten Drift weitgehend erhalten. Liegt die Differenz außerhalb eines gewünschten Standards, so gibt der Schmitt-Trigger 476 ein Fehlsignal an ein Schieberegister 477 ab, das von über eine Schiebetaktleitung 523 zugeführten Taktimpulsen durch die einzelnen Stufen 477 a . . . 477 d des Schieberegisters 477 geschoben wird. Nach Verstärkung durch einen Verstärker 479 beaufschlagt das Fehlersignal ein Elektromagnetventil 481, das von einem Ventilator 447 kommende Blasluft in einer Leitung 452 freigibt; diese Blasluft entfernt dann die Zigaretten mit dem fehlerhaften Zigarettenende.
In ähnlicher Weise können Drifterscheinungen bei der Endenprüfung von Zigaretten, die zu verpackungsgerechten Formationen zusammengeführt sind, vermieden werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Prüfen der Enden von stabförmigen Tabakartikeln, vorzugsweise Zigaretten, mit einem die Zigaretten queraxial, jeweils unter Einhaltung eines Zwischenraumes zueinander, fördernden Prüfförderer, der insbesondere als eine Aufnahmen für die einzelnen Zigaretten aufweisende Prüftrommel ausgebildet ist, und mit einer eine stationäre mit einer Hochfrequenzspannungsquelle verbundene Elektrode aufweisenden kapazitiven Meßanordnung für Tabakdichte, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Meßanordnung (456) mindestens eine weiter stationär bezüglich des Prüfförderers (429) angeordnete und mit einer Hochfrequenzspannungsquelle (459 b) verbundene Elektrode (457, 458) aufweist, daß die Lage der Elektroden (457, 458) zu den Zigarettenenden (Ze) so gewählt ist, daß im Meßzeitpunkt ein von ihnen ausgehendes hochfrequentes Feld jeweils die Zigarettenenden (Ze) durchsetzt, und daß der kapazitiven Meßanordnung (456) eine Vergleichsanordnung (510) zum Bilden eines Signals (Differenzsignals) entsprechend der Differenz zwischen einem von der Tabakdichte in einem Zigarettenende (Ze) abhängigen Meßsignal und einem davon unabhängigen, vom Zwischenraum zwischen den Zigaretten mit Hilfe derselben kapazitiven Meßanordnung (456) gewonnenen, Vergleichssignal nachgeschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsanordnung (510) einen Speicher (512) zum Aufnehmen und Speichern des von einem Zigarettenende (Ze) nicht beeinflußten Vergleichssignals der kapazitiven Meßanordnung (456) aufweist, dem ein Eingang (a) eines Differenzbildners (518) nachgeschaltet ist, von dem ein anderer Eingang (b) für das von der Dichte in einem Zigarettenende (Ze) abhängige Meßsignal mit der kapazitiven Meßanordnung (456) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Vergleichsanordnung (510) mit einem Schwellenwertglied (476) für das Differenzsignal verbunden ist, welches mit der Steueranordnung einer Aussonderungseinrichtung (481) zum Entfernen von Zigaretten mit fehlerhaften Enden bei außerhalb eines Standards liegenden Differenzsignalen von ihrer Förderbahn verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Temperaturregler (506) zum Konstanthalten der Temperatur im Bereich der kapazitiven Meßanordnung (456).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Positionierungsvorrichtung (501) für die Zigarettenenden (Ze) bezüglich der Elektroden (457, 458) der kapazitiven Meßanordnung (456), welche als ortsfeste, die Zigaretten durch axiales Verschieben ausrichtende Leitfläche ausgebildet ist.