DE19921721A1

DE19921721A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Zigarettenköpfen

Info

Publication number: DE19921721A1
Application number: DE19921721A
Authority: DE
Inventors: Heinz Focke; Ralf Sinnerbrink; Winfried Niebler
Original assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2000-11-16
Also published as: DE50007175D1; EP1053942A1; US6407807B1; EP1053942B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Zigarettenköpfen, wobei wenigstens ein Bereich eines Zigarettenkopfes mit Licht bestrahlt und vom Zigarettenkopf reflektiertes Licht derart von einem Detektor empfangen wird, daß bestrahlendes und empfangenes reflektiertes Licht winkelig zueinander verlaufen und der bestrahlte Bereich auf den Detektor abgebildet und ein vom Detektor erzeugtes Signal ausgewertet wird. Derartige bekannte Verfahren haben den Nachteil, daß sie ungenau und keine exakten Aussagen über den Zustand von Zigaretten erlauben. Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, das Prüfen von Zigaretten zu verbessern. Sie löst dieses Problem dadurch, daß beim Auswerten eine etwaige Abweichung, insbesondere ein Abstand, der Position der Abbildung des bestrahlten Bereichs von einer erwarteten Position einer Abbildung eines entsprechenden Bereichs eines idealen Zigarettenkopfes auf dem Detektor ermittelt wird, wobei aus der Abweichung der Abstand des bestrahlten Bereichs zu einer Sollposition dieses Bereichs bestimmt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Zigaretten köpfen, wobei wenigstens ein Bereich eines Zigarettenkopfes mit Licht bestrahlt und vom Zigarettenkopf reflektiertes Licht der art von einem Detektor empfangen wird, daß bestrahlendes und empfangenes reflektiertes Licht winkelig zueinander verlaufen und der bestrahlte Bereich auf den Detektor abgebildet und ein vom Detektor erzeugtes Signal ausgewertet wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Prüfen von Zigarettenköpfen mit einer Lichtquelle und einer Optik zum Erzeugen wenigstens eines mit Licht bestrahlten Bereichs auf einen Zigarettenkopf und einem Detektor zum Empfangen von vom Zigarettenkopf reflek tiertem Licht, der derart angeordnet ist, daß bestrahlendes und empfangenes reflektiertes Licht winkelig zueinander verlaufen und der bestrahlte Bereich auf dem Detektor abbildbar ist.

Bekannt ist ein Prüfverfahren bzw. eine Prüfvorrichtung zum be rührungslosen Prüfen von Zigarettenköpfen, bei dem eine gerade Linie auf einen tabakseitigen Zigarettenkopf gestrahlt wird. Falls die Zigarette nicht ordnungsgemäß mit Tabak befüllt ist, erscheint die Linie - wenn sie von einem anderen Blickwinkel betrachtet wird - nicht mehr als gerade Linie, sondern als Schlangenlinie bzw. als unterbrochene Schlangenlinie. Dieses Bild wird von einem Sensor erfaßt. Schließlich werden die Bild punkte, die innerhalb und außerhalb eines schmalen Bereichs um eine gedachte, theoretische gerade Linie liegen, gezählt und in ein Verhältnis zueinander gesetzt. Falls dieses Verhältnis ei nen Grenzwert überschreitet, soll dies darauf hindeuten, daß eine Zigarette nicht ordnungsgemäß befüllt ist.

Diese Art des Prüfens hat den Nachteil, daß sie ungenau ist und keine exakten Aussagen über den Zustand einer Zigarette er laubt.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, das Prüfen von Zigaretten zu verbessern und genauere Aussagen über den Zustand einer Zigarette zu ermöglichen.

Zur Lösung dieses Problems ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß beim Auswerten eine etwaige Ab weichung, insbesondere ein Abstand, der Position der Abbildung des bestrahlten Bereichs von einer erwarteten Position einer Abbildung eines entsprechenden Bereichs eines idealen Zigaret tenkopfes auf dem Detektor ermittelt wird, wobei aus der Abwei chung der Abstand des bestrahlten Bereichs zu einer Sollposi tion dieses Bereichs bestimmt wird. Ferner wird das Problem ge löst durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die gekennzeich net ist durch eine Auswerteeinrichtung, die ein vom Detektor erzeugtes Signal auswertet, um eine etwaige Abweichung, insbe sondere einen Abstand, der Position der Abbildung des bestrahl ten Bereichs von einer erwarteten Position einer Abbildung ei nes entsprechenden Bereichs eines idealen Zigarettenkopfes zu ermitteln, um aus der Abweichung den Abstand des bestrahlten Bereichs zu einer Sollposition dieses Bereichs zu bestimmen.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsge mäßen Vorrichtung kann ein Zigarettenkopf berührungslos vermes sen werden. Dabei wird bevorzugt der Lichtstahl eines Lasers oder einer anderen hellen Lichtquelle verwendet und über eine Linse auf einen Zigarettenkopf fokussiert. Dadurch werden ein oder mehrere Bildpunkte im wesentlichen im Meßabstand beleuch tet. Eine Linse fokussiert das reflektierte Licht auf einem po sitionsempfindlichen Detektor. Falls der beleuchtete Bereich sich nicht in seiner Sollposition befindet, führt dies zu einer Abweichung des Bildpunktes auf dem positionsempfindlichen De tektor bzw. zu einer Abweichung der Abbildung des beleuchteten Bereichs in Bezug auf eine erwartete Position der Abbildung auf dem Detektor. Aus dieser Abweichung, die sich insbesondere in einem Abstand ausdrücken läßt, ergibt sich aufgrund der geome trischen Anordnung von Zigarettenkopf bzw. der Zigaretten kopfsollposition, Einfallsrichtung des Lichts und Richtung des reflektierten Lichts sowie den Abständen dieser Positionen zur Linse bzw. zur Optik und zum Detektor der Abstand des bestrahl ten Bereichs im Verhältnis zu einer Sollposition dieses Be reichs.

Das erfindungsgemäße Prüfverfahren erlaubt eine sehr hohe Meß genauigkeit. Ferner genügt eine Momentaufnahme des Zigaretten kopfes, um diese Abstände zu ermitteln. Dadurch kann ein Ziga rettenkopf in einer Bewegung vermessen werden. Dadurch kann - anders als bei anderen bekannten Prüfverfahren, bei denen ein Stößel auf den Zigarettenkopf gedrückt wird - durch dieses be rührungslose Verfahren bei hoher Geschwindigkeit eine Zigaret tenverpackungs- oder Zigarettenherstellungsmaschine betrieben werden.

Bevorzugt werden mehrere Bereiche eines Zigarettenkopfes be strahlt und ausgewertet. Auf diese Weise kann man die korrekte Ausbildung insbesondere von Rezeßfilter- bzw. Papyrossizigaret ten beurteilen und insbesondere die Länge eines hohlen Ab schnitts einer Mundstückhülse derartiger Zigaretten vermessen. Ferner kann durch Bestrahlen mehrerer Punkte bzw. kleinerer Be reiche auf den Endbereich einer Mundstückhülse die korrekte, insbesondere runde Ausbildung von derartigen Mundstückhülsen kontrolliert werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und anhand der in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zum Prüfen der Köpfe einer Zigarettenformation mit einer direkt vor einem Linsen-Blenden-System angeordneten Licht quelle;

Fig. 2 eine weitere erfindungsgemäße Prüfvorrichtung mit einer Glasfaserleitung zum Leiten von Licht von ei ner entfernt liegenden Lichtquelle zu einem Linsen- Blenden-System;

Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Prüfvorrichtung mit einem Glasfaserbündel zum Leiten von Licht einer Lichtquelle in den Bereich der Zigarettenenden;

Fig. 4 eine Blende oder Anordnung der Glasfaserenden des Glasfaserbündels aus Fig. 3 gemäß einem Schnitt ent lang der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 das sich bei Verwendung einer Blende oder eine An ordnung von Glasfasern gemäß Fig. 4 ergebende Licht muster auf einer 7/6/7-Formation von 20 Zigaretten gemäß einem Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1;

Fig. 5a die geometrische Konstruktion einer Abbildung einer korrekt ausgebildeten Zigarette auf einem Detektor;

Fig. 5b die sich auf dem Detektor ergebende Abbildung bei einer geometrischen Anordnung gemäß Fig. 5a bei ei nem Schnitt gemäß der Schnittebene Vb-Vb;

Fig. 6a die geometrische Konstruktion einer Abbildung einer zu kurzen Zigarette auf einem Detektor;

Fig. 6b die sich auf dem Detektor ergebende Abbildung bei einer geometrischen Anordnung gemäß Fig. 6a bei ei nem Schnitt gemäß der Schnittebene VIb-VIb;

Fig. 1a die geometrische Konstruktion einer Abbildung einer Zigaretten mit korrekter Länge aber fehlerhafter Füllung auf einem Detektor;

Fig. 7b die sich auf dem Detektor ergebende Abbildung bei einer geometrischen Anordnung gemäß Fig. 7a bei ei nem Schnitt gemäß der Schnittebene VIIb-VIIb;

Fig. 8a die geometrische Konstruktion einer Abbildung einer Rezeßfilterzigarette in korrekter Ausbildung auf ei nem Detektor;

Fig. 8b die sich auf dem Detektor ergebende Abbildung bei einer geometrischen Anordnung gemäß Fig. 8a bei ei nem Schnitt gemäß der Schnittebene VIIIb-VIIIb.

Fig. 1 zeigt eine Prüfvorrichtung 10 zum Prüfen von Zigaretten köpfen mit einer Lichtquelle in Form eines Lasers 11. Statt des Lasers 11 können jedoch auch andere Lichtquellen mit einem hel len Licht eingesetzt werden, das monochromatisch oder nicht-mo nochromatisch sowie nicht-kohärent sein kann wie bspw. helle LEDs. Die Lichtquelle kann permanent leuchten. Sie kann aber auch gepulst betrieben werden, um einzelne Lichtblitze zu er zeugen.

Ein vom Laser 11 ausgehender Lichtstrahl 12 trifft auf ein Lin sen-Blenden-System 13, das eine Linse 14 sowie eine Blende 15 bzw. Maske aufweist. Dieses Linsen-Blenden-System 13 wandelt den Lichtstrahl 12 in Zigarettenköpfe 16 einer Zigarettenforma tion 17 bestrahlendes Licht 18 um. Das bestrahlende Licht 18 wird von den Zigarettenköpfen 16 reflektiert. In einer Reflek tionsrichtung befindet sich ein Detektor 19, beispielsweise in Form einer CCD-Kamera, d. h. einer Kamera mit einem aus mehreren zweidimensional angeordneten CCD-Elementen bestehenden CCD-Chip zum Erzeugen einer zweidimensionalen Abbildung mit einer Viel zahl von Pixeln.

Vom Detektor 19 empfangenes reflektiertes Licht 20 ist in einem von Null verschiedenen Winkel zum bestrahlenden Licht 18 ange ordnet, d. h. die auf die Zigarettenköpfe 16 einfallenden Licht strahlen werden in einer von der Einfallsrichtung abweichenden Richtung zum Detektor 19 reflektiert. Der Detektor 19 weist ne ben dem CCD-Chip auch eine Optik 21, insbesondere eine sich darin befindende Linse auf. Diese Optik 21 dient dazu, die re flektierten Lichtstrahlen 20 auf den CCD-Chip zu fokussieren.

Der Detektor 19 ist über ein Kabel 22 mit einer Auswerteein richtung verbunden, in der das empfangene Bild bzw. die Abbil dungen der bestrahlten Bereiche der Zigarettenköpfe 16 ausge wertet werden.

Die Zigarettenformation 17 wird gemäß Fig. 1 als gesamte drei lagige Formation geprüft. Deshalb erfaßt der Detektor 19 auch die Zigarettenköpfe 16 aller sich innerhalb der Zigarettenfor mation 17 befindenden Zigaretten. Die Auswerteeinrichtung muß daher ein Bild bestehend aus einer der Zigarettenanzahl der Formation 17 entsprechenden Anzahl von Teilbildern, nämlich 20, auswerten.

Diese Prüfung der Zigarettenformation 17 findet bevorzugt am Zigarettenrevolver einer Zigarettenverpackungsmaschine statt. Falls eine fehlerhafte Zigarette bei diesem Prüfverfahren er kannt wird, führt dies zum Auswurf der entsprechenden fehler haften Zigarettenformation 17.

Ferner kann auch nur eine einzelne Zigaretten untersucht wer den. Dazu eignet sich die vorstehend und nachfolgend beschrie bene Vorrichtung in gleicher Weise. Ein derartiges Prüfen kann auch im Zigarettenmagazin einer Zigarettenverpackungsmaschine stattfinden, wobei dann nur einzelne Zigaretten ausgeworfen werden und nicht eine gesamte Zigarettenformation 17. Der Aus wurf einzelner Zigaretten erfolgt dann gemäß der in der deut schen Offenlegungsschrift DE 36 20 735 A1 beschriebenen Weise, insbesondere mit einer dort erläuterten Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine weitere Prüfvorrichtung 23, die der in Fig. 1 dargestellten Prüfvorrichtung 10 mit folgender Ausnahme ent spricht. Der Lichtstrahl 12 gelangt nicht direkt zum Linsen- Blenden-System 13, sondern wird zunächst über eine Optik 24, insbesondere bestehend aus einer Linse 25 geleitet. Diese Optik 24 fokussiert den Lichtstrahl 12 auf eine Glasfaserleitung 26, die an ihren Enden einen Abschnitt 27 zum Eintritt des von der Optik 24 kommenden Lichts sowie einen Abschnitt 28 zum Austritt des aus der Glasfaserleitung 26 kommenden Lichts aufweist. Das aus dem Austrittsabschnitt 28 tretende Licht gelangt zum Lin sen-Blenden-System 13. Die Prüfvorrichtung 23 entspricht im üb rigen der Prüfvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 auf deren Beschrei bung hiermit verwiesen wird.

Die Glasfaserleitung 26 dient dazu, daß man eine Lichtquelle 11 auch an einem anderen Ort anordnen kann, als in unmittelbarer Nähe zum Linsen-Blenden-System 13. Dies hat den Vorteil, daß ein Teil der Komponenten der Prüfvorrichtung 23 dort anordbar ist, wo genügend Platz zur Verfügung steht. Andere Komponenten, wie das Linsen-Blenden-System 13 können dann in unmittelbarer Nähe zur Zigarette oder Zigarettenformation 17 untergebracht werden.

In entsprechender Weise kann aber auch der Detektor 19 an einem andere Ort untergebracht werden. Dazu ist der Detektor 19 eben falls über eine Glasfaserleitung optisch mit dem Ort der Ziga rettenprüfung verbunden. Das reflektierte Licht 20 wird dann über eine kleine Optik in eine entsprechende Glasfaserleitung fokussiert. Dadurch erhält man weiteren Platz im Bereich der zu prüfenden Zigarette bzw. Zigarettenformation.

Bei einer Variante kann man anstatt der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Blenden 15 auch ein Hologramm verwenden, um ein strukturiertes Lichtmuster auf den Zigarettenköpfen 16 der Zi garettenformation 17 zu erzeugen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Prüfvorrichtung 29 die ebenfalls eine Lichtquelle 11 aufweist. Der von der Lichtquelle 11 ausgehende Lichtstrahl 12 wird ähnlich wie in Fig. 2 auf eine Optik 24 mit einer Linse 25 geleitet. Diese Linse 25 dient zum Bündeln des Lichtstrahls 12 auf ein Bündel aus Glasfaserleitungen bzw. auf die einzelnen Fasern einer Glasfaserleitung. Im folgenden wird oberbegriffartig der Betriff Glasfaserbündel 30 für beide Vari anten verwendet, d. h. sowohl für ein Bündel von einzelnen Glas faserleitungen, als auch für eine Glasfaserleitung mit einer Vielzahl von einzelnen Glasfasern.

Das Glasfaserbündel 30 weist ebenfalls einen Eintrittsabschnitt 31 zum Eintritt des aus der Optik 24 tretenden Lichts, sowie einen Austrittsabschnitt 32 für den Austritt des den Glasfaser bündel 30 entspringenden Lichts auf. Eine Vorrichtung 33 leitet das aus dem Austrittsabschnitt 32 tretende Licht in Richtung der Zigarettenköpfe 16. Die Vorrichtung 33 dient entweder nur zur Aufnahme des Austrittsabschnitts 32 oder aber auch nur zum Anordnen der Fasern bzw. Glasfaserleitungen des Glasfaserbün dels 30, um ein bestimmtes strukturiertes Lichtmuster auf den Zigarettenköpfen 16 zu erzeugen. Dabei handelt es sich insbe sondere um eine Anordnung gemäß der in Fig. 4 dargestellten Weise, wobei die als größere Kreise dargestellten Bereiche je weils ein Bündel von Glasfasern, während die als kleinere Krei se dargestellten Bereiche lediglich wenige oder einzelne Glas fasern darstellen.

Im übrigen entspricht die in Fig. 3 dargestellte Prüfvorrich tung 29 den in Fig. 1 oder 2 dargestellten Prüfvorrichtungen 10 und 23. Es wird daher auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 Be zug genommen wird. Dies gilt insbesondere auch für die nicht dargestellte Ausführungsform einer zusätzlichen Glasfaserlei tung von den Zigarettenköpfen 16 zum Detektor 19, d. h. zum Transport des reflektierten Lichts 20.

Fig. 4 zeigt die Blende 15 gemäß einem Schnitt entlang der Li nie IV-IV in Fig. 1. Diese Blende 15 weist drei Reihen größerer Öffnungen 34, sowie eine um diese größeren Öffnungen 34 herum angeordnete Anzahl kleinerer Öffnungen 35 auf. Durch diese Blende wird ein strukturiertes Lichtmuster auf den Zigaretten köpfen erzeugt. Jede größere Öffnung 34 entspricht dem zentra len Bereich einer sich in einer Zigarettenformation 17 befin denden Zigarette. Diese Öffnung 34 dient dazu einen großen Teil des Zigarettenkopfes zu beleuchten, insbesondere etwa 40% bis 90% der Fläche der Stirnfläche eines Zigarettenkopfes. Diese größere Öffnung 34 dient dazu einen Lichtfleck zur Prüfung des Tabaks oder des Filters am Zigarettenkopf 16 zu erzeugen. Die größere Öffnung 34 ist beispielsweise mit einem Durchmesser von 5 mm bis 6 mm ausgebildet, wenn der Zigarettendurchmesser 8 mm beträgt, d. h. das Verhältnis von größerer Öffnung 34 zu Ziga rettendurchmesser beträgt 5-6/8.

Alternativ kann die der Beleuchtung des Zentrums des Zigaret tenkopfs 16 dienende größere Öffnung 34 auch mehreckig sowie unregelmäßig ausgebildet sein.

Um die größere Öffnung 34 herum sind weitere kleinere Öffnungen 35 angeordnet. Im Beispiel gemäß Fig. 4 sind sechs kreisförmig angeordnete kleinere kreisförmige Öffnungen 35 vorgesehen. Die se konzentrisch zur größeren Öffnungen 34 angeordneten kleine ren Öffnungen 35 befinden sich im wesentlichen in einer dem Zi garettenradius entsprechenden Entfernung vom Zentrum der größe ren Öffnung 34, d. h. bei einer Zigarette mit 8 mm Durchmesser in einem Abstand von ca. 4 mm vom Zentrum der größeren Öffnung 34.

Diese kleineren Öffnungen 35 dienen zum Beleuchten der Stirn seite des Zigarettenpapiers bzw. der äußeren Zigarettenhülle. Dabei handelt es sich entweder um das Zigarettenpapier selbst oder aber um einen einen Zigarettenfilter umgebenden papierar tigen Abschnitt.

Ferner kann es sich aber auch um eine Mundstückhülse einer Re zeßfilterzigarette oder einer Papyrossizigarette handeln. Bei einer Rezeßfilterzigarette handelt es sich um einer Filterziga rette, bei der der Zigarettenfilter nicht mit dem Zigarettenpa pier abschließt, sondern wobei der Filter zurückversetzt liegt, so daß sich ein hohles Mundstück bildet. Bei einer Papyrossizi garette handelt es sich um eine ähnliche Zigarette, jedoch ohne Filter, d. h., daß eine filterlose Zigarette ebenfalls ein hoh les Mundstück aufweist. Die Ausbildung dieses hohlen Mundstücks kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie dem erfin dungsgemäßen Verfahren ideal überprüft werden. Insbesondere kann man erfindungsgemäß die Kontur, d. h. insbesondere die kreisförmige Ausbildung des Mundstücks abtasten und prüfen. Man kann aber auch die Tiefe des Mundstücks bestimmen und zwar durch die vorteilhafte Anordnung von wenigstens einem beleuch teten Bereich des Zentrums eines Zigarettenkopfes (nämlich durch die größere Öffnung 34) und durch die Anordnung einer oder mehrerer beleuchteten Bereiche auf der Kante der Mund stückhülse. Eine Tiefenmessung erfolgt ebenfalls über das hier beschriebene Abstandsmeßverfahren.

Fig. 4 dient aber auch zur bereits oben erwähnten Erläuterung der Vorrichtung 33, nämlich zum Erläutern der geometrischen An ordnung einzelner Glasfasern des Glasfaserbündels 30 für eine Prüfvorrichtung 29 gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3.

Hierbei sind jeweils mehrere Glasfasern zu in drei Lagen ange ordneten größeren Formationen entsprechend der größeren Öffnung 34 zusammengefaßt. Entsprechend sind eine kleinere Anzahl von Glasfasern zu einer Mehrzahl von kleineren Formationen ent sprechend der kleineren Öffnung 35 angeordnet. Eine derartige Bündelung bzw. Zusammenfassung von Glasfasern dient zum Erzeu gen eines strukturierten Lichtmusters, das dem durch eine Blen de 15 gemäß Fig. 4 erzeugten Lichtmuster entspricht.

Fig. 5 ist eine Darstellung des sich auf den Zigarettenköpfen 16 einer Zigarettenformation 17 ergebenden Lichtmusters 36 in einer Darstellung eines Schnittes entlang der Linie V-V in Fig. 1. Das Lichtmuster 36 besteht aus insgesamt 20 in drei Lagen, nämlich in einer 7/6/7-Formation angeordneten größeren, kreis förmigen Lichtflecke 37. Um diese größeren Lichtflecke 37 herum sind jeweils sechs kleinere Lichtflecke 38 angeordnet, die sich auf der äußeren Hülle 39 der Zigarette befinden. Die größeren Lichtflecke 37 dienen als Auswerteflächen für die Prüfung der tabak- bzw. filterseitigen Enden der Zigarettenköpfe 16. Dem gegenüber dienen die kleineren Lichtflecke 38 als Auswerteflä chen für die Papierenden der Mundstückhülsen bei Rezeßfilterzi garetten bzw. Papyrossizigaretten.

Fig. 5a zeigt die geometrische Konstruktion von einen Zigaret tenkopf 16 bestrahlenden Lichts 18, das als reflektiertes Licht 20 über eine Linse 40 auf einen CCD-Chip 41 gelangt. Der Ziga rettenkopf 16 befindet sich in der in Fig. 5a dargestellten La ge an seiner korrekten Position und ist auch korrekt ausgebil det. Bei einer derartigen korrekten Zigarette ergibt sich auf dem CCD-Chip 41 eine Darstellung 42 gemäß Fig. 5b entsprechend einem Schnitt entlang der Linie Vb-Vb in Fig. 5a.

Die Darstellung 42 zeigt mehrere bestrahlte Bereiche 43 und zwar einen größeren Bereich 44 sowie sechs kleinere Bereiche 45 in konzentrischer Anordnung dazu. Die kreisförmige Doppellinie ist eine gedachte Linie zur Orientierung und Andeutung der Zi garettenhülle 47.

Alle Bereiche 43 bzw. 44 und 45 beleuchten jeweils eine Viel zahl von in kleinen Quadraten dargestellten CCD-Elementen. Die se CCD-Elemente bilden ein aus einer Vielzahl von Pixeln beste hendes Bild der Zigarettenköpfe bzw. einer gesamten Zigaret tenformation.

Die beispielhaft in Fig. 5b gezeigte Darstellung 42 ist symme trisch zum CCD-Chip angeordnet. Außerdem sind auch die kleine ren Bereiche 45 symmetrisch bzw. konzentrisch zum größeren Be reich 44 angeordnet. Diese Symmetrie zeigt eine korrekt ausge bildete Zigarette mit korrekter Länge an. Alle Abbildungen be strahlter Bereiche eines Zigarettenkopfes 16 befinden sich an ihrer erwarteten Position, da sich der korrekte Zigarettenkopf 16 an seiner Sollpositon befindet.

Dem gegenüber zeigen Fig. 6a und 6b die Darstellung 48 einer um die Länge A zu kurz ausgebildeten Zigarette. Die Darstellung 48 entspricht im wesentlichen der Darstellung 42. Sie befindet sich jedoch an einer anderen Position, d. h. die Bereiche 43 bzw. 44 und 45 der Darstellung 42 aus Fig. 5b, nämlich die Ab bildungen der bestrahlten Bereiche von Tabak und Zigarettenhül le liegen nicht mehr in der Mitte des CCD-Chips 41, sondern sind gegenüber der Darstellung 42 aus Fig. 5b nach oben ver schoben. Diese Abweichung, d. h. Verschiebung, insbesondere der Abstand dieser Verschiebung wird erfindungsgemäß von der mit dem CCD-Chip verbundenen Auswerteeinrichtung erfaßt. Aus dieser Abweichung kann dann auf den Abstand der bestrahlen Bereiche eine Sollposition dieser Bereiche bestimmt werden.

Die Fig. 7a und 7b zeigen in entsprechender Weise die sich er gebende Darstellung 49 einer Zigarette korrekter Länge mit feh lerhafter Füllung. Wie in Fig. 7a gezeigt ist die Zigarette am Zigarettenkopf 16 nicht bis zum Ende der Zigarettenhülle 47 mit Tabak 50 gefüllt. Diese mangelhafte Füllung führt dazu, daß die Darstellung 49 gegenüber den Darstellungen 42 und 48 aus den Fig. 5b bzw. 6b verändert ist. Der größere Bereich 44 von Fig. 7b ist nämlich nunmehr nicht mehr konzentrisch zu den kleineren Bereichen 45 angeordnet. Die Abbildungen der bestrahlten Berei che, d. h. die kleineren und größeren Bereiche 45 und 44 sind nun nicht mehr symmetrisch zueinander angeordnet. Dies läßt auf eine fehlerhafte Zigarette schließen. Aus der Abweichung des größeren Bereichs 44, d. h. aus der Verschiebung dieses Bereichs gegenüber der Darstellung in Fig. 5b kann auch auf die Tiefe des Lochs, d. h. das Fehlen von Tabak geschlossen werden.

Die Auswertung erfolgt derart, daß bei Überschreiten vorbe stimmter Grenzwerte der Abweichung bzw. bei Unsymmetrien eine Zigarette als fehlerhaft erkannt wird, was zum Auswurf der Zi garette bzw. der diese Zigarette enthaltenden Zigarettengruppe führt.

Die Fig. 8a und 8b zeigen schließlich eine Rezeßfilterzigarette 51 in korrekter Ausbildung. Diese Rezeßfilterzigarette 51 weist ein hohles Mundstück 50 sowie einen zurückliegenden Filter 53 auf. Der mittig bestrahlte Bereich des zurückliegenden Filters 53 bildet sich als größerer Bereich 44 auf dem CCD-Chip ab. Dem gegenüber bilden sich die kleineren Bereiche 45, die sich durch Beleuchten des Mundstücks an sechs Orten ergeben, nicht an kon zentrisch zum größeren Bereich 44 liegenden Orten ab. Diese Un symmetrie von kleineren und größeren Bereichen 44 und 45 ist bei Rezeßfilterzigaretten, aber auch bei Papyrossizigaretten eine normale Erscheinung, die bei der Auswertung der Darstel lung 54 von der Auswerteeinrichtung berücksichtigt wird.

Eine Abweichung der Darstellung 54 von dieser in Fig. 8b ge zeigten, erwarteten Position ergibt sich bei fehlerhaft ausge bildeten Rezeßfilter- bzw. Papyrossizigaretten. Eine derartige Abweichung kann ebenfalls innerhalb bestimmter Grenzwerte tole riert werden. Erst bei Überschreiten vorbestimmter Grenzwerte wird die entsprechende Zigarette oder eine gesamte Ziga rettenformation ausgeworfen.

Bei einer nicht dargestellten Variante sind zwei der zuvor er läuterten Prüfvorrichtungen an beiden Enden der Zigaretten vor gesehen. Auf diese Weise kann auch bei einer axialen Verschie bung einer an sich korrekt ausgebildeten Zigarette deren kor rekte Ausbildung erkannt werden, da aufgrund des ermittelten Abstandes eines Zigarettenendes zu seiner Sollpositon auf je weils beiden Seiten einer Zigarette auf deren Gesamtlänge ge schlossen werden kann. Dadurch kann man auf vorteilhafte Weise des Auswurf an sich ordnungsgemäßer, jedoch geringfügig axial verschobener Zigaretten verhindern.

Erfindungsgemäßes Verfahren und erfindungsgemäße Vorrichtung eröffnen eine Vielzahl von Möglichkeiten beim Prüfen von Ziga rettenköpfen, so daß nicht nur Tabakfehlstellen erkannt werden können, sondern auch die Tiefe von Mundstücken bei Rezeßfilter zigaretten bzw. Papyrossizigaretten, sowie die Ausbildung des Mundstück selbst, d. h. ob dies tatsächlich kreisförmig oder de formiert ist. Schließlich kann mittels der Erfindung auch die Länge einer Zigarette exakt bestimmt werden.

Bezugszeichenliste

10

Prüfvorrichtung

11

Laser

12

Lichtstrahl

13

Linsen-Blenden-System

14

Linse

15

Blende

16

Zigarettenkopf

17

Zigarettenformation

18

bestrahlendes Licht

19

Detektor

20

reflektiertes Licht

21

Optik

22

Kabel

23

Prüfvorrichtung

24

Optik

25

Linse

26

Glasfaserleitung

27

Eintrittsabschnitt

28

Austrittsabschnitt

29

Prüfvorrichtung

30

Glasfaserbündel

31

Eintrittsabschnitt

32

Austrittsabschnitt

33

Vorrichtung

34

größere Öffnung

35

kleinere Öffnung

36

Lichtmuster

37

größerer Lichtfleck

38

kleinerer Lichtfleck

39

äußere Hülle

40

Linse

41

CCD-Chip

42

Darstellung

43

Bereich

44

größerer Bereich

45

kleinerer Bereich

46

kreisförmige Doppellinie

47

Zigarettenhülle

48

Darstellung

49

Darstellung

50

Tabak

51

Rezeßfilterzigarette

52

hohles Mundstück

53

zurückliegender Filter

54

Darstellung
A Länge

Claims

1. Verfahren zum Prüfen von Zigarettenköpfen (16), wobei wenigstens ein Bereich (37, 38) eines Zigarettenkopfes (16) mit Licht (18) bestrahlt und vom Zigarettenkopf (16) reflektiertes Licht (20) derart von einem Detektor (19) empfangen wird, daß bestrahlendes und empfangenes reflektiertes Licht (18, 20) winkelig zueinander verlaufen, der bestrahlte Bereich (37, 38) auf dem Detektor (19) abgebildet und ein vom Detektor (19) erzeugtes Signal ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auswerten eine etwaige Abweichung, insbesondere ein Abstand, der Position der Abbildung (43, 44, 45) des bestrahlten Bereichs (37, 38) von einer erwarteten Position einer Abbildung eines entsprechenden Bereichs eines idealen Zigarettenkopfes (16) auf den Detektor (19) ermittelt wird, wobei aus der Abweichung der Abstand des bestrahlten Bereichs (37, 38) zu einer Sollposition dieses Bereichs bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten eines vorbestimmten Abstands des bestrahlten Bereichs (37, 38) zu der Sollposition dieses Bereichs die geprüfte Zigarette oder diese Zigarette enthaltende Zigarettengruppe (17) ausgeworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bereiche (37, 38) bestrahlt und ausgewertet werden und zwar wenigstens ein Bereich (37) innerhalb des von der Zigarettenhülle, insbesondere Zigarettenpapier oder Mundstückhülse, umgebenen, tabak- oder filterseitigen Zigarettenendes und ein oder mehrere Bereiche (38) auf der Zigarettenhülle.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei unsymmetrischer Anordnung der Abbildungen (44, 45, 46) bestrahlter Bereiche (37, 38) einer bis zu den Zigarettenenden mit Tabak (50) oder Filter (53) befüllten Zigarette diese Zigarette bzw. die diese Zigarette enthaltende Zigarettenformation (17) ausgeworfen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens an einem Zigarettenende einer nicht bis zum Ende mit Tabak (50) oder Filter (53) gefüllten Zigarette, insbesondere Rezeßfilterzigarette (51) oder Papyrossizigarette, bei unsymmetrischer Abbildung (44, 45, 46) bestrahlter Bereiche (37, 38) nur dann die Zigarette bzw. diese Zigarette enthaltende Zigarettenformation (17) ausgeworfen wird, falls die Unsymmetrie vorbestimmte Grenzwerte überschreitet.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines hohlen Abschnitts einer Mundstückhülse (52) einer Rezeßfilter- bzw. Papyrossizigarette (51) aus wenigstens einem Abstand einer Abbildung (45) eines Zigarettenhüllenbereichs zu einer Abbildung (44) eines Bereichs (37) innerhalb der Zigarettenhülle (47) ermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden einer Zigarette geprüft werden und aus den Abständen der bestrahlten Bereiche (37, 38) zu ihren jeweiligen Sollpositionen unter Berücksichtigung des Abstandes beider Zigarettenenden-Sollpositionen die tatsächliche Zigarettenlänge ermittelt wird, so daß auch bei in axialer Richtung verschobener Lage einer Zigarette ihre Länge ermittelt wird.

8. Vorrichtung zum Prüfen von Zigarettenköpfen (16) mit einer Lichtquelle (11) und einer Optik (13-15) zum Erzeugen wenigstens eines mit Licht bestrahlten Bereichs (37, 38) auf einem Zigarettenkopf (16) und einem Detektor (19) zum Empfangen von vom Zigarettenkopf (16) reflektiertem Licht (20), der derart angeordnet ist, daß bestrahlendes und empfangenes reflektiertes Licht (18, 20) winkelig zueinander verlaufen und der bestrahlte Bereich (37, 38) auf dem Detektor (19) abbildbar ist, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinrichtung, die ein vom Detektor (19) erzeugtes Signal auswertet, um eine etwaige Abweichung, insbesondere einen Abstand, der Position der Abbildung (43, 44, 45) des bestrahlten Bereichs (37, 38)von einer erwarteten Position einer Abbildung eines entsprechenden Bereichs eines idealen Zigarettenkopfes zu ermitteln, um aus der Abweichung den Abstand des bestrahlten Bereichs (37, 38) zu einer Sollposition dieses Bereichs zu bestimmen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Optik, ein Linsen-Blenden-System (13) und/oder Hologramm zum Erzeugen eines strukturierten Lichtmusters auf dem Zigarettenkopf (16), insbesondere mit einem oder mehreren Bereichen (37, 38) auf der Zigarettenhülle sowie innerhalb der Zigarettenhülle.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Glasfaserleitung (26, 30) zu Leiten von auszusendendem Licht von der Lichtquelle (11) in Richtung des Zigarettenkopfes (16), insbesondere zur Optik bzw. zum Linsen-Blenden-System (13) bzw. Hologramm.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch eine Glasfaserleitung zum Leiten von reflektiertem Licht zum Detektor (19).

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch ein Bündel (30) von Glasfaserleitungen zum Leiten von auszusendendem Licht von der Lichtquelle (11) in Richtung des Zigarettenkopfes (16) oder einer Formation von Zigarettenköpfen (16), das derart gebündelt ist, insbesondere dessen Enden derart aufgeweitet sind, daß ein strukturiertes Lichtmuster auf dem Kopf (16) bzw. den Köpfen (16) erzeugbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch einen dem Detektor (19) zugeordneten CCD- Chip mit einer Vielzahl von zweidimensional angeordneten CCD- Elementen zum Erzeugen einer zweidimensionalen Abbildung (42) mit einer Vielzahl von Pixeln.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch je eine Lichtquelle (11) und einen Detektor (19) im Bereich beider Zigarettenenden, insbesondere filterseitigem und tabakseitigem Ende, zum Prüfen beider Köpfe (16) einer Zigarette.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14 zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.