Tabakverarbeitungsmasehine. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tabakverarbeitungsmaschine, z. B. eine Zi- ;arettenmaschine. Bei bekannten Maschinen zur Verarbeitung von Tabak wird Schnitt- tabak zugeführt und verlässt die Maschine in Portionen, also z. B. bei Zigarettenmaschinen als Zi-aretten oder in Tabakabfüllmaschinen als Ta.bakpäckehen.
In all diesen Tabakverarbeitungsmaschinen wird Schnittabak in irgendeiner Art auf ein Transportband gebracht. Dieses führt den Tabak in einem endlosen Strang zu oder durch 1#'.inriehtungen, die ihn behandeln, um ihn zu formen. Dieser Strang kann gegebenen falls in eine endlose Papierbahn gewickelt wer den. Das beste bekannte Beispiel einer sol chen 1-Iaschine ist die Zigarettenmaschine für endlosen Tabakstrang.
Zigarettenmaschinen mit, endlosem Tabak strang sind mit Tabakzuführungsapparaten sgerüstet, bei denen Schnittabak in einen <B>i</B> au Trichter gefüllt, verschiedenen Behandlungen wie Bürsten und Kämmen unterworfen und schliesslich rieselnd auf ein Transportband ,egeben wird, auf dem der Tabak einen losen Tabakstrang bildet. Durch das gleiche oder ein nachfolgendes Transportband wird der Tabakstrang geformt, der in der Folge mit der Papierhülle versehen wird.
Durch die Art des Mechanismus, der in dem Tabakzuführungsapparat zur Verwen dung kommt, variiert die Berieselungsmenge mit einer Reihe von Bedingungen wie z. B. mit dem Feuchtigkeitsanteil des Tabaks, der Temperatur, der Art des Tabaks und mit dem Grade, in dem der Tabak gemischt ist, wenn er erstmals in den Trichter kommt. Mit an dern Worten, die Berieselungsmenge, die auf das Transportband kommt, ist nicht kon stant, und es sind viele Versuche gemacht wor den, um eine gleichmässige Verteilung des Tabaks im Tabakstrang zu erreichen. Bisher , war es üblich, die Durchlaufgeschwindigkeit im Trichter so zu ändern, dass mehr oder weniger Tabak auf das Band rieselte.
Das am meisten verbreitete Verfahren für die Prüfung der Zigaretten bestand darin, die fertiggestellten Zigaretten in gewissen Zeitabständen einzeln oder in bestimmten Mengen zu wägen. Das Ergebnis des Wägens wurde üblicherweise durch automatisch wir kende Vorrichtungen benutzt, um über ein Getriebe mit verstellbarer Geschwindigkeit am Berieselungstrichter die Geschwindigkeit zu ändern. An einer Zigarettenmaschine mit end losem Tabakstrang ist dabei das Getriebe so ausgebildet, dass die Geschwindigkeit des Tabakzuführungsapparates geändert werden kann, ohne die Arbeitsgeschwindigkeit der Zigarettenmaschine selbst zu ändern.
Neuerdings wurde verschiedentlich vorge schlagen, den Tabakanteil oder die Dichte des Tabaks, in dem Strang auf elektrischem Wege zu prüfen und konstant zu halten, ä. B. durch Messen des Widerstandes für Hochfrequenz ströme oder durch Bestimmen der Kapazität der Tabakmenge, die durch eine Einrichtung finit Kondensator tritt, und Benutzen der elek trischen Messung, um die Geschwindigkeit des Tabakzuführungsapparates über Relais und andere elektrische Apparate in zweck mässiger Weise zu ändern.
Alle Zigarettenmaschinen für endlosen Tabakstrang haben, wie oben erwähnt, einen Tabakzuführungsapparat und ein Transport band (das eines aus einem ganzen System von Transportbändern sein kann). Aber es beste hen grosse Unterschiede in den Transport systemen, wie sie an den verschiedenen Ma schinen benützt werden.
In einigen Maschinen erstreckt sich die Papierbahn praktisch von einem Ende der Maschine zum andern, bildet das Auffang band, das von Tabak berieselt wird, wo es unter dem Zuführtrichter hindurchläuft, und führt den Tabak mit sich, während er gepresst und in seine Endform gebracht wird. Gleich zeitig wird die Bahn während dieses Verarbei tungsprozesses so um den Tabak gelegt, dass ein endloser Strang im Papier entsteht.
In andern Maschinen berieselt der Tabak zunächst ein endloses Auffangband, das nach folgend als Trichterband bezeichnet wird, und wird von diesem direkt oder über ein weiteres Zwischenband auf eine wandernde Papierbahn gebracht. In einigen Maschinen dieser Art läuft auch das Triehterband schneller als die Papierbahn, so dass der lose Tabakstrang, der vom Zuführtrichter auf dem Triehterband gebildet ist, zu einem dich teren Strang auf der Papierbahn wird. In Maschinen mit Trichterband kann dieses etwas höher angeordnet werden als das eigentliche Transportband, welches die Papierbahn führt, auf die der Tabak übergeben wird.
Zur Vereinfachung soll ' der Ausdruck Tabakstrang hier einen annähernd regel mässigen Streifen aus Teilchen von Schnitt- tabak bedeuten, wie er von einem bestimmten Punkt an durch die Maschine bewegt wird, also z. B. ein loser endloser Strom von Tabak oder ein noch nicht von Papier umhüllter Tabakstrang, wie er aus den losen Teilchen gefertigt wird, oder auch der papierumhüllte Strang.
V4 'o die Dichte oder Menge des Tabaks im Strang genau gemessen oder die Zigarette genau gewogen und die Triehtergeschwindig- keit in Übereinstimmung mit dem Ergebnis des Messens oder Wägens geändert werden kann, ist der Arbeitsgang der Maschine schon gebessert worden. Es ist jedoch wünschens wert, die Maschine noch weiter zu vervoll kommnen.
Nach der vorliegenden Erfindung ist die Tabakverarbeitungsmasehine dadurch gekerrrr- zeichnet, da.ss Schnittabak aus einer Liefer quelle auf ein laufendes Auffangband rieselt, wodurch ein Tabakstrang gebildet wird, der durch eine Messeinrichtung geführt wird, welche die jeweils in ihr befindliche Tabak menge misst und entsprechend der Abwei chung des Istwertes von einem Sollwert eine Geschwindigkeitsregelvorrichtung beeinflusst, welche ein Transportband, auf dem der Tabak strang teilweise liegt, je nach Sinn und Grösse der Abweichung schneller oder langsamer laufen lässt,
wodurch längs des Tabakstranges auftretende Schwankungen in der Masse pro Längeneinheit ausgeglichen werden.
An Hand der beigefügten Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Strangzigarettenmasehine veranschau licht. Auch sind Schemata weiterer Zigaretten maschinen an sich bekannter Art beigefügt, bei denen ähnliche Regeleinrichtungen einge baut werden könnten.
Fig. 1 ist die Vorderansicht der Zigaretten- masehine für einen endlosen Tabakstrang. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 in grösserem Massstab und zeigt die Ansieht einer Ionisationskammer und zuge höriger Teile.
Fig. 3 ist eine Vorderansicht von Fig.2. Fig. 3A ist die Ansicht. von einem Teil von Fig. 3, gesehen in der Richtung des Pfeils.
Fig. 4 ist der Grundriss des Antriebes für die Maschine von Fig. 1, teils im Schnitt, und zeigt schematisch Vorrichtungen zum Abblasen von Staub von den Büchsen der Strahlen quelle. Fig. 5 ist ein Schaltungsschema der Ein- riehtungen zum Messen der ss-Strahlen und zum Steuern der Geschwindigkeit.
Fig. 6 ist die Ansicht von Fig.1 und zeigt eine Ionisationskammer in anderer Stellung und einige Abänderungen.
Fig. 7 bis 9 zeigen die Anordnung von Transporteinrichtungen in Zigarettenmaschi- nen.
Fig. 10 zeigt eine Führung für einen mit Papier umwickelten Zigarettenstrang.
Fig. 11 zeigt Führungseinrichtungen, in denen der Tabakstrang auf. einem U-förmigen Transportband geführt ist.
Fig. 12 zeigt im Schema eine elektronische Steuerung bekannter Art.
Nach Fig. 1 ist die Zigarettenmaschine mit einem Tabakzuführungsapparat 1 ver sehen, der Tabak auf ein bewegtes endloses Transportband 2 rieseln lässt. Dieses wird oft als Trichterband bezeichnet. Ein Streifen in Form einer Papierbahn 3 wird von einer Rolle 4 über verschiedene gezeigte Führungs rollen gezogen und läuft durch eine Bedruck einriehtung 5 und schliesslich über eine schmale Rolle 6, die sie zu dem endlosen Band 7 führt.
Der Tabak auf Band 2 wird durch einen glatten, schrägen Durchgang, der vom Band 2 und einem damit zusammen arbeitenden Stahl band 17 gebildet wird, abwärtsgeführt und dadurch, wie in der britischen Patentbeschrei bung Nr.646746 dargestellt, in gleichmässige Querschnittsform gebracht. Der so gebildete Tabakstrang wird bei der Rolle 6 auf die Pa pierbahn 3 gegeben, und das Band 7 führt die beschickte Papierbahn durch Falt- und ähnliche Vorrichtungen, die durch die Über weisungszahl 8 angezeigt sind und das Papier um den Tabakstrang legen, um den mit 51 bezeichneten endlosen Zigarettenstrang zu bilden.
Bei den Rändern wird das Papier durch Kleister aus einem Leimer 9 überein <B>-</B> Der Zigarettenstrang läuft <B>i</B> andergeklebt.
dann durch einen Heizapparat 10, der den Kleister zum Trocknen bringt, wonach der Zigarettenstrang durch ein Schneidmesser 11 in einzelne Zigaretten geschnitten wird. Diese Zigaretten gelangen zu einem endlosen Förder band 12, das sie zu einer Umlenkeinrichtung 13 führt, wo die Umlenkgreifer die Zigaretten aus der Richtung des Zigarettenstranges schie ben und an ein Sammelband 14 geben.
Auf die dargestellte Maschine wurde schon oben Bezug genommen. Sie ist von einer Art, bei der das Trichterband schneller läuft als die Papierbahn 3.
Um die Zufuhr von Tabak zu dem Band 2 zu ändern, wenn das Gewicht der gefertigten Zigarette zu sehr vom. Sollwert abweicht, ist, für den Trichter eine Antriebswelle 15 vor gesehen, deren Drehgeschwindigkeit im dar gestellten Beispiel durch Drehen der Welle 20 von Hand geregelt wird. Die Bewegung die ser Welle ändert die Geschwindigkeit der Welle 15 und damit die Zufuhr an Tabak. An einer Welle 242 (Fig. 4), die in einer später mit Bezug auf Fig. 4 näher zu be schreibenden Weise mit der Hauptantriebs welle 237 gekuppelt ist, wurde eine Vorrich tung 255 zum Verändern des wirksamen Durchmessers der Riemenscheibe vorgesehen.
Die Vorrichtung besteht, wie in Fig. 1 und 4 gezeigt, aus einem festen Konus 22 und einem beweglichen Konus 23, der an einer Nutung an der Welle 242 gleiten kann. Zwischen beiden Konussen befindet sieh eine Anzahl kurvenförmiger Segmente 24, die in Nuten in den Konussen gleiten, wenn diese gegenein ander- oder auseinanderbewegt werden. Die Segmente werden durch Federringe 25 in den Konussen gehalten. Der bewegliche Konus 23 wird durch eine Schraube 26 (Fig. 4) bewegt, die in einer festen Büchse gleitet, wenn die Schraube durch ein Kettenrad 28 gedreht wird, das von einer Welle 20 über eine Kette 29 und ein Kettenrad 30 angetrieben wird.
Geeignete Druckringe sind vorgesehen und, wenn die Schraube sich in einer Rich tung dreht, wird der Konus 23 gegen den andern Konus zubewegt, oder wenn sie sich in der andern Richtung dreht, bewegt der Zug eines Riemens 31, der auf der durchmesser veränderlichen Riemenscheibe läuft, die beiden Konusse auseinander. Eine Spannrolle ist vorgesehen, die das Lockerwerden des Riemens beseitigt, der über eine breite Riemenscheibe 32 auf der Antriebswelle 1.5 des Trichters läuft.
Nach Passieren des Trichters gelangt das Trichterband 2 zwischen eine Strahlenquelle in einem Kasten<B>111</B> und einen Strahlen detektor oder eine Ionisationskammer im Ge häuse 110. Nach geeigneter Verstärkung oder unter Verwendung anderer geeigneter Vor richtungen wird die Ionisation des Gases in der Kammer durch die Strahlen, die von der Masse des Tabaks und dem Band beim Ab tasten durchgelassen wurden, dazu benutzt, die Bewegungen eines später mit Bezug auf Fig. 4 zu beschreibenden Betätigungsorgans zu steuern, das seinerseits ein Wechselgetriebe im Getriebekasten 216 steuert, über das das Band 7 und die Papierbahnförderer angetrie ben werden.
Das Getriebe ist in Fig. 4 gezeigt und soll nun beschrieben werden. Die Masse des Bandes 7 ist natürlich bekannt und wird in Rechnung gesetzt. Oder Strahlenquelle und Kammer werden, wie gezeigt, doppelt verwendet, wobei der zweite Satz 165 und 166 mit einer gegebenen Masse eines Materials zwischen Strahlenquelle und Kammer als Ver- gleiehseinrichtung benutzt wird. Die genauere Beschreibung folgt später. Diese Anordnung ist auch von Vorteil für den Stromkreis zwi schen den Kammern und dem Betätigungs organ, um den Strom in einem Teil des Stromkreises auf die Differenz der Ströme in beiden Kammern zu reduzieren. Der zweite Satz hat eine Absorption gleich der eines Tabakstreifens mit einer Masse vom Sollwert.
Wenn die Masse des Tabaks auf dem Trichterband die Strahlenquelle über eine ge eignete Zeitdauer durchläuft, genaueres dar über wird später auseinandergesetzt, und ober halb oder unterhalb des Sollwertes liegt, so erfolgt ein Verstellen des Wechselgetriebes auf grössere oder geringere Geschwindigkeit des Bandes 7. Das heisst die Geschwindigkeit des Triehterbandes bleibt konstant, aber die Ge schwindigkeit der Papierbahn ändert in über einstimmung mit den Bewegungen des Be tätigungsorgans, so dass die Papierbahn den Tabak, der vom Trichterband übergeben wird, in Übereinstimmung mit der Änderung der relativen Geschwindigkeit streckt oder in dich tere Lage bringt.
Da jedoch die Änderung im Vergleich zu dem normalen Unterschied der Geschwindigkeiten von Band und Papierbahn klein ist, so beeinträchtigt diese Anordnung nicht ernstlich die Vorteile, die sich normaler- weise aus dem Unterschied in den Geschwin digkeiten ergeben.
Das Messen auf elektrischem Wege oder durch- Verwenden von Strahlen, wie z. B. ss Strahlen, erfolgt sehr rasch, und ein solcher, 11Iessapparat spricht auf eine Änderung in der Masse sofort an. Es ist jedoch nicht wün schenswert, das Betätigungsorgan ebenso plötz licher Steuerung ztt unterwerfen. Ausserdem. ändert auch die Strahlung aus der Strahlen quelle von Augenblick zu Augenblick, das heisst für ausserordentlich kurze Zeiträume gesehen, wenn auch die Gesamtstrahlung für eine begrenzte Zeitdauer, wie z. B. 1/2 Sekunde, annähernd konstant bleibt. Die Kurve, die das Ansprechen des Messapparates zeigt, ist eine Kurve rascher Schwingung (Welle).
Der Ap parat besitzt deswegen Vorrichtungen, durch die eine konstante Zeitverzögerung von z. B. 1/2 Sekunde zwischen Messung und Bewegung des Betätigungsorgans eingefügt wird, so dass sich rasche Schwingungen ausgleichen und das Betätigungsorgan nur längeren Ver lagerungen dieser Kurve folgt.
Die Strahlenquelle kann ein radiaoaktives Material, z. B. Thallium \104 oder Stron- i:ium 90 , sein. Die Ionisationskammer liegt in einem Stromkreis mit einer Gleichstrom Spannungsquelle und einem Hochohmwider- stand. Die Wirkung der Elektronen hoher Geschwindigkeit besteht darin, dass sie beim Eintreten in die Ionisationskammer die darin enthaltenen Gase (Luft) ionisieren und einen schwachen Stromdurclrfluss durch den Wider stand bewirken.
Der Wert dieses Stromes ist über den Arbeitsbereich der Zahl und Ener gie der Elektronen angenähert proportional, die in die Kammer eintreten und die Ioni sation bewirken. Diese Zahl der Elektronen und infolgedessen auch der Strom hängt ab von der Absorption der Zigaretten und diese von der Masse des Tabakstranges, der von der Strahlenquelle bestrichen wird.
Der Strom in der Ionisationskammer ist jedoch zu klein, als dass er direkt praktisch verwertet werden könnte. Er wird deswegen i i erforderlichen Umfang verstärkt, um ein direkt anzeigendes Messinstrument 65 (Fig. 5) und einen Stromkreis zu erregen, der das Be tätigungsorgan in Wirksamkeit bringt, so dass das Wechselgetriebe verstellt und eine Ände rung der Geschwindigkeit des Bandes 7 be wirkt wird.
Gewisse Erscheinungen, die später behan delt werden, ausgenommen, leidet diese Mess- inet.hode unter keinerlei Schwierigkeiten hin sichtlich des Feuchtigkeitsgehaltes des Tabaks. Die Absorption der ss-Strahlen hängt für einen bestimmten Abschnitt ganz von der Masse des Materials ab, durch das die Strahlen ihren Weg nehmen. Die Masse des Tabak stranges nimmt zu, wenn der Feuchtigkeits- gelialt wächst. Dadurch nimmt der Ionisations- stroni entsprechend ab, und es wird, wie ge fordert, die wahre Gewichtsangabe erreicht.
Tabak besitzt Fasernatur, ist also anders als ein Homogenes Material. Die Dichte von Fasern kann bei einem geformten Strang oder auch bei einem losen Streifen um einen ge wissen Betrag variieren, selbst wenn die wirk liche Masse des Stranges angenähert kon stant ist. Aus diesem Grunde ist der Messkreis so gebaut, dass er eine Zeitverzögerung von etwa. '!a Sekunde besitzt, so dass der abgelesene Wert des Gewichts ein Mittelwert der Mess- periode ist.
Es wird eine Länge von etwa 150 mm am Tabakstreifen oder -strang durch die Strahlen erfasst. Zu diesem Zwecke ist eine Ionisat.ions- kammer in einem Gehäuse 110 auf der einen Seite des durchlaufenden Tabakstreifens oder -strangs angebracht und eine Strahlquelle in einer Büchse 111 auf der andern Seite.
In Fig. 2 und 3, die die Ionisationskammer und Strahlenquelle im Detail zeigen, besitzt (las Kammergehäuse 110 einen Schutz 114 in Form eines Drahtgeflechtes über der offenen Seite. Im Gehäuse befindet sich eine innere Kammer 7.7.5, die die Ionisationskammer dar- stellt. Sie besitzt ein dünnes Metallfenster 116, durch das die Strahlen eintreten können. Die Kammer wirkt gleichzeitig als die eine Elek trode der Messv orrichtung. Die Büchse 111 ist in ähnlicher Weise mit einem Fenster 117 ver sehen, durch das die Strahlen heraustreten können.
In der Ionisationskammer 115 be findet sich eine innere Elektrode 118. Die Kammer enthält Luft, ist aber nach aussen luftdicht abgeschlossen. Kabel 119 und 120 verbinden die beiden Elektroden mit dem später an Hand von Fig.5 beschriebenen elektrischen Apparat.
Eine ähnliche Vorrichtung ist, wie später ausgeführt wird, auch für die Vergleichs grösse als Sollwertgeber vorgesehen.
Zwischen dem Kammergehäuse 110 und der Büchse 111 ist eine Verlängerung des Gehäuses vorgesehen, die einen Halter 122 bildet, der nachfolgend als Schirmhalter be zeichnet wird. Der Schirmhalter hat Nuten 123, in denen ein Schirmrahmen 124 mit drei Schirmen 125, 126 und 127 (Fig. 2) gleiten kann. Der Schirmhalter ist in Fig: 2 weg gebrochen gezeichnet, um innere Teile sichtbar zu machen. Der Schirmhalter liegt gegen das Fenster des Kammergehäuses 110 (Fig.2), so dass die Schirme der Strahlenquelle gegen überstehen.
Der Schirmrahmen kann in den Nuten des Halters mittels auf jeder Seite des Rahmens liegender Zahnstangen 128 (Fig. 2) hin und her bewegt werden: In die Zahn stange 128 greift ein Zahnrad 130 auf einer Welle 131, die quer zum Schirmhalter 122 ge lagert und mit einem Drehknopf 129 versehen ist. Auf der Welle 131 ist eine Nockenscheibe oder eine Spanneinrichtung vorgesehen, die aus einem Zylinder 132 besteht, auf den drei Ebenen 133 aufgearbeitet wurden und jede Ebene eine Sehne des ursprünglich kreisför migen Querschnittes darstellt. Diese Ebenen wirken mit steifen Flachfedern 134 zusam men, die an dem Halter 122 befestigt sind.
Beim Drehen des Knopfes 129 und Hin- und Herbewegen des Rahmens über Zahnrad und Zahnstange dreht die Nockenscheibe 132-sich und der Eingriff der Flachfedern mit den Ebenen an der Noekenscheibe übt eine der- artige Spannwirkung aus, dass der Schirm rahmen jeweils eine feste Stellung annimmt, wenn der Knopf 129 losgelassen wird.
Der Schirmrahmen enthält eine Reihe von Öffnungen, z. B. drei, deren mittlere eine dünne Metallabdeckung, den Schirm 125 auf weist, der bezüglich der Absorption der ge wünschten Tabakmenge gleichwertig ist, wäh rend die Öffnungen rechts bzw. links von der mittleren Öffnung mit einem dickeren Schirm 126 bzw. einem dünneren Schirm 127 ver sehen sind. Die Dicke wird den Umständen entsprechend und nach den Forderungen der Benützer gewählt. Aber üblicherweise bietet der Schirm 126 den gleichen Widerstand, den ein Tabakstrang, der 4% dicker ist als normal, dem Durchtritt der Strahlen entgegensetzen würde, während der andere Schirm 127 einen Widerstand bietet, der um 4 % unter dem Wert des normalen Tabakstranges liegt. Diese Schirme können aus Aluminium hergestellt werden. Eine vierte Öffnung 135 ist ohne Schirm.
Bei Benützung der Vorrichtung liegt die vierte Öffnung auf den Tabakstrang aus gerichtet.
Das Kammergehäuse 110 ist bei 146 dreh bar befestigt, wodurch es in Richtung des Pfeils (Fig. 2) geschwenkt werden kann, so dass seine Durchtrittsfläche senkrecht liegt. Die Folge solchen Ausschwenkens ist, dass die Strahlenquelle ihre ss-Strahlen in den freien Raum schickt und in eine Richtung, in der sie leicht den Maschinenwärter treffen können. Als Schutzmassnahme gegen solche Unfälle ist ein Schutzschild 147 vorgesehen, der hori zontal verschoben und so eingestellt werden kann, dass für die eine Stellung des Schutzes die Strahlenquelle offen ist, während in der andern Stellung des Schutzes das Fenster der Strahlenquelle durch den Schutzschild überdeckt ist.
Zu diesem Zwecke ist bei jedem Drehpunkt ein Zahnrad 148 am Ge häuse 110 befestigt, das in eine Zahnstange 1.49 an dem Schutz eingreift. Wenn das Ge häuse 110 um seine Drehpunkte geschwenkt wird, bewegt das Zahnrad die Zahnstange der art, dass beim Öffnen der Kammer das Zahn- rad sich dreht und die Zahnstangen so bewegt, dass der Schutz 1.47 in die Stellung zum Ab decken des Fensters 117 der Strahlenquelle gelangt. Wenn das Kammergehäuse 110 wie der geschlossen wird, wird der Schutz in um gekehrter Richtung in die andere Stellung bewegt. In der geschlossenen Stellung wird das Kammergehäuse durch eine Zwinge<B>151</B> gehalten.
Die Strahlenquelle ist gegen die Ioni- sationskammer hin oder von ihr weg verstell bar. Zu diesem Zwecke hat die Büchse 111 (Fig.2) eine an ihr befestigte Stütze 152, die auf der Rückseite eine dicke Platte 153 mit Bohrung und Gewinde für zwei dreh bare Schrauben 154 trägt. Diese Schrauben sind mit Kegelrädern 1)5 fest verbunden, die durch die Kegelräder 156 in Umdrehung ver setzt werden. Die Räder 1.56 sitzen fest auf einer Welle 157, die sieh in Lagern 158 dreht. Ein Drehknopf 159 ist an der Welle<B>157</B> be festigt. Wenn der Knopf 159 gedreht wird, wird die Büchse 111 zu oder weg bewegt. Ein Zeiger 160 ist an der Stütze 152 befestigt und bewegt sich über eine Skala 161.
Eine feinere Ablesung ergibt sich an der Rundskala 162 mit geeigneter Unterteilung. Über die Rund skala 162 bewegt sieh ein Zeiger 163, der mit dem Drehknopf fest verbunden ist.
Aus Gründen, die später bei der Beschrei bung der Arbeitsweise des Apparates ange geben werden, ist es technisch wünschenswert, eine zweite Strahlenquelle und Ionisations- kammer zu benutzen, die als Vergleichs vorrichtung dient und zwischen Quelle und Kammer einen Metallschirm enthält, der eine Strahlenabsorption aufweist, die der Grösse des Sollwertes der Tabakmasse entspricht. Die zweite Kammer ist der ersten Kammer elek trisch gegengeschaltet, so dass der resultie rende Strom einer Messung der Differenz der Ströme der beiden Kammern darstellt.
Damit der Ausgangsstrom des Apparates als Messgrösse nur von der Tabakmasse ab hängig sei, ist erforderlich, dass in allen Fällen beim Messen Faktoren, die nicht von der Tabakmasse herrühren und auf die Messein- richtung wirken, so in die Vergleiehsvorrieh- tung eingehen, dass der resultierende Strom ausschliesslich von der Tabakmenge abhängig ist.
Nach Fig.1 wird die Messung am losen Tabak dtirehgeführt, der auf einem Band transportiert wird. Die Strahlen treten durch (las Band. Die Absorption durch das Band selbst ändert sich im Gebrauch, da sich das Band abnutzt. Das gilt besonders am .An fang. Auch füllen sieh die Poren des Bandes mit Staub, Tabakteilchen und möglicherweise mich Metallteilchen (Stahl) von den Führun- gen. und andern Maschinenelementen, die den Weg und die Bewegung des Bandes bestim- iüen.
Um die Absorption durch das Band wett zii machen und um Änderungen in der Ab sorption auf Grund der Abnutzung zu begeg nen, ist die Vergleichsvorrichtung , beste hend ans der Strahlenquelle 165 und der Ionisationskammer 166, so untergebracht, dass sie das Band an der in Fig. 1 gezeigten Stelle abtasten, wo es keinen Tabak führt.
Wie oben beschrieben, wird an der Mess- eini-ichtung ein beweglicher Schirmhalter be nutzt. Ein gleicher Schirmhalter ist für die Vergleichsvorrichtung vorgesehen. Mit andern Worten, Messeinriehtung und Vergleichsvor richtung sind in jeder Hinsicht gleich, aus genommen, dass die Vergleichsvorrichtung so eingerichtet ist, dass an Stelle des Tabaks, cler durch die Messvorriehtung geht, in der Vergleichsvorrichtung ein Metallschirm tritt, nämlich der Schirm 125 (Fig.2),
dessen Strahlenabsorptionswirkung gleichwertig ist finit der strahlenabsorbierenden Wirkung des Sollwertes der Tabakmasse.
Zur Verbilligung der Herstellung braucht die Kammer der Messeinrichtung keine Ein stellvorrichtung für den Strahlengang zu be sitzen, wenn die Kammer der Vergleichsvor richtung einstellbar ist.
Wo ein flaches Band abgetastet wird, kann eine Abkratzvorrichtung am rücklaufenden Trum des Bandes 2? verwendet werden, so dass es beim Eintritt in die Vergleichsvorrich tung (rechts in Fig. 1) rein und frei von Staub oder andern Fremdkörpern ist, die der Genauigkeit der Vergleichsvorrichtung Ab bruch tun würden. Statt dessen kann die Vor richtung das Band auch unmittelbar nach Verlassen der Messkammer der Vergleichsvor richtung und vor Durchlaufen unter dem Trichter abkratzen.
Eine Abkratzvorriehtung ist in Fig. 1 gezeigt und besteht nur aus einer Büchse 200 mit einem Kratzer 201 und einer Absaugöffnung 202, die zu einem Absaug- spstem führt. Als weitere Sicherung gegen Ungenauigkeit infolge Staub können Messein- richtung und Vergleichsvorrichtung mit Blas- öffnungen 203 (Fig. 4) versehen werden, die einen Luftstrahl über das Strahlenfenster der Büchse der einzelnen Strahlenquellen blasen und etwaigen Staub von ihnen wegführen.
Die Luft wird in Fig. 4 in der üblichen Weise von einem Luftgebläse 252 geliefert, das von dem gezeigten Zahnradgetriebe seinen Antrieb er hält.
Die Wirkungsweise des Apparates soll nun mehr mit Hinweis auf die Fig. 5 und 4 be schrieben werden, wobei auch andere Teile Erwähnung finden.
Das Fenster im Gehäuse 110 ist so gegen über der radioaktiven Quelle in der Büchse 111 angebracht, dass die Strahlen, die den Tabakstreifen durchdringen, in die Ioni- sationskammer gelangen. Eine Quelle für Gleichspannung, das heisst eine Batterie 58, wird zwischen der innern und äussern Elek trode 118 und 115 eingefügt. Die ss-Strahlen, die in die Kammer 115 eintreten, bewirken die Ionisation des Gases (Luft) und der resul tierende Strom, der sich aus der angelegten Spannung ergibt, ist ein Mass der Energie der den Tabak durchdringenden Strahlen und bewirkt zwischen den Enden des Hochohm widerstandes 60 ein Spannungsgefälle.
Diese Spannung muss verstärkt werden, bevor sie praktisch verwertet werden kann. Da es sich um Gleichstrom handelt, ist ein Gleichstrom verstärker erforderlich.
Es hat sich als sehr praktisch erwiesen, ein Vibrationskondensator-Elektrometer 61 zu verwenden, in dem eine zugeführte Gleich spannung in Wechselstrom umgewandelt wird, indem jene über einen Widerstand 62 auf einen Kondensator 63 gegeben wird, dessen Kapazität mit geeigneter Frequenz (500 Hertz) wechselt. Es entsteht an den Klemmen des Kondensators eine Wechselspannung, die der zugeführten Gleichspannung entspricht. Die Wechselspannung wird einem normalen Weeh- selstrom-Verstärker 64 zugeführt und nach folgend gleichgerichtet, um eine Gleichspan nung ztt gewinnen, die der Abweichung vom Sollwert des Gewichtes proportional und mit ihr in Phase ist.
Diese Ausgangsspannung wirkt auf ein Anzeigeinstrument 65 für direkte Ablesung und betätigt einen Stromkreis, der die Ge schwindigkeit des das Transportband antrei benden Mechanismus steuert.
Der Wert des Widerstandes 60, auf den oben Bezug genommen wurde und an dem das Spannungsgefälle entsteht, ist von der Grössenordnung<B>1010</B> bis<B>1011</B> Ohm. Man hat erkannt, da.ss Widerstände von solch hohem Wert ziemlich unstabil sind, das heisst, dass die Spannung, die sich an dem Widerstand auf baut, langsam mit der Zeit ändert.
Es erschien deswegen wünschenswert, eine zusätzliche radioaktive Quelle 165 und eine Ionisations- kammer 166 (Fig. 1 und 5) zu verwenden, um, wie oben ausgeführt, eine Vergleichsvorrich tung zu schaffen, die für den Sollwert der Masse des Streifens oder Stranges so einge stellt ist, dass ein Strom fliesst, der gleich gross aber entgegengesetzt gerichtet ist wie der in der Kammer des Gehäuses 110, der den Streifen oder Strang misst. Der 1-lochohm- widerstand 60 führt dann nur die Differenz der Ströme in den beiden Kammern.
Im Falle des Gleichgewichtes sind die kleinen Schwan kungen der Spannung am Widerstand 60 dann ohne Bedeutung.
Von dem Wechselstromverstärker 64 fliesst ein Strom zu dem phaseempfindlichen Gleich richter 67, der in Synchronismus mit einem Betriebsstromkreis 68 für den Vibrations- kondensator arbeitet.
Dadurch wird die Span nung zwischen der Ausgangsklemme und 0, die über den Belastungswiderstand 69 eines Kathodenverstärkers 70 aus dem Strom des Kathodenverstärkers entsteht, wobei der Punkt 0 normalerweise das gleiche Potential besitzt wie die Erdleitung, positiv oder nega tiv je "nachdem, ob der Strom der Kammer der Messeinrichtung grösser oder kleiner ist als der der Kammer der Vergleichsvorrich tung. Weiter ist Vorsorge getroffen, dass ein regelbarer Teil dieser Spannung über die Leitung 66 zum Eingang des Verstärkers geleitet wird, um diesen gegen innere Ände rungen zu stabilisieren und eine Einstellung gleichbleibender Empfindlichkeit zu ermög lichen.
Das Anzeigeinstrument 65 liegt zwischen den Kathoden der beiden Röhren 72 und 73 in Serie mit einem variablen Widerstand 71, der dazu dient, die Empfindlichkeit des An zeigeinstrumentes einzustellen. Das Ganze bildet ein ausgeglichenes Röhren-Voltmeter. Die Stromkreise dieser Röhren sind durch Ein stellen eines Widerstandes 76 so abgestimmt, dass mit dem Punkt 0 auf Erdpotential die beiden Kathoden gleiches Potential haben und im Nullinstrument 65 kein Strom fliesst.
Die Stromkreise des phasenempfindlichen Gleich richters 67 und des Kathodenverstärkers 70 sind ebenfalls so abgestimmt, dass der Punkt 0 Erdpotential hat, wenn der Strom aus der Kammer der Messeinrichtung im Gehäuse 110 gleich gross ist wie aus der Kammer 166 der Vergleichsvorrichtung.
Infolgedessen besitzt die Masse des Stran ges ihren Sollwert, wenn das Instrument 65 auf Null steht. Wenn der Wert aber ändert, ändert, die Anzeige am Instrument ebenfalls, wobei eine Abweichung um 5 % des Gewichtes vom Sollwert des Streifens oder Stranges vol len Skalenausschlag bewirkt, wenn der ver änderliche Widerstand 71 des Instrumentes auf grösste Empfindlichkeit eingestellt ist. Dieser Bereich von 5% ist eher enger als in der Praxis notwendig ist, und der Apparat kann so eingestellt werden, dass der volle Ska lenausschlag einer Abweichung um 8% des Ge wichtes entspricht.
Bevor mit der Beschreibung der Fig. 5, die das Messen der Masse des Tabakstreifens und das dadurch verursachte Signal (Aus gangsspannung) behandelt, fortgefahren wird, soll in kurzen Zügen der Zweck der übrigen Teile in Fig. 5 und der damit zusammenhän gende Mechanismus der Fig. 4 erklärt werden.
Es soll eine genaue und schnelle Ände rung der Geschwindigkeit der Papiertrans portvorrichtung herbeigeführt werden, wenn die Tabakabgabe in ihrem Wert von dem abweicht, der zur Herstellung eines Tabak stranges mit dem Sollwert an Masse notwen dig ist. Die Geschwindigkeitsänderung kann zunehmender oder abnehmender Art sein und muss jeweils der Abweichung der Masse des Tabakstreifens vom Sollwert genau propor tional sein. Das Ausgangssignal des beschrie benen.
Teils des Stromkreises der Fig. 5 wird verstärkt und einer Betätigungsspule zuge führt, die ein empfindliches Ventil eines hydraulischen Aggregates für Geschwindig keitsänderung verstellt, das mit dem Me- ehanistnus für den Antrieb des Förderbandes !!her ein Differentialgetriebe verbunden ist. Das Ganze derart, dass das hydraulische Aggregat die Ausgangsgeschwindigkeit des Differentialgetriebes und damit die des Me- ehanismus entsprechend der Drehrichtung des hydraulischen Motors des Regelaggregates erhöht oder vermindert.
Der hydraulische Mo tor treibt ebenfalls einen. Umlaufgenerator an, dessen Ausgangsspannung dem Stromkreis zwisehen Ausgangsseite der Messeinrichtung und dem angegebenen Verstärker aufgedrückt wird. Diese Spannung ist zur Spannung der Ausgangsseite entgegengerichtet und bewirkt eine negative Rückkopplung ; sie bringt die Gesehwindigkeit der Ausgangsseite des Wech- sel-etriebes in lineare Abhängigkeit.
Mit die ser Art Steuerung zeigt das Messgerät 65 stets die Änderungen der Zufuhr vom Trichter an und wird durch Massnahmen am Wechsel- rietriebe nieht beeinflusst. Deswegen ist ein anderes Messinstrument, das später als Ge- wiehtsmesser gekennzeichnet wird und ein Nullinstrument ist, in den Kreis eingefügt und so an-eordnet, dass es auch während einer Änderung der Geschwindigkeit des Transport bandantriebes Null oder Sollwert anzeigt.
Sollte jedoch die Maschinengeschwindigkeit sieh nicht in Übereinstimmung mit dem Ein- gangssignal ändern, dann zeigt der Gewichts messer die Abweichung im Gewicht der ge fertigten Zigaretten an.
Der mit Bezug auf den obern Teil der Fig.5 beschriebene Apparat stellt in Wirk lichkeit ein Messinstrument dar, während der untere Teil der Ansicht einen Apparat zum Steuern der Geschwindigkeit eines Teils der Maschine zeigt. Nunmehr sollen die Ver bindungen zwischen Messinstrument und Ge schwindigkeitsregler beschrieben werden.
Der Ausgangswert des Messinstrumentes wird zwischen Punkt 0 und Erde abgegriffen, ein Wert, der, wie oben auseinandergesetzt, auch dem Messinstrument 65 zugeführt wird. Vernachlässigt man zunächst die mit 250 be zeichnete Vorrichtung, die einen Umlauf generator darstellt, und den Widerstand 91 sowie den Stromkreis des mit 93 bezeichneten Messinstrumentes, so geht die Zuführung zum Gitter der Triode 77 über einen Widerstand 78, einen veränderlichen Widerstand 79 und. einen Gitterwiderstand 80. Triode 77 bildet mit der Triode 81 (beide in gleicher Glashülle) einen Spannungsverstärker hoher Stabilität mit geringem Ausgangswiderstand. Beide geben eine Verstärkung von der Hälfte des Verstärkungsfaktors der Einzelröhren.
Die verstärkte Spannung wird bei der Anode der Röhre 77 abgenommen. Die mittlere Gleich spannung an diesem Punkt beträgt 100 V, und das Potentiometer 82, 83, 84 wird in Verbindung mit dem stabilisierten Netz für -200 V benutzt, um einen Spannungspunkt nahe bei Erdpotential zur Lieferung dieser Spannung an die beiden Ausgangsröhren 85 und 86 zu erhalten. Diese Röhren sind als Trioden nach Art der Kathodenverstärker mit einander parallel geschaltet, um für ein Ele ment 87 mit Betätigungsspule einen geringen Ausgangswiderstand zu erhalten. Das untere Ende dieses Elementes 87 ist mit Erde und das obere Ende mit den parallel geschalteten Kathoden der Röhren 85 und 86 verbunden.
Ein Schalter 88 ist vorgesehen, so dass die Spule 87 aus dem Kreis ausgeschaltet werden kann, wenn die Maschine angelassen wird. Denn der Trichter neigt zunächst dazu, für kurze Zeit unregelmässig zuzuführen, und die Spule 87 wird erst eingeschaltet, wenn er zufriedenstellend arbeitet. Die parallel ge schalteten Kathoden sind jedoch über den Widerstand 89 auch an das Netz mit -200 V angeschlossen. Wenn die Gitterspannung der Röhren 85 und 86 um ein kleines Mass, etwa -2 V, negativ ist, liegt bei diesen Verbindun gen das obere Ende des Elementes 87 an Erd- potential, und infolgedessen fliesst kein Strom durch die Spule.
In Wirklichkeit hat, wie schon auseinandergesetzt wurde, die Aus gangsseite des Messinstrumentes Erdpotential, wenn die Dichte des Tabaks den Sollwert be sitzt, und das Potentiometer 83 ist von An fang an so eingestellt, dass unter dieser Be dingung in der Spule 87 kein Strom fliesst. Andernfalls fliesst schon bei kleiner Eingangs spannung vom Messinstrument her ein Strom im Kreise der Spule 87, wobei die Strom richtung von der Polarität der Eingangsspan nung aus dem Messinstrument abhängig ist.
Die Vorrichtung 222 ist ein hydraulisches Wechselgetriebe (da die Arbeitsflüssigkeit Öl ist, auch bekannt als Ölgetriebe) und be sitzt eine Hochdruck-Ölpumpe mit einem Ent lastungsventil und einem empfindlichen Ven til zum Steuern der Drehrichtung und der Geschwindigkeit der Antriebswelle eines Öl- motors von etwa 1/s PS. Die Geschwindigkeit ist der Verstellung des empfindlichen Ventils angenähert proportional. Dieses Ventil ist direkt mit dem Element 87 gekuppelt, das mit einem Dauermagnetfeld und mit einer auf die Mittelstellung eingestellten Membranfeder ausgerüstet ist und abhängig von Richtung und Grösse des Stromes eine bestimmte Kraft ausübt.
Die mechanische Verbindung zwischen dem Element 87 und dem empfindlichen Ven til ist so eingestellt, dass der Ölmotor stillsteht, wenn die Eingangsgrösse aus dem Messinstru- ment Erdpotential hat. Andernfalls dreht sich die Antriebswelle des Ölmotors in einer Rich tung, die von der Eingangsspannung abhän gig ist.
Der Ölmotor selber ist mechanisch mit einem Differentialgetriebe gekuppelt, das mit Bezug auf Fig. -1 beschrieben und so an geordnet ist, da.ss es die Cxeschwindigkeit eines Teils der Fördervor riehtung der Maschine er höht, wenn die Dichte des Tabaks aus dem Trichter über den Sollwert zunimmt, und die CTesehwindigkeit dieses Teils der Maschine ver ringert, wenn die Dichte zu gering ist. Da durch wird das Gewicht der fertigen Zigarette, trotz der Änderung in der Zufuhr aus dem Trichter auf angenähert gleichbleibendem Wert gehalten.
Da in der einen Drehrichtung des Ölmotors die Geschwindigkeit von dem genannten Teil der Maschine zunehmen muss,, in der andern aber infolge der Beharrung der laufenden Maschine eine Gegenwirkung auf tritt, das heisst der Teil der Maschine die Neigung hat, den Ölmotor anzutreiben, besteht in einer Richtung eine Tendenz zu grösserer Geschwindigkeit als in der andern Richtung für entgegengesetzte aber gleich grosse Ein gangsspannungen. Aus diesem Grunde und zur Verbesserung des gewünschten Frequenz- ganges ist der Umlaufgenerator 250 mecha nisch mit der Antriebswelle des Ölmotors über ein Übersetzungsgetriebe (Fig.4) ver bunden.
Der Generator erzeugt eine Span nung, die in jedem Zeitmoment, der Aus- gangsgesehwindigkeit proportional ist. Eine der Generatorklemmen ist, mit dem obern Ende eines Widerstandes 90 verbunden und die andere über einen N@'iderstand 91, ein Po tentiometer 92, einen variablen Widerstand 79 und einen festen Widerstand 78 zum gleichen i Ende des Widerstandes 90 geführt. Die Span nung über die Widerstände 78 und 79 ist an das Gitter der Röhre 77 gelegt.
Die Polarität dieser in Serie mit der Eingangsspannung lie genden Spannung über die -#Viderstände 78 1 und 79 ist entgegengesetzt und vermindert die Wirkung der Eingangsspannung. Doch ist gleichzeitig die Wirkungsweise des Ganzen bedeutend verbessert und für alle praktischen Zwecke wird die Ausgangsgeschwindigkeit des Ölmotors direkt proportional der Ein gangsspannung aus dem Messinstrument, das von den Änderungen in der Belastung oder dem Wechsel in der Drehrichtung unbeein flusst bleibt.
Obwohl die Wirkung der Eingangsspan- nung zur Erzeugung eines Stromes im Ele- inent 87 durch die in Serie dazu liegende, durch die Rückkopplung der vom Umlauf- 1;etierator erzeugten Spannung vermindert wird, sind die Verstärkung der Röhren 77 Lind 81 und die Wicklung des Elementes 87 so gewählt, dass ohne Rückkopplung schon ein kleiner Bruchteil des normalen, grössten Wertes der Eingangsspannung genügt, um die volle Drehgeschwindigkeit in beiden Rich- titti-en zu erreichen.
In der Praxis wird das Verhältnis der Übersetzung zwischen der Welle des ölmotors iuid der Eingangs- und Ausgangswelle des 1)iffei-entialgetriebes so gewählt, dass, wenn der Motor mit voller Geschwindigkeit in einer der beiden Drehrichtungen läuft, die Ge- sehwindigkeit des genannten Teils der Ma- selline um höchstens 10% zu- oder abnimmt.
Der genaue Betrag der Geschwindigkeitsände- run;- wird durch den veränderlichen Wider stand 79 eingestellt, der den Betrag der Span nun ", die der Eingangsspannung entgegen wirkt, bei beliebiger auftretender Geschwin- di;@keit ändert.
Wenn der Ölmotor stillsteht, ist die Ge- sebwindigkeit der Maschine mit der Zufuhr atis dem Trichter im Schritt, so dass Schwierig- kciten in den andern Systemen beim Anlassen iind Stillsetzen der Maschine vermieden wer den.
Da ausserdem die Geschwindigkeit des besagten Teils der Maschine nie um mehr als 10% der vollen Eingangsspannung wech- #,elt, ist eine Abweichung von der Linearität des Mechanismus auf 1/1o reduziert und, wenn wan die Verluste im Differentialgetriebe und die Leistung für die Beschleunigung vernach- lässigrt, so ist die erforderliche Pferdestärke zahl 1/1o derjenigen zum Antreiben der Maschine.
All diese Faktoren zusammen mit dem stabilen und linearen Verstärker und der Spannungsrückkopplung tragen dazu bei, eine praktisch erprobte Apparatur zu er geben, welche die Geschwindigkeitsänderungen in Schritt hält mit dem Eingangssignal und welcher ohne merkliche Verzögerung raschen ;Änderungen des Eingangssignals folgen kann. Bei diesem Apparat werden Änderungen in der Dichte des vom Trichter zugeführten Tabaks im Messinstrument 65 angezeigt, aber diese Angabe wird von den Änderungen in der Geschwindigkeit eines Teils der Maschine durch die eben beschriebene Vorrichtung nicht beeinflusst.
In der Praxis wurde es als wün- schenswert gefunden, über eine Angabe zu verfügen, ob die Kreise befriedigend funk tionieren, so da.ss der Maschinenwärter sicher ist, dass das Endprodukt das richtige Gewicht besitzt.
Diese Angabe wird durch ein Messinstru- ment 93 erreicht, das als Mikro-Amperemeter mit umkehrbarem Ausschlag in passender Weise geeicht werden kann, um das Gewicht anzugeben, so dass es als Gewichtsmesser bezeichnet werden kann. Das Messinstrument ist an die Spannung über die Widerstände 78, 79 und 92 wirksam angeschlossen. Die An schlüsse führen von Potentiometer 92 über den Widerstand 94, der einen hohen Wert besitzt, zum Messinstrument und von die sem zu Erde und über den Widerstand 9:0 zur Klemme zwischen den Widerständen 90 und 78.
Im normalen Betrieb ist die Spannung, die über die Widerstände 78 und 79 durch den Tacho-Generator entwickelt wird, der Ein gangsspannung an Widerstand 90 entgegen gesetzt. Der Kreis und die Geschwindigkeit stellen die Spannung so ein, dass sie der Eingangsspannung nie ganz gleich ist. Doch das Potentiometer 92 gestattet das Zufügen einer zusätzlichen Spannung, so dass jederzeit, wenn die Ausgangsgeschwindigkeit des Öl- motors der Eingangsspannung proportional und entgegengesetzt wirkend ist, die Span nung, die an den Gewichtsmesser kommt, null ist, so dass dieser nicht ausschlägt.
Wenn der Ölmotor versagt und bei einem Eingangs signal nicht anspricht, so fehlt die Gegen spannung aus dem Tacho-Generatorkreis und der Gewichtsmesser, deren Stromkreisgrössen entsprechend gewählt werden, zeigt in Schritt finit dem Instrument 65 eine Abweichung an. Sollte die Gesehwindigkeitsänderung nicht den rechten Wert haben oder gegenüber dem Eingangssignal verzögert sein, so wird in ähnlicher Weise der Gewichtsmesser die Ab weichung im Gewicht des Endproduktes an zeigen.
Die Anordnung des Antriebes der Maschine ist in Fig. 4 eingehender gezeigt. Dort ist 210 ein Motor, der die ganze Zigarettenmaschine antreibt. Riemen 212, die von der Motor riemenscheibe 213 angetrieben werden, treiben die Riemenscheibe 214, die auf der Welle 215 des Getriebes im Kasten 216 sitzen. Auf der Welle 215 sitzt ein Planetenradträger 217, auf dem die Planetenräder 218 drehbar befestigt sind. Das andere Ende der Welle 215 trägt ein Kettenrad 219, das auf der Welle festsitzt und über eine Kette 221 ein anderes Zahnrad antreibt. Das Rad 220 ist auf einer Welle befestigt, die in einer Büchse 222 gelagert ist. Die Büchse 222 enthält das vorher erwähnte Ölaggregat und besitzt eine Pumpe, die das Öl unter Druck durch den Ölmotor treibt.
Der Ölmotor treibt ein Kettenrad 223, das durch eine Kette 224 mit einem andern Ketten rad 225 verbunden ist, das auf der im Ge triebekasten 216 gelagerten Welle 226 sitzt. Ein Stirnrad 227 auf der Welle 226 treibt ein anderes Stirnrad 228, das an dem mit den Planetenrädern 218 in Eingriff stehenden Sonnenrad 229 befestigt ist. Eine Bewegung der Welle 226 in beliebiger Richtung auf Grund einer Bewegung des Ölmotors bringt in proportionalem Masse das Sonnenrad 229 auf Welle 215 zum Drehen und bewirkt das Dre hen der Planetenräder auf ihren Achsen 230. Dadurch wird das andere Sonnenrad 231 rela tiv zur Welle 215 verdreht. Ein Stirnrad 232 ist mit dem Sonnenrad 231 fest verbunden und nimmt an dessen Bewegung teil.
Diese Bewe gung wird einem Doppelkettenrad 233 durch ein Stirnrad 234 übermittelt, und das Rad 233 treibt ein weiteres Doppelkettenrad 235 über die Ketten 236. Das Rad 235 ist auf der Welle 237 fest, die die Hauptantriebswelle der Zigarettenmaschine ist. Sie treibt die Druck vorrichtung 5 und alle Teile links der kleinen Rolle 6 (Fig. 1). Eine Hülse 238 ist drehbar auf der Hauptwelle 237 montiert und besitzt am einen Ende ein Stirnrad 239, das über ein Zwischenrad 240 von dem Stirnrad 241 her angetrieben wird, das auf der Welle 242 sitzt. Am einen Ende der Welle 242 sitzt die früher beschriebene einstellbare Riemenscheibe 255, die den Zuführtriehter antreibt.
Das andere Ende der Welle 242 besitzt ein Stirnrad 243, das mit einem andern Stirnrad 244 auf Welle 215 in Eingriff steht.
Mit der Hülse 238 ist eine Schnecke ohne Ende verbunden, die ein Sehneekenrad 246 antreibt, an dessen Welle 247 die Antriebs trommel 254 für das Trichterband 2 befestigt, ist (Fig.1).
So wird bei Betrieb die Hülse 238 vom Motor 210 über ein unveränderliches Cx'e- triebe angetrieben, so dass das Trichterband 2 sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit be wegt. Auch die einstellbare Riemenscheibe 255, die den Trichter antreibt, wird mit gleich bleibender Geschwindigkeit angetrieben. Die Geschwindigkeit des Trichters selbst kann jedoch durch Verstellen der Riemenscheibe in der beschriebenen Weise verändert werden. Die Hauptwelle 237 ist jedoch durch ein Ge triebe bewegt, dessen wirksame Übersetzung während des Betriebes geändert werden kann.
Denn wenn die Welle 226 stillsteht, steht auch das Sonnenrad 229 still, und die Planeten räder 218 drehen sich nicht nur im Kreise mit der Welle 215, sondern auch auf ihren Achsen und bringen das andere Sonnenrad 232 entsprechend in Umdrehung. Wenn der Öl- motor die Welle 226 in einer Richtung ver stellt, so dreht sich das Sonnenrad 229 im Verhältnis zur Welle 215 und fügt der Dreh bewegung der Planetenräder zusätzlich eine positive oder negative Bewegung bei, so dass sich das Sonnenrad 231 entsprechend ver stellt. Auf diese Weise wird die Geschwindig keit der Hauptwelle 237 und aller Teile, die durch die Hauptwelle angetrieben werden, ent sprechend der Bewegung des Ölmotors geändert.
Diese Ölmotoren, die bekannte Einriehtun- gen darstellen, sprechen sehr rasch an und ihre Bewegungen werden durch ein kleines Ventil gesteuert, das die Ölzufuhr von der Pumpe drosselt und selber durch eine Magnet spule 87 (Fig. 5) betätigt wird, die in einem Gehäuse 257 eingeschlossen ist. Die Welle 226 besitzt am einen Ende ein grosses Zahnrad 218, das ein kleineres mit dem Umlaufgene rator 250 gekuppeltes Zahnrad 249 antreibt. Der Generator erzeugt den Strom für die l@üekkopplung, wie mit Bezug auf Fig. 5 be schrieben.
An der Motorriemenscheibe 213 sitzt ein Kettenrad 251, das einen Ventilator oder eine Luftpumpe 252 zur Erzeugung von Druck Inft in den Leitungen 253 antreibt. Diese Leitungen führen zu Luftdüsen, die über die Vorderflächen der Strahlenkammer blasen. Die Luftströme blasen Staub und Tabakteil chen, die sich an diesen Stellen ansammeln und zu falschem Messergebnis führen würden, hinweg.
Die beschriebene Anordnung hat sehr be friedigt und sich in langen Prüfungen als gut erwiesen. Es darf als allemeine Regel gelten, dass, sobald als möglich, auf eine Mess- wertä.nderung auch eine Änderung der Trans- portbandgesehwindigkeit folgen soll. Das heisst zwischen beiden Ereignissen sollte keine ver meidliche Verzögerung oder tote Zeit auf <B>1</B> reten.
In Fig. 6, die jetzt beschrieben werden soll, ist die Messvorrichtung näher beim Trans portband als in Fig. 1. Die Fig. 6 zeigt ge- renüber Fig.1 eine Änderung in der Anord- ming der Kammern. Zwischen dem schrägen Kanal 16, der nahe beim Trichter 1 ist, und dem Band 7 befindet sieh ein Papierträger <B>53.</B> Dieser kann ein Streifen ganz dünnen 3letalles sein wie Durahuninium- oder Alu minium-Folie, die über die Stützen 51 ge spannt und bei 55 befestigt ist.
Statt dessen kann ein dünnes Nylonband 56 benutzt wer den, das strichpunktiert gezeichnet ist und durch eine Trommel 57 angetrieben wird. Das Band ist geeignet wegen der Gleich i'örmigkeit der Fäden aus Nylon oder anderer künstlicher Fäden, so dass ein dünnes, bieg sames Band von einheitlicher Struktur erhal ten wird, das die Strahlen überall wenig stens angenähert konstant absorbiert.
Der Stromkreis der Messvorrichtung kann in diesem Falle der gleiche sein wie der, der mit. Bezug auf Pig. 5 beschrieben wurde. Da die Messung der Ware auf der laufen den Papierbahn 3 erfolgt, und auch deren Geschwindigkeit geändert werden soll, bildet die Einrichtung einen geschlossenen Regel kreis, bei dem die durch den Steuervorgang erreichte Masse laufend mit dem Sollwert der Masse verglichen wird. Solche Anordnungen neigen jedoch zum selbständigen Schwingen, das heisst zu Pendelerscheinungen. Die An wendung der Regelfaktoren in der Vorrich tung kann nun so abgestimmt werden, dass diese Neigung unterbunden wird.
Es ist jedoch denkbar, dass bestehende Ma schinen mit einer Mess- und Regeleinrichtung, wie dargestellt, ausgerüstet werden sollen und es aus baulichen Gründen nicht möglich ist, die Messeinrichtung in so günstige Lagen zu bringen wie in Fig. 1 und 6. Ausserdem bilden einige Maschinen, obwohl die Messung am besten an einem flachen Band durchzuführen ist, den Tabakstrang auf einem U-förmigen Band, und es würden beträchtliche Abände rungen notwendig werden, diese Maschinen für eine flache Bandanordnung umzukon- struieren. Es sind deswegen auch andere Aus führungsbeispiele vorgesehen.
Es wird zu deren Erklärung auf die Fig. 7 bis 10 Bezug genommen. Fig.7 zeigt eine Maschine, die weitgehend in Gebrauch ist. Die Papierbahn 3 verläuft unter dem Trichter 1, so dass der Tabak direkt auf das Papier rieselt, das manch mal U-förmig geformt ist, manchmal aber flach ist und durch metallene seitliche Füh rungen läuft. Bei dieser Art Maschinen kann die Geschwindigkeit nur über die ganze Länge des Tabakstranges geändert werden. Die Mes sung wird bei F hinter dem Trichter durch geführt, jedoch so nahe als möglich bei die sem, um die Verzögerung der Korrektur auf ein Minimum herabzusetzen.
Fig.8 zeigt eine andere weit verbreitete Art von Maschinen, bei denen der Tabak auf ein Band 2 rieselt, das U-förmig ist. Es könnte aber auch flach sein. Die Wahl flach oder U-förmig wird beeinflusst von der Bauart und der Arbeitsweise, die ausserhalb unseres Betrachtungskreises liegen. Nach Fig. 7 be wirken Änderungen in der Geschwindigkeit des Transportbandes 'l, dass der aus dem Trichter rieselnde Tabak sich auf eine grössere oder geringere Länge des Auffangbandes 3 (Papierbahn) verteilt und dass der Tabak streifen dann proportional stärker oder schwä cher wird.
In Fig. 8 besteht üblicherweise eine Differenz der Grundgeschwindigkeiten zwi schen Auffangband 2 und Transportband 7, wobei das Band 2 schneller läuft. Doch kön nen Geschwindigkeitsänderungen, die sich aus der Messung ergeben, beiden Bänden 2 und 7 aufgedrückt werden, so dass ihre Relativge schwindigkeit ungeändert bleibt.
Fig. 9 zeigt ein Zwischenband 2A, das mit unter benutzt wird, um ein spezielles Dichter- Machen des Tabakstranges zu erreichen. Das Messen kann bei F durchgeführt und die Ge schwindigkeit des Bandes 7 oder auch schon die des Bandes 2A kann geändert werden.
Es ist denkbar, dass auch der papier umhüllte Strang gemessen werden soll. Für diesen Fall wird eine weitere Messvorrich- tung bei R unmittelbar vor der Stelle ange bracht, wo der fertige Strang in Zigaretten geschnitten wird. Dabei wird der Strang zwi schen Kammer und Strahlenquelle durch die Führungen 112 und 113 geleitet (Fig.10). Da die Hülle des Stranges kurz vorher mit Leim versehen und geklebt wurde, können Kondensationserscheinungen an den Führun gen auftreten. Deswegen sind diese Führun gen mit thermostatiseh gesteuerten Heizungen 164 versehen.
Die Führungen 112 und 113 sind von solcher Form, dass nur der mittlere Teil des Stranges abgetastet wird, um jeden Fehler zu vermeiden, der beim Abtasten des ganzen Stranges dadurch eintreten könnte, dass der Strang sich auf und ab bewegen würde. Durch diese Anordnung wird die Än derung in der Länge, über welche die Strahlen durch den Tabakstreifen durchtreten, auf ein Minimum gebracht.
Es gibt eine Reihe Faktoren, die in Be tracht zu ziehen sind, wenn die Unterbrin gung der Messvorrichtung ins Auge gefasst wird. Die nachfolgenden Angaben mögen als Wegweisung dienen. Wenn ein loser Tabakstrang gemessen wird, der auf einem Band transportiert wird, so kann dieses Band U-förmig sein; es kann aber auch flach sein wie in Fig. 1 und 2, nur müssen alsdann Führungen für die Seiten des Tabakstranges vorgesehen werden. In beiden Fällen ist die Masse der Seitenführungsteile bekannt und kann in Rechnung gesetzt oder in den Vergleichswert einbezogen werden, wenn die Strahlen durch Tabak und Füh rungen treten.
Da jedes fremde Material wie das Trans portband oder die seitlichen Führungen für den Strahlenweg unerwünscht ist, werden, wie oben ausgeführt, Strahlenquelle und Ionisationskammer vorzugsweise oberhalb bzw. unterhalb des Transportbandes angeordnet, um die Fremdmaterialmenge gering halten zu können. So ist es möglich, ein flaches Band zu benutzen, das nur mit einfacher Dicke im Strahlenweg liegt. Die Grösse des Einflus ses dieses Bandes ist für die Messung des Ta baks tragbar. Das Transportband kann an seiner Oberseite ohne Dickenunterschied eine flach konkave Kurve bilden, um den Tabak seitlich ohne besondere Seitenführungen zu halten. Auf alle Fälle ist die Anordnung die beste, bei der das fremde Material mit ge ringster Dicke in den Strahlenweg kommt.
In Fällen, in denen die Anordnung von Strahlen quelle und Ionisationskammer so ist, dass Sei tenführungen notwendig sind, die Strahlen aber weder vor noch nach Passieren des Ta baks durch die Führungen müssen, sollten solche Führungen 52 (Fig. 2) dick oder tief genug sein, da.ss sie alle Strahlen, die auf sie treffen, absorbieren, so dass die Strahlen, die zur Ionisationskammer gelangen, nur solche Strahlen sind, die durch den Tabak gingen.
In Fig. 7 bis 9 wird bei F ein loser Tabak strang, aber bei R der papierumhüllte Strang gemessen. Wenn das Band U-förmig ist (Fig. 11), so sind die Seiten des Bandes prak tisch zu den Strahlen parallel, während diese im Falle von Fig. 1 und 2 mir die Dicke des Bandes durchdringen müssen.
In Fig. 11 läuft das U-förmige Band 2 zwi schen Führungen, die dick ausgeführt sind, damit sie alle Strahlen, die auf sie treffen, absorbieren. -Wenn das Band mit der Konkav seite nach oben leicht gekrümmt ist, wie (las hinter dem Punkt I' der Fall ist, können die Seitenführungen weggelassen werden, das heisst sobald das Band hinreichend gekrümmt ist., dass es den Strang transportiert, ohne den Tabak über die Seitenränder zu streuen, dann sind keine besonderen Führungen not wendig.
Wenn nur eine einzige Ionisationskammer benutzt wird, ist die Batterie 58 in Serie mit dem Hochohmwiderstand 60 geschaltet. 1)a. in diesem Falle keine Vergleichsvorrich tung vorhanden ist, kann die Spannung an dem Hochohmw iderstand dadurch ausge glichen werden, dass in die Rückführleitung 66 eine Batterie mit verstellbarem Potentiometer eingebaut wird, um eine Gegenspannung zu gewinnen, die derjenigen am Widerstand 60 gleichwertig ist, wenn die gemessene Tabak masse den Sollwert besitzt.
Es ist. schon bemerkt worden, dass das be schriebene Verfahren nicht unter Schwierig keiten wegen des Feuchtigkeitsgehaltes leidet, doch kann es wünschenswert erscheinen, Mass nahmen für dessen Berücksichtigung vorzu sehen, da der Benützer in der Regel wünscht, dass das Endprodukt bei einem bestimmten prozentualen Feuchtigkeitsgehalt, der durch aus nicht der zu sein braucht, mit dem der Tabak verarbeitet wurde, ein bestimmtes Ge- wieht hat. Die Maschine kann deshalb eine Vorrichtung zum Messen des Ferichtigkeits- gehaltes des Tabaks, der verarbeitet wird, zum Aufzeichnen der Messung und zum entspre chenden Steuern des oben beschriebenen Appa rates enthalten.
Irgendeine passende Vor richtung zum Bestimmen des Feuchtigkeits gehaltes kann benutzt werden, z. B. Messen des Widerstandes einer vorbestimmten Masse des Tabaks, die zwischen Elektroden liegt, von denen ein geeigneter Regelimpuls in den Stromkreis des Apparates an geeigneter Stelle eingeführt wird. Die beschriebenen Vorrichtungen arbeiten vorbeugend, indem sie die Menge des Tabaks messen und die Maschine dementsprechend ein stellen, und zwar in einer Weise, die von dem Betriebszustand im Augenblick der Mes sung abhängt.
Die ss,Strahlen geben ein Bild der jeweiligen Verteilung des Tabaks auf dem Trichterband, und das kann als Angabe zum Zwecke des Ausgleichens der Unregel mässigkeiten in einem späteren Zeitmoment benutzt werden. Deswegen kann bei einem andern Ausführungsbeispiel das Messresultat auch an zwei Stellen verwertet werden, so dass ein Ausgleich an zwei Stellen der Ma schine erfolgt. Es kann auch Vorsorge ge troffen werden, dass Korrekturen an mehr als zwei Stellen möglich sind, doch scheinen zwei Stellen, also die zweistufige Verwertung, an gemessen. Es sei z. B. angenommen, dass die Verteilung auf dem Trichterband durch Mes sen und Steuern der Geschwindigkeit des Trichterbandes geregelt wurde.
Doch mag die Verteilung für den gewünschten Zweck noch nicht gleichmässig genug sein. Der bearbei tete Tabak wird dann weiterer Behandlung unterworfen zur Verbesserung der Verteilung.
Wenn nach dem Zweistufenverfahren aber mit nur einer ss-Strahlen-Einrichtung gearbei tet wird, so besteht keine Vorrichtung, um die Endqualität des Stranges zu beurteilen. Zur Prüfung des Endresultates kann am Schluss der Maschine ein Wäger verwendet werden. Die zweistufige Methode mag so durchgeführt werden, dass die erste Korrektur ziemlich grob ist und die Sollgüte durch die zweite Korrektur erreicht wird. Wo das durch geführt werden kann, können einfachere Tabakzuführungseinrichtungen benutzt wer den als die, die jetzt gang und gäbe sind.
An Stelle des oben beschriebenen Ölaggre gates kann auch ein schnell ansprechender Motor mit einer elektronischen Vorrichtung verwendet werden, deren Kraft direkt aus einem Verstärkungssystem stammt. Doch er fordern solche Vorrichtungen umfangreiche Steuereinrichtungen, und die Geschwindig keitsänderung ist im Vergleich mit der des Ölaggregates schwerfällig. Statt dessen kann der Messwert auch auf einem magnetischen Band oder einem ähnlichen Registrierinstru- ment aufgespeichert und an Hand der Auf zeichnung eine Geschwindigkeitsregelvorrich- tung beeinflusst werden.
Die Steuerung kann ausser einer Änderung der Geschwindigkeit des Bandes, wie beschrieben, auch noch eine Be handlung des Tabaks auf dem Band durch geeignete Vorrichtungen bekannter Art be wirken, wie sie z. B. für die örtliche Ände rung der Dichte des Streifens verwendet wer den.
Mit den dargestellten Vorrichtungen wird eine Änderung der Tabakmenge, mit welcher das Transportsystem berieselt wird, schnell festgestellt und ihr entgegengewirkt. Für die meisten Betriebsbedingungen ist es genügend, wenn Mittel für die Änderung der Geschwin digkeit eines Transportbandes vorgesehen sind. Doch kann auch eine normale Steuerung der Trichterliefergeschwindigkeit beibehalten und mit einer geeigneten Messvorrichtung ge kuppelt werden, um in Funktion zu treten, wenn die gemessene Menge über gewisse tole rierte Werte hinaus schwankt, die von der Vorrichtung zur Steuerung der Transport- mittelgesehwindigkeit noch beherrscht werden können.
Da die Länge der Zigarette durch die Ge schwindigkeit des Transportbandes, das den papierumhüllten Strang zur Schneidvorrieh- tung bringt, und durch die Geschwindigkeit bestimmt ist, mit der die Schneidevorrich tung rotiert, wird es verständlich, dass bei Änderung der Geschwindigkeit des Transport bandes auch die Geschwindigkeit der Schneide vorrichtung entsprechend geändert werden muss. Ähnliches gilt für andere Einrichtun gen an der Maschine wie die Bedruekvor- riehtung, Ablenkvorrichtungen und Greifer, deren Geschwindigkeit bei einer Änderung in der Geschwindigkeit der Papierbahn auch geändert werden muss.
Die Beschreibung hat eingehend das Mes sen mit Hilfe einer radioaktiven Quelle von durchdringenden Strahlen behandelt. Doch können auch andere bekannte Messeinrichtun- gen benutzt werden. Eine hierzu geeignete bekannte Vorrichtung ist schematisch in Fig. 12 gezeigt. Der Zigarettenstrang 51, oder wenn nötig der lose Strang, durchläuft eine elektrostatische Vorrichtung mit Platten 95. Die Vorrichtung spricht auf Änderungen in der Menge des durchlaufenden Tabaks an. Durch Mess- und Verstärkungseinrichtungen 96 werden Magnete 97 oder 98 erregt, wenn die Menge des Tabaks vom Sollwert abweicht.. Durch die Magnete werden Schalter 99 und 100 betätigt.
Das Schliessen eines Schalters kann zum Verstellen eines Wechselgetriebes verwendet werden, wie das an Hand Fig. 1 beschrieben wurde. In diesem Falle treibt natürlich das Weeliselgetriebe den Teil des Transportsystems, dessen Geschwindigkeit ge ändert werden soll.
Tobacco processing plant. The present invention relates to a tobacco processing machine, e.g. B. a cigarette machine. In known machines for processing tobacco, cut tobacco is fed in and leaves the machine in portions, e.g. B. in cigarette machines as Zi-aretten or in tobacco filling machines as Ta.bakpäckehen.
In all of these tobacco processing machines, cut tobacco is brought onto a conveyor belt in some way. This feeds the tobacco in an endless strand or through 1 # lines that handle it in order to shape it. This strand can if necessary wound in an endless paper web who the. The best known example of such a 1-I machine is the cigarette machine for endless tobacco rod.
Cigarette machines with endless tobacco rods are equipped with tobacco feed devices, in which cut tobacco is filled into a funnel, subjected to various treatments such as brushing and combing and finally poured onto a conveyor belt on which the tobacco is poured forms loose tobacco rod. The tobacco rod, which is subsequently provided with the paper sleeve, is formed by the same or a subsequent conveyor belt.
Due to the nature of the mechanism used in the tobacco feeder, the amount of sprinkling varies with a number of conditions such as: B. with the moisture content of the tobacco, the temperature, the type of tobacco and the degree to which the tobacco is mixed when it first comes into the funnel. In other words, the amount of sprinkling that comes onto the conveyor belt is not constant, and many attempts have been made to achieve an even distribution of the tobacco in the tobacco rod. Until now, it was common practice to change the speed of the hopper so that more or less tobacco trickled onto the belt.
The most common method for testing the cigarettes was to weigh the finished cigarettes individually or in certain amounts at certain time intervals. The result of the weighing was usually used by automatically we kende devices to change the speed via a gear with adjustable speed on the sprinkler hopper. On a cigarette machine with an endless tobacco rod, the transmission is designed so that the speed of the tobacco feed apparatus can be changed without changing the operating speed of the cigarette machine itself.
Recently, various proposals have been made to test the tobacco content or the density of the tobacco in the strand by electrical means and to keep it constant, e.g. by measuring the resistance for high frequency currents or by determining the capacity of the amount of tobacco that is passed through a device finite capacitor occurs, and using the elec trical measurement to change the speed of the tobacco feeder via relays and other electrical equipment in an expedient manner.
As mentioned above, all of the cigarette machines for endless tobacco rod have a tobacco feeder and a conveyor belt (which may be one of a whole system of conveyor belts). But there are major differences in the transport systems used on the various machines.
In some machines, the paper web practically extends from one end of the machine to the other, forming the catch belt that is sprinkled with tobacco where it passes under the feed hopper, and carries the tobacco with it as it is pressed and shaped . At the same time, the web is placed around the tobacco during this processing process so that an endless strand is created in the paper.
In other machines, the tobacco first sprinkles an endless collecting belt, which is referred to below as a funnel belt, and is brought by this directly or via a further intermediate belt onto a moving paper web. In some machines of this type, the Triehterband also runs faster than the paper web, so that the loose tobacco rod, which is formed by the feed funnel on the Triehterband, becomes a direct strand on the paper web. In machines with a funnel belt, this can be arranged a little higher than the actual conveyor belt, which guides the paper web onto which the tobacco is transferred.
For the sake of simplicity, the term tobacco rod is intended to mean an approximately regular strip of particles of cut tobacco as it is moved through the machine from a certain point onwards, e.g. B. a loose endless stream of tobacco or a not yet paper-wrapped tobacco rod, as it is made from the loose particles, or the paper-wrapped rod.
If the density or quantity of tobacco in the rod can be accurately measured or the cigarette precisely weighed and the feed speed can be changed in accordance with the result of the measurement or weighing, the operation of the machine has already been improved. However, it is desirable to improve the machine further.
According to the present invention, the tobacco processing machine is characterized in that cut tobacco trickles from a delivery source onto a running collecting belt, thereby forming a tobacco rod which is passed through a measuring device which measures the amount of tobacco in it and accordingly the deviation of the actual value from a target value influences a speed control device, which makes a conveyor belt, on which the tobacco rod partially lies, run faster or slower depending on the meaning and size of the deviation,
whereby fluctuations in the mass per unit length which occur along the tobacco rod are compensated for.
With reference to the accompanying drawings, a strand cigarette machine is illustrated as an embodiment of the invention. Schemes of other cigarette machines of a known type are also attached, in which similar control devices could be built.
1 is the front view of the cigarette machine for an endless tobacco rod. Fig. 2 is a section along the line 2-2 in Fig. 1 on a larger scale and shows the appearance of an ionization chamber and associated parts.
Figure 3 is a front view of Figure 2. Fig. 3A is the view. from part of Fig. 3 looking in the direction of the arrow.
Fig. 4 is the plan view of the drive for the machine of Fig. 1, partly in section, and shows schematically devices for blowing off dust from the cans of the radiation source. FIG. 5 is a circuit diagram of the devices for measuring the SS rays and for controlling the speed.
Fig. 6 is the view of Fig. 1 and shows an ionization chamber in a different position and some modifications.
7 to 9 show the arrangement of transport devices in cigarette machines.
10 shows a guide for a cigarette rod wrapped with paper.
Fig. 11 shows guide devices in which the tobacco rod on. is guided by a U-shaped conveyor belt.
Fig. 12 shows a schematic of an electronic control of a known type.
According to Fig. 1, the cigarette machine is seen with a tobacco feeder 1 ver, the tobacco can trickle on a moving endless conveyor belt 2. This is often referred to as a funnel belt. A strip in the form of a paper web 3 is pulled from a roller 4 over various guide rollers shown and runs through a printing device 5 and finally over a narrow roller 6 which leads it to the endless belt 7.
The tobacco on band 2 is guided downwards through a smooth, inclined passage formed by band 2 and a cooperating steel band 17 and thereby brought into a uniform cross-sectional shape, as shown in British patent specification No. 646746. The tobacco rod thus formed is placed in the roll 6 on the Pa pier web 3, and the belt 7 leads the loaded paper web through folding and similar devices, which are indicated by the transfer number 8 and put the paper around the tobacco rod to the with 51 designated endless cigarette rod to form.
At the edges, the paper is glued over <B> - </B> the cigarette rod <B> i </B> with paste from a glue bucket 9.
then through a heater 10, which brings the paste to dry, after which the cigarette rod is cut by a cutting knife 11 into individual cigarettes. These cigarettes get to an endless conveyor belt 12, which leads them to a deflection device 13, where the deflecting grippers push the cigarettes from the direction of the cigarette rod and give them to a collecting belt 14.
Reference has already been made above to the machine shown. It is of the type in which the funnel belt runs faster than the paper web 3.
To change the supply of tobacco to the belt 2 when the weight of the manufactured cigarette is too great. Setpoint differs, is seen for the funnel a drive shaft 15, the speed of rotation is regulated in the example provided by rotating the shaft 20 by hand. The movement of this wave changes the speed of the shaft 15 and thus the supply of tobacco. On a shaft 242 (FIG. 4), which is coupled to the main drive shaft 237 in a manner to be described in more detail later with reference to FIG. 4, a Vorrich device 255 was provided for changing the effective diameter of the pulley.
As shown in FIGS. 1 and 4, the device consists of a fixed cone 22 and a movable cone 23 which can slide on a groove on the shaft 242. Between the two cones is a number of curved segments 24 which slide in grooves in the cones when they are moved against one another or apart. The segments are held in the cones by spring rings 25. The movable cone 23 is moved by a screw 26 (Fig. 4) which slides in a fixed sleeve when the screw is rotated by a sprocket 28 driven by a shaft 20 through a chain 29 and a sprocket 30.
Appropriate pressure rings are provided and, when the screw rotates in one direction, the cone 23 is moved towards the other cone, or when it rotates in the other direction, the train of a belt 31 moves which runs on the variable diameter pulley , the two cones apart. A tension pulley is provided which eliminates the loosening of the belt which runs over a wide pulley 32 on the drive shaft 1.5 of the hopper.
After passing through the funnel, the funnel belt 2 passes between a radiation source in a box 111 and a radiation detector or an ionization chamber in the housing 110. After suitable amplification or using other suitable devices, the ionization of the gas in the chamber by the rays that were passed through by the mass of the tobacco and the band when scanning, used to control the movements of an actuator to be described later with reference to FIG. 4, which in turn controls a gearbox in the gear box 216 over that the belt 7 and the paper web conveyor are driven ben.
The transmission is shown in Fig. 4 and will now be described. The mass of the band 7 is of course known and will be taken into account. Or the radiation source and the chamber are used twice, as shown, the second set 165 and 166 being used as a comparison device with a given mass of material between the radiation source and the chamber. The more detailed description follows later. This arrangement is also advantageous for the circuit between the chambers and the actuating organ to reduce the current in part of the circuit to the difference in the currents in the two chambers. The second set has an absorbance equal to that of a tobacco stick with a mass of the set point.
If the mass of tobacco on the funnel belt passes through the radiation source for a suitable period of time, more details about this will be discussed later, and is above or below the setpoint, the change gear is adjusted to higher or lower belt speed 7. That is the speed of the conveyor belt remains constant, but the speed of the paper web changes in accordance with the movements of the actuating member, so that the paper web stretches the tobacco that is transferred from the funnel belt in accordance with the change in relative speed or in you tere Location brings.
However, since the change is small compared to the normal difference in the speeds of the belt and the paper web, this arrangement does not seriously detract from the advantages normally derived from the difference in the speeds.
Measuring by electrical means or by using rays, such as. B. ss rays occurs very quickly, and such a measuring apparatus responds immediately to a change in mass. However, it is not desirable to subject the actuator to sudden control as well. Moreover. also changes the radiation from the radiation source from moment to moment, that is seen for extremely short periods of time, even if the total radiation for a limited period of time, such as. B. 1/2 second, remains approximately constant. The curve showing the response of the measuring apparatus is a curve of rapid oscillation (wave).
The Ap parat therefore has devices through which a constant time delay of z. B. 1/2 second is inserted between the measurement and movement of the actuator, so that rapid oscillations compensate and the actuator follows only longer Ver positions of this curve.
The radiation source can be a radioactive material, e.g. B. Thallium \ 104 or Stron- i: ium 90, be. The ionization chamber is in a circuit with a direct current voltage source and a high ohmic resistor. The effect of the high-speed electrons is that when they enter the ionization chamber, they ionize the gases (air) contained therein and cause a weak current to flow through the resistance.
The value of this current is approximately proportional over the working range to the number and energy of electrons that enter the chamber and cause ionization. This number of electrons and consequently also the current depends on the absorption of the cigarettes and this on the mass of the tobacco rod that is coated by the radiation source.
However, the current in the ionization chamber is too small to be used directly in practice. It is therefore amplified ii necessary extent to a direct display measuring instrument 65 (Fig. 5) and a circuit to excite the Be actuating organ brings into effect, so that the change gear is adjusted and a change in the speed of the tape 7 will be effective .
With the exception of certain phenomena that will be dealt with later, this measuring method does not suffer from any difficulties with regard to the moisture content of the tobacco. The absorption of the SS rays for a certain section depends entirely on the mass of the material through which the rays make their way. The mass of the tobacco rod increases as the moisture gelialt grows. As a result, the ionization stroni decreases accordingly and, as required, the true weight specification is achieved.
Tobacco has a fiber nature, so it is different from a homogeneous material. The density of fibers can vary by a certain amount in a shaped strand or a loose strip, even if the real mass of the strand is approximately constant. For this reason, the measuring circuit is built so that it has a time delay of about. '! a second, so that the reading of the weight is an average value of the measuring period.
A length of about 150 mm on the tobacco strip or rod is detected by the rays. For this purpose, an ionization chamber is mounted in a housing 110 on one side of the continuous tobacco strip or rod and a beam source in a can 111 on the other side.
In FIGS. 2 and 3, which show the ionization chamber and radiation source in detail, the chamber housing 110 has a protection 114 in the form of a wire mesh over the open side. In the housing there is an inner chamber 7.7.5 which represents the ionization chamber It has a thin metal window 116 through which the rays can enter. The chamber also acts as one electrode of the measuring device. The sleeve 111 is similarly provided with a window 117 through which the rays can exit.
There is an inner electrode 118 in the ionization chamber 115. The chamber contains air, but is hermetically sealed from the outside. Cables 119 and 120 connect the two electrodes to the electrical apparatus described later with reference to FIG.
As will be explained later, a similar device is also provided as a setpoint generator for the comparison variable.
Between the chamber housing 110 and the sleeve 111, an extension of the housing is provided, which forms a holder 122, which is hereinafter referred to as an umbrella holder be. The screen holder has grooves 123 in which a screen frame 124 with three screens 125, 126 and 127 (Fig. 2) can slide. The screen holder is shown broken away in Fig: 2 to make internal parts visible. The screen holder lies against the window of the chamber housing 110 (FIG. 2) so that the screens protrude from the radiation source.
The umbrella frame can be moved back and forth in the grooves of the holder by means of racks 128 (Fig. 2) lying on each side of the frame: In the rack 128 engages a gear 130 on a shaft 131, which transversely to the screen holder 122 ge superimposed and is provided with a rotary knob 129. On the shaft 131, a cam disk or a tensioning device is provided, which consists of a cylinder 132, on which three levels 133 were worked up and each level represents a chord of the originally circular cross-section. These levels cooperate with stiff flat springs 134 which are attached to the holder 122.
When the knob 129 is turned and the frame is moved back and forth over the toothed wheel and rack, the cam disk rotates and the engagement of the flat springs with the planes on the cam disk exerts such a tensioning effect that the umbrella frame assumes a fixed position when button 129 is released.
The screen frame contains a number of openings, e.g. B. three, the middle of which has a thin metal cover, the screen 125, which is equivalent in terms of absorption of the desired amount of tobacco, while the openings to the right and left of the central opening with a thicker screen 126 and a thinner screen 127, respectively are ver see. The thickness is selected according to the circumstances and according to the requirements of the users. But usually the screen 126 offers the same resistance that a tobacco rod that is 4% thicker than normal would offer to the passage of the rays, while the other screen 127 offers a resistance that is 4% less than the value of the normal tobacco rod. These screens can be made from aluminum. A fourth opening 135 is without a screen.
When using the device, the fourth opening is directed towards the tobacco rod.
The chamber housing 110 is rotatably attached at 146 bar, whereby it can be pivoted in the direction of the arrow (Fig. 2) so that its passage surface is perpendicular. The consequence of such swinging out is that the radiation source sends its SS rays into the free space and in a direction in which they can easily hit the machine operator. As a protective measure against such accidents, a protective shield 147 is provided, which can be horizontally shifted and adjusted so that the radiation source is open for one position of the protection, while in the other position of the protection the window of the radiation source is covered by the protective shield.
For this purpose, a gear 148 is attached to the Ge housing 110 at each pivot point, which engages a rack 1.49 on the guard. When the housing 110 is pivoted about its pivot points, the gear wheel moves the toothed rack in such a way that when the chamber is opened the toothed wheel rotates and moves the toothed racks so that the guard 1.47 is in the position to cover the window 117 of FIG Radiation source arrives. When the chamber housing 110 is closed again, the guard is moved in the opposite direction to the other position. In the closed position, the chamber housing is held by a clamp <B> 151 </B>.
The radiation source can be adjusted towards or away from the ionization chamber. For this purpose, the bushing 111 (FIG. 2) has a support 152 attached to it, which carries a thick plate 153 with a hole and thread for two rotatable screws 154 on the back. These screws are firmly connected to bevel gears 1) 5, which are set in rotation by the bevel gears 156. The wheels 1.56 are firmly seated on a shaft 157 that rotates in bearings 158. A rotary knob 159 is fastened to the shaft <B> 157 </B>. When the knob 159 is rotated, the sleeve 111 is moved toward or away. A pointer 160 is attached to the support 152 and moves across a scale 161.
A finer reading is obtained on the round scale 162 with suitable subdivisions. Moving over the round scale 162 is a pointer 163 which is firmly connected to the rotary knob.
For reasons that will be given later in the description of the operation of the apparatus, it is technically desirable to use a second radiation source and ionization chamber, which serves as a comparison device and contains a metal screen between the source and the chamber that absorbs radiation which corresponds to the size of the target value of the tobacco mass. The second chamber is electrically connected to the first chamber, so that the resulting current represents a measurement of the difference between the currents of the two chambers.
So that the output current of the apparatus is only dependent on the tobacco mass as a measured variable, it is necessary that in all cases when measuring factors that do not originate from the tobacco mass and affect the measuring device are included in the comparison device that the resulting electricity depends exclusively on the amount of tobacco.
According to FIG. 1, the measurement is carried out on loose tobacco which is transported on a belt. The rays pass through (read tape. The absorption by the tape itself changes with use as the tape wears. This is especially true at the beginning. You can also fill the pores of the tape with dust, tobacco particles and possibly metal particles (steel ) of the guides and other machine elements that determine the path and movement of the belt.
In order to compensate for the absorption by the tape and to counteract changes in the absorption due to wear, the comparison device, consisting of the radiation source 165 and the ionization chamber 166, is accommodated in such a way that it attaches the tape to the position shown in FIG 1. Scan the location shown where there is no tobacco.
As described above, a movable screen holder is used on the measuring device. An identical screen holder is provided for the comparison device. In other words, the measuring device and the comparison device are the same in all respects, except that the comparison device is set up in such a way that a metal screen, namely the screen 125 (Fig. 2),
whose radiation absorption effect is finite equivalent to the radiation-absorbing effect of the nominal value of the tobacco mass.
To make production cheaper, the chamber of the measuring device does not need an adjusting device for the beam path to be seated when the chamber of the comparator device is adjustable.
Where a flat strip is scanned, can a scraper on the returning strand of the strip 2? are used, so that it is pure and free of dust or other foreign bodies when entering the comparison device (right in Fig. 1) that would break the accuracy of the comparison device. Instead, the device can scrape off the tape immediately after leaving the measuring chamber of the comparison device and before passing it under the funnel.
A scraper device is shown in FIG. 1 and consists only of a sleeve 200 with a scraper 201 and a suction opening 202, which leads to a suction spstem. As a further safeguard against inaccuracy due to dust, the measuring device and comparison device can be provided with blow openings 203 (FIG. 4) which blow an air jet over the radiation window of the can of the individual radiation sources and remove any dust from them.
The air is supplied in Fig. 4 in the usual manner by an air blower 252, which it holds its drive from the gear train shown.
The operation of the apparatus will now be described more with reference to FIGS. 5 and 4 be, with other parts being mentioned.
The window in the housing 110 is arranged opposite the radioactive source in the can 111 in such a way that the rays which penetrate the tobacco strip reach the ionization chamber. A source of direct voltage, i.e. a battery 58, is inserted between the inner and outer electrodes 118 and 115. The SS rays that enter the chamber 115 cause the ionization of the gas (air) and the resulting current resulting from the applied voltage is a measure of the energy of the rays penetrating the tobacco and effected between the ends of the High resistance 60 a voltage gradient.
This tension must be increased before it can be put to practical use. Since it is direct current, a direct current amplifier is required.
It has proven to be very practical to use a vibrating capacitor electrometer 61 in which a direct voltage supplied is converted into alternating current by passing it through a resistor 62 to a capacitor 63 whose capacitance changes at a suitable frequency (500 Hertz) . An alternating voltage is generated at the terminals of the capacitor, which corresponds to the supplied direct voltage. The alternating voltage is fed to a normal alternating current amplifier 64 and subsequently rectified in order to obtain a direct voltage ztt which is proportional to the deviation from the nominal value of the weight and is in phase with it.
This output voltage acts on a gauge 65 for direct reading and actuates a circuit which controls the speed of the mechanism driving the conveyor belt.
The value of the resistor 60, to which reference was made above and at which the voltage gradient arises, is of the order of magnitude <B> 1010 </B> to <B> 1011 </B> Ohm. It has been recognized that resistors of such a high value are quite unstable, which means that the voltage that builds up across the resistor changes slowly over time.
It therefore appeared desirable to use an additional radioactive source 165 and an ionization chamber 166 (FIGS. 1 and 5) in order, as stated above, to create a comparison device which is used for the desired value of the mass of the strip or strand represents that a current flows which is the same size but opposite in direction to that in the chamber of the housing 110 which measures the strip or strand. The 1-hole resistor 60 then only carries the difference between the currents in the two chambers.
In the case of equilibrium, the small fluctuations in the voltage across resistor 60 are then irrelevant.
A current flows from the AC amplifier 64 to the phase-sensitive rectifier 67, which operates in synchronism with an operating circuit 68 for the vibration capacitor.
As a result, the voltage between the output terminal and 0, which arises from the current of the cathode amplifier via the load resistor 69 of a cathode amplifier 70, the point 0 normally having the same potential as the ground line, positive or negative depending on whether the current The chamber of the measuring device is larger or smaller than that of the chamber of the comparison device. Provision is also made that a controllable part of this voltage is conducted via line 66 to the input of the amplifier in order to stabilize it against internal changes and to maintain a constant setting Sensitivity to make possible.
The display instrument 65 is located between the cathodes of the two tubes 72 and 73 in series with a variable resistor 71, which is used to adjust the sensitivity of the display instrument. The whole thing forms a balanced tube voltmeter. The circuits of these tubes are matched by a resistor 76 set so that the two cathodes have the same potential with the point 0 at ground potential and no current flows in the zero instrument 65.
The circuits of the phase-sensitive rectifier 67 and the cathode amplifier 70 are also matched so that the point 0 has ground potential when the current from the chamber of the measuring device in the housing 110 is the same as from the chamber 166 of the comparison device.
As a result, the mass of the strand has its setpoint when the instrument 65 is at zero. If the value changes, however, the display on the instrument also changes, whereby a deviation of 5% of the weight from the nominal value of the strip or string causes full scale deflection when the changeable resistor 71 of the instrument is set to the greatest sensitivity. This range of 5% is rather narrower than is necessary in practice, and the apparatus can be set so that the full scale deflection corresponds to a deviation of 8% of the weight.
Before proceeding with the description of FIG. 5, which deals with the measurement of the mass of the tobacco strip and the signal caused by it (output voltage), the purpose of the remaining parts in FIG. 5 and the associated mechanism of the Fig. 4 will be explained.
It is to be brought about a precise and rapid change in the speed of the paper transport device when the tobacco delivery differs in value from that which is neces sary for the production of a tobacco rod with the setpoint of mass. The speed change can be increasing or decreasing and must be exactly proportional to the deviation of the mass of the tobacco strip from the target value. The output signal of the described.
Part of the circuit of FIG. 5 is amplified and fed to an actuating coil which adjusts a sensitive valve of a hydraulic unit for speed change, which is connected to the mechanism for driving the conveyor belt with a differential gear. The whole thing in such a way that the hydraulic unit increases or decreases the output speed of the differential gear and thus that of the mechanism in accordance with the direction of rotation of the hydraulic motor of the control unit.
The hydraulic motor also drives one. Circulating generator, the output voltage of which is applied to the circuit between the output side of the measuring device and the specified amplifier. This voltage is opposite to the voltage on the output side and causes negative feedback; it brings the speed of the output side of the change-over gear into linear dependence.
With this type of control, the measuring device 65 always shows the changes in the feed from the hopper and is not influenced by measures taken on the change gear. For this reason, another measuring instrument, which is later identified as a weight meter and is a zero instrument, is inserted in the circle and arranged in such a way that it shows zero or the setpoint even when the speed of the conveyor belt drive changes.
However, if the machine speed does not change in accordance with the input signal, the weight meter shows the deviation in the weight of the cigarettes produced.
The apparatus described with reference to the upper part of Figure 5 is in fact a measuring instrument, while the lower part of the view shows an apparatus for controlling the speed of a part of the machine. The connections between the measuring instrument and the speed controller will now be described.
The output value of the measuring instrument is tapped between point 0 and earth, a value which, as explained above, is also fed to the measuring instrument 65. If one first neglects the device marked with 250, which represents a circulation generator, and the resistor 91 and the circuit of the measuring instrument marked 93, the supply to the grid of the triode 77 is via a resistor 78, a variable resistor 79 and. a grid resistor 80. Triode 77 forms with triode 81 (both in the same glass envelope) a voltage amplifier of high stability with a low output resistance. Both give a gain of half the gain of the single tubes.
The increased voltage is taken from the anode of the tube 77. The mean DC voltage at this point is 100 V, and the potentiometer 82, 83, 84 is used in conjunction with the stabilized network for -200 V to set a voltage point close to earth potential to supply this voltage to the two output tubes 85 and 86 receive. These tubes are connected in parallel as triodes in the manner of cathode amplifiers in order to obtain a low output resistance for an element 87 with an actuating coil. The lower end of this element 87 is connected to earth and the upper end to the cathodes of the tubes 85 and 86 connected in parallel.
A switch 88 is provided so that the coil 87 can be turned off from the circuit when the engine is started. This is because the funnel initially tends to feed irregularly for a short time, and the coil 87 is only switched on when it is working satisfactorily. However, the cathodes connected in parallel are also connected to the -200 V network via the resistor 89. If the grid voltage of the tubes 85 and 86 is negative by a small amount, say -2 V, the upper end of the element 87 is at ground potential in these connections, and as a result no current flows through the coil.
In reality, as has already been explained, the output side of the measuring instrument has ground potential when the density of the tobacco is the setpoint, and the potentiometer 83 is set from the start so that no current flows in the coil 87 under this condition . Otherwise, even with a low input voltage, a current will flow from the measuring instrument in the circle of the coil 87, the direction of the current being dependent on the polarity of the input voltage from the measuring instrument.
The device 222 is a hydraulic change gear (since the working fluid is oil, also known as an oil gear) and be seated a high pressure oil pump with an Ent relief valve and a sensitive Ven valve for controlling the direction of rotation and the speed of the drive shaft of an oil motor of about 1 / s PS. The speed is approximately proportional to the adjustment of the sensitive valve. This valve is coupled directly to the element 87, which is equipped with a permanent magnetic field and a diaphragm spring set to the middle position and exerts a certain force depending on the direction and size of the current.
The mechanical connection between the element 87 and the sensitive valve is set so that the oil motor stops when the input variable from the measuring instrument has ground potential. Otherwise the drive shaft of the oil motor rotates in a direction that is dependent on the input voltage.
The oil motor itself is mechanically coupled to a differential gear which is described with reference to Fig. -1 and is arranged in such a way that it increases the speed of a part of the conveying device of the machine when the density of the tobacco from the hopper is over the setpoint increases and the speed of this part of the machine decreases when the density is too low. Since the weight of the finished cigarette is kept at an approximately constant value despite the change in the supply from the funnel.
Since the speed of the mentioned part of the machine must increase in one direction of rotation of the oil motor, in the other, however, as a result of the steady state of the running machine, a counteraction occurs, i.e. the part of the machine tends to drive the oil motor In one direction there is a tendency towards greater speed than in the other direction for opposite but equally large input voltages. For this reason and to improve the desired frequency response, the rotary generator 250 is mechanically connected to the drive shaft of the oil motor via a transmission gear (FIG. 4).
The generator generates a voltage that is proportional to the initial speed at every instant in time. One of the generator terminals is connected to the upper end of a resistor 90 and the other is led to the same end of the resistor 90 via a N @ 'resistor 91, a Po tentiometer 92, a variable resistor 79 and a fixed resistor 78. The voltage across resistors 78 and 79 is applied to the grid of tube 77.
The polarity of this voltage lying in series with the input voltage across the - # V resistors 78 1 and 79 is opposite and reduces the effect of the input voltage. But at the same time the operation of the whole is significantly improved and for all practical purposes the output speed of the oil motor is directly proportional to the input voltage from the measuring instrument, which remains unaffected by the changes in the load or the change in the direction of rotation.
Although the effect of the input voltage for generating a current in the element 87 is reduced by the voltage in series therewith, through the feedback of the voltage generated by the circulating etierator, the amplification of the tubes 77 and 81 and the winding of the Element 87 is chosen in such a way that, without feedback, a small fraction of the normal, largest value of the input voltage is sufficient to achieve the full rotational speed in both directions.
In practice, the ratio of the translation between the shaft of the oil motor iuid the input and output shaft of the 1) iffei-entialgetriebes is chosen so that when the motor is running at full speed in one of the two directions of rotation, the speed of said part the melline increases or decreases by a maximum of 10%.
The exact amount of the speed change is set by the variable resistance 79, which changes the amount of the span, which now counteracts the input voltage, at any speed that occurs.
When the oil motor is at a standstill, the speed of the machine is in step with the feed to the hopper, so that difficulties in the other systems when starting and stopping the machine are avoided.
In addition, since the speed of said part of the machine never changes by more than 10% of the full input voltage, a deviation from the linearity of the mechanism is reduced to 1 / 1o and, if wan, the losses in the differential gear and the power for the If acceleration is neglected, the horsepower required is 1/10 of that required to drive the machine.
All these factors together with the stable and linear amplifier and the voltage feedback contribute to the creation of a practically proven apparatus which keeps the speed changes in step with the input signal and which can follow changes in the input signal quickly without any noticeable delay. In this apparatus, changes in the density of the tobacco fed from the hopper are indicated in the measuring instrument 65, but this indication is not affected by the changes in the speed of part of the machine by the device just described.
In practice, it has been found desirable to have an indication of whether the circles are working satisfactorily so that the machine operator can be sure that the end product is of the correct weight.
This information is achieved by a measuring instrument 93 which, as a micro-ammeter with reversible deflection, can be appropriately calibrated to indicate the weight so that it can be referred to as a weight meter. The measuring instrument is effectively connected to the voltage across resistors 78, 79 and 92. The connections lead from potentiometer 92 via resistor 94, which has a high value, to the measuring instrument and from this to earth and via resistor 9: 0 to the terminal between resistors 90 and 78.
During normal operation, the voltage that is developed across resistors 78 and 79 by the tachometer generator is set against the input voltage at resistor 90. The circle and speed adjust the voltage so that it is never quite the same as the input voltage. However, the potentiometer 92 allows an additional voltage to be added so that at any time when the output speed of the oil motor is proportional and counteracting the input voltage, the voltage applied to the weight meter is zero so that it does not deflect.
If the oil motor fails and does not respond to an input signal, the counter voltage from the tachometer generator circuit is missing and the weight meter, whose circuit sizes are selected accordingly, indicates a deviation to the instrument 65 in step finite. If the speed change does not have the right value or is delayed compared to the input signal, the weight meter will show the deviation in the weight of the end product in a similar way.
The arrangement of the drive of the machine is shown in more detail in FIG. There is a motor there that drives the whole cigarette machine. Belts 212, which are driven by the motor pulley 213, drive the pulley 214, which sit on the shaft 215 of the transmission in the box 216. On the shaft 215 sits a planet gear carrier 217 on which the planet gears 218 are rotatably attached. The other end of the shaft 215 carries a sprocket 219 which is fixed on the shaft and drives another gearwheel via a chain 221. The wheel 220 is mounted on a shaft which is mounted in a sleeve 222. The sleeve 222 contains the aforementioned oil unit and has a pump which drives the oil through the oil motor under pressure.
The oil motor drives a sprocket 223, which is connected by a chain 224 with another chain wheel 225, which sits on the shaft 226 mounted in the gearbox 216 Ge. A spur gear 227 on shaft 226 drives another spur gear 228 which is attached to sun gear 229 which meshes with planet gears 218. A movement of the shaft 226 in any direction due to a movement of the oil motor brings the sun gear 229 on shaft 215 to rotate in proportion and causes the planet gears to rotate on their axes 230. This rotates the other sun gear 231 relative to the shaft 215 . A spur gear 232 is firmly connected to the sun gear 231 and takes part in its movement.
This movement is transmitted to a double chain wheel 233 through a spur wheel 234, and the wheel 233 drives a further double chain wheel 235 via the chains 236. The wheel 235 is fixed on the shaft 237, which is the main drive shaft of the cigarette machine. It drives the printing device 5 and all parts to the left of the small roller 6 (Fig. 1). A sleeve 238 is rotatably mounted on the main shaft 237 and has a spur gear 239 at one end, which is driven by the spur gear 241 via an intermediate gear 240 which is seated on the shaft 242. At one end of the shaft 242 sits the previously described adjustable pulley 255 which drives the feeder pulley.
The other end of shaft 242 has a spur gear 243 which meshes with another spur gear 244 on shaft 215.
With the sleeve 238 a worm without end is connected, which drives a Sehneekenrad 246, on whose shaft 247 the drive drum 254 for the funnel belt 2 is attached (Figure 1).
During operation, the sleeve 238 is driven by the motor 210 via an invariable Cx'e drive so that the funnel belt 2 moves at a constant speed. The adjustable pulley 255 that drives the hopper is also driven at a constant speed. However, the speed of the hopper itself can be changed by adjusting the pulley in the manner described. However, the main shaft 237 is moved by a gear whose effective translation can be changed during operation.
Because when the shaft 226 stands still, the sun gear 229 is also still, and the planet gears 218 not only rotate in a circle with the shaft 215, but also on their axes and bring the other sun gear 232 accordingly in rotation. If the oil motor adjusts the shaft 226 in one direction, the sun gear 229 rotates in relation to the shaft 215 and adds a positive or negative movement to the rotational movement of the planetary gears, so that the sun gear 231 adjusts accordingly. In this way, the speed of the main shaft 237 and all parts that are driven by the main shaft is changed according to the movement of the oil motor.
These oil motors, which are known devices, respond very quickly and their movements are controlled by a small valve that throttles the oil supply from the pump and is itself operated by a solenoid 87 (FIG. 5) which is located in a housing 257 is included. The shaft 226 has a large gear 218 at one end, which drives a smaller gear 249 coupled to the Umlaufgene rator 250. The generator generates the current for the coupling, as described with reference to FIG. 5 be.
A sprocket 251 is seated on the motor belt pulley 213 and drives a fan or an air pump 252 to generate pressure Inft in the lines 253. These lines lead to air nozzles that blow over the front surfaces of the radiation chamber. The air currents blow away dust and tobacco particles that would collect at these points and lead to incorrect measurement results.
The arrangement described has been very satisfied and has proven to be good in long tests. As a general rule, a change in the measured value should be followed by a change in the conveyor belt speed as soon as possible. This means that there should be no avoidable delay or dead time between the two events.
In FIG. 6, which will now be described, the measuring device is closer to the transport belt than in FIG. 1. FIG. 6 shows, compared with FIG. 1, a change in the arrangement of the chambers. Between the inclined channel 16, which is close to the funnel 1, and the belt 7, there is a paper carrier <B> 53. </B> This can be a strip of very thin 3letalles such as Durahuninium or aluminum foil that covers the Supports 51 ge tensioned and fixed at 55.
Instead, a thin nylon belt 56 can be used who is drawn in dot-dash lines and driven by a drum 57. The tape is suitable because of the uniformity of the threads made of nylon or other artificial threads, so that a thin, flexible tape of uniform structure is obtained, which absorbs the rays everywhere at least approximately constantly.
The circuit of the measuring device can in this case be the same as the one with. Regarding Pig. 5 was described. Since the measurement of the goods on the running paper web 3 takes place, and the speed of which is to be changed, the device forms a closed control loop in which the mass achieved by the control process is continuously compared with the target value of the mass. However, such arrangements tend to oscillate independently, that is to say to pendulum phenomena. The application of the control factors in the device can now be adjusted in such a way that this tendency is prevented.
However, it is conceivable that existing machines are to be equipped with a measuring and control device, as shown, and for structural reasons it is not possible to bring the measuring device into such favorable positions as in FIGS. 1 and 6 Machines, although the measurement is best made on a flat belt, the tobacco rod on a U-shaped belt, and considerable modification would be necessary to redesign these machines for a flat belt arrangement. Therefore, other exemplary embodiments are also provided.
Reference is made to FIGS. 7 to 10 for their explanation. Fig.7 shows a machine that is largely in use. The paper web 3 runs under the funnel 1 so that the tobacco trickles directly onto the paper, which is sometimes U-shaped, but sometimes flat and runs through metal lateral guides. In this type of machine, the speed can only be changed over the entire length of the tobacco rod. The measurement is carried out at F behind the funnel, but as close as possible to this in order to reduce the delay in the correction to a minimum.
Figure 8 shows another popular type of machine in which the tobacco trickles onto a belt 2 which is U-shaped. But it could also be flat. The choice of flat or U-shaped is influenced by the type of construction and the way of working, which are beyond our scope of consideration. According to Fig. 7 be changes in the speed of the conveyor belt 'l that the tobacco trickling out of the funnel is distributed over a greater or lesser length of the collecting belt 3 (paper web) and that the tobacco strip is then proportionally stronger or weaker.
In Fig. 8 there is usually a difference in the basic speeds between the collecting belt 2 and the conveyor belt 7, the belt 2 running faster. However, changes in speed resulting from the measurement can be pressed onto both volumes 2 and 7, so that their relative speed remains unchanged.
Fig. 9 shows an intermediate band 2A, which is used to achieve a special sealing of the tobacco rod. The measurement can be carried out at F and the speed of belt 7 or even that of belt 2A can be changed.
It is conceivable that the paper-wrapped strand should also be measured. In this case, another measuring device is placed at R immediately in front of the point where the finished rod is cut into cigarettes. The strand is passed between the chamber and the radiation source through the guides 112 and 113 (FIG. 10). Since the sheath of the strand was provided with glue and glued shortly beforehand, condensation phenomena can occur on the guides. Therefore these guides are provided with thermostatically controlled heaters 164.
The guides 112 and 113 are of such a shape that only the central part of the strand is scanned in order to avoid any error which could occur in scanning the entire strand by the strand moving up and down. With this arrangement, the change in the length over which the rays pass through the tobacco strip is minimized.
There are a number of factors to consider when considering the placement of the measuring device. The following information may serve as a guide. If a loose rod of tobacco is measured which is transported on a belt, this belt can be U-shaped; but it can also be flat as in Fig. 1 and 2, only then must guides be provided for the sides of the tobacco rod. In both cases, the mass of the side guide parts is known and can be taken into account or included in the comparison value if the rays pass through tobacco and guides.
Since any foreign material such as the transport belt or the lateral guides for the beam path is undesirable, the radiation source and ionization chamber are preferably arranged above or below the conveyor belt, as stated above, in order to be able to keep the amount of foreign material low. So it is possible to use a flat tape that is only one thickness in the beam path. The size of the influence of this band is acceptable for the measurement of the tobacco. The conveyor belt can form a flat concave curve on its upper side without a difference in thickness in order to hold the tobacco laterally without special lateral guides. In any case, the arrangement is the best in which the foreign material comes into the beam path with the smallest thickness.
In cases where the arrangement of the radiation source and ionization chamber is such that side guides are necessary, but the rays do not have to pass through the guides either before or after passing the tobacco, such guides 52 (FIG. 2) should be thick or deep enough be that they absorb all rays that strike them, so that the rays that get to the ionization chamber are only rays that went through the tobacco.
In FIGS. 7 to 9, a loose tobacco rod is measured at F, but the paper-wrapped rod is measured at R. If the tape is U-shaped (Fig. 11), the sides of the tape are practically parallel to the rays, while in the case of Figs. 1 and 2, they must penetrate the thickness of the tape.
In Fig. 11, the U-shaped belt 2 runs between guides that are made thick so that they absorb all the rays that strike them. -If the belt is slightly curved with the concave side upwards, as is the case behind point I ', the side guides can be omitted, i.e. as soon as the belt is sufficiently curved, that it transports the strand without the To sprinkle tobacco over the side edges, no special guides are necessary.
If only a single ionization chamber is used, the battery 58 is connected in series with the high resistance 60. 1) a. In this case, there is no comparison device, the voltage at the high-ohm resistor can be compensated for by installing a battery with an adjustable potentiometer in the return line 66 in order to obtain a counter voltage that is equivalent to that at the resistor 60 when the measured tobacco mass has the target value.
It is. It has already been noted that the process described does not suffer from difficulties due to the moisture content, but it may appear desirable to take measures to take this into account, since the user generally wants the end product to have a certain moisture content percentage, the because the person with whom the tobacco was processed does not need to have a certain weight. The machine can therefore contain a device for measuring the Ferichtigkeits- content of the tobacco that is being processed, for recording the measurement and for controlling the apparatus described above accordingly.
Any suitable device for determining the moisture content can be used, e.g. B. Measuring the resistance of a predetermined mass of tobacco, which lies between electrodes, from which a suitable control pulse is introduced into the circuit of the apparatus at a suitable point. The devices described work preventively by measuring the amount of tobacco and setting the machine accordingly, in a manner that depends on the operating state at the time of the measurement.
The ss, rays give a picture of the respective distribution of the tobacco on the funnel belt, and this can be used as an indication for the purpose of compensating for the irregularities at a later point in time. For this reason, in another exemplary embodiment, the measurement result can also be used at two points, so that compensation takes place at two points on the machine. Provision can also be made so that corrections are possible in more than two places, but two places, i.e. the two-stage recovery, seem appropriate. Let it be B. assumed that the distribution on the funnel belt was regulated by measuring and controlling the speed of the funnel belt.
But the distribution may not be even enough for the desired purpose. The processed tobacco is then subjected to further treatment to improve distribution.
If, however, only one SS-ray device is used according to the two-stage process, there is no device to assess the final quality of the strand. A weighing machine can be used at the end of the machine to check the end result. The two-stage method may be carried out in such a way that the first correction is quite coarse and the target quality is achieved through the second correction. Where that can be done, tobacco feeders that are simpler than those that are now commonplace can be used.
Instead of the oil unit described above, it is also possible to use a responsive motor with an electronic device, the power of which comes directly from an amplification system. But he require such devices extensive controls, and the speed change is cumbersome compared to that of the oil unit. Instead, the measured value can also be stored on a magnetic tape or a similar recording instrument and a speed control device can be influenced on the basis of the recording.
In addition to changing the speed of the belt, as described, the control can also act as a treatment of the tobacco on the belt by suitable devices of a known type, as they are, for. B. for the local change tion of the density of the strip who used the.
With the devices shown, a change in the amount of tobacco with which the transport system is sprinkled is quickly determined and counteracted. For most operating conditions, it is sufficient if means are provided for changing the speed of a conveyor belt. However, normal control of the hopper delivery speed can also be maintained and coupled with a suitable measuring device in order to function if the measured quantity fluctuates beyond certain tolerated values that can still be controlled by the device for controlling the transport speed .
Since the length of the cigarette is determined by the speed of the conveyor belt that brings the paper-wrapped strand to the cutting device and by the speed at which the cutting device rotates, it is understandable that when the speed of the conveyor belt changes, the Speed of the cutting device must be changed accordingly. The same applies to other devices on the machine such as the printing device, deflection devices and grippers, the speed of which must also be changed when the speed of the paper web changes.
The description has dealt in detail with measuring using a radioactive source of penetrating rays. However, other known measuring devices can also be used. A known device suitable for this purpose is shown schematically in FIG. The cigarette rod 51, or the loose rod if necessary, passes through an electrostatic device with plates 95. The device is responsive to changes in the amount of tobacco passing through. Magnets 97 or 98 are excited by measuring and amplifying devices 96 when the amount of tobacco deviates from the nominal value. Switches 99 and 100 are actuated by the magnets.
Closing a switch can be used to adjust a change gear, as was described with reference to FIG. In this case, of course, the Weelisel gear drives the part of the transport system whose speed is to be changed.