-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Umhüllung von
Zigaretten, Filterzigaretten und Filterstäben oder anderen stabförmigen Gegenständen,
bei dem ein Prüfluftstrom durch die Zigaretten geleitet wird, sowie Vorrichtungen
zur Durchführung des Verfahrens.
-
Um die Unversehrtheit der Umhüllung von einer beispielsweise in der
Aufnahme einer umlaufenden Prüftrommel abgelegten Zigarette durch Einblasen eines
Prüftluftstromes festzustellen, wurde bisher die Größe des Prüfluftstromverlustes,
welcher sich bei einer schadhaften Umhüllung durch den radialen Austritt eines Anteiles
vom Prüfluftstrom ergibt, mittels einer Prüfvorrichtung erfaßt. Lag dieser Wert
außerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches, so wurde durch die Prüfvorrichtung,
gegebenenfalls nach einer zeitlichen Verzögerung, ein Abwerfen der geprüften Zigaretten
von der Prüftrommel herbeigeführt.
-
Bei den bekannten Prüfeinrichtungen wird die absolute Höhe des Prüfluftstromes
zur Fehleranzeige herangezogen. Die Ansprechempfindlichkeit muß daher gering sein,
um sicherzustellen, daß trotz der unkompensierten Einwirkung von Störgrößen auf
das Anzeigeergebnis keine Zigaretten mit guten Umhüllungen ausgeworfen werden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
das unter Anwendung neuer Vorrichtungen die Möglichkeit gibt, die zu prüfenden stabförmigen
Gegenstände bei hoher Ansprechempfindlichkeit und weitgehender Unempfindlichkeit
gegen Störgrößen auf einem verhältnismäßig langen Förderweg prüfen zu können, so
daß die Förderung unter vergleichsweise hoher Geschwindigkeit erfolgen kann.
-
Als Lösung ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der die Zigaretten
durchströmende Luftstrom (Prüfluftstrom) mit einem Vergleichsluftstrom verglichen
wird. Als Prüfluft kann dabei sowohl ein Druckluftstrom als auch bei entsprechender
Ausgestaltung der Mittel ein Saugluftstrom Anwendung finden.
-
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren erfolgt bei dem Verfahren
gemäß der Erfindung die Ermittlung des Prüfungsergebnisses also nicht durch eine
direkte Bestimmung des in einer Zigarette bei seiner Prüfung auftretenden absoluten
Prüfstromverlustes, sondern durch eine Vergleichsmessung.
-
Eine optimale Empfindlichkeit erhält man, wenn der durch eine gute
Umhüllung geleitete Luftstrom (Prüfluftstrom) gleich ist dem Vergleichsluftstrom.
-
Die Luftströme brauchen nicht unmittelbar miteinander verglichen zu
werden. Für sehr schnelle Prüfvorgänge kann es sich empfehlen, von den Luftströmen
abhängige Größen, insbesondere von den Luftströmen abhängige Drücke, zu dem Vergleich
heranzuziehen. Die Zigaretten werden vorteilhaft in Abhängigkeit von dem Prüfergebnis
zur Weiterbeförderung oder zum Auswurf festgehalten oder freigegeben.
-
Für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird eine Prüfvorrichtung
mit einem Steuermittel vorgeschlagen, dessen Lage abhängig ist von dem Unterschied
zwischen einer Größe, die von dem Prüfluftstrom abhängig ist, und einer Größe, i
die von einem Vergleichsluftstrom abhängig ist. Das Steuermittel bleibt dann in
seiner neutralen Stellung unverändert, sofern die Größe des Prüfluftstromes einen
bestimmten Bereich nicht überschreitet. Werden als Vergleichsgrößen Drücke gewählt,
die von dem Prüfluftstrom bzw. dem Vergleichsluftstrom abhängig sind, so ist als
Steuermittel ein Steuerkolben besonders vorteilhaft, dessen Stellung von der Differenz
zwischen einem von dem Prüfluftstrom abhängigen Luftdruck und einem von dem Vergleichsluftstrom
abhängigen Luftdruck abhängt. Durch einen derartigen Steuerkolben sind mehrere Kanäle
steuerbar, so daß sich ein sehr gedrängter Bau des Prüfgerätes ergibt. Hierzu kann
der Steuerkolben verschiebbar innerhalb einer Steuerkammer mit zwei freien Steuerkammerabschnitten
liegen, wobei in dem einen Steuerkammerabschnitt eine Zuleitung für den Prüfluftstrom
mündet und ein Zuführkanal, um den Prüfluftstrom zu der zu prüfenden Zigarette zu
führen, und in dem anderen Steuerkammerabschnitt eine Zuleitung für den Vergleichsluftstrom
mündet und ein Abführkanal ins Freie abgeht.
-
In die Zuleitungen des Vergleichsluftstromes und des Prüfluftstromes,
durch die Prüfluft in die beiden Steuerkammerabschnitte einströmen kann, werden
zweckmäßig einstellbare Ventile angeordnet, durch die verhindert wird, daß bei der
Prüfung einer schadhaften Umhüllung in einen freien Steuerkammerabschnitt ebensoviel
Prüfluft nachströmt wie sie bei der Prüfung infolge einer Schadenstelle in der Umhüllung
verlorengeht.
-
Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung ist es grundsätzlich möglich,
durch die Verschiebung des Steuerkolbens, beispielsweise unter Zwischenschaltung
mechanischer oder elektromechanischer Mittel ein Signal auszulösen, das gegebenenfalls
nach einer zeitlichen Verzögerung ein Auswerfen der geprüften Zigarette hervorruft.
-
Besonders im Hinblick auf verhältnismäßig lange Prüfstrecken und hohe
Arbeitsgeschwindigkeiten ist es jedoch noch vorteilhafter, wenn zur Halterung der
zu prüfenden Zigarette ein verschiebbar gelagertes Haltemittel vorgesehen ist, dessen
Stellung zeitweise von der Stellung des Steuermittels abhängt. Wird als Steuermittel
beispielsweise ein Steuerkolben benutzt, so tritt bereits mit der Lageveränderung
des Steuerkolbens bzw. mit seiner Verschiebung aus der neutralen Stellung heraus
eine Lösung des Haltemittels von der geprüften Zigarette ein.
-
Diese Abhängigkeit der Bewegungen wird vorteilhaft durch eine pneumatische
Steuerung erreicht, so daß mechanische oder elektrische Schaltorgane entfallen können.
Als Haltemittel kann zweckmäßig ein Arbeitskolben mit einem dichtenden Luftanschluß
für den Kopf der Zigarette vorgesehen sein, der verschiebbar in einer durch einen
Zuführ- und einen Abführkanal an die Steuerkammer angeschlossenen Arbeitskammer
gelagert ist. Ein derartiger Arbeitskolben kann mit einem sich axial erstreckenden
in dem Mundstück mündenden Prüfkanal versehen sein und damit zur Einleitung des
Prüfluftstromes in die Zigarette dienen.
-
Um einerseits den Arbeitskolben in eine Haltestellung verschieben
zu können und in dieser Stellung Prüfluft durchzuleiten und ihn andererseits in
Abhängigkeit von der Stellung des Steuerkolbens in dieser Halte- und Prüfstellung
zu belassen oder ihn in seine Freigabestellung zurückzuziehen, wird der Arbeitskolben
in baulich sehr einfacher Weise mit zwei Kolbenringen versehen, zwischen denen eine
Prüfluftkammer liegt, an welche der Prüfkanal sowie
der Abführkanal
für den Prüfluftstrom aus dem einen Prüfkammerabschnitt angeschlossen ist.
-
Erfolgt die Verschiebung des Arbeitskolbens in seine Halte- und Prüfstellung
durch Blasluft, dann wird zweckmäßig hinter dem Arbeitskolben eine Blasluftkammer
angeordnet, an die der Abführkanal für die Blasluft und eine absperrbare Blasluftleitung
angeschlossen ist. Wird bei einer derartigen Anordnung der Arbeitskolben durch die
Einleitung eines Blasluftstromes in die Blasluftkammer in seine Halte-und Prüfstellung
befördert und soll die Beibehaltung dieser Stellung von der Stellung des Steuermittels
abhängig sein, so ist es vorteilhaft, das Steuermittel als Absperrorgan für den
Blasluftabführkanal zu verwenden. Dies ist dadurch möglich, daß der Blasluftabführkanal
so in die Steuerkammer geführt ist, daß er in der neutralen Stellung des Steuerkörpers
von diesem abgesperrt ist, während er bei einem auf Grund eines hohen Druckunterschiedes
bei der Prüfung einer schadhaften Umhüllung verschobenen Steuerkolben freigelegt
ist, so daß die Blasluft aus der Blasluftkammer entweichen kann und der Arbeitskolben
beispielsweise unter Mitwirkung einer Druckfeder aus seiner Haltestellung herausgeschoben
wird.
-
Eine sofortige Ableitung der Blasluft aus der Blasluftkammer bei einer
schadhaften Umhüllung kann nach einer Ausbildungsform der Erfindung dadurch erreicht
werden, daß der Steuerkolben mit einem sich queraxial erstreckenden Blasluftkanal
versehen ist, durch welchen die Blasluft. in bestimmter Stellung des Steuerkolbens
aus der Blasluftkammer ins Freie abzuleiten ist.
-
Die Anwendung einer Prüfeinrichtung der vorgeschlagenen Bauart ist
allgemein nicht beschränkt auf die Art des Förderers für die zu prüfenden Gegenstände.
Besonders geeignet ist die vorgeschlagene Prüfeinrichtung jedoch für die Anordnung
an einer mit einer Vielzahl von Aufnahmen versehenen Prüftrommel, wie sie beispielsweise
für die Prüfung von Zigaretten, Filterzigaretten und Filterstäben benutzt wird,
die in einzelnen Aufnahmen der Prüftrommel abgelegt sind. Bei derartigen Prüftrommeln
ist es nämlich möglich, die Steuerkammer mit dem Steuermittel sowie die Blasluft-
und Prüfluftkammer innerhalb eines Gehäuses zu legen, das am Ende der Aufnahme einer
Prüftrommel angeordnet ist, und die Steuerkammer, die Blasluftkammer sowie einen
Zuleitungshauptkanal durch eine feststehende Steuerscheibe abzudecken, die mit Steuerschlitzen
versehen ist, welche bei einer Rotation der Prüftrommel die Luftströme und Luftdrücke
in den Kanälen und Kammern innerhalb des Gehäuses steuern. Hierfür ist besonders
eine mit Steuerschlitzen versehene Steuerscheibe vorteilhaft, weil eine derartige
Anordnung trotz des sehr geringen Aufwandes sehr betriebssicher arbeitet und auch
die Möglichkeit bietet, daß an jeder Aufnahme der Prüftrommel ein Gehäuse mit Prüfmitteln
angeordnet ist, wobei für die Steuerung sämtlicher Prüfmittel ein und dieselbe Steuerscheibe
Verwendung finden kann.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung erläutert. Darin zeigt F i g.1 eine Prüftrommel mit einer Prüfeinrichtung
im Querschnitt und F i g. 2 die Draufsicht auf einen Steuerring der Prüfeinrichtung
von F i g.1. Die F i g. 1 zeigt eine drehbar gelagerte Prüftrommel t, an der gleichzeitig
am Umfang verteilte Aufnahmen angeordnet sind. Jede Aufnahme besteht aus zwei muldenförmigen
Aufnahmekörpern 4 und 6. In dem Aufnahmekörper 4 mündet ein Blasluftkanal 10 sowie
ein Saugluftkana112. Der Saugluftkana112 steht mit einer Saugluftleitung 14 in Verbindung,
von der ein zweiter Saugluftkana116 abführt, der in der Mulde des Aufnahmekörpers
6 mündet. Jeder Aufnahme ist ein auf dem freien Ende 7 der Prüftrommel 2 befestigter
Anschlag 8 zugeordnet. An dem anderen Ende 19 der Prüftrommel 2 ist diese als Gehäuse
18 ausgebildet, das je Aufnahme wie nachfolgend beschrieben ausgebildet ist.
-
Das Gehäuse 18 weist zwei am Ende 19 der Prüftrommel
2 radial übereinanderliegende, axiale Bohrungen auf, von denen die äußere die Steuerkammer
22 und die innere die Arbeitskammer 24 bilden.
-
Zwei sich radial in die Steuerkammer 22 erstrekkende Zuleitungen 28
und 30 für den Prüfstrom münden an ihrem oberen Ende mit einer kegelförmigen Erweiterung
in einen Zuleitungshauptkanal 32. In der Außenseite des Gehäuses 18 sind zwei Gewindebohrungen
34 und 36 über den Zuleitungen 28 und 30 stehend angeordnet, in die Stellschrauben
38 und 40 eingeschraubt sind. Die Stellschrauben 38
und 40 besitzen
eine kegelige Spitze, welche der kegeligen Mündung der Zuleitungen 28 und 30 angepaßt
sind, so daß durch eine Verdrehung der Stellschrauben der wirksame Durchlaßquerschnitt
dieser Zuleitungen 28, 30 einstellbar ist.
-
In der Mitte der Steuerkammer 22 ist das Gehäuse 18 mit einer Ausblaskammer
42 versehen, die durch eine Bohrung 44 an die Steuerkammer 22 angeschlossen ist
und von der eine Bohrung 46 nach außen abführt.
-
In der Steuerkammer 22 liegt ein frei verschiebbarer Steuerkolben
48, der die Steuerkammer 22 in einen freien ersten Steuerkammerabschnitt 50 und
einen freien zweiten Steuerkamrnerabschnitt 52 unterteilt. Der Steuerkolben 48 ist
mit einem Blasluftkanal 54 versehen und an einem rechts in der Zeichnung liegenden
unteren Abschnitt mit einer Ausnehmung 56.
-
In der Arbeitskammer 24 ist ein Arbeitskolben 58 angeordnet, der zwei
etwa in seinem mittleren Abschnitt im Abstand voneinander stehende Kolbenringe 60
und 62 trägt, die als Abdichtglieder ausgebildet sind.
-
Der Kolbenstößel 64, der mit seinem vorderen Ende aus einer Öffnung
66 des Gehäuses 18 herausragt, weist an seinem vorderen Ende ein zylinderförmiges
Mundstück 68 auf, das die zu prüfende Zigarette Z an ihrem Stirnende abdichtend
umfaßt. Durch die vordere Hälfte des Kolbenstößels 64 verläuft ein sich axial erstreckender
Prüfkanal 70, der einerseits in der Stirnwand des Mundstückes 68 mündet und
andererseits durch eine Bohrung 72 mit einer Prüfluftkammer 74 verbunden ist, die
nach den Seiten hin durch die Kolbenringe 60 und 62 begrenzt ist und einen Bestandteil
der Arbeitskammer 24 bildet. Die Prüfluftkammer 74 ist unabhängig von der Stellung
des Arbeitskolbens 58 durch einen Zuführkanal 76 mit dem Steuerkammerabschnitt 52
verbunden. Auf der anderen Seite des Kolbenringes 60 liegt eine Blasluftkammer 78,
von der ein kegelförmig erweiterter Abführkanal77 nach der Steuerkammer 22 führt.
An
der Rückseite des Gehäuses 18 liegt eine Gleitscheibe 80 an, gegen die an ihrer
Außenseite eine Steuerscheibe 82 von einer Feder 85 angedrückt wird, die nicht wie
die Prüftrommel 2 mit dem Gehäuse 18 und der Gleitscheibe 80 umläuft, sondern feststeht.
Die Gleitscheibe 80 ist mit mehreren Bohrungen versehen. Die unterste Saugluftbohrung
84 liegt vor der Mündung der Saugluftleitung 14, die nächstfolgende Blasluftbohrung
86 liegt vor der Mündung des Blasluftkanals 10. Darüber liegt eine Blasluftbohrung
88, die eine Verbindung herstellt zu der Blasluftkammer 78. über dieser trägt die
Schleifscheibe eine auswechselbare Drosselöffnung 90, die in dem Steuerkammerabschnitt
50 mündet.
-
Außerdem ist ein Durchlaß 92 vorgesehen, der in dem Zuleitungshauptkanal
32 mündet. Zwischen der Drosselöffnung 90 und dem Durchlaß 92 ist eine gestrichelt
wiedergegebene Öffnung 94 angeordnet, die an die Bohrung 46 der Ausblaskammer
42 anschließt. Durch die Drehung der Prüftrommel 2 mit der Gleitscheibe
80 werden die Schlitze und öffnungen 84, 86, 88, 90, 92 und 94 der Schleifscheibe
80 mit teilringförmigen Steuerschlitzen in Verbindung gebracht, die an der Steuerscheibe
82 angeordnet sind.
-
Die Lage und Länge der Steuerschlitze geht im einzelnen aus der F
i g. 2 hervor. Dieser ist zu entnehmen, daß die Steuerschlitze auf sechs konzentrisch
liegenden Kreisen angeordnet sind. Auf dem innersten Kreis liegen zwei Saugluftsteuerschlitze
96 und 98 im Abstand voneinander, die mit Saugluftleitung 14 in Verbindung zu bringen
sind. Auf dem nachfolgenden Kreis liegt ein Blasluftsteuerschlitz 100, der den Zwischenraum
zwischen den Saugluftsteuerschlitzen 96 und 98 überbrückt und mit dem Blasluftkanal
10 in Verbindung zu bringen ist. Auf dem nächsten Kreis ist ein Blasluftsteuerschlitz
102 angeordnet, an den die Arbeitskammer 24 anzuschließen ist. Außerdem liegt auf
diesem Kreis ein Normalluftsteuerschlitz 104, an den nach einer weiteren Drehung
der Prüftrommel 2 ebenfalls die Arbeitskammer 24 anzuschließen ist. Darauf folgen
zwei Kreise, auf denen jeweils nur ein Normalluftsteuerschlitz 106 bzw. 108 liegt,
mit denen der Steuerkammerabschnitt 50 bzw. die Bohrung 46 der Ausblaskammer 42
in Verbindung zu bringen ist. Im gleichen Sektor wie die Steuerschlitze 106 und
108 liegt auf dem äußersten oder sechsten Kreis ein Prüfluftsteuerschlitz 110 für
die Prüfluftzufuhr sowie in einem größeren Abstand dazu ein kurzer Saugluftsteuerschlitz
112. Daraus ergibt sich folgende Wirkungsweise: Wird an einer übergabesteile 0l
eine Zigarette Z von einer Abgabetrommel 114 (F i g. 2) auf die Aufnahmekörper 4
und 6 der Prüftrommel 2 übergeben, so läuft nach einem kurzen Förderweg die Blasluftbohrung
88 der Gleitscheibe 80 über den Blasluftsteuerschlitz 102, so daß der Arbeitskolben
58 in der Arbeitskammer 24 nach rechts gegen den Druck der Feder 116 geschoben
wird, wobei die Zigarette Z gegen den Anschlag 8 gedrückt und ausgerichtet wird.
Erst anschließend läuft die Saugluftbohrung 84 über den Saugluftsteuerschlitz 96,
so daß die Zigarette Z in ihrer ausgerichteten Lage durch Saugluft in den Mulden
der Aufnahmekörper 4 und 6 gehalten wird. Nahezu gleichzeitig laufen die Drosselöffnung
90, der Durchlaß 92 und die Öffnung 94 der Gleitscheibe 80 über die Steuerschlitze
106,108 und 110 der Steuerscheibe 82. Dadurch wird der linke Steuerkammerabschnitt
50 über die Drosselöffnung 90 sowie die Ausblaskammer 42 mit dem Freien verbunden,
während in den Zuleitungshauptkanal 32 Prüfluft einströmt.
-
Aus dem Zuleitungshauptkanal 32 strömt die Prüfluft durch die
beiden Zuleitungen 28 und 30 in den linken und rechten Steuerkammerabschnitt 50
bzw. 52. Aus dem Steuerkammerabschnitt 52 strömt die Prüfluft durch den Zuführkanal
76 in die Prüfluftkammer 74 und von dort durch den Prüfkanal 70 in die Zigarette
Z. Ist die Umhüllung der Zigarette Z unversehrt, so strömt ein gewisser Anteil der
Prüfluft infolge der Porösität der Umhüllung durch diese hindurch. Ein gleicher
Prüfluftstromverlust ergibt sich durch den Durchtritt von Prüfluft durch die Drosselöffnung
90 in das Freie, deren Größe so gewählt ist, daß der durch sie hindurchtretende
Prüfluftstromanteil derjenigen Menge entspricht, welche aus der Umhüllung auf Grund
der Porösität austritt. Dadurch bildet sich an beiden Seiten des Steuerkolbens 48
der gleiche Druck aus, so daß dieser Steuerkolben in seiner neutralen Mittelstellung
stehenbleibt und der Abführkanal 77 versperrt bleibt. Dabei bleibt auch der Arbeitskolben
58 in seiner Halte- und Prüfstellung stehen: Läuft daher auf dem weiteren Förderweg
der Prüftrommel 2 die Blasluftbohrung 86 über den Blasluftsteuerschlitz 100 (F i
g. 2), so strömt zwar aus dem Blasluftkanal 10 Blasluft aus; durch diese Blasluft
wird die geprüfte Zigarette Z jedoch nicht von der Aufnahme abgeworfen, da sie noch
durch das Mundstück 68 des Arbeitskolbens 58 festgehalten wird. Auf ihrem weiteren
Umlauf wird die Zigarette Z daher durch die Verbindung der Saugluftbohrung 84 der
Gleitscheibe 80 mit dem Saugluftsteuerschlitz 98 der Steuerscheibe 82 durch Saugluft
festgehalten. Anschließend wird die Blasluftbohrung 88 mit dem Normalluftsteuerschlitz
104 in Verbindung gebracht, so daß der Druck aus der Blasluftkammer 78 entweicht
und der Arbeitskolben 58 unter dem Druck der Feder 116 in seine Ausgangslage zurückgeschoben
wird. Dadurch kommt die geprüfte Zigarette Z an ihrem Stirnende frei und kann an
einer übergabesteile Ü2 auf eine Abnahmetrommel 118 übertragen werden. Durch den
darauf erfolgenden Anschluß des Durchlasses 92 der Gleitscheibe 80 an den Saugluftsteuerschlitz
112 der Steuerscheibe 82 wird der Steuerkolben 48 mit Sicherheit in seine neutrale
Stellung zurückversetzt.
-
Handelt es sich bei der Prüfung um eine Zigarette Z mit einer schadhaften
Umhüllung, so ergibt sich bei der Prüfung ein höherer Prüfstromverlust in der Zigarette
Z als er auf Grund der Porösität der Umhüllung angenommen wurde. Das bedeutet, daß
aus dem rechten Steuerkammerabschnitt 52 mehr Prüfluft entweicht als aus dem linken
Steuerkammerabschnitt 50 durch die Drosselöffnung 90. Damit bildet sich im linken
Steuerkammerabschnitt 50 ein höherer Druck aus, der zu einer Verschiebung des Steuerkolbens
48 in der F i g. 1 nach rechts führt. Durch die Verschiebung des Steuerkolbens 48
kommt der Blasluftabführkanal 77 der Blasluftkammer 78 in Verbindung mit dem Blasluftkana154
des Steuerkolbens 48, so daß die Blasluft aus der Blasluftkammer 78 durch den Blasluftkanal
54, die Ausblaskammer 42 und die Bohrung 46 in das Freie strömen kann. Das hat eine
Verschiebung des Arbeitskolbens 58, der unter dem Druck der Feder 116 steht, nach
links
zur Folge, so daß das Mundstück 68 von der Zigarette Z abrückt und diese abgeworfen
wird, sobald der Blasluftschlitz 86 über den Blasluftsteuerschlitz 100 läuft
und auf den Blasluftkanal 10 Blasluft gegeben wird.
-
Wenn bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Prüfluftstrom ein
solcher Anwendung findet, der unter Druck axial in die Zigarette eingeleitet wird,
so ist die Erfindung auf dieses Verfahren und diese Anordnung nicht beschränkt,
denn es ist auch möglich, die Prüfung unter Verwendung eines Saugluftstromes durchzuführen.