DE3801115A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der dichte eines faserstrangs der tabakverarbeitenden industrie - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der dichte eines faserstrangs der tabakverarbeitenden industrieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Bestimmen der Dichte eines Faserstrangs der tabakver
arbeitenden Industrie, insbesondere eines umhüllten oder
nichtumhüllten Tabakstrangs.
Zigaretten und ähnliche stabförmige Produkte der tabakver
arbeitenden Industrie sollen hinsichtlich ihres Aussehens,
ihres Geschmacks, ihrer Raucheigenschaften, ihres Gewichts
usw. auch über lange Fertigungszeiträume möglichst gleich
bleibende Eigenschaften haben, damit sich der gewohnte
Eindruck des Produkts beim Raucher nicht ändert. Ein Mittel,
um dies zu erreichen, ist die kontinuierliche Kontrolle
der Dichte der Produkte während ihrer Herstellung und die
von den Dichtemeßwerten abhängige Beeinflussung der Pro
duktionsparameter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtemessung
weiter zu verbessern und gleichzeitig bessere Möglichkeiten
der Beeinflussung der Produktionsparameter aufzuzeigen.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Inten
sität wenigstens einer den Strang durchdringenden Strahlung
gemessen und wenigstens ein der Strangdichte entsprechendes
Dichtesignal erzeugt wird. Gemäß einer bevorzugten Weiter
bildung der Erfindung wird die Strangdichte wenigstens
mit einer ersten und einer zweiten den Strang durchdrin
genden, wenigstens eine weitere Strangeigenschaft unter
schiedlich erfassenden Strahlung gemessen und aus den Meß
werten werden wenigstens ein erstes und ein zweites Dichte
signal gebildet. In Fortführung der Erfindung wird in
Abhängigkeit von einem der Dichtesignale wenigstens eines
der anderen im Sinne der Eliminierung unerwünschter
Einflüsse wenigstens einer der weiteren Strangeigenschaften
korrigiert. Diese gemäß der Erfindung vorgeschlagene mehr
fache Strangdichtemessung ermöglicht eine beträchtliche
Verkürzung der Totzeit, d.h. der Zeit zwischen dem die
Dichte des Strangs zuletzt beeinflussenden Vorgang der
Strangherstellung, z. B. der Überschußabnahme, und der
Dichtemessung an dem betreffenden Strangabschnitt auf ein
Minimum, indem eine Dichtemessung in unmittelbarer Nach
barschaft stromauf oder stromab der Überschußabnahme
erfolgt und unmittelbar zur Beeinflussung der Strangbildung,
beispielsweise der Überschußabnahme, genutzt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Verfahrens ist vorgesehen, daß für eine
nukleare Strangdichtemessung eine den Strang durchdringende
Nuklear- oder Röntgenstrahlung gemessen und aus dem Meßwert
ein entsprechendes erstes Dichtesignal gebildet wird.
Für eine optische Strangdichtemessung wird eine den Strang
durchdringende optische Strahlung gemessen und aus dem
Meßwert wird ein entsprechendes zweites Dichtesignal gebil
det. Für die optische Strangdichtemessung kann eine Infra
rotstrahlung verwendet werden. Da für die optische Strang
dichtemessung nur ein sehr kleiner Meßkopf erforderlich
ist, kann diese Dichtemessung fast an jedem beliebigen
Abschnitt der Strangführung erfolgen. In Fortführung der
Erfindung ist vorgesehen, daß ein Faserstrang gebildet
und längsaxial gefördert, vom Strang Überschußfasern abge
nommen und der Strang mit einem Hüllmaterialstreifen
umhüllt wird, daß durch eine nukleare Strangdichtemessung
ein erstes Dichtesignal gebildet wird, daß durch eine
optische Strangdichtemessung ein zweites Dichtesignal
gebildet wird, daß in Abhängigkeit vom ersten Dichtesignal
das zweite korrigiert wird und daß die Überschußabnahme
in Abhängigkeit vom korrigierten zweiten Dichtesignal
gesteuert wird. Es wurde festgestellt, daß die optische
Strangdichtemessung mit den Strang durchdringender optischer
Strahlung sehr gut geeignet ist, die Strangdichte zu
erfassen. Allerdings wurde auch festgestellt, daß der auf
diese Weise erhaltene Meßwert außer von der Dichte des
Strangs auch von der Tabaksorte bzw. der Farbe des Tabaks
abhängt. Um diese Abhängigkeit aus dem Meßwert zu elimi
nieren, ist die gemäß der Erfindung vorgeschlagene zusätz
liche Strangdichtemessung vorgesehen, welche von der
Tabaksorte und der Farbe des Tabaks unbeeinflußt bleibt.
Gemäß der Erfindung ist zwar zusätzlich die nukleare
Strangdichtemessung erforderlich, da sie aber nicht zu
einer quantitativen Aussage über die Dichte des Strangs
zu führen braucht, kann sie mit einer wesentlich schwäche
ren nuklearen Strahlungsquelle durchgeführt werden, was
insbesondere den Sicherheitsaufwand für den nuklearen
Meßkopf stark reduziert.
Um unmittelbar Aufschluß über die vom Strang abgenommene
Überschußmenge zu erlangen, sieht die Erfindung in einer
weiteren Ausgestaltung vor, daß stromab hinter der Über
schußabnahme eine optische Strangdichtemessung mit den
Strang durchdringender optischer Strahlung zur Bildung
eines zweiten Dichtesignals vorgenommen wird, daß stromauf
vor der Überschußabnahme eine weitere optische Strang
dichtemessung zur Bildung eines weiteren Dichtesignals
vorgenommen wird und daß aus dem zweiten und dem weiteren
Dichtesignal ein die abgenommene Überschußmenge repräsen
tierendes Überschußsignal gebildet wird. Das zweite und
das weitere Dichtesignal können in Abhängigkeit von einem
durch eine nukleare Strangdichtemessung gebildeten ersten
Dichtesignal korrigiert werden, um unerwünschte Einflüsse
weiterer Strangeigenschaften auszuschalten.
Die Erfindung erlaubt auch eine einfache und schnelle
Strangdichtemessung an mehrfachen Fasersträngen. Das
geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß mehrere Faser
stränge gebildet, längsaxial gefördert und mit Hüllmate
rialstreifen umhüllt werden, daß durch eine nukleare
Strangdichtemessung die Dichte wenigstens eines der Faser
stränge gemessen und ein entsprechendes erstes Dichte
signal gebildet wird, daß durch optische Strangdichte
messung die Dichte aller Faserstränge gemessen und ent
sprechende zweite Dichtesignale gebildet werden und daß
alle zweiten Dichtesignale in Abhängigkeit vom ersten im
Sinne der Eliminierung von Einflüssen weiterer Strang
eigenschaften korrigiert werden. Diese Ausbildung des
Verfahrens nach der Erfindung ist insbesondere für den
Einsatz an Doppelstrangmaschinen vorgesehen. Eine Variante
dieser Verfahrensausgestaltung besteht darin, daß mehrere
Faserstränge gebildet, längsaxial gefördert, mit Hüll
materialstreifen umhüllt, in Zigarettenstäbe zerteilt und
die abgetrennten Zigarettenstäbe queraxial gefördert
werden, daß durch nukleare Strangdichtemessung die Dichte
der Zigarettenstäbe gemessen und ein entsprechendes
erstes Dichtesignal gebildet wird, daß durch optische
Strangdichtemessung die Dichte aller Faserstränge gemessen
und entsprechende zweite Dichtesignale gebildet werden
und daß die zweiten Dichtesignale in Abhängigkeit vom
ersten im Sinne der Eliminierung von Einflüssen weiterer
Strangeigenschaften korrigiert werden. In diesem Fall
erfolgt die nukleare Dichtemessung nicht am Faserstrang,
sondern es wird die Dichte der vom Strang abgetrennten
Stäbe gemessen. In Abhängigkeit von diesen Dichtemeßwerten
werden die optischen zweiten Dichtesignale korrigiert.
Die vom umhüllten Faserstrang abgetrennten Strangabschnitte
werden gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens nach der
Erfindung in einer Reihe queraxial gefördert und jedes
erste Dichtesignal wird jeweils demjenigen zweiten Dichte
signal als Korrektursignal zugeordnet, welches die Dichte
des Faserstrangs repräsentiert, von dem der betreffende
Strangabschnitt abgetrennt wurde. Auf diese Weise werden
die nuklearen Dichtesignale zur Korrektur der optischen
Dichtesignale dem jeweils richtigen Strang zugeordnet,
und es wird mit der nuklearen Dichtemessung die Dichte
der wenigstens nahezu fertiggestellten Artikel erfaßt,
was die Aussagekraft der Messung und die Wirksamkeit der
Steuerung erhöht.
Weitere Strangeigenschaften im Sinne dieser Erfindung sind
beispielsweise die Sorte und die Farbe der im Strang ent
haltenen Fasern. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung
wird durch die Korrektur der zweiten Dichtesignale durch
das erste eine Fasersorten- bzw. Faserfarbenabhängigkeit
der optischen Dichtemessung wenigstens weitgehend elimi
niert.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein
Faserstrang gebildet und längsaxial gefördert, vom Strang
Überschuß abgenommen, der Strang mit einem Hüllmaterial
streifen umhüllt und durch eine nukleare Strangdichte
messung ein erstes Dichtesignal gebildet wird, daß durch
eine optische Strangdichtemessung ein zweites Dichtesignal
gebildet wird, daß in Abhängigkeit vom ersten Dichtesignal
die Abnahme von Überschußfasern gesteuert und das zweite
Dichtesignal im Sinne der Eliminierung unerwünschter
Einflüsse der weiteren Strangeigenschaften korrigiert wird
und daß der vom ersten Dichtesignal abhängenden Steuerung
der Abnahme von Überschußfasern eine Steuerung der Über
schußabnahme in Abhängigkeit vom korrigierten zweiten
Dichtesignal überlagert wird. Hiermit ergibt sich eine
Steuerung, bei der die Überschußabnahme von der relativ lang
samen nuklearen Dichtemessung geführt und in Abhängigkeit
von der schnelleren optischen Dichtemessung, deren Dichte
meßwerte in Abhängigkeit von den durch die nukleare Dichte
messung gewonnenen Meßwerten korrigiert werden, ent
sprechend auftretenden Dichteänderungen unmittelbar einge
stellt wird.
Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird
die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine die Dichte
des Faserstrangs mit den Strang durchdringender Strahlung
erfassende und ein entsprechendes Dichtemeßsignal abge
bende Dichtemeßeinrichtung. Die Meßeinrichtung weist wenig
stens zwei unterschiedliche, wenigstens eine weitere
Strangeigenschaft unterschiedlich erfassende Meßköpfe zum
Bilden erster und zweiter Dichtesignale auf. In Fortfüh
rung der Erfindung sind die Meßköpfe an eine gemeinsame
Auswertanordnung angeschlossen, die eines der Dichtesig
nale in Abhängigkeit vom anderen im Sinne der Eliminierung
unerwünschter Einflüsse der weiteren Strangeigenschaft
korrigierend ausgebildet ist.
Gemäß der Erfindung ist einer der Meßköpfe als nuklearer
Meßkopf ausgebildet, welcher die Strangdichte zur Bildung
eines ersten Dichtesignals mit den Strang durchdringender
Nuklear- oder Röntgenstrahlung erfaßt. Wenigstens einer
der Meßköpfe ist als optischer Meßkopf ausgebildet,
welcher die Strangdichte zur Bildung wenigstens eines
zweiten Dichtesignals mit den Strang durchdringender
optischer Strahlung erfaßt. Als optischer Meßkopf ist
gemäß der Erfindung in erster Linie ein Infrarotmeßkopf
vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung nach
der Erfindung weist die Auswertanordnung Korrekturmittel
zum Korrigieren der vom optischen Meßkopf abgegebenen
zweiten Dichtesignale in Abhängigkeit von den vom nuklearen
Meßkopf abgegebenen ersten Dichtesignalen im Sinne der
Eliminierung unerwünschter Einflüsse der wenigstens einen
weiteren Strangeigenschaft und zum Abgeben korrigierter
zweiter Dichtesignale auf.
Um eine möglichst unmittelbare Beeinflussung der Strang
dichte ohne lange Totzeit zwischen der Messung und einem
die Strangdichte korrigierenden Eingriff in den Strang
bildungsvorgang zu ermöglichen, sind in Fortführung der
Erfindung eine Strangfördereinrichtung, eine der Strang
fördereinrichtung zugeordnete Abnahmeeinrichtung und ein
nuklearer Meßkopf zur Bildung von ersten Dichtesignalen
vorgesehen. Der Strangfördereinrichtung ist ein optischer
Meßkopf zum Bilden von zweiten Dichtesignalen zugeordnet.
Die an den nuklearen und den optischen Meßkopf angeschlos
sene Auswertanordnung ist in Abhängigkeit von den ersten
Dichtesignalen korrigierte zweite Dichtesignale abgebend
ausgebildet und an die Auswertanordnung ist eine mit der
Überschußabnahmeeinrichtung verbundene Steueranordnung
zum Beeinflussen der Abnahmemenge überschüssigen Faser
materials in Abhängigkeit von den korrigierten zweiten
Dichtesignalen angeschlossen.
Eine sehr zuverlässige Regelung der Dichte des Faserstrangs
ergibt sich gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung, bei
der die Auswertanordnung eine mit dem nuklearen Meßkopf
verbundene, an die Steueranordnung angeschlossene Auswert
schaltung zum Bilden von von den ersten Dichtesignalen
abhängigen Steuersignalen aufweist, derart, daß der von
den korrigierten zweiten Dichtesignalen abhängigen Steue
rung der Überschußabnahmeeinrichtung eine von den ersten
Dichtesignalen abhängige Steuerung unterlegt ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung erlaubt auch eine un
mittelbare Ermittlung der vom Strang abgenommenen Über
schußmenge. Hierzu sind eine Strangfördereinrichtung und
eine der Strangfördereinrichtung zugeordnete Überschuß
abnahmeeinrichtung vorgesehen. Stromab hinter und stromauf
vor der Überschußabnahmeeinrichtung sind je ein optischer
Meßkopf zum Bilden von Dichtesignalen angeordnet. Die
optischen Meßköpfe sind an eine Auswertanordnung ange
schlossen, welche Mittel zum Verarbeiten der Dichtesignale
zu einem die vom Strang abgenommene Überschußmenge reprä
sentierenden Überschußsignal umfaßt. Zusätzlich kann gemäß
der Erfindung ein die Dichte des Strangs erfassender
nuklearer Meßkopf zum Bilden erster Dichtesignale vorge
sehen und an die Auswertanordnung angeschlossen sein.
Die Auswertanordnung weist in diesem Falle Korrekturmittel
zum Korrigieren der Dichtesignale der optischen Meßköpfe
in Abhängigkeit von den ersten Dichtesignalen im Sinne
der Eliminierung unerwünschter Einflüsse der weiteren
Strangeigenschaften auf.
Um eine schnelle und zuverlässige Dichtemessung auch an
Mehrfachsträngen zu ermöglichen, ist eine Weiterbildung
der Vorrichtung nach der Erfindung so ausgestaltet, daß
die Strangfördereinrichtung Strangfördermittel für wenig
stens zwei Faserstränge aufweist, daß jedem Strangförder
mittel wenigstens ein optischer Meßkopf zum Erfassen der
Strangdichte und zum Bilden entsprechender zweiter Dichte
signale zugeordnet ist, daß einem Strangfördermittel ein
nuklearer Meßkopf zum Bilden eines ersten Dichtesignals
zugeordnet ist, daß die optischen und der nukleare Meßkopf
an die Auswertanordnung angeschlossen sind, welcher Korrek
turmittel zum Korrigieren der zweiten Dichtesignale beider
optischer Meßköpfe in Abhängigkeit von dem ersten Dichte
signal im Sinne der Eliminierung unerwünschter Einflüsse
weiterer Strangeigenschaften und zum Abgeben korrigierter
zweiter Dichtesignale aufweist. Die Dichtesignale eines
einzigen nuklearen Meßkopfes genügen also, um die Dichte
signale mehrerer optischer Meßköpfe zu korrigieren.
Die korrigierten zweiten Dichtesignale können zur Steue
rung der Überschußabnahme verwendet werden, wenn gemäß
einem weiteren Vorschlag der Erfindung jedem Strangförder
mittel ein Überschußabnahmemittel zugeordnet ist und die
Überschußabnahmemittel mit einer mit der Auswertanordnung
verbundenen Steueranordnung verbunden sind, welche Mittel
zum Steuern der mit den Überschußabnahmemitteln von den
Fasersträngen abgenommenen Überschußmenge in Abhängigkeit
von den korrigierten zweiten Dichtesignalen aufweist.
Eine andere Art der Gewinnung der nuklearen Dichtesignale
erlaubteine Ausbildung der Vorrichtung nach der Erfindung,
bei der die Strangfördereinrichtung Strangfördermittel
für wenigstens zwei Faserstränge aufweist, jedem Strang
fördermittel wenigstens ein optischer Meßkopf zum Bilden
zweiter Dichtesignale zugeordnet ist, Schneidmittel zum
Abtrennen stabförmiger Abschnitte von den Fasersträngen
und Querfördermittel zum queraxialen Fördern der abge
trennten Abschnitte vorgesehen sind, den Querfördermitteln
wenigstens ein nuklearer Meßkopf zum Bestimmen der Dichte
der Abschnitte und zum Bilden entsprechender erster Dichte
signale zugeordnet ist und die Meßköpfe an eine gemeinsame
Auswertanordnung angeschlossen sind, welche Korrekturmittel
zum Korrigieren der zweiten Dichtesignale in Abhängigkeit
von den ersten im Sinne der Eliminierung von unerwünschten
Einflüssen der weiteren Strangeigenschaft aufweist. Vor
teilhafterweise weist die Auswertanordnung Schaltmittel
zum Zuordnen der ersten Dichtesignale zu dem Faserstrang
auf, von dem die betreffenden Abschnitte stammen.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß nur eine kurze Totzeit
zwischen der Dichtemessung mit dem optischen Meßkopf und
der Beeinflussung der Strangdichte beim Strangbildungs
vorgang auftritt, so daß Strangdichteänderungen sehr schnell
erfaßt und korrigiert werden können. Ermöglicht wird das
durch die Verwendung eines optischen Meßkopfes, insbeson
dere eines Infrarot(IR)-Meßkopfes, der wegen seines
geringen Platzbedarfes unmittelbar im Bereich der Strang
herstellung, z. B. knapp stromauf oder stromab der Über
schußabnahmeeinrichtung, angeordnet werden kann. Dichte
abweichungen im Strang werden also mit hoher Zuverlässig
keit schon festgestellt, bevor ein langes Strangstück
hergestellt ist, so daß sich insgesamt auch eine niedri
gere Ausschußrate ergibt. Durch die erfindungsgemäß
vorgeschlagene Kombination eines optischen Dichtemeßkopfes
mit einem nuklearen Dichtemeßkopf werden unerwünschte
Einflüsse von Strangeigenschaften ausgeschaltet, die das
optische Dichtesignal verfälschen können.
Darüberhinaus bietet die Erfindung die Möglichkeit einer
sehr zuverlässigen Überschußmessung, d. h. sie gibt unmittel
bar Aufschluß über die vom Strang abgenommene Fasermenge.
So ist eine optimale Steuerung der Faserzufuhr zur Strang
bildung möglich.
Die vorteilhafte schnelle Dichtemessung mit optischen
Dichtemeßköpfen kann auch zur Dichtemessung mehrerer
gleichzeitig hergestellter Faserstränge eingesetzt werden,
wobei für die Korrektur der optischen Dichtesignale nur
ein einziger nuklearer Meßkopf erforderlich ist. Das setzt
den Aufwand für die Dichtemeßeinrichtung erheblich herab,
was besonders bei Doppelstrangmaschinen von großer
Bedeutung ist. Da mit dem nuklearen Meßkopf keine quanti
tativen Messungen erforderlich sind, kann eine schwächere
nukleare Strahlungsquelle eingesetzt werden, die weniger
konstruktiven und maschinenbaulichen Aufwand bedingt und
geringere Sicherheitsanforderungen stellt.
Weitere vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Ansprüchen 31 bis 35 enthalten. Die
Verwendung von optischen Lichtschranken für die Strang
dichtemessung bietet besser als die nukleare Dichtemessung
die Möglichkeit, auch kleine im Strang enthaltene Soft
Spots, also kleine Lücken oder Abschnitte unzureichender
Dichte zu erkennen. Das wird gemäß der Erfindung dazu
genutzt, die diese Soft Spots enthaltenen Strangab
schnitte auszusondern, so daß nur zuverlässig gefüllte
Strangabschnitte zu fertigen Artikeln verarbeitet werden.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläu
tert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungs
beispiels der Vorrichtung nach der Erfindung
im Zusammenhang mit einer Zigarettenstrangma
schine,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines anderen
Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach der
Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach der
Erfindung,
Fig. 4a und 4b die schematische Darstellung der Dichtemessung
bei auf einer Trommel queraxial geförderten
Artikeln,
Fig. 5 eine spezielle Ausbildung und Anordnung eines
optischen Meßkopfes,
Fig. 6 eine Darstellung einer sich an Fig. 1 in
Förderrichtung anschließenden Schneid- und
Auswerfeinrichtung und
Fig. 7 eine weitere spezielle Ausbildung und
Anordnung eines optischen Meßkopfes.
Die Erfindung wird am Beispiel der Messung der Dichte
eines Zigarettenstrangs auf einer Zigarettenstrangmaschine
beschrieben. Hierzu zeigt Fig. 1 eine schematische Seiten
ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung auf einer
Zigarettenstrangmaschine sowie die meß- und steuerungs
technische Verknüpfung der die Strangdichte beeinflussenden
Aggregate mit den Meßköpfen. Von der Zigarettenstrang
maschine sind nur die für das Verständnis der Erfindung
notwendigen Teile dargestellt.
Mit 1 ist ein um Umlenkrollen 1 a und 1 b in Pfeilrichtung
1 c umlaufender Saugstrangförderer bezeichnet, auf dessen
unterem Trum ein Tabakstrang 2 aus einem in einem Tabak
schacht 3 in Richtung eines Pfeiles 3 a zugeführten Ta
bakschauer aufgeschauert wird. Eine Förderwalze 4 be
wirkt zusammen mit einem Luftstrom die Bewegung des Tabak
schauers durch den Tabakschacht 3 zum Saugstrangförderer
1. Eine mit einer Unterdruckquelle 6 a verbundene Unter
druckkammer 6 bewirkt einen Saugzug durch den Saugstrang
förderer, der die aufgeschauerten Tabakfasern als Strang
am Saugstrangförderer festhält.
Stromab hinter dem Tabakschacht 3 ist eine Überschußab
nahmeeinrichtung 7 angeordnet, deren umlaufende Trimmer
scheiben 7 a überschüssige Fasern 8 vom Tabakstrang 2 ab
nehmen. Die Stellung der Trimmerscheiben 7 a zum unteren
Trum des Saugstrangförderers 1 bestimmt die Menge des ab
genommenen Tabaküberschusses 8. Der durch Abnahme des
Tabaküberschusses egalisierte Tabakstrang 2 a wird auf
einem Hüllmaterialstreifen 9 abgelegt und wird zusammen
mit diesem auf einem umlaufenden Formatband 11 in ein
nicht näher dargestelltes Format 12 gefördert, in dem der
egalisierte Tabakstrang 2 a mit dem Hüllmaterialstreifen 9
zu einem Zigarettenstrang 13 umhüllt wird. Im weiteren,
hier nicht dargestellten Produktionsverlauf werden von
dem umhüllten Zigarettenstrang 13 stabförmige Abschnitte
14 abgetrennt, zu Plain- oder Filterzigaretten weiterver
arbeitet und schließlich verpackt.
Gemäß der Erfindung ist dem Strangförderer 1 eine Dichte
meßeinrichtung 16 zugeordnet, die mit den Strang durch
dringender Strahlung die Dichte des Strangs erfaßt. Hierzu
ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein optischer Meß
kopf 17 mit wenigstens einer optischen Strahlungsquelle 17 a
und einem Detektor 17 b vorgesehen. Nach Fig. 1 ist dieser
Meßkopf unmittelbar stromab hinter der Überschußabnahme
einrichtung 7 angeordnet, so daß die Totzeit zwischen
der Überschußabnahme und der Dichtemessung minimal ist.
Der Detektor 17 b ist an eine Auswerteinheit 18 einer Auswertanordnung 24 angeschlos
sen, welche den vom Detektor erfaßten Meßwert zu einem
optischen Dichtesignal (im weiteren auch als zweites
Dichtesignal bezeichnet) verarbeitet. Über einen nachge
schalteten Komparator 19 zum Vergleich des optischen
Dichtesignals mit einem in einem Sollwertgeber 19 a vorge
gebenen Sollwert und zum Abgeben eines entsprechenden
Steuersignals wird eine die Überschußabnahmeeinrichtung 7 be
aufschlagende Steueranordnung 21 angesteuert. Die Steuer
anordnung 21 bewirkt eine der vom optischen Meßkopf 17
gemessenen Strangdichte entsprechende Einstellung des
Abstands der Trimmerscheiben 7 a zum Strangförderer 1 und
damit die Korrektur festgestellter Dichteabweichungen vom
Sollwert. Mit dieser Anordnung ist eine schnelle Regelung
der Strangdichte möglich, weil die Totzeit zwischen Über
schußabnahme und Strangdichtemessung minimal ist.
Diese Meß- und Steueranordnung arbeitet solange zuver
lässig, wie während des Produktionsprozesses keine Tabak
sorten- und Tabakfarbenveränderungen auftreten. Für den Fall
aber, daß doch Änderungen dieser Strangeigenschaften zu
erwarten sind, ist gemäß der Erfindung stromab hinter dem
optischen Meßkopf 17 ein nuklearer Dichtemeßkopf 22 mit
einer nuklearen Strahlungsquelle 22 a und einem geeigneten
Meßwertaufnehmer, beispielsweise in Gestalt einer Ionisati
onskammer 22 b (vergl. Fig. 2), angeordnet, der die
genannten weiteren Strangeigenschaften auf andere Weise
erfaßt als der optische Meßkopf 17. Der vom nuklearen
Meßkopf 22 abgegebene Dichtemeßwert ist von der Tabaksorte
und der Tabakfarbe unabhängig. Er gelangt über einen
Verstärker 23 zu einer Auswertschaltung 26, welche mit der
Auswerteinheit 18 verbunden ist. Aufgrund eines Vergleichs
des optischen Dichtesignals mit dem nuklearen Dichtesignal
bewirkt die Auswerteinheit 18 die Eliminierung des Ein
flusses der obengenannten weiteren Strangeigenschaften
(Tabaksorte und Tabakfarbe) auf das optische Dichtesignal.
Auf diese Weise ist auch bei sich ändernder Tabaksorte oder
Tabakfarbe eine zuverlässige Tabakdichtemessung mit dem
optischen Dichtemeßkopf 17 möglich.
Wie die Fig. 1 zeigt, ist der Ausgang der Auswertschal
tung 26, welche nukleare (erste) Dichtesignale abgibt,
auch an einen Komparator 27 angeschlossen, in welchem die
nuklearen Dichtesignale mit einem von einem Sollwertgeber
27 a vorgegebenen Dichtesollwert verglichen werden. Bei
Abweichungen der nuklearen Dichtesignale von dem vorgege
benen Dichtesollwert erzeugt der Komparator 27 Steuer
signale, die der Steueranordnung 21 zugeführt werden. In
Abhängigkeit von diesen Steuersignalen wird die mit der
Überschußabnahmeeinrichtung 7 vom Strang abgenommene
Überschußmenge 8
gesteuert. Es handelt sich hierbei um eine relativ lang
same Steuerung, weil die Totzeit zwischen der Überschuß
abnahme und der Dichtemessung mit dem nuklearen Dichte
meßkopf 22 relativ groß ist. Dieser verhältnismäßig lang
samen Steuerung wird daher gemäß der Erfindung eine schnelle
Trimmersteuerung überlagert, die sich der von dem optischen
Meßkopf 17 und der Auswerteinheit 18 abgegebenen optischen
(zweiten) Dichtesignale bedient. Aufgrund der optischen
Dichtesignale vom optischen Meßkopf 17 ergibt sich also
eine schnelle Dichteregelung, die von dem langsamer wir
kenden Nuklearmeßkopf 22 geführt wird.
Für den Fall, daß es auf die Schnelligkeit der optischen
Regelung nicht so stark ankommt, kann ein optischer Meß
kopf 28 auch im Bereich des nuklearen Meßkopfs 22 ange
ordnet sein. In diesem Fall ergibt sich zwar gegenüber
der Anordnung des optischen Meßkopfs 17 eine längere
Totzeit, es kann aber dennoch mit einer schwächeren nukle
aren Strahlungsquelle im nuklearen Meßkopf 22 gearbeitet
werden, weil auch in diesem Fall der nukleare Meßkopf 22
nur zum Zwecke der Korrektur der vom optischen Meßkopf
28 abgegebenen Dichtemeßwerte benötigt wird. Der optische
Meßkopf 28 und der nukleare Meßkopf 22 können, wie in
Fig. 1 gestrichelt angedeutet, konstruktiv zu einem kombi
nierten Meßkopf 29 zusammengefaßt sein.
Fig. 1 zeigt stromauf der Überschußabnahmeeinrichtung 7
einen weiteren optischen Meßkopf 31, der die erfaßten
Dichtemeßwerte an eine Auswerteinheit 32 abgibt, in wel
cher sie zu Dichtesignalen verarbeitet werden, die an
einen nachgeschalteten Überschußrechner 33, beispielsweise
ein Differenzglied, übergeben werden. Der Überschußrech
ner 33 ist gleichzeitig mit dem Ausgang der Auswerteinheit
18 des optischen Meßkopfs 17 verbunden und bildet die
Differenz zwischen den von beiden optischen Meßköpfen 17
und 31 ermittelten Dichtewerten des Strangs. Diese Diffe
renz ist ein Maß für die Menge des vom Strang abgenomme
nen Überschusses 8. Das vom Überschußrechner 33 abgegebene
Differenzsignal gelangt zu einem Komparator 34 und wird
dort mit einem Überschußsollwert verglichen, der in einem
Sollwertgeber 34 a gespeichert ist. Abweichungen des Diffe
renzsignals von dem Überschußsollwert führen am Ausgang
des Komparators zu einem Steuersignal, mit welchem die
Geschwindigkeit einer Antriebseinheit 36 der Förderwalze
4 beeinflußt wird. Auf diese Weise ist die Steuerung der
im Tabakschacht 3 dem Saugstrangförderer 1 zugeführten
Tabakmenge in Abhängigkeit von dem vom Überschußrechner 33
abgegebenen Differenzsignal möglich. Die in Fig. 1 gezeigte
Anordnung erlaubt also die unmittelbare Ermittlung des
vom Strang abgenommenen Tabaküberschusses 8 und die Beein
flussung der Überschußmenge durch eine entsprechende
Veränderung der Geschwindigkeit der Förderwalze 4.
Die Fig. 1 zeigt eine Verbindung zwischen der Auswert
schaltung 26 und der Auswerteinheit 32, über die auch
eine Korrektur der von der Auswerteinheit 32 gebildeten
optischen Dichtesignale im Sinne der Eliminierung uner
wünschter Einflüsse der weiteren Strangeigenschaften
erfolgt. Auch hier werden also die Einflüsse von Ände
rungen der Tabaksorte oder der Tabakfarbe auf die Dichte
meßwerte eliminiert, um zu zuverlässigen Meßergebnissen
zu kommen.
Fig. 2 zeigt den Einsatz der Vorrichtung nach der Erfin
dung auf einer Doppelstrangmaschine. Auch in diesem Fall
sind nur die für das Verständnis der Erfindung erforder
lichen Teile in der Zeichnung dargestellt. Bei einer
solchen Doppelstrangmaschine werden bekanntlich aus einem
Tabakvorrat und einem Verteiler heraus gleichzeitig zwei
Tabakstränge 37 und 37 a aufgebaut und längsaxial geför
dert. Von beiden Tabaksträngen wird mittels Überschußab
nahmeeinrichtungen 38 und 38 a Tabaküberschuß 39 bzw. 39 a
abgenommen, bevor die derart egalisierten Stränge 41 und
41 a in jeweils einem Format 42 und 42 a mit einem Zigaret
tenpapierstreifen umhüllt werden. Mit einem nuklearen
Dichtemeßkopf 22, bestehend aus einer nuklearen Strah
lungsquelle 22 a (beispielsweise einem Beta-Strahler oder
einer Röntgenstrahlungsquelle) und einem Meßwertaufnehmer
22 b (beispielsweise einer Ionisationskammer) wird im ge
zeigten Ausführungsbeispiel die Dichte des umhüllten
Zigarettenstrangs gemessen. Die Dichtemeßwerte werden
in einem Logarithmierverstärker 43 logarithmiert und
an einen Mittelwertbildner 44 abgegeben, der aus mehreren
aufeinanderfolgenden logarithmierten Dichtemeßwerten den
Mittelwert bildet.
Stromab hinter der Überschußabnahmeeinrichtung 38 ist ein
optischer Meßkopf 46 angeordnet, der aus einer oder meh
reren optischen Strahlungsquellen 46 a und aus einem oder
mehreren Detektoren 46 b besteht. Der Detektor 46 b ist
mit einer Auswerteinheit 47 verbunden, die außerdem auch
mit dem Ausgang des Mittelwertbildners 44 verbunden ist.
Die Auswerteinheit 47 verarbeitet die von den Detektoren
46 b erfaßten Dichtemeßwerte zu Dichtesignalen, die in
Abhängigkeit von den vom Mittelwertbildner 44 abgegebenen
Mittelwerten der Dichtemeßwerte des nuklearen Meßkopfs 22
im Sinne der Eliminierung unerwünschter Einflüsse von
weiteren Strangeigenschaften,wie Tabaksorte und Tabakfarbe,
korrigiert werden. Die Auswerteinheit 47 gibt korrigierte
optische Dichtesignale ab, die in einem nachgeschalteten
Komparator 48 mit einem Sollwert verglichen werden, der
in einem Sollwertgeber 48 a vorgegeben ist. In Abhängigkeit
von Abweichungen des korrigierten optischen Dichtesignals
von dem vorgegebenen Dichtesollwert bildet der Komparator
48 Steuersignale, welche die Stellung der Trimmerscheiben
49 der Überschußabnahmeeinrichtung 38 über ein mit dem
Komparator 48 verbundenes Stellglied 51 beeinflussen.
Dem zweiten egalisierten Tabakstrang 41 a ist ein weiterer
optischer Meßkopf 52 zugeordnet, der wieder aus einer
oder mehreren optischen Strahlungsquellen 52 a und einem
oder mehreren Detektoren 52 b besteht. Die Detektoren 52 b
sind an eine Auswerteinheit 47 a angeschlossen, die außer
dem mit dem Ausgang des Mittelwertbildners 44 verbunden
ist. Wie die Auswerteinheit 47 bildet auch die Auswertein
heit 47 a aus den Dichtemeßwerten der Detektoren 52 b opti
sche Dichtesignale, die in Abhängigkeit von dem vom Mittel
wertbildner 44 abgegebenen Mittelwert der nuklearen Dichte
signale im Sinne der Eliminierung unerwünschter Einflüsse
weiterer Strangeigenschaften korrigiert wird. Das korri
gierte optische Dichtesignal gelangt zu einem Komparator
53 und wird dort mit einem in einem Sollwertgeber 53 a
vorgegebenen Dichtesollwert verglichen. In Abhängigkeit
von Abweichungen des korrigierten optischen Dichtesig
nals von dem vorgegebenen Dichtesollwert wird das Stell
glied 51 a der Überschußabnahmeeinrichtung 38 a zur ent
sprechenden Verstellung der Trimmerscheiben 49 a beauf
schlagt.
Wie Fig. 2 zeigt, genügt also ein nuklearer Meßkopf, um
die zwei Tabaksträngen einer Doppelstrangmaschine zuge
ordneten optischen Meßköpfe 46 und 52 zu führen, so daß
aus den Dichtesignalen beider optischer Meßköpfe der un
erwünschte Einfluß weiterer Strangeigenschaften, wie
Tabaksorte oder Tabakfarbe, zuverlässig eliminiert wird.
Anstelle eines optischen Meßkopfs 46, unmittelbar hinter
der Überschußabnahmeeinrichtung 38, kann auch ein opti
scher Meßkopf 45 im Bereich des nuklearen Meßkopfs 22
angeordnet sein, dessen Arbeitsweise vollkommen mit der
des optischen Meßkopfs 46 übereinstimmt.
Fig. 3 zeigt ebenfalls die Dichtemessung an zwei auf einer
Doppelstrangmaschine gleichzeitig hergestellten umhüllten
oder nicht umhüllten Tabaksträngen 54 und 54 a. Die von
den optischen Meßköpfen 56 und 56 a erfaßten Dichtemeß
werte werden einer Auswertanordnung 24 a in Logarithmierverstärkern 57 und 57 a loga
rithmiert und verstärkt und gelangen dann zu Verzögerungs
gliedern 58 und 58 a, die im Takt eines Taktgebers 59
weitergeschaltet werden.
Von den Tabaksträngen 54 und 54 a werden nach ihrer Umhül
lung mit Zigarettenpapier stabförmige Abschnitte abge
trennt, aus ihrer längsaxialen Bewegung in eine quer
axiale Bewegung umgelenkt und dann in bekannter Weise
zu Plain- oder Filterzigaretten weiterverarbeitet. Fig.
3 zeigt eine Muldentrommel 61, an deren Umfang Saugmulden
angeordnet sind, welche die stabförmigen Abschnitte 14
zum queraxialen Transport aufnehmen. Dieser Muldentrommel
61 ist ein nuklearer Meßkopf 62 mit einer nuklearen Strah
lungsquelle 62 a und eine Ionisationskammer 62 b zum Auf
nehmen der Dichtemeßwerte zugeordnet. Die Anordnung die
ses nuklearen Meßkopfes 62 ist am besten der Fig. 4a zu
entnehmen. Dort ist die Muldentrommel 61 schematisch
angedeutet, die an ihrem Umfang die stabförmigen Abschnitte
14 trägt, welche die Aufnahmen axial überragen. Bei der
Umdrehung der Muldentrommel 61 durchlaufen die Enden der
stabförmigen Abschnitte 14 den Meßbereich 63 des nuklearen
Meßkopfs 62, so daß dieser deren Dichte erfaßt. In einer
Auswertschaltung 64, die auch in Fig. 3 strichpunktiert
angedeutet ist, werden die erfaßten Dichtemeßwerte zu
nuklearen Dichtesignalen verarbeitet.
Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, ist auf der Muldentrommel 61
auch eine Blende 66 vorgesehen, die einmal pro Umdrehung
der Muldentrommel 61 den Meßbereich 63 des nuklearen
Meßkopfs 62 durchläuft. Fig. 4b zeigt die Blende 66 im
Meßbereich 63 des nuklearen Meßkopfs 62. Die Blende 66
hat eine definierte Strahlendurchlässigkeit und erlaubt
auf diese Weise den regelmäßigen Abgleich des nuklearen
Meßkopfes und der Auswertschaltung.
Wie Fig. 3 zeigt, ist an den Ausgang der Ionisations
kammer 62 b des nuklearen Meßkopfs 62 ein Logarithmier
verstärker 67 angeschlossen, der die Dichtemeßwerte loga
rithmiert und verstärkt. Über ein Vergleichsglied 68, das
den Meßwertabgleich aufgrund der mit der Blende 66 ge
wonnenen Dichtemeßwerte ermöglicht, gelangen die logarith
mierten und verstärkten Dichtemeßwerte zu einer Signal
trennungseinheit 69, welche die an den stabförmigen Abschnit
ten 14 gewonnenen Dichtemeßwerte jeweils dem Zigaretten
strang 54 oder 54 a zuordnet, von dem die abgetrennten
stabförmigen Abschnitte 14 stammen. Die vom nuklearen
Meßkopf 62 abgegebenen Dichtemeßwerte werden also abwech
selnd dem Faserstrang 54 und dem Faserstrang 54 a zugeord
net. So führt der Ausgang a der Signaltrennungseinheit 69
nur nukleare Dichtesignale von Abschnitten 14, die vom
Faserstrang 54 stammen. Der Ausgang b führt die nuklearen
Dichtesignale, die zu Abschnitten 14 vom Faserstrang 54 a
gehören. Am Ausgang c liegen die über die Blende 66 gewon
nenen Dichtesignale des nuklearen Meßkopfs 62. Aus den
von der Signaltrennungseinheit 69 abgegebenen Dichtesig
nalen werden in einem Mittelwertbildner 71 über mehrere
Messungen hinweg die Mittelwerte gebildet. Die gemittelten
Dichtesignale vom Ausgang a der Signaltrennungseinheit 69
gelangen zu einer Auswerteinheit 72, an welche auch der
Ausgang des Verzögerungsgliedes 58 angeschlossen ist.
Die vom optischen Meßkopf 56 abgegebenen Dichtemeßwerte
werden im Verzögerungsglied 58 so lange verzögert, bis
der gemessene Strangabschnitt zur nuklearen Dichtemessung
den Meßbereich 63 des nuklearen Meßkopfs 62 durchläuft.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß in den Auswert
einheiten 72 und 72 a immer die optischen und nuklearen
Dichtesignale verglichen werden, die jeweils von demselben
Strangabschnitt stammen. Die Auswerteinheit 72 verarbeitet
die vom Verzögerungsglied 58 abgegebenen Dichtemeßwerte
zu optischen Dichtesignalen, welche in Abhängigkeit vom
Mittelwert der vom Ausgang a der Signaltrennungseinheit
69 abgegebenen nuklearen Dichtesignale im Sinne der Eli
minierung unerwünschter Einflüsse der weiteren Strang
eigenschaften korrigiert werden. Die Auswerteinheit 72
gibt Steuersignale ab, mit denen das Stellglied 73 einer
in dieser Figur nicht gezeigten Überschußabnahmeeinrich
tung beeinflußt wird.
Der Mittelwert der vom Ausgang b der Signaltrennungsein
heit 69 abgegebenen nuklearen Dichtesignale gelangt zur
Auswerteinheit 72 a, wo er die optischen Dichtesignale,
die aus den vom Verzögerungsglied 58 a abgegebenen Dichte
meßwerten gebildet werden, ebenfalls im Sinne der Elimi
nierung unerwünschter Einflüsse weiterer Strangeigen
schaften korrigiert, bevor die korrigierten optischen
Dichtesignale das Stellglied 73 a einer ebenfalls nicht
dargestellten Überschußabnahmeeinrichtung erreichen.
Aus den gemittelten Referenzsignalen vom Ausgang c der
Signaltrennungseinheit 69 wird in einem Dividierglied 74
der Reziprokwert gebildet, der zum Meßwertabgleich zum
Vergleichsglied 68 zurückgeführt wird.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung des optischen Meßkopfes,
bei welcher die optische Strahlung den Strang 2 nicht
wie bisher üblich horizontal, sondern vertikal durch
dringt. Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine solche
Anordnung. Der Tabakstrang 2 ist zwischen Kanalwänden 76
auf dem Saugstrangförderer in Form eines Förderbandes
geführt. Das Förderband 1 läuft auf dem in üblicher Weise
luftdurchlässigen Kanalboden 77 der im Bereich des Meß
kopfes als für optische Strahlung durchlässiges Fenster 78
ausgebildet ist. Auf der Rückseite des Strangförderers
und des durchlässigen Kanalbodens 77 liegt die Unterdruck
kammer 6, über welche der für die Strangbildung erforder
liche Unterdruck an den Strangförderer gelegt wird (vergl.
auch Fig. 1). Die optische Strahlungsquelle 17 a des
optischen Meßkopfes liegt hinter dem Fenster 78 des durch
lässigen Kanalbodens 77, während der Detektor 17 b jen
seits der Strangoberfläche angeordnet ist. Zur Verbesse
rung der Messung können mehrere optische Strahlungsquel
len und/oder mehrere Detektoren in der gezeigten Weise
beidseits des Strangs angeordnet sein. Der Saugstrang
förderer 1 ist für die optische Strahlung des Meßkopfes
durchlässig und besteht zu diesem Zweck beispielsweise
aus einem Gewebeband aus Polyamidfasern. Eine Verfälschung
der Dichtemeßwerte ergibt sich durch die gleichzeitige
Durchleuchtung des Saugstrangförderers 1 nicht.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausbildung und Anordnung eines
optischen Meßkopfs 117, der einem Tabakkanal 75 einer
Zigarettenstrangmaschine zugeordnet ist. In dem Tabak
kanal 75 ist zwischen Kanalwänden 76 der Saugstrang
förderer 1 geführt, der über Führungsrollen 86 läuft und
den Tabakstrang 2 trägt. Zwischen zwei Führungsrollen ist
an einem Halter 87 hinter dem Saugstrangförderer 1 ein
Photodetektor 117 b angeordnet und durch den Saugstrang
förderer zum Tabakstrang hin ausgerichtet. Dem Photo
detektor 117 b gegenüber sind unter verschiedenen Winkeln
mehrere (hier vier) Strahlungsquellen 117 a zum Photodetek
tor hin ausgerichtet, deren Strahlung unter verschiedenen
Winkeln den Strang 2 und den Saugstrangförderer 1 durch
dringt, bevor sie zum Photodetektor 117 b gelangt. Auf
diese Weise wird die Strahlungsintensität für die Dichte
messung erhöht und es wird ein Strangabschnitt ausreichen
der Ausdehnung beleuchtet. Die Strahlungsquellen 117 a sind
in einem Strahlungskopf 88 untergebracht, der an einem am
Maschinengestell 91 befestigten Träger 89 angebracht ist.
Mit einer optischen Lichtschranke können auch kleine
Soft Spots, also Lücken im Strang oder kurze Abschnitte
geringer Dichte, unmittelbar erkannt werden. Das wird
gemäß der Erfindung genutzt, um die Artikel, die später
die Soft Spots enthalten, auszuwerfen. Dazu enthält die
Auswertanordnung 24 nach Fig. 1 einen mit dem Komparator 19
verbundenen Sollwertgeber 19 b, der einen unteren Grenzwert
der Strangdichte vorgibt. Unterschreitet der aktuelle Dichte
meßwert diesen Grenzwert, so liegt im Strang ein Soft Spot
vor, und der diesen Soft Spot enthaltende Strangabschnitt
wird ausgeworfen, um die Produktion fehlerhafter Artikel
zu verhindern. Natürlich kann mit dem Sollwertgeber 19 b
auch ein oberer Grenzwert der Strangdichte vorgegeben
werden, dessen Überschreitung zum Auswerfen zu schwerer
Artikel führt.
Der Komparator 19 gibt ein Fehlersignal an ein Verzöge
erungsglied 83 ab, sobald der Dichtemeßwert den vorgegebenen
Grenzwertunterschreitet. Das Verzögerungsglied 83 hält
das Fehlersignal so lange zurück bis der fehlerhafte
Strangabschnitt 14 die Auswerfeinrichtung (Fig. 6) erreicht.
Dann geht das Fehlersignal zu einer Steuerschaltung 84,
die ein Ventil 81 ansteuert. Das Ventil 81 öffnet die
Blasluftzufuhr von einer Druckquelle 82 zu einer Blasdüse
79, die den betreffenden fehlerhaften Strangabschnitt 14
auswirft, nachdem er mit einer Schneideinrichtung 55 vom
umhüllten Faserstrang 13 abgetrennt worden ist.
Gewöhnlich werden die abgetrennten Strangabschnitte an
eine Filteransetzmaschine übergeben, wo sie auf Trommeln
queraxial gefördert und zu Filterzigaretten weiterverar
beitet werden. Die Auswerfeinrichtung kann dann einer
der Trommeln der Filteransetzmaschine zugeordnet sein,
so daß die fehlerhaften Strangabschnitte nicht, wie in
Fig. 6 schematisch dargestellt, auf der Zigarettenstrang
maschine, sondern nach entsprechender Verzögerung des
Fehlersignals auf der Filteransetzmaschine ausgeworfen
werden.
Claims (35)
1. Verfahren zum Bestimmen der Dichte eines Faserstrangs
der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere eines
umhüllten oder nichtumhüllten Tabakstrangs, dadurch
gekennzeichnet, daß die Intensität wenigstens einer den
Strang durchdringenden Strahlung gemessen und wenigstens
ein der Strangdichte entsprechendes Dichtesignal erzeugt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strangdichte wenigstens mit einer ersten und einer
zweiten den Strang durchdringenden, wenigstens eine weitere
Strangeigenschaft unterschiedlich erfassenden Strahlung
gemessen wird und daß aus den Meßwerten wenigstens ein
erstes und ein zweites Dichtesignal gebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß in Abhängigkeit von einem der Dichtesignale wenig
stens eines der anderen im Sinne der Eliminierung uner
wünschter Einflüsse wenigstens einer der weiteren Strang
eigenschaften korrigiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß für eine nukleare Strangdichtemessung
eine den Strang durchdringende Nuklear- oder Röntgen
strahlung gemessen und aus dem Meßwert ein entsprechendes
erstes Dichtesignal gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß für eine optische Strangdichtemessung
eine den Strang durchdringende optische Strahlung gemessen
und aus dem Meßwert ein entsprechendes zweites Dichte
signal gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß für die optische Strangdichtemessung eine den Strang
durchdringende Infrarotstrahlung gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Faserstrang gebildet und längs
axial gefördert, vom Strang Überschußfasern abgenommen
und der Strang mit einem Hüllmaterialstreifen umhüllt wird,
daß durch eine nukleare Strangdichtemessung ein erstes
Dichtesignal gebildet wird, daß durch eine optische Strang
dichtemessung ein zweites Dichtesignal gebildet wird, daß
in Abhängigkeit vom ersten Dichtesignal das zweite korri
giert wird und daß die Überschußabnahme in Abhängigkeit
vom korrigierten zweiten Dichtesignal gesteuert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß stromab hinter der Überschußabnahme
eine optische Strangdichtemessung mit den Strang durch
dringender optischer Strahlung zur Bildung eines zweiten
Dichtesignals vorgenommen wird, daß stromauf vor der
Überschußabnahme eine weitere optische Strangdichtemessung
zur Bildung eines weiteren Dichtesignals vorgenommen wird
und daß aus dem zweiten und dem weiteren Dichtesignal ein
die abgenommene Überschußmenge repräsentierendes Über
schußsignal gebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite und/oder das weitere Dichtesignal in Abhängig
keit von einem durch eine nukleare Strangdichtemessung
gebildeten ersten Dichtesignal korrigiert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Faserstränge gebildet, längs
axial gefördert und mit Hüllmaterialstreifen umhüllt
werden, daß durch eine nukleare Strangdichtemessung die
Dichte wenigstens eines der Faserstränge gemessen und ein
entsprechendes erstes Dichtesignal gebildet wird, daß
durch optische Strangdichtemessung die Dichte aller Faser
stränge gemessen und entsprechende zweite Dichtesignale
gebildet werden und daß alle zweiten Dichtesignale in
Abhängigkeit vom ersten im Sinne der Eliminierung von
Einflüssen weiterer Strangeigenschaften korrigiert werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Faserstränge gebildet, längs
axial gefördert, mit Hüllmaterialstreifen umhüllt, in
stabförmige Strangabschnitte zerteilt und die abgetrennten
Strangabschnitte queraxial gefördert werden, daß durch
nukleare Dichtemessung die Dichte der Strangabschnitte
gemessen und ein entsprechendes erstes Dichtesignal
gebildet wird, daß durch optische Strangdichtemessung die
Dichte aller Faserstränge gemessen und entsprechende
zweite Dichtesignale gebildet werden und daß die zweiten
Dichtesignale in Abhängigkeit vom ersten im Sinne der
Eliminierung von Einflüssen weiterer Strangeigenschaften
korrigiert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die vom umhüllten Faserstrang abgetrennten Strangab
schnitte in einer Reihe queraxial gefördert werden und
daß jedes erste Dichtesignal jeweils dem zweiten Dichte
signal als Korrektursignal zugeordnet wird, welches die
Dichte des Faserstrangs repräsentiert, von dem der
betreffende Strangabschnitt abgetrennt wurde.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß durch die Korrektur der zweiten Dichte
signale durch das erste eine Fasersortenabhängigkeit bzw.
Faserfarbenabhängigkeit der optischen Dichtemessung wenig
stens weitgehend eliminiert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Faserstrang gebildet und längsaxial
gefördert, vom Strang Überschuß abgenommen, der Strang
mit einem Hüllmaterialstreifen umhüllt und durch eine
nukleare Strangdichtemessung ein erstes Dichtesignal gebil
det wird, daß durch eine optische Strangdichtemessung ein
zweites Dichtesignal gebildet wird, daß in Abhängigkeit
vom ersten Dichtesignal die Abnahme von Überschußfasern
gesteuert und das zweite Dichtesignal im Sinne der Elimi
nierung unerwünschter Einflüsse der weiteren Strangeigen
schaften korrigiert wird und daß der vom ersten Dichte
signal abhängenden Steuerung der Abnahme von Überschußfasern
eine Steuerung der Überschußabnahme in Abhängigkeit vom
korrigierten zweiten Dichtesignal überlagert wird.
15. Vorrichtung zum Bestimmen der Dichte eines Faser
strangs der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere
eines umhüllten oder nichtumhüllten Tabakstrangs, gekenn
zeichnet durch eine die Dichte des Faserstrangs (2, 2 a,
13, 37, 37 a, 54, 54 a, 14) mit den Strang durchdringender
Strahlung erfassende und ein entsprechendes Dichtesignal
abgebende Dichtemeßeinrichtung (17, 22, 31, 46, 52, 56,
56 a, 62).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinrichtung wenigstens zwei unterschiedliche,
wenigstens eine weitere Strangeigenschaft unterschiedlich
erfassende Meßköpfe (17, 31, 28, 46, 45, 52, 56, 56 a bzw.
22, 62) zum Bilden erster und zweiter Dichtesignale
aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßköpfe an eine gemeinsame Auswertanordnung (24,
24 a) angeschlossen sind, die eines der Dichtesignale in
Abhängigkeit vom anderen im Sinne der Eliminierung uner
wünschter Einflüsse der weiteren Strangeigenschaft
korrigierend ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß einer der Meßköpfe als nukle
arer Meßkopf (22, 62) ausgebildet ist, welcher die Strang
dichte zur Bildung eines ersten Dichtesignals mit den
Strang durchdringender Nuklear- oder Röntgenstrahlung
erfaßt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Meßköpfe
als optischer Meßkopf (17, 31, 28, 45, 46, 52, 56, 56 a)
ausgebildet ist, welcher die Strangdichte zur Bildung
wenigstens eines zweiten Dichtesignals mit den Strang
durchdringender optischer Strahlung erfaßt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß als optischer Meßkopf ein Infrarotmeßkopf vorgesehen
ist, welcher die Strangdichte zur Bildung eines zweiten
Dichtesignals mit den Strang durchdringender Infrarot
strahlung erfaßt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertanordnung (24, 24 a)
Korrekturmittel (18, 32, 47, 47 a, 72, 72 a) zum Korri
gieren der vom optischen Meßkopf abgegebenen zweiten
Dichtesignale in Abhängigkeit von den vom nuklearen Meß
kopf abgegebenen ersten Dichtesignalen im Sinne der Elimi
nierung unerwünschter Einflüsse der wenigstens einen
weiteren Strangeigenschaft und zum Abgeben korrigierter
zweiter Dichtesignale aufweist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Strangfördereinrichtung
(1, 11, 12, 61), eine der Strangfördereinrichtung zugeord
nete Überschußabnahmeeinrichtung (7, 38, 38 a) und ein
nuklearer Meßkopf (22, 62) zur Bildung von ersten Dichte
signalen vorgesehen sind, daß der Strangfördereinrichtung
ein optischer Meßkopf (17, 28, 31, 45, 46, 52, 56, 56 a)
zum Bilden von zweiten Dichtesignalen zugeordnet ist, daß
die an den nuklearen und den optischen Meßkopf ange
schlossene Auswertanordnung (24, 24 a) in Abhängigkeit von
den ersten Dichtesignalen korrigierte zweite Dichtesignale
abgebend ausgebildet ist und daß an die Auswertanordnung
eine mit der Überschußabnahmeeinrichtung verbundene Steuer
anordnung (21, 51, 51 a, 73, 73 a) zum Beeinflussen der
Abnahmemenge überschüssigen Fasermaterials (8, 39, 39 a)
in Abhängigkeit von den korrigierten zweiten Dichtesig
nalen angeschlossen ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswertanordnung (24) eine mit dem nuklearen Meß
kopf (22) verbundene, an die Steueranordnung (21) ange
schlossene Auswertschaltung (26) zum Bilden von von den
ersten Dichtesignalen abhängigen Steuersignalen aufweist,
derart, daß der von den korrigierten zweiten Dichtesignalen
abhängigen Steuerung der Überschußabnahmeeinrichtung (7)
eine von den ersten Dichtesignalen abhängige Steuerung
unterlegt ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Strangfördereinrichtung
(1) und eine der Strangfördereinrichtung zugeordnete
Überschußabnahmeeinrichtung (7) vorgesehen sind, daß
stromab hinter und stromauf vor der Überschußabnahmeein
richtung je ein optischer Meßkopf (17, 31) zum Bilden von
Dichtesignalen angeordnet sind, daß die optischen Meßköpfe
an eine Auswertanordnung (24) angeschlossen sind, welche
Mittel (33) zum Verarbeiten der Dichtesignale zu einem
die vom Strang abgenommene Überschußmenge repräsentieren
den Überschußsignal umfaßt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich ein die Dichte des Strangs erfassender nukle
arer Meßkopf (22) zum Bilden erster Dichtesignale vorge
sehen und an die Auswertanordnung (24) angeschlossen ist
und daß die Auswertanordnung Korrekturmittel (18, 32) zum
Korrigieren der Dichtesignale der optischen Meßköpfe (17,
31, 28) in Abhängigkeit von den ersten Dichtesignalen im
Sinne der Eliminierung unerwünschter Einflüsse der weite
ren Strangeigenschaften aufweist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strangfördereinrichtung
Strangfördermittel für wenigstens zwei Faserstränge (37,
37 a) aufweist, daß jedem Strangfördermittel wenigstens
ein optischer Meßkopf (46, 52) zum Erfassen der Strang
dichte und zum Bilden entsprechender zweiter Dichtesignale
zugeordnet ist, daß einem Strangfördermittel ein nuklearer
Meßkopf (22) zum Bilden eines ersten Dichtesignals zuge
ordnet ist, daß die optischen und der nukleare Meßkopf
an die Auswertanordnung angeschlossen sind, welche Korrek
turmittel (47, 47 a) zum Korrigieren der zweiten Dichte
signale beider optischer Meßköpfe in Abhängigkeit von dem
ersten Dichtesignal im Sinne der Eliminierung unerwünsch
ter Einflüsse weiterer Strangeigenschaften und zum Abgeben
korrigierter zweiter Dichtesignale aufweist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Strangfördermittel ein Überschußabnahmemittel
(38, 38 a) zugeordnet ist, daß die Überschußabnahmemittel
mit einer mit der Auswertanordnung verbundenen Steueran
ordnung (51, 51 a) verbunden sind, welche Mittel zum Steuern
der mit den Überschußabnahmemitteln von den Fasersträngen
(37, 37 a) abgenommenen Überschußmenge (39, 39 a) in Abhän
gigkeit von den korrigierten zweiten Dichtesignalen auf
weist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strangfördereinrichtung
Strangfördermittel für wenigstens zwei Faserstränge (54,
54 a) aufweist, daß jedem Strangfördermittel wenigstens
ein optischer Meßkopf (56, 56 a) zum Bilden zweiter Dichte
signale zugeordnet ist, daß Schneidmittel (55) zum Abtrennen
stabförmiger Abschnitte (14) von den Fasersträngen und
Querfördermittel (61) zum queraxialen Fördern der abge
trennten Abschnitte vorgesehen sind, daß den Querförder
mitteln (61) wenigstens ein nuklearer Meßkopf (62) zum
Bestimmen der Dichte der Abschnitte und zum Bilden ent
sprechender erster Dichtesignale zugeordnet ist und daß
die Meßköpfe an eine gemeinsame Auswertanordnung (24 a)
angeschlossen sind, welche Korrekturmittel (72, 72 a) zum
Korrigieren der zweiten Dichtesignale in Abhängigkeit von
den ersten im Sinne der Eliminierung von unerwünschten
Einflüssen der weiteren Strangeigenschaft aufweist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswertanordnung (24 a) Schaltmittel (69) zum
Zuordnen der ersten Dichtesignale zu dem Faserstrang (54
oder 54 a) aufweist, von dem die betreffenden Abschnitte
(14) stammen.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Strangfördereinrichtung
in Gestalt eines umlaufenden Förderers (1) vorgesehen ist
und daß der optische Meßkopf (17) so ausgebildet und ange
ordnet ist, daß die optische Strahlung von der optischen
Strahlungsquelle (17 a) zum Detektor (17 b) den Faserstrang
(2) und den Förderer (1) durchdringt.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, daß der optische Meßkopf (117) aus
einem Photodetektor (117 b) und mehreren unter verschie
denen Winkeln durch den Strang (2) hindurch auf den Photo
detektor hin ausgerichteten Strahlungsquellen (117 a)
besteht.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Faserstrang gebildet und längs
axial gefördert wird, vom Strang Überschußfasern abgenommen
werden, der Strang mit einem Hüllmaterialstreifen umhüllt
wird und vom Strang nacheinander Strangabschnitte abge
trennt werden, daß durch eine optische Strangdichtemessung
ein optisches Dichtesignal gebildet wird, und daß in
Abhängigkeit vom optischen Dichtesignal die Strangab
schnitte ausgeworfen werden, deren Dichte außerhalb eines
vorgegebenen Dichtebereichs liegt.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,
daß durch eine nukleare Strangdichtemessung ein nukleares
Dichtesignal erzeugt wird und daß in Abhängigkeit von
diesem nuklearen Dichtesignal die Überschußabnahme
gesteuert wird.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Strangfördereinrichtung
(1, 11, 12, 61), eine der Strangfördereinrichtung zugeord
nete Überschußabnahmeeinrichtung (7, 38, 38 a), eine
Schneideinrichtung (55) zum Abtrennen aufeinanderfolgender
Strangabschnitte und eine Auswerfeinrichtung (79) zum
Aussondern fehlerhafter Strangabschnitte vorgesehen sind,
daß der Strangfördereinrichtung ein optischer Meßkopf
(17, 28, 31, 45, 46, 52, 56, 56 a) zum Bilden von optischen
Dichtesignalen zugeordnet ist, und daß eine an den
optischen Meßkopf angeschlossene Auswertanordnung die
Auswerfeinrichtung in Abhängigkeit von den optischen
Dichtesignalen steuernd ausgebildet ist, derart, daß
solche Strangabschnitte ausgeworfen werden, deren Dichte
außerhalb eines vorgegebenen Dichtebereichs liegt.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet,
daß ein nuklearer Meßkopf (22, 62) zur Bildung von
nuklearen Dichtesignalen vorgesehen ist und daß die Über
schußabnahmeeinrichtung (7, 38, 38 a) in Abhängigkeit von
den nuklearen Dichtesignalen steuerbar ist.
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