DE2750038A1 - Verfahren und anordnung zum steuern des perforierens von zigaretten oder anderen stabfoermigen rauchartikeln - Google Patents
Verfahren und anordnung zum steuern des perforierens von zigaretten oder anderen stabfoermigen rauchartikelnInfo
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Description
Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 1497
Verfahren und Anordnung zum Steuern des Perforierens von Zigaretten oder anderen stabförmige! Rauchartikeln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Perforierens von Zigaretten oder anderen stabförmigen Rauchartikeln
zum Erreichen eines gewünschten Ventilationsgrades .
Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zum Steuern des Perforierens von Zigaretten oder anderen stabförmigen
Rauchartikeln zum Erreichen eines gewünschten Ventilationsgrades.
Bei der Herstellung von sogenannten leichten Zigaretten , insbesondere Filterzigaretten, werden im Bereich der
Filter zunehmend Nebenluftkanäle in Form von Löchern eingebracht, durch die beim Ziehen an den Zigaretten dem
Rauch kühle Nebenluft zugeführt wird. Es wird dabei angestrebt, einen relativ großen Nebenluftstrom zuzuführen,
der in einem vorgegebenen, möglichst konstanten Verhältnis zu dem die Zigaretten verlassenden Gesamtstrom stehen
soll. Dieses Verhältnis wird mit "Ventilationsgrad·· bezeichnet.
Es ist bereits bekannt, Zigaretten dadurch mit Löchern zu versehen, d.h. sie zu perforieren, daß sie an einer
mit Nadeln besetzten Rollfläche entlanggerollt werden. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Zigaretten mittels
Laserstrahlen zu perforieren, wobei jeweils eine bestimmte Anzahl von Löchern mit einem gewünschten Gesamtquerschnitt
aufgemacht wird.
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Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 1497
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Ventilationsgrad von Zigaretten mit Nebenluftöffnungen
(Löchern) möglichst auf einen gewünschten Wert zu bringen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Einbringen von Löchern in die Umhüllung von
fertigen Zigaretten in einer gewünschten Zone in Abhängigkeit von Meßsignalen erfolgt, die in Abhängigkeit
von mindestens einer Eigenschaft der Umhüllung und/oder der Füllung der Zigaretten gebildet werden.
Dabei kann das Einbringen von Löchern nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung in Abhängigkeit von Meßsignalen
für Eigenschaften von zum Herstellen der Zigaretten verwendeten
Komponenten erfolgen, bevor aus diesen Komponenten die fertigen Zigaretten gebildet werden.
Eine Eigenschaft, die die Ventilation einer Zigarette beeinflussen kann, ist die Luftdurchlässigkeit (Porosität)
des Zigarettenpapiers, die beim Ziehen an der Zigarette einen Nebenluftstrom durch das Papier des
Tabakstockes in das Innere der Zigarette zuläßt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird daher ein Meßsignal
in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung einer Zigarette gebildet, bevor diese Umhüllung
zur Herstellung eines umhüllten Zigarettenstranges um einen Tabakstrang herumgelegt wird; von diesem umhüllten Zigarettenstrang
werden dann fertige Zigaretten abgeschnitten, in die später Löcher eingebracht werden. Die Messung
der Luftdurchlässigkeit eines Umhüllungsstreifens während seiner Zufuhr zum Tabakstrang läßt sich in an sich
bekannter Weise durch Aufleiten einer pneumatischen Größe oder von Licht durchführen, wobei das entsprechende
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Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
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Meßsignal in Abhängigkeit von dem Durchtritt der pneumatischen Größe (z.B. von Luft) oder des Lichtes gebildet
wird.
Eine andere Eigenschaft einer Zigarette, die ihren Ventilationsgrad
beeinflussen kann, ist der reine Zugwiderstand des Tabaks ohne Berücksichtigung der Luftdurchlässigkeit
der Papierumhüllung. Dieser Zugwiderstand ist abhängig von mehreren Einflußgrößen, so z.B. der Menge
des Tabaks in der Zigarette, der Ausrichtung der Tabakfasern und einer etwaigen ungleichförmigen Tabakverteilung
über die Länge des Tabakstockes. Gemäß der Erfindung kann ein Meßsignal in Abhängigkeit von dem Zugwiderstand
gebildet werden, das abhängig von der Menge des in einem Teil eines endlosen Tabakstranges befindlichen Tabaks gebildet
wird, die in der von dem Tabakstrang abgeschnittenen Zigarette enthalten ist. Das Meßsignal für die Tabakmenge
im Tabakstrang läßt sich in an sich bekannter Weise durch Durchleiten von Luft quer zur Längsrichtung
und Erfassen einer von der Menge abhängigen pneumatischen Größe bilden. Das Meßsignal läßt sich aber auch in an sich
bekannter Weise durch Durchleiten von Beta-Strahlen und Erfassen der aus dem Strang austretenden Strahlung bilden.
Eine weitere Möglichkeit besteht in einer kapazitiven Bildung des Meßsignals.
Bei der Herstellung von Zigaretten, bei denen sowohl die Luftdurchlässigkeit des Papiers als auch der Zugwiderstand
des Tabaks schwanken kann, läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Einbringen von Löchern in
Abhängigkeit von einem Steuersignal vornehmen, das sowohl in Abhängigkeit von einem von der Luftdurchlässigkeit
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Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
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der Umhüllung abhängigen Meßsignal als auch in Abhängigkeit von einem anhand der Menge des in einem endlosen
Tabakstrang befhdlichen Tabaks ermittelten Zugwiderstands
abhängigen Meßsignal gebildet wird; hierbei werden die Meßsignale von dem Teil der Umhüllung bzw. des Tabakstranges
gebildet, aus dem die Zigarette hergestellt wird, die gemäß der Erfindung perforiert wird.
Aus dem Meßsignal für die Tabakmenge in einem Tabakstrangteil, aus dem die zu perforierende Zigarette gefertigt wird,
kann zusätzlich ein Meßsignal gebildet werden, das das Einbringen der Löcher in die Zigarette steuert.
Anstatt Meßsignale aus den Komponenten Umhüllung und/oder Füllung für die Zigarettenherstellung zu bilden, aus denen
erst nach der Messung Zigaretten hergestellt werden, können die Meßsignale nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung
auch bei der fertigen Zigarette erfaßt werden. So kann beispielsweise das Einbringen von Löchern in Abhängigkeit
von einem Meßsignal erfolgen, das in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung der fertigen
Zigarette gebildet wird. Dieses Meßsignal läßt sich beispielsweise dadurch bilden, daß den Enden einer
Zigarette Prüfluft mit einem bestimmten Prüfdruck zugeführt wird, dessen Veränderung infolge des Durchtritts von
Prüfluft durch die Umhüllung ein Maß für die Luftdurchlässigkeit ist. Es ist Jedoch auch möglich, ein an dem
noch unumhüllten Zigarettenstreifen gewonnenes Signal für die Luftdurchlässigkeit eines bestimmten Abschnittes,
aus dem die Zigarette später gebildet wird, zu erfassen,
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Stw.: Zigarettenprtifen-perforieren-Lochgröße steuern
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und das so indirekt erfaßte Meßsxgnal für die Luftdurchlässigkeit nach entsprechender Verzögerung entsprechend
der Herstellzeit der Zigarette zur Steuerung des Einbringens von Löchern an dieser Zigarette zu verwenden.
Das Einbringen von Löchern kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in Abhängigkeit von einem Meßsignal erfolgen, das in Abhängigkeit von dem Zugwiderstand der
fertigen Zigarette gebildet wird. Das Meßsignal für den Zugwiderstand läßt sich dadurch erzeugen, daß die
Zigarettenhülle nach außen abgedeckt wird und ein Prüfluftstrom durch die Zigarette geblasen oder gesaugt
wird, dessen Größe ein Maß für den Zugwiderstand ist. Durch Abtasten der Größe dieses Prüfluftstromes oder
einer davon abgeleiteten pneumatischen Größe, z.B. eines von dem Strom abhängigen Drucks,läßt sich ein
Meßsignal gewinnen. Infolge der Abdeckung geht die Luftdurchlässigkeit der Umhüllung nicht in die Messung
für den Zugwiderstand ein.
Sind bei einer Zigarette Änderungen sowohl der Porosität
der Umhüllung als auch des Zugwiderstandes möglich, so läßt sich das Einbringen von Löchern in Abhängigkeit
von einem Steuersignal vornehmen, das sowohl in Abhängigkeit von einem von der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung
(insbesondere einer fertigen Zigarette) abhängigen Meßsignal als auch in Abhängigkeit von einem von dem Zugwiderstand
der fertigen Zigarette 'abhängigen Meßsignal gebildet wird. Zusätzlich kann das Einbringen von Löchern in Abhängigkeit von einem Meßsignal erfolgen, das in Abhängigkeit von.der Tabakmenge in der fertigen Zigarette gebildet wird. Dieses Signal kannte durch Wiegen einer
Zigarette, durch Erfassen der Masse der Zigarette mittels einer kapazitiven Messung oder durch Erfassen des ent-
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Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
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sprechenden, noch unumhüllten Tabakstrangabschnittes gebildet werden.
Zur Steuerung des Perforierens von Zigaretten eignen sich
besonders Laserstrahlen, da diese bezüglich ihrer Intensität oder Dauer leicht und sehr schnell steuerbar sind.
Die Querschnitte der Löcher lassen sich somit durch Steuern der Laserstrahlintensität oder durch Steuern der
Einwirkungsdauer je Loch beeinflussen.
Nach Fertigstellung der Perforation, die auch mit "Klimazone"
bezeichnet wird, lassen sich die eingebrachten Löcher bezüglich ihrer Durchlässigkeit für in die Zigarette
strömende Nebenluft vermessen. Liegt die Durchlässigkeit der Löcher bei einer Zigarette außerhalb eines zugelassenen
Bereiches, so kann die Zigarette gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als unbrauchbar ausgeworfen werden.
Die Messung läßt sich, ggf. zusätzlich, auch dafür nutzen, daß das gebildete Meßsignal - insbesondere bei
langer andauernden Abweichungen - das Einbringen der Löcher im Sinne des Erreichens gewünschter Werte korrigiert.
Um Schwankungen infolge dauernder Eingriffe in die Steuerung des Perforierens zu vermeiden, kann bei dem zuletzt
genannten Anwendungsbereich der Messung ein Meßsignal gebildet werden, das aus einem Integrationswert vieler
einzelner Meßsignale gebildet wird und daher schleichende Abweichungen der Querschnitte der tatsächlich gebildeten
Löcher von den gewünschten Querschnitten verhindern.
Die vorgenannte Anordnung, die insbesondere zum Ausüben des Verfahrens gemäß der Erfindung dient, ist gekennzeichnet
durch einen Meßsignalgeber zum Bilden von Meßsignalen
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Stv.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 1497
in Abhängigkeit von mindestens einer Eigenschaft der
Umhüllung und/oder Füllung der Zigaretten, und durch eine mit dem Meßsignalgeber verbundene Steuereinrichtung
zum Steuern einer Löcher einbringenden Perforationsvorrichtung .
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann ein
MeßSignalgeber zum Bilden von Meßsignalen in Abhängigkeit
von Eigenschaften von zum Herstellen der zu perforierenden ZigaÄten verwendeten Komponenten (endlose Umhüllungsstreifen,
endloser Tabakstrang) vorgesehen sein.
Eine Eigenschaft,die die Ventilation einer Zigarette beeinflussen
kann, ist die Luftdurchlässigkeit (Porosität) des Zigarettenpapiers, die beim Ziehen an der Zigarette
einen Nebenluftstrom durch das Papier des Tabakstockes in das Innere der Zigarette zuläßt. Gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung wird daher ein Meßsignalgeber zum Bilden eines Meßsignals in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit
der Umhüllung , vährend diese noch als endloser Streifen geführt und bevor sie um den Tabakstrang
herumgelegt ist, vorgesehen. Als derartiger Meßsignalgeber kann ein pneumatischer Meßsignalgeber vorgesehen
sein, der ein Meßsignal in Abhängigkeit von dem Durchtritt eines die streifenförmig geführte Umhüllung einseitig
beaufschlagenden pneumatischen Mediums (z.B. Luft) durch die Umhüllung bildet. Ein anderer Meßsignalgeber
für die Luftdurchlässigkeit des Umhüllungspapiers weist eine Lichtquelle auf, deren Licht auf eine Seite der
streifenförmig geführten Umhüllung aufgeleitet wird; der durchtretende Teil des Lichtes vird dann von einem
auf der anderen Seile angeordneten lichtelektrischen Detektor erfaßt.
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Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
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Eine andere Eigenschaft einer Zigarette, die ihren Ventilationsgrad
beeinflussen kann, ist der reine Zugwiderstand des Tabaks. Dieser Zugwiderstand ist abhängig
von mehreren Einflußgrößen, so z.B. der Menge des Tabaks in der Zigarette, der Ausrichtung der Tabakfasern
und einer etwaigen ungleichförmigen Tabakverteilung über die Länge des Tabakstockes. Gemäß der Erfindung
kann ein Meßsignalgeber vorgesehen sein zum Bilden eines Meßsignals in Abhängigkeit von der Menge des in einem
Teil eines endlosen Tabakstranges befindlichen Tabaks, die in der von dem umhüllten Tabakstrang abgeschnittenen
zu perforierenden Zigarette enthalten ist. Von diesem zunächst mengenabhängigen Signal kann dann durch eine
zusätzliche Schaltungsanordnung ein dem Zugwiderstand der erfaßten Tabakmenge entsprechendes Meßsignal gebildet
werden; dieses Meßsignal entspricht somit dem Zugwiderstand des Tabaks derjenigen Zigarette, die aus dem
entsprechenden Abschnitt des Tabakstranges, dessen Menge bestimmt worden ist, gefertigt worden ist. Als Meßsignalgeber
kann eine eren Meßluftstrom quer durch den Tabakstrang hindurchleitende Luftleiteinrichtung und ein eine
sich in Abhängigkeit von der Tabakmenge im Tabakstrang ändernde pneumatische Größe der Luft erfassendes Meßglied
vorgesehen sein. Eine andere Möglichkeit der Erfassung eines mengenabhängigen Meßsignals ist durch einen
Meßsignalgeber möglich mit einer Beta-Strahlungsquelle, deren Beta-Strahlen quer durch den Tabakstrang
verlaufen, und mit einem für die in Abhängigkeit von der Tabakmenge geschwächten für Beta-Strahlen
empfindlichen Meßglied.
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stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
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Eine weitere Möglichkeit der Erfassung eines mengenabhängigen Meßsignals besteht mittels eines kapazitiven Meßwertgebers
mit einem hochfrequenten Wechselfeld, das von dem Tabakstrang bei seiner Förderung durchsetzt wird.
Bei der Herstellung von Zigaretten, bei denen sowohl die Luftdurchlässigkeit des Papiers als auch der Zugwiderstand des Tabaks schwanken kann, läßt sich die Steuereinrichtung
sowohl mit einem Meßsignalgeber für die Luftdurchlässigkeit der noch nicht um den Tabak herumgelegten
Umhüllung als auch mit einem Meßsignalgeber für die Tabakmenge im endlosen Tabakstrang verbinden; dabei entsprechen
die abgegebenen Meßsignale der Luftdurchlässigkeit desjenigen Abschnitts der Umhüllung bzw. der Tabakmenge
desjenigen Abschnitts des Tabakstranges, aus denen die zu perforierende Zigarette gebildet ist. Anstelle einer
direkten Verbindung der Meßsignalgeber und der Steuereinrichtung kann aus den Meßsignalen der vorgenannten Meßsignalgeber
ein kombiniertes Signal gebildet werden, das dann der Steuereinrichtung zugeführt ist.
Die vorbeschriebene Umsetzung des von der Tabakmenge im
Tabakstrang abhängigen Meßsignals in ein Steuersignal, das dem Zugwiderstand des Tabaks in der fertigen Zigarette
entsprechen kann, kann durch einen Punktionsgeber realisiert werden.
Anstatt Meßsignale aus den Komponenten Umhüllung und/oder
Füllung für die Zigarettenherstellung zu bilden, aus denen erst nach der Messung Zigaretten hergestellt werden,
können die Meßsignale nach einer zweiten Ausgestaltung
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Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
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der Erfindung auch bei der fertigen Zigarette erfaßt werden.
So kann ein Meßsignalgeber zum Bilden eines Meßsignals in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit der
Umhüllung der fertigen Zigarette vorgesehen sein, wobei diese Luftdurchlässigkeit direkt an der Zigarette oder
indirekt an dem Streifen, der später um den Tabakstrang vor dem Fertigen einer Zigarette gelegt wird, erfaßt wird.
Es ist ferner möglich, einen Meßsignalgeber vorzusehen zum Bilden eines Meßsignals in Abhängigkeit von dem Zugwiderstand
des Tabaks in der fertigen Zigarette. Zum Bilden beider Meßsignale, also eines von der Luftdurchlässigkeit
der Zigarettenhülle und von demZugwiderstand des Tabaks in der Zigarette abhängigen Meßsignals,
kann der Meßsignalgeber ein Prüfmittel aufweisen, das einen Prüfluftstrom durch eine Zigarette bei nach außen
abgedeckter und bei nicht abgedeckter Umhüllung leitet, wobei der Meßsignalgeber außerdem ein Meßglied zum Erfassen
einer pneumatischen Größe der unterschiedlichen Prüfluftströme aufweist. Die Steuereinrichtung kann dann
sowohl mit einem Meßsignalgeber für die Luftdurchlässigkeit
der Umhüllung der fertigen Zigarette a-ls auch mit einem Meßsignalgeber für den Zugwiderstand des Tabaks in
der fertigen Zigarette verbunden sein. Anstelle einer direkten Verbindung der beiden Meßsignalgeber mit
der Steuereinrichtung kann auch eine Kombination beider Meßsignale vorgenommen werden, so daß die Steuereinrichtung
dann von dem so kombinierten Meßsignal beaufschlagt wird. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung mit einem Meßsignalgeber für die Menge des Tabaks in der fertigen Zigarette verbunden
sein.
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Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Perforationsvorrichtung vorgesehen, die sich relativ einfach
und feinfühlig steuern läßt. Eine derartige Perforationsvorrichtung besteht beispielsweise in einem Laser,
der über seine Energie oder bezüglich der Länge seiner die Löcher einbringenden Impulse steuerbar ist. Bei
der Perforierung von Zigaretten, die im Produktionsfluß gefördert werden, ist es vorteilhaft, wenn die Zigaretten
relativ zu der Perforationsvorrichtung im Zeitbereich des Perforierens still stehen. Dies kann durch eine Rollvorrichtung
bewirkt werden, die in einer Förderbahn der Zigaretten angeordnet ist und die Zigaretten zum Einbringen
von Löchern rollt, wobei die Förderbewegung der Zigaretten unterbrochen wird.
Eine andere Perforationsvorrichtung besteht aus Nadeln, die aus einer Rollfläche herausstehen, an der die Zigaretten
entlanggerollt werden. Entsprechend den steuerbaren wirksamen Eindringtiefen der Nadeln lassen sich die wirksamen
Lochquerschnitte steuern.
Wenn zu befürchten ist, daß die Wirkung der Perforationsvorrichtung durch Störgrößen beeinträchtigt wird, d.h.
daß die Querschnitte der eingebrachten Löcher nicht den gewünschten Querschnitten entsprechen, so läßt sich der
Perforationsvorrichtung eine Prüfeinrichtung für die Querschnitte der eingebrachten Löcher nachordnen. Mit dieser
Prüfeinrichtung können Zigaretten, deren Lochquerschnitte aus einem vorgegebenen Bereich fallen, die also zu groß
oder zu klein sind, von ihrer weiteren Verarbeitung ausgeschlossen werden. Die Prüfeinrichtung kann aber auch,
ggf. zusätzlich, dazu dienen, bei längerem Anhalten solcher Abweichungen korrigierend auf die Steuereinrichtung
zum Einbringen der Löcher einzuwirken.
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Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 1497
Üe mit einem oder mehreren Meßsignalgebern verbundene, in
Abhängigkeit von deren Meßsignalen steuerbare Perforationsvorrichtung kann gemäß der Erfindung vorteilhaft auf
einer Maschine zum Ansetzen von Filterstopfen angeordnet sein, insbesondere wenn die Zigaretten beim Perforieren
im Stillstand gerollt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht in einer Anordnung der mit einem oder mehreren MeßSignalgebern verbundenen,
in Abhängigkeit von deren Meßsignalen steuerbaren Perforationsvorrichtung auf einer Maschine zum Herstellen
der Zigaretten, und zwar vorteilhaft in dem Bereich, in dem der Zigarettenstrang aus den Komponenten '•Zigarettenpapier
streif en" und "Tabakfasem11 fertiggestellt oder die
Zigaretten von dem Zigarettenstrang abgeschnitten sind. Die Perforationsvorrichtung, vorteilhaft eine Laser-Anordnung,
kann so bezüglich des Zigarettenstranges angeordnet sein, daß die gesteuert eingebrachten Löcher oben, d.h.
im Nahtbereich des Zigarettenstranges, liegen.
Der mit der Erfindung erreichte Vorteil besteht darin, einen gewünschten Ventilationsgrad mit größerer Genauigkeit
erreichen und in der Massenfabrikation von Zigaretten innerhalb relativ enger Grenzen halten zu können.
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Die Erfindung wird anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1
Figur 2
Figur 2a
Figur 3
Figur 3
Figur 4
Figur 5
Figur 6
die Steuerung einer Perforationsvorrichtung in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit
im Zigarettenpapierstreifen, die Steuerung einer Perforationsvorrichtung
in Abhängigkeit von der in ein zugwiderstandsabhängiges
Meßsignal umgewandelten Tabakmenge im Tabakstrang,
eine Variante eines Meßsignalgebers für die S trangmengenmessung,
die Steuerung einer Perforationsvorrichtung in Abhängigkeit sowohl von der in ein zugwider
standsabhängiges Meßsignal umgewandelten Tabakmenge im Tabakstrang als auch von der Luftdurchlässigkeit im Zigaifittenpapierstreifen,
die Steuerung einer Perforationsvorrichtung in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit
im Zigarettenpapierstreifen und dem Zugwiderstand des Tabaks in der fertigen Zigarette,
die Steuerung einer Perforationsvorrichtung in Abhängigkeit von der an der fertigen Zigarette
gemessenen Luftdurchlässigkeit der Umhüllung der fertigen Zigarette, die Steuerung einer Perforationsvorrichtung
in Abhängigkeit von dem an der fertigen Zigarette gemessenen Zugwiderstand des Tabaks
und der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung ,
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Figur 7 die Steuerung einer Perforationsvorrichtung in Abhängigkeit sowohl von der in ein zugwiderstandsabhängiges
Meßsignal umgewandelten Tabakmenge im Tabakstrang als auch von der Luftdurchlässigkeit im Zigarettenpapiers
treif en, wobei die Perforationsvorrichtung
im Zigarettenstrangbereich einer Zigarettenherstellmaschine angeordnet ist.
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Figur 1 zeigt schematisch eine übliche Zigarettenmaschine 1 und eine mit ihr starr gekoppelte übliche Filteransetzmaschine
2. Der Zigarettenmaschine werden Tabakfasern oder ein anderen rauchfähiges Material entsprechender
Konsistenz aus einem Vorratsbehälter 3 und ein Umhüllungsstreifen 4 aus Zigarettenpapier zugeführt,
der von einer Bobine 6 abgezogen wird. In der Zigarettenmaschine wird fortlaufend aus den Tabakfasern zunächst
ein breites und dünnes Tabakvlies und aus diesem ein Tabakstrang geformt. Der an einer Kante beleimte Papierstreifen
4 wird fortlaufend um den Tabakstrang herumgelegt und zur fortlaufenden Bildung eines Zigarettenstranges
verklebt. Von dem Zigarettenstrang werden von einem Messerapparat dann fortlaufend Zigaretten 7 abgeschnitten.
Der Zigarettenpapierstreifen 4 und der Tabakstrang aus von dem Vorrat 3 zugeführten Tabakfasern sind daher
die Hauptkomponenten, aus denen die fertigen Zigaretten 7 hergestellt werden.
Nach ihrer Herstellung werden die Zigaretten 7 zu der Filteransetzmaschine
2 gefördert, wo sie mit aus einem Vorratsbehälter 11 zugeführten Filterstopfen 8 verbunden
werden. Hierzu wird der Filteransetzmaschine 2 außer den Filterstopfen auch ein Belagpapierstreifen 9 zugeführt,
der von einer Bobine 12 abgezogen, beleimt und in Blättchen zerschnitten wird. Durch Rollen an einer
stationären Gegenrollfläche werden die Zigaretten und axial fluchtend angelegten Filterstopfen zu fertigen Filterzigaretten
konfektioniert. Bei Herstellung von Doppelfilterzigaretten mit zwei außen liegenden Tabakstöcken
und Innen angeordnetem Doppelfilterstopfen werden diese vorgenannten Gruppen nach dem Verbinden
durch beleimte Belagblättchen durch mittiges Schneiden
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voneinander getrennt, die Zigaretten einer Reihe gewendet und mit den Zigaretten der anderen Reihe vereinigt und
sodann in einer Reihe zur Weiterverarbeitung abgefördert.
Um dem Rauch der Filterzigaretten Nebenluft zuführen zu können, werden Löcher in die Filterstopfen eingebracht,
wozu die gezeichnete Perforationsvorrichtung in Form einer Laseranordnung 16 auf der Filteransetzmaschine dient,
Ein von einem steuerbaren Laser 17 ausgehender Laserstrahl 18 gelangt über Spiegel 19a und 19b sowie eine Linse 21
auf den Filterbereich, wo er ein Loch durch das Belagpapierblättchen
und die meist ebenfalls aus Papier bestehende Oberfläche des Filterstopfens brennt, so daß
beim Ziehen an der Zigarette 7 kühle Nebenluft durch die Löcher in das Filtermundstück eintreten kann, wo sie
sich mit dem durch die Zigarette strömenden Rauchstrom vermischt. Bei diesem Perforieren befindet sich eine Zigarette
auf einer Trommel 22, auf der sie in Richtung des Pfeiles 23 gefördert und dabei durch Saugluft in Kanälen
24 in Mulden 26 gehalten wird. Eine Rollvorrichtung 27 in Form einer gemäß Heil 28 rotierenden Nuttrommel
rollt die Zigarette an einer Rollstelle derart, daß sie während des Rollens ihre Förderbewegung in Richtung
des Pfeils 23 unterbricht, indem sie auf dem Umfang der Trommel 22 relativ zurückrollt. Daher kann der Laserstrahl
18, der in Form von Impulsen vom Laser 17 abgegeben wird, aufeinanderfolgend Löcher in den Filterstopfen
brennen, die dann in einer Reihe liegen. Die zeitliche Steuerung des Beginns der Perforierung einer
Zigarette und die einzelnen Laserimpulse werden von einer Nockenscheibe ausgelöst, von der der äußere Ring
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mit den Steuernocken 32 (auslösen) und 33 (Einzelimpulse) zu sehen ist. Die Steuersignale werden von einem Näherungsinitiator
34 auf einen Eingang a einer Steuereinrichtung 36 des Lasers 17 gegeben.
Ist der Zugwiderstand des Tabakstockes der Zigarette 7 konstant, so wird der Ventilationsgrad nur von Schwankungen
der Luftdurchlässigkeit im Zigarettenpapier beeinflußt. Zur zusätzlichen Steuerung der Perforationsvorrichtung dient ein Meßsignalgeber 37 für die Luftdurchlässigkeit
des Zigarettenpapierstreifens 4, dessen Luftdurchlässigkeit gemessen wird, bevor er um den Tabakstrang
herumgelegt wird. Der Meßsignalgeber 37 besteht im wesentlichen aus einer Unterdruckkammer 38, an
der der Streifen 4 entlanggeführt wird. Der Unterdruck wird von der Saugseite eines Ventilators 39 erzeugt.
Er ist abhängig von der Luftdurchlässigkeit des Papiers und wird durch einen Meßwertwandler 41, z.B. einen Membrangeber,
erfaßt und als elektrisches Signal abgegeben. Nach Verstärkung im Verstärker 42 und Vergleich an einer
Vergleichsstelle 43 mit einem von einem Sollwertgeber abgegebenen Sollwertsignal wird das einer etwaigen Differenz
entsprechende Signal einem Analog-Digital-Umsetzer 46 zugeführt, der das analoge Differenzsignal in ein digitales
Signal umsetzt.; Dieses Signal wird über ein Schieberegister 47 entsprechend der Förderzeit des Zigarettenpapierstreifens
4, des von diesem umhüllten Tabakstranges und der schließlich davon abgeschnittenen Zigaretten
7 bis zur Rollvorrichtung 27 verzögert. Das Schieberegister hat dabei für jede Dual-Stelle des
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digitalisierten Differenzsignals eine Reihe von parallelen Schiebestufen, die alle jeweils nach Ablauf eines Fördertaktes
von einer synchron zu der Maschinengeschwindigkeit angetriebenen Steuerscheibe 48 und einem Näherungsinitiator
49 an ihren Schiebeeingängen einen Schiebeimpuls erhalten, der das Dualsignal um eine Stufe weiterschaltet.
Wenn die Zigarette 7, deren Umhüllungsdurchlässigkeit
durch den Meßsignalgeber 37 erfaßt worden war, an der Rollvorrichtung 27 angelangt ist, ist auch wegen
der starren mechanischen Kopplung der Maschinen 1 und 2 - das Meßsignal für die Luftdurchlässigkeit
ihrer Umhüllung am Ausgang des Schieberegisters 47 angelangt. Das digitalisierte Meßsignal wird mittels des
Digital-Analog-Umsetzers 51 in ein analoges Signal zurückgewandelt und einem Eingang b der Steuereinrichtung
36 für den Laser 17 zugeführt.
Die Beeinflussung ist derart möglich, daß die Länge der Impulse des Laserstrahles 18 oder dessen Intensität
gesteuert wird.
Entsprechend der Luftdurchlässigkeit des Papierstreifens wird somit der Ventilationsgrad durch Steuern der Lochquerschnitte
konstant gehalten, wobei vorausgesetzt wird, daß die Tabakmenge im Tabakstrang und somit die Zugwiderstände
in den fertigen Zigaretten konstant sind.
Anstelle einer als Laser ausgebildeten Perforationsvorrichtung
kann eine mechanisch^ insbesondere mit Nadeln arbeitende Perforationsvorrichtung, etwa entsprechend
der deutschen Anmeldung P 27 34 643.6,vorgesehen sein.
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Anstelle der fertigen Zigarette kann auch das Belagpapier
peforiert werden, wenn die Filterstopfen eine luftdurchlässige Oberfläche ausreichender Homogenität
hat.
Eine andere Möglichkeit der Erfassung der Luftdurchlässigkeit des Papierstreifens 4 ist durch einen Meßsignalgeber
37' in Form einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung 52 gegeben, die im wesentlichen aus einer auf der
einen Seite des Papierstreifens 4 angeordneten Lichtquelle 53 mit Linse 54 und aus einem auf der anderen
Seite des Papierstreifens 4 angeordneten lichtelektrischen Detektor 56 mit Linse 57 und Verstärker 58 besteht. Einzelheiten
einer derartigen an sich bekannten Meßanordnung, die die Luftdurchlässigkeit in Abhängigkeit von dem durch
das Papier 4 hindurchtretenden Licht mißt, zeigt die DT-OS 2.206.477.
Figur 2 zeigt eine Beeinflussung der Steuereinrichtung
der Perforationsvorrichtung in Abhängigkeit von der Menge des Tabaks in einem Teilstück des Tabakstranges in der
Zigarettenmaschine, aus dem anschließend eine Zigarette gefertigt wird, deren Perforierung zwecks Erreichen
eines konstanten Ventilationsgrades gesteuert wird. Die Anordnung ist dann vorteilhaft, wenn die Luftdurchlässigkeit
des Zigarettenpapiers konstant ist. Elemente der Figur 2, die schon in Figur 1 beschriebenen
Elementen entsprechen, sind mit gleichen Bezugszahlen, vermehrt um 100, bezeichnet und nicht mehr besonders erläutert
.
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Anstatt mit den oben beschriebenen Meßverfahren läßt sich die Tabakmenge im Tabakstrang 161 mit einer nicht
dargestellten kapazitiven Meßanordnung erfassen, vie sie z.B. in US-PS 3.979.581 beschrieben ist.
Figur 2a zeigt eine Variante der Meßsignalverarbeitung,
bei der das von dem Meßsignalgeber 137 m erfaßte mengenabhängige Meßsignal von dem Beta*Strahlenmeßgerät
169 m nach Verstärkung im Verstärker 166 m dem Vergleichsglied 143 m direkt, also nicht über einen Punktionsgenerator
für die Zugwiderstandsermittlung entsprechend 167, zugeführt wird. Dieses mengenabhängige Signal beeinflußt
dann die Steuereinrichtung 136 allein, d.h. nicht mehr in Abhängigkeit von dem Zugwiderstand (den in Figur 2
der Funktionsgeber 167 aus dem Mengenmeßsignal gebildet hatte), sondern von der Menge des Tabaks in dem Tabakstrang
bzw. der Zigarette. Zwar beeinflußt die Tabakmenge in der Zigarette nicht (oder nur über den Zugwiderstand)
den Ventilationsgrad der Zigarette, jedoch beeinflußt die Tabakmenge die Bestandteile oder deren Menge im Tabakrauch.
Es kann sich daher gemäß der Erfindung als vorteilhaft erweisen, den Ventilationsgrad zusätzlich
von der Tabakmenge zu beeinflussen, um die sogenannte Kondensatmenge, die neuerdings auf Zigarettenpackungen
aufgedruckt wird, herabzusetzen oder doch auf einem konstanten Wert zu halten.. Die von der Tabakmenge abhängige
Steuerung der Perforierung kann daher allein oder zusätzlich zu der zugwiderstandsabhängigen Steuerung vorgenommen
werden.
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Ein Meßsignalgeber 137 für die Menge des Tabaks im Tabakstrang 161 besteht aus einer Luftleiteinrichtung zum
Leiten von Meßluft durch den Tabakstrang in Form einer Unterdruckdüse 162, die an die Unterdruckseite eines
Ventilators 163 angeschlossen ist» Ein Meßglied, z.B. ein an sich bekannter Membrangeber 164, erfaßt den Unterdruck,
der abhängig ist von der Tabakmenge in dem von der Meßluft durchströmten Strangteil. Das durch einen Verstärker
166 verstärkte Meßsignal für die Tabakmenge an einem Strangabschnitt, aus dem die zu perforierende Zigarette
107 hergestellt wird, gelangt zu einem Funktionsgeber 167, in welchem gespeicherten Dichte- bzw. Mengenwerten zugeordnete Werte abgespeichert sind, die den Zugwiderständen
entsprechen, die sich bei den aus den Strangabschnitten gefertigten Zigaretten einstellen. Das vom
Funktionsgeber 167 abgegebene Signal gelangt über die Vergleichsstelle 143 und das verzögernde Schieberegister
147 zu einem Zeitpunkt zu dem Eingang b der Steuereinrichtung 136, an dem die Zigarette 107, die aus dem gemessenen
Tabakstrangabschnitt hergestellt wurde, perforiert werden soll.
Eine andere Meßmethode zur Erfassung der Tabakmenge im Tabakstrang 161 zeigt ein Meßsignalgeber 137* mit einer
Beta-Strahlungsquelle 168, die ihre Beta-Strahlen quer durch den Tabakstrang 161 leitet. Auf der anderen Seite
des Tabakstranges 161 werden die entsprechend der Tabakmenge geschwächten Beta-Strahlen von einem entsprechenden
empfindlichen Meßglied 169, z.B. einer Ionisationskammer, in ein elektrisches Signal umgewandelt, das durch Verstärker
166 verstärkt und dem Funktionsgenerator 167 zugeführt wird.
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Figur 3 zeigt eine Beeinflussung der Steuereinrichtung der Perforationsvorrichtung sowohl in Abhängigkeit von
der Tabakmenge im Tabakstrang als auch in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit des Zigarettenpapiers, die
dann vorteilhaft ist, wenn sowohl die Tabakmenge als auch die Luftdurchlässigkeit des Zigarettenpapiers schwanken
können.
Elemente in Figur 3, die schon beschriebenen Elementen der Figuren 1 und 2 entsprechen, sind mit gleichen Bezugszahlen,
vermehrt um 100 bzw. 200, bezeichnet und nicht mehr besonders erläutert. Gleiche Bezugszahlen sind zur Unterscheidung mit "1" für die Luftdurchlässigkeitsmessung,
mit Mm" für die Tabakmengenerfassung und mit "z" für
die Zugwiderstandsmessung versehen.
Ein Funktionsgenerator 271 erhält Meßsignale von den Meßsignalgebern
237 m (für den aus der Tabakmenge im Tabakstrang 261 durch den Funktionsgenerator 267 gebildeten
Zugwiderstand für die Zigarette) und 237 1 (für die Luftdurchlässigkeit
des Zigarettenpapierstreifens 204). Er hat die Werte für Ausgangssignale gespeichert, die zu bestimmten
Zugwiderstandswerten und Luftdurchlässigkeitswerten gehören. Diese Ausgangssignale gelangen wieder über
ein Schieberegister 247 zeitgleich mit der inzwischen produzierten Zigarette 207 zu dem Eingang b der Steuereinrichtung
236, die in Abhängigkeit von dem kombinierten Signal die Zigarettenperforierung im Sinne konstanter
Ventilation steuert. Da die Meßstellen 237 1 und 237 m auseinanderliegen, müssen die Ausgangssignale von 243 1 noch
um die Zeit verzögert werden, die der Zigarettenpapier— streifen 204 benötigt, um zu dem Meßsignalgeber 237 m
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zu gelangen. Diese Verzögerung wird vorteilhaft ebenfalls mit einem maschinentaktgesteuerten analogen oder digitalen Schieberegister vorgenommen, das aus Gründen der
besseren Übersichtlichkeit der Zeichnung nur schematisch angedeutet und mit 240 bezeichnet ist.
Gegebenenfalls kann dem Punktionsgeber 271 über einen zusätzlichen Analog-Digital-Umsetzer 246 m ein Meßsignal
zugeführt werden, das wie in Figur 2a dem Meßwert für die Tabakmenge in einer Zigarette entspricht. Die Gründe
für die Beaufschlagung der Steuereinrichtung 236 mit einem derartigen mengenabhängigen Wert sind bei der Beschreibung von Figur 2a ausführlich erläutert. Der Funktionsgeber 271 ist dann so auszulegen, daß er diese mengenabhängigen Signale bei der Ermittlung des kombinierten
Steuersignals berücksichtigt.
Die Meßanordnung der Figur 4 unterscheidet sich von den Meßanordnungen der vorhergehenden Figuren im wesentlichen
dadurch, daß ein Meßsignal, nämlich das zugwiderstandsabhängige Meßsignal, bei der fertigen Zigarette gebildet wird. Das der Luftdurchlässigkeit der Zigarettenhülle
entsprechende Signal wird hingegen bei dem noch unumhüllten Streifen gebildet.
Elemente in Figur 4, die schon beschriebenen Elementen in den Figuren 1 bis 3 entsprechen, sind mit gleichen
Bezugszahlen, vermehrt um 100 bzv. 200 bzw. 300, bezeichnet und nicht mehr besonders erläutert.
Gleiche Bezugszahlen sind zur Unterscheidung mit "1" für
die Luftdurchlässigkeitsmessung, "m" für die Tabakmengenerfassung und "z" für die Zugwiderstandserfassung versehen.
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Or
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Während das Meßsignal für die Luftdurchlässigkeit der Zigarettenhülle wie bei den Figuren 1 und 3 am Zigarettenpapiers
treif en 304 gebildet und mittäs eines Schieberegisters
347 1 verzögert wird, bis die aus dem Streifenabschnitt gefertigte Zigarette 307 die Perforationsvorrichtung erreicht hat, wird das dem Zugwiderstand
des Tabakstockes entsprechende Signal nunmehr nicht mehr wie in den Figuren 2 und 3 am Tabakstrang der Zigarettenmaschine
301 abgenommen und durch einen Funktionsgeber entsprechend Position 167 bzw. 267 in einen dem Zugwiderstand
entsprechenden Wert umgewandelt; das Meßsignal wird vielmehr bei dieser Variante der Erfindung direkt
an der fertigen Zigarette abgenommen.
Hierzu dient ein als Prüftrommel 376 ausgebildeter Meßsignalgeber
337 z, der der Trommel 322 vorgeordnet ist. Die Prüftrommel hat gesteuert bewegbare Klappen 377a und
377b, die an der Prüfstelle A die Umhüllung der Zigaretten dichtend umgeben, so daß ein in bekannter Weise durch das
Innere der Zigaretten geblasener oder gesaugter Luftstrom nur vom Widerstand des Tabakstocks in der Zigarette
abhängig ist, der Einfluß des luftdurchlässigen Papiers also ausgeschaltet ist. Details der Abdichtklappen
zeigt die US-PS 3.339.402, der Zufuhr und Messung der Prüfluft die US-PS 3.408.858.
Das von der Prüftrommel im Meßwertwandler 378 gebildete und verstärkte, dem Zug widerstand entsprechende Meßsignal
gelangt nach Digitalisierung im Analog-Digital-Umsetzer
346 ζ und Verzögerung entsprechend der Wegstrecke dec
geprüften Zigarette von der Prüfstelle zur Perforationsstelle im Schieberegister 347 ζ zu dem Funktionsgeber 371,
dessen Ausgangssignal wieder dem Eingang b der Steuereinrichtung 336 zugeführt ist.
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Eine zusätzliche Beeinflussung der Steuereinrichtung entsprechend der anhand der in Figur 2a behandelten
Problematik kann durch ein Meßsignal erfolgen, das in Abhängigkeit von der Tabakmenge in der Zigarette gebildet vird. Dieses Signal vird gebildet von dem Meßsignalgeber 337 m (Beta-Strahlungsquelle 368 und für Beta-Strahlen empfindliches Meßglied 369) anhand des Abschnittes des Tabakstranges 361, aus dem die zu perforierende
Zigarette hergestellt vird. Die Signalverzögerung erfolgt nach Digitalisierung im Analog-Digital-Umsetzer 346 m
durch das Schieberegister 347 m. In dem Fall der zusätzlichen mengenabhängigen Meßsignalverarbeitung sind
in dem Funktionsgeber 371 entsprechende Werte für zusätzliche Mengenfunktionen abzuspeichern.
Die Meßanordnung der Figur 5 unterscheidet sich von der Meßanordnung der Figur 4 im vesentliehen dadurch, daß
ein der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung der fertigen Zigarette entsprechendes Signal von einer Prüftrommel
gebildet vird. Elemente in Figur 5, die schon bezeichneten Elementen in Figur 4 entsprechen, sind mit gleichen
Bezugszahlen, vermehrt um 100, versehen und nicht mehr
besonders erläutert.
An der Meßstelle A vird den Enden der Zigaretten auf der Prüftrommel 476 ein Prüfdruck über eine Drossel zugeführt. Ein Meßvertvand^er 481 setzt den Druck in ein elektrisches Signal um und verstärkt ihn. Das vom Meßvertvandler gebildete, der aus der Umhüllung ausgeströmten
Luftmenge entsprechende Signal, das somit der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung entspricht, vird an der
Vergleichsstelle 482 mit einem von einem Sollwertgeber abgegebenen Signal verglichen und ein Differenzsignal
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über ein Verzögerungsglied 484, z.B. ein Schieberegister,
der Steuereinrichtung 436 zugeführt. Einzelheiten der Prüftrommel 476 zeigt die US-PS 3.575.041.
Die Meßanordnung der Figur 6 unterscheidet sich von den Meßanordnungen der Figuren 4 und 5 im wesentlichen
dadurch, daß die von der Luftdurchlässigkeit abhängigen und die von dem Zugwiderstand abhängigen Signale an der
fertigen Zigarette mittels einer Prüftrommel erfaßt werden. Außerdem ist eine zusätzliche Beeinflussung
der Steuereinrichtung der Perforationsvorrichtung im Sinne einer Korrektur in Abhängigkeit von einem Prüfsignal
vorgesehen, das von einer Prüfeinrichtung für die in die Zigarette eingebrachten Löcher abgeleitet
ist.
Elemente in Figur 6, die schon beschriebenen Elementen in den Figuren 4 und 5 entsprechen, sind mit gleichen
Bezugszahlen, vermehrt um 100 bzw. 200, versehen und nicht mehr besonders erläutet.
Die Prüftrommel 576 enthält eine erste Prüfstelle A für die Luftdurchlässigkeit des Zigarettenpapiers der fertigen
Zigarette 507, die der Prüfstelle A in Figur 5 entspricht und an der von einem Meßwandler 581 bei offenen
Klappen 577a, 577b der Druckabfall infolge der durch die Umhüllung abgeflossenen Prüfluft, die beiden Enden
der Zigarette zugeführt worden war, erfaßt wird.
Das Meßsignal wird in einem Analog-Digital-Umsetzer 586 digitalisiert und von einem Schieberegister 587, das
seine Schiebeimpulse von einem Taktgeber 588 erhält, um vier Takte -verzögert, bis die zu prüfende Zigarette 507
von der Meßstelle A zu einer Meßstelle B gefördert worden ist
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Danach wird das verzögerte Signal von einem Digital-Analog-Umsetzer
589 wieder in ein analoges Signal umgewandelt und Eingang a eines Punktionsgebers 591
zugeführt.
An der Meßstelle B, die der Meßstelle A in Figur 4 entspricht,
wird bei geschlossenen Klappen 577a, 577b, die die Umhüllung der Zigarette nach außen abdichten,
von einem Meßwertwandler 592 ein von dem Zugwiderstand abhängiges elektrisches Meßsignal gebildet, das einem
Eingang b des Funktionsgebers 591 zugeführt ist. Der Funktionsgeber ermittelt aus gespeicherten Funktionswerten
für den Zusammenhang zwischen Querschnitten der Löcher und Zugwiderstand bzw. Luftdurchlässigkeitswerten
ein Ausgangssignal, das an einer Vergleichsstelle 593 mit einem von einem Sollwertgeber 594 abgegebenen Sollwertsignal
verglichen wird. Das Differenzsignal beaufschlagt über einen Verstärker 596 den Steuereingang b der
Steuereinrichtung 536 der Perforationsvorrichtung, die
nunmehr Löcher in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit und dem Zugwiderstand der fertigen kurz vor Erreichen
der Perforationsvorrichtung gemessenen Zigarette
einbringt.
Zusätzlich kann eine Beeinflussung der Steuereinrichtung 536 in Abhängigkeit von der Tabakmenge in der Zigarette
erfolgen, die in geeigneter Weise, z.B. wie anhand von Figur 2a beschrieben, gewonnen wird.
Der Perforationsvorrichtung nachgeordnet ist eine Prüfvorrichtung für die Querschnitte der eingebrachten Löcher
in Form einer Prüftrommel 597. Diese ist mit Klappen 598a und 598b versehen, durch die die Umhüllung einer zu prü-
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fenden Zigarette 507 abgedeckt werden kann außer im Bereich der Löcher. Ein Meßwertwandler 599 erzeugt ein der
Luftdurchlässigkeit der Löcher entsprechendes Signal, das an einer Vergleichsstelle 601 mit einem von einem
Sollwertgeber 602 abgegebenen Signal verglichen und über ein Verzögerungsglied in Form eines vierstufigen Schieberegisters
603 und einen Verstärker 604 der Steuerwicklung eines Elektromagnetventils 606 in einer zu
einer vier Mulden später angeordneten Auswerfdüse 607 führenden Druckluftleitung 608 zugeführt ist.
Der Sollwert für die Prüftrommel 597 kann mit dem Steuersignal
für die Steuereinrichtung 536 übereinstimmen. Es \ird dann festgestellt, ob das tatsächliche Ergebnis
des Perforierens mit dem gewünschten Ergebnis übereinstimmt, das zur Bildung des gewünschten Ventilationsgrades eingehalten
werden soll.
Die Meßsignale der Prüftrommel 597 können einer Integrationsschaltung
609 zugeführt sein, die an Eingang c der Steuereinrichtung 536 korrigierend eingreift, wenn die
tatsächlichen Ergebnisse des Perforierens von den gewünschten über längere Zeiten abweichen.
Die Anordnung der Figur 7 unterscheidet sich von den Anordnungen der Figuren 1 bis 6 im wesentlichen dadurch,
daß die Perforationsvorrichtung nicht auf der Filteransetzmaschine, sondern auf der ZigarettenherStellmaschine,
und zwar in deren Zigarettenstrangbereich, angeordnet ist.
Soweit die Figur 7 Elemente enthält, die bereits anhand von Figur 3 beschrieben sind, sind diese Elemente mit
gleichen Bezugszahlen wie in Figur 3, vermehrt um 400, bezeichnet und nicht mehr besonders erläutert.
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Die Laseranordnung 716 ist im Bereich des fertigen Zigarettenstranges 783 auf der Zigarettenmaschine 701 (sichtbar ist eine Klebkammer 781 und ein sogenanntes Formatband 782) angeordnet, in welchem der Tabakstrang 761
bereits mit dem überlappend verklebten Zigarettenpapierstreifen 704 umhüllt ist. Von dem Zigarettenstrang
werden von einer umlaufenden Schneidvorrichtung 784 an den strichpunktiert angedeuteten Stellen 787 fertige
Zigaretten 707 abgeschnitten, die dann als sogenannte Piain-Zigaretten direkt der Verpackung, oder, vie in
Figur 7 dargestellt, der Filteransetzmaschine 702 zum Ansetzen eines Filterstopfens zuführbar sind.
Der Laserstrahl 718 ist so geführt, daß er Löcher im oberen Bereich des Zigarettenstranges 783 einbrennt, wo
sich die sogenannte Klebnaht 786 des Stranges befindet.
Die Steuereinrichtung 736 ist über das Schieberegister
747 mit dem Funktionsgeber 771 verbunden. Das Schieberegister 747 verzögert das von dem Funktionsgeber 771
abgegebene Steuersignal, das aus einem tabakmengenabhängigen Meßsignal (ermittelt durch Meßsignalgeber 737 m und
in ein zugviderstandsabhängiges Signal umgewandelt von Funktionsgeber 767) und aus einem porositätsabhängigen
Meßsignal (ermittelt durch MeßSignalgeber 737 1) gebildet worden ist, bis das zugehörige Strangstück, von
dem die Meßsignale gewqnnen sind, in den Bereich der Laseranordnung 716 gelangt ist. Dabei wird das von der
Luftdurchlässigkeit des Zigarettenpapierstreifens 704 abhängige Meßsignal noch taktabhängig um die Förderzeit
des Papiers'von der Meßstelle bis zur Erfassungsstelle der Tabakmenge von dem Schieberegister 740 verzögert.
- 40 -
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Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern
Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 1497
Zusätzlich zu dem zugwiderstandsabhängigen Signal kann die Steuereinrichtung 736 noch durch ein mengenabhängiges
Signal beeinflußt werden, das dem Funktionsgeber 771
über den Analog-Digital-Umsetzer 746 m zuführbar ist.
Das Auslösen der Laserstrahlimpulse für einen Zigarettenstrang
abschnitt, der einer fertigen von dem Zigarettenstrang abgeschnittenen Zigarette 707 entspricht, übernimmt
der Steuernocken 732 in Verbindung mit dem Näherungsinitiator 734; das Auslösen der Einzelimpulse St
einen Strangabschnitt übernehmen die Steuernocken 733
in Verbindung mit dem Näherungsinitiator 734. Die Steuerung des Lasers 717 ist durch Steuerung der Zeitdauer
und/oder Energie der Laserstrahlimpulse möglich.
Die Steuereinrichtung 736 der Laseranordnung 716 kann anstatt mit dem kombinierten Signal (Zugwiderstand und
Porosität, ggf. noch Tabakmenge) auch von Signalen gesteuert werden, die nur in Abhängigkeit von einem Meßwert,
also in Abhängigkeit von der Porosität, dem Zugwiderstand,
der Tabakmenge in einem Strangabschnitt gebildet sind.
Die Variante der Erfindung gemäß Figur 7 kann auch derart abgewandelt werden, daß die Laserstrahlanordnung
in dem Bereich der Zigarettenstrangmaschine 701 angeordnet
wird, dem die Einzelzigaretten 707 von der
Schneideinrichtung 784 'zugeführt sind.
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Claims (8)
- WERKE KORBER 4. CO. KC. HAMBURG2'/ b 0 0 3 8Bergedorf, den 8. Nov. 1977 Patent Hi/SchStw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern Hauni-Akte 1497Patentansprüc heΓ\\ Verfahren zum Steuern des Perforierens von Zigaretten oder anderen stabförmigen Rauchartikeln zum Erreichen eines gewünschten Ventilationsgrades, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Löchern in die Umhüllungen von fertigen Zigaretten in einer gewünschten Zone in Abhängigkeit von Meßsignalen erfolgt, die in Abhängigkeit von mindestens einer Eigenschaft der Umhüllung und/oder der Füllung der Zigaretten gebildet werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Löchern in Abhängigkeit von Meßsignalen für Eigenschaften von zum Herstellen der Zigaretten verwendeten Komponenten erfolgt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Löchern in eine Zigarette in Abhängigkeit von einem Meßsignal erfolgt, das in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung gebildet wird, bevor diese um einen Tabakstrang herumgelegt wird, von dem die Zigarette mit der Umhüllung abgeschnitten wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal für die Luftdurchlässigkeit gemessen wird, indem ein Umhüllungsstreifen während seiner Zufuhr zum Tabakstrang in an sich bekannter Weise mit einer pneumatischen oder optischen physikalischen Größe beaufschlagt und das Meßsignal in Abhängigkeit von dem Durchtritt der Größe (z.B. Luft oder Licht) gebildet wird.- 2 -909819/04392 Υ b O ü 3Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 1497
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Löchern in eine Zigarette in Abhängigkeit von einem Meßsignal erfolgt, das in Abhängigkeit von der Menge des in einem Teil eines endlosen Tabakstranges befindlichen Tabaks gebildet wird, die in der von dem Tabakstrang abgeschnittenen Zigarette enthalten ist.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal für die Tabakmenge im Tabakstrang in an sich bekannter Weise durch Durchleiten von Luft quer zur Längsrichtung und Erfassen einer von der Tabakmenge abhängigen pneumatischen Größe oder durch Durchleiten von Beta-Strahlen und Erfassen der aus dem Strang austretenden Beta-Strahlung gebildet wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Löchern in Abhängigkeit von einem Steuersignal erfolgt, das sowohl in Abhängigkeit von einem von der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung abhängigen Meßsignal als auch in Abhängigkeit von einem von der Menge des in einem endlosen Tabakstrang befindlichen Tabaks abhängigen Meßsignal gebildet wird, wobei die der Durchlässigkeit und der Tabakstrangmenge entsprechenden Meßsignale von dem Teil der Umhüllung bzw. des Tabakstranges gebildet werden, aus dem die Zigarette hergestellt wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Meßsignal für die Tabakmenge in einem Tabakstrangteil ein Signal gebildet wird, das ein Maß für den Zugwiderstand der aus dem Tabakstrangteil hergestellten fertigen Zigarette ist, und daß das Einbringen von Löchern in die Zigarette in Abhängigkeit von diesem Signal erfolgt.- 3 909819/0439Stw.: Zigarettenprtifen-perforieren-Lochgröße steuern Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 14979. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Löchern in Abhängigkeit von einem Meßsignal erfolgt, das in Abhängigkeit von dem Zugwiderstand der fertigen Zigarette gebildet wird.10. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Löchern in Abhängigkeit von einem Meßsignal erfolgt, das in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung der fertigen Zigarette gebildet wird.11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal durch Erfassen der Luftdurchlässigkeit in der Umhüllung gebildet wird, bevor diese um den Tabakstrang herumgelegt wird.12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal durch unmittelbares Erfassen der Luftdurchlässigkeit in der Umhüllung der fertigen Zigarette gebildet wird.13· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Löchern in Abhängigkeit von einem Signal erfolgt, das sowohl in Abhängigkeit von einem von der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung der ,Zigarette abhängigen Meßsignal als auch in Abhängigkeit von einem von dem Zugwiderstand der fertigen Zigarette abhängigen Meßsignal gebildet wird.909819/0439Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 149714. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Löchern in Abhängigkeit von einem Meßsignal erfolgt, das in Abhängigkeit von der Tabakmenge in der fertigen Zigarette gebildet wird.15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher mittels Laserstrahlen eingebracht werden.16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte der Löcher durch Steuern der Laserstrahlintensität oder der Einwirkungsdauer je Loch beeinflußt werden.17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässigkeit der eingebrachten Löcher für in die Zigarette strömende Nebenluft gemessen wird.18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß Zigaretten mit außerhalb des gewünschten Wertes liegender Durchlässigkeit ausgeworfen werden.19. Verfahren nach Anspruch 17 und/oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Durchlässigkeit der eingebrachten Löcher entsprechendes Meßsignal mit einem Sollwertsignal verglichen und das Einbringen der Löcher von einem Differenzsignal korrigiert wird.909819/0439Stv.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 149720. Anordnung zum Steuern des Perforierens von Zigaretten oder anderen stabförmigen Rauchartikeln zum Erreichen eines gewünschten Ventilationsgrades, gekennzeichnet durch einen Meßsignalgeber (37, 137, 237, 337, 376, 476, 576) zum Bilden von Meßsignalen in Abhängigkeit von mindestens einer Eigenschaft der Umhüllung und/oder Füllung der Zigaretten und durch eine mit dem Meßsignalgeber verbundene Steuereinrichtung (36, 136, 236, 336, 436, 536) zum Steuern einer Löcher einbringenden Perforationsvorrichtung (16, 116, 216, 316, 416, 516).21. Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen Meßsignalgeber (37, 137, 237, 337) zum Bilden von Meßsignalen in Abhängigkeit von Eigenschaften von zum Herstellen der zu perforierenden Zigaretten verwendeten Komponenten (endloser Umhüllungsstreifen, endloser Tabakstrang)·22. Anordnung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen Meßsignalgeber (37, 37') zum Bilden eines Meßsignals in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung, vährend diese noch als endloser Streifen (4) geführt und bevor sie um den Tabakstrang herumgelegt ist, von dem die zu perforierende Zigarette (7) mit der Umhüllung abgeschnitten wird.23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein pneumatischer Meßsignalgeber (41) vorgesehen ist, der ein Meßsignal in Abhängigkeit von dem Durchtritt eines die streifenförmig geführte Umhüllung (4) einseitig beaufschlagenden pneumatischen Mediums (z.B. Luft) durch die Umhüllung bildet.909819/0439Stw.: Zigarettenprifen-perforieren-Lochgröße steuern Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 149724. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein optischer Meßsignalgeber (371) vorgesehen ist, der ein Meßsignal in Abhängigkeit von durch die Umhüllung hindurchtretendem Licht bildet, das von einer Lichtquelle (53) auf eine Seite der streifenförmig geführten Umhüllung (4) aufgeleitet und dessen durchtretender Teil von einem auf der anderen Seite angeordneten lichtelektrischen Detektor (56) erfaßt wird.25. Anordnung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen Meßsignalgeber (137, 137', 137 m) zum Bilden eines Meßsignals in Abhängigkeit von der Menge des in einem Teil eines endlosen Tabakstranges (161) befindlichen Tabaks, die in der von dem umhüllten Tabakstrang abgeschnittenen, zu perforierenden Zigarette (1o7) enthalten ist.26. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßsignalgeber (137) einen Meßluftstrom quer durch den Tabakstrang (161) durchleitende Luftleiteinrichtung (162, 163) und ein eine sich in Abhängigkeit von der Tabakmenge im Tabakstrang ändernde pneumatische Größe der Luft erfassendes Meßglied (164) aufweist.27. Anordnung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch einen Meßsignalgeber (137*) mit einer Beta-Strahlungsquelle (168), deren Beta-Strahlen quer durch den Tabakstrang (161) verlaufen, und mit einem für die in Abhängigkeit von der Tabakmenge geschwächten Beta-Strahlen empfindlichen Meßglied (169).909819/0439Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 149728. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (136) sowohl mit einem Meßsignalgeber (237 1) für die Luftdurchlässigkeit der noch nicht um den Tabak herumgelegten Umhüllung (204) als auch mit einem Meßsignalgeber (237 m) für die Tabakmenge im endlosen Tabakstrang (261) verbunden ist, wobei die abgegebenen Meßsignale der Luftdurchlässigkeit desjenigen Abschnittes der Umhüllung (204) bzw. der Tabakmenge desjenigen Abschnittes des Tabakstranges (261) entsprechen, aus denen die zu perforierende Zigarette (207) gebildet ist.29. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 25 bis 28, gekennzeichnet durch einen Punktionsgeber (367) zum Umsetzen des von der Tabakmenge im Tabakstrang (261) abhängigen Meßsignals .in ein Steuersignal, das dem Zugwiderstand des Tabaks in der fertigen Zigarette (207) entspricht.30. Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen Meßsignalgeber (376, 476, 576) zum Bilden von Meßsignalen in Abhängigkeit von Eigenschaften der Umhüllungen und/oder Füllungen der zu perforierenden fertigen Zigaretten (31).31. Anordnung nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch einen Meßsignalgeber (476) zum Bilden eines Meßsignals in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit der Umhüllung der fertigen Zigarette (407).909819/0439Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 149732. Anordnung nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch einen Meßsignalgeber (376, 576) zum Bilden eines Meßsignals in Abhängigkeit von dem Zugwiderstand des Tabaks in der fertigen Zigarette (307, 507).33. Anordnung nach Anspruch 31 und 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßsignalgeber (576) ein Prüfmittel aufweist, das einen Prüfluftstrom durch eine Zigarette bei nach außen abgedeckter und bei nicht abgedeckter Umhüllung leitet, und daß der Meßsignalgeber außerdem ein Meßglied (591) zum Erfassen einer pneumatischen Größe der unterschiedlichen Prüfluftströme aufweist.34. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (536) sowohl mit einem Meßsignalgeber (576, 581) für die Luftdurchlässigkeit der Umhüllung der fertigen Zigarette (507), als auch mit einem Meßsignalgeber (576, 592) für den Zugwiderstand des Tabaks in der fertigen Zigarette verbunden ist.35. Anordnung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung zusammen mit einem Meßsignalgeber für die Menge des Tabaks in der fertigen Zigarette verbunden ist.36. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 35» dadurch gekennzeichnet, daß als Perforationsvorrichtung (16, 116, 216, 316, 416, 516) ein Laser (17, 117, 217, 317, 417, 517) vorgesehen ist.909819/0439-9- 27SÜÜ38Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 149737. Anordnung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch eine Rollvorrichtung (27, 127, 227, 327, 427, 527) in einer Förderbahn der Zigaretten, die die Zigaretten zum Einbringen von Löchern rollt, wobei die Förderbewegung der Zigaretten unterbrochen ist.38. Anordnung nach Anspruch 36 und/oder 37, gekennzeichnet durch eine Änderungen der Lochquerschnitte durch Steuerung der Intensität des Laserstrahls bewirkende Steuereinrichtung .39. Anordnung nach Anspruch 36 und/oder 37, gekennzeichnet durch eine Änderungen der Lochquerschnitte durch Steuerung der Einwirkungsdauer des Laserstrahls je Loch bewirkende Steuereinrichtung.40. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche20 bis 39, gekennzeichnet durch eine Prüfvorrichtung (597) für die Luftdurchlässigkeit der in einer Zigarette (507) eingebrachten Löcher.41. Anordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung (597) mit einer Steuerungsvorrichtung einer Auswerfvorrichtung (606 ... 608) für Zigaretten mit außerhalb eines Zulässigkeitsbereiches liegenden Prüfwerten verbunden ist.42. Anordnung nach Anspruch 40 und/oder 41, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus PrüfSignalen abgeleitetes Signal der Steuereinrichtung (536) zum Steuern der die Löcher in die Zigaretten (507) einbringenden Perforationsvorrichtung zugeführt ist.- 10 -909819/0439Stw.: Zigarettenprüfen-perforieren-Lochgröße steuern Bergedorf, den 8. November 1977 - Hauni-Akte 149743. Anordnung nach einem oder mehuren der Ansprüche bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die mit mindestens einem Signalgeber verbundene Perforationsvorrichtung (716) auf einer Zigarettenmaschine (701) im Bereich des Zigarettenstrangs (783) angeordnet ist.44. Anordnung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationsvorrichtung (716) Löcher in einer Linie (786), vorzugsweise einer im oberen Bereich des Zigarettenstrangs (783) liegenden Linie, in den Zigarettenstrang einbringend ausgebildet ist.- 11 -909819/0Ί39
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