DE60106264T2

DE60106264T2 - Verfahren zur messung des füllfaktors eines tabakfüllgutes zum herstellen eines stranges

Info

Publication number: DE60106264T2
Application number: DE60106264T
Authority: DE
Inventors: Takehiro Kita-ku SUZUKI; Yoshiaki Ishikawa
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: WO2002003818A1; EP1302117B1; CN1440243A; DE60106264D1; US6763838B2; EP1302117A4; AU2001271028A1; JP4010942B2; US20030102001A1; EP1302117A1; CN1223841C

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen einer Fülldichte eines Füllstoffes in einem stabförmigen Gegenstand und genauer eine Erfassungsvorrichtung, welche zum Erfassen der Fülldichte eines zerkleinerten Tabaks in einem Tabakstab geeignet ist, welcher durch eine Zigaretten herstellende Maschine erzeugt wurde.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Diese Art von Vorrichtung zum Erfassen der Fülldichte verwendet herkömmlicherweise Radialstrahlen. Genauer emittiert die Erfassungsvorrichtung Radialstrahlen zu einem Tabakstab und erfasst die Fülldichte des zerkleinerten Tabaks basierend auf dem Schwächungsgrad der Radialstrahlen, welche durch den zerkleinerten Tabak gehen.
Die Verwendung von Radialstrahlen erfordert ein genaues Steuerungssystem als Sicherheitsmaßnahme und es ist nicht einfach, die Vorrichtung zum Erfassen der Radialstrahlenart zu handhaben.
In Anbetracht dessen wurden Vorrichtungen zum Erfassen der Fülldichte entwickelt, welche anstelle der Radialstrahlen Infrarotstrahlen verwenden, und ein Beispiel derselben ist in der geprüften japanischen Offenlegungsschrift Nr. 8-2288 offenbart. Diese bekannte Erfassungsvorrichtung enthält eine Vielzahl von Lichtempfängern. Die Lichtquellen und die Lichtempfänger sind entlang einem horizontalen Zuführungsweg für einen Tabakstab in einer Zigaretten herstellenden Maschine angeordnet. Der Zuführungsweg erstreckt sich von einem Umwickelabschnitt der Zigaretten herstellenden Maschine.
Bei der Erfassungsvorrichtung werden Infrarotstrahlen von jeder Lichtquelle zur Außenumfangsfläche des Tabakstabs ausgestrahlt und die Infrarotstrahlen, welche durch den Tabakstab übertragen wurden oder in Spalten im Tabakstab gestreut wurden, werden von jedem Lichtempfänger empfangen. Dann wird basierend auf der Menge der empfangenen Infrarotstrahlen ein Dichtesignal ausgegeben, welches für die Fülldichte des zerkleinerten Tabaks bezeichnend ist.
Der Ausgangspegel des Dichtesignals ist bei einer Streuungsart, bei welcher Infrarotstrahlen gestreut werden, höher als bei einer Übertragungsart, bei welcher Infrarotstrahlen übertragen werden, und eine Erfassungsvorrichtung der Streuungsart ist zum Messen der Fülldichte des zerkleinerten Tabaks geeignet. Daher kann die Fülldichte des zerkleinerten Tabaks im Tabakstab unter Verwendung der Erfassungsvorrichtung der Streuungsart gemessen werden, und in diesem Fall können auch weiche Stellen im Tabakstab erfasst werden. Weiche Stelle bedeutet hier ein Teil des Tabakstabs mit einer geringeren Fülldichte des zerkleinerten Tabaks als ein Bezugsbereich.
Bei der Erfassungsvorrichtung der Streuungsart (vgl. 6), welche in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbart wurde, sind die Infrarotlichtquellen und die Lichtempfänger alternativ in der Umfangsrichtung des Tabakstabs angeordnet. Darüber hinaus ist jede Lichtquelle und jeder Lichtempfänger angeordnet, um zu einer anderen Lichtquelle bzw. einem anderen Lichtempfänger durch den Tabakstab zu weisen.
Aus diesem Grund bestrahlen zwei gegenüberliegende Lichtquellen nur die gleiche Stelle im Tabakstab, damit die mit Infrarotstrahlen bestrahlen Bereiche schmal sind, wenn im Querschnitt des Tabakstabs betrachtet. Folglich weist die bekannte Erfassungsvorrichtung ein geringes Streuungswirkungsgrad der Infrarotstrahlen im Tabakstab auf und ist folglich nicht fähig, die Fülldichte des zerkleinerten Tabaks überall im Gesamtquerschnittsbereich des Tabakstabs mit einer hohen Genauigkeit zu erfassen.
Da ein Paar gegenüberliegender Lichtquellen in einer Horizontalebene angeordnet ist, gehen die von diesen Lichtquellen in den Tabakstab einfallenden Infrarotstrahlen außerdem direkt durch den zerkleinerten Tabak, welcher sich in einem im Wesentlichen vertikal geschichteten Zustand befindet, in den Tabakstab. Folglich ist die bekannte Erfassungsvorrichtung nicht fähig, die Infrarotstrahlen auf zufriedenstellende Weise im Tabakstab zu streuen und weist eine geringe Genauigkeit der Erfassung von weichen Stellen auf.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Erfassungsvorrichtung zu liefern, welche zum Erfassen einer Fülldichte eines Füllstoffes in einem stabförmigen Gegenstand mit einer hohen Genauigkeit unter Verwendung von Kontrolllicht, ausgenommen Radialstrahlen, fähig ist und leicht gesteuert werden kann.
Die oben erwähnte Aufgabe kann durch eine Erfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welche ein Lichteinfallsmittel bzw. eine Lichteinfallsvorrichtung zum Herstellen eines Einfalls des Kontrolllichtes in den stabförmigen Gegenstand, ein Lichtempfangsmittel bzw. eine Lichtempfangsvorrichtung zum Empfangen des Kontrolllichtes vom stabförmigen Gegenstand und ein Messmittel bzw. eine Messvorrichtung zum Messen einer Fülldichte eines Füllstoffes basierend auf einer Ausgabe von der Lichtempfangsvorrichtung. Die Lichteinfallsvorrichtung weist eine Vielzahl von Lichtquellen auf, welche in einem im Voraus bestimmten bogenförmigen Bereich, welcher den stabförmigen Gegenstand umgibt, aneinander angrenzend in einer Umfangsrichtung des stabförmigen Gegenstands angeordnet sind und bewirken, dass das Kontrolllicht in einem identischen Querschnitt des stabförmigen Gegenstands in den stabförmigen Gegenstand eintritt. Die Lichtempfangsvorrichtung weist mindestens einen Lichtempfänger auf, welcher in einem anderen Bereich als dem bogenförmigen Bereich in der Umfangsrichtung des stabförmigen Gegenstands angeordnet ist, um nicht einer der Lichtquellen gegenüber zu liegen, und das vom stabförmigen Gegenstand entlang dem Querschnitt abgestrahlte Kontrolllicht empfängt und ein Signal erzeugt, welches für die empfangene Lichtmenge bezeichnend ist.
Nach der oben erwähnten Erfassungsvorrichtung wird das von jeder Lichtquelle in den stabförmigen Gegenstand einfallende Kontrolllicht durch den Füllstoff im stabförmigen Gegenstand reflektiert und da die Reflektion wiederholt wird, wird das Kontrolllicht in Spalte im stabförmigen Gegenstand gestreut. Dann wird das gestreute Kontrolllicht vom stabförmigen Körper emittiert und durch den Lichtempfänger empfangen. Der Lichtempfänger versorgt die die Fülldichte des Füllstoffes basierend auf dem empfangenen Signal messende Messeinrichtung mit einem der Menge des empfangenen Kontrolllichtes entsprechenden Signal.
Die Strahlen des Kontrolllichtes von den Lichtquellen gelangen in jeweils verschiedenen Richtungen in den stabförmigen Gegenstand und bestrahlen dadurch einen breiten Bereich des stabförmigen Gegenstands, wenn im gleichen Querschnitt betrachtet, und verbreiten sich im Wesentlichen einheitlich überall im Gesamtbereich des Querschnitts. Folglich stellt die Menge des gestreuten Kontrolllichtes, welches durch den Lichtempfänger empfangen wurde, eine genaue Dichte des Füllstoffes im stabförmigen Gegenstand dar.
Die Lichteinfallsvorrichtung kann vier Lichtquellen enthalten, welche getrennt voneinander in einem im Voraus bestimmten Winkel in der Umfangsrichtung des stabförmigen Gegenstandes angeordnet sind. Die Lichtempfangsvorrichtung kann auch zwei Lichtempfänger enthalten, welche auch getrennt voneinander in einem im Voraus bestimmten Winkel in der Umfangsrichtung des stabförmigen Gegenstandes angeordnet sind.
Wenn der stabförmige Gegenstand ein Tabakstab ist, welcher in einer Horizontalrichtung aus einem Umwickelabschnitt einer Zigaretten herstellenden Maschine abgegeben wurde, misst die Erfassungsvorrichtung die Fülldichte des zerkleinerten Tabaks im Tabakstab. In diesem Fall wird bevorzugt, dass jede Lichtquelle der Erfassungsvorrichtung verursacht, dass das Kontrolllicht in den Tabakstab in einer anderen Richtung als der Horizontalrichtung eintritt. In Folge solch einer Anordnung geht das Kontrolllicht nie durch Spalte des zerkleinerten Tabaks im Tabakstab ohne reflektiert zu werden, damit nur das gestreute Kontrolllicht vom Tabakstab abgestrahlt wird.
Genauer sind die vier Lichtquellen in einem Winkel von 45° getrennt voneinander angeordnet, wohingegen die zwei Lichtempfänger in einem Winkel von 90° getrennt voneinander angeordnet sind. Bevorzugter sind zwei der Lichtquellen aneinander angrenzend mit einem vertikalen Längsschnitt des stabförmigen Gegenstandes dazwischen und die übrigen zwei Lichtquellen aneinander angrenzend mit einem horizontalen Längsschnitt des stabförmigen Gegenstandes dazwischen angeordnet. Mit dieser Anordnung wird das Kontrolllicht von der Lichtquellen einheitlich im Tabakstab gestreut, was ermöglicht, dass die Lichtempfänger das vom Tabakstab abgestrahlte Licht auf zufriedenstellende Weise empfangen.
Wenn dies zutrifft, kann einer der Lichtempfänger auf dem vertikalen Längsschnitt und der andere auf dem horizontalen Längsschnitt angeordnet sein.
Die Lichtquellen und Lichtempfänger können auf einem den Tabakstab umgebenden Halter befestigt werden, und die Lichtquellen und Lichtempfänger bilden in diesem Fall eine Erfassungseinheit.
Jede Lichtquelle ist fähig Infrarotstrahlen als Kontrolllicht herzustellen, welches in den Tabakstab einfällt. Infrarotstrahlen weisen ein ausgezeichnetes Zerstreuungsvermögen innerhalb des Tabakstabs auf und können leicht gesteuert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht, welche einen Standort einer Erfassungseinheit der vorliegenden Erfindung in dem Fall zeigt, in welchem die Erfassungseinheit in einer Zigaretten herstellenden Maschine eingebaut ist;
2 ist eine Querschnittsansicht der Erfassungseinheit der 1;
3 ist ein Diagramm, welches eine Schaltung zum Steuern einer Ausschussvorrichtung der Maschine mittels der Erfassungseinheit der 1 zeigt;
4 ist eine Schemaansicht, welche einen Einfallsbereich der von den einzelnen Lichtquellen in den Tabakstab einfallenden Infrarotstrahlen zeigt;
die 5 bis 7 sind Graphen, welche jeweils die Ergebnisse des Vergleichs der Erfassungsleistungen der Erfassungseinheit der vorliegenden Erfindung und einer bekannten Erfassungseinheit zeigen; und
8 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel zeigt, bei welchem die Erfassungseinheit der vorliegenden Erfindung in eine einen Filterstab herstellende Maschine eingebaut ist.
BESTE AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNG
1 zeigt einen Teil einer Zigaretten herstellenden Maschine, nämlich einen horizontalen Zuführungsweg 2 für einen Tabakstab T, wobei der Zuführungsweg 2 von einem Umwickelabschnitt und durch einen Schneideabschnitt der Maschine verläuft.
Der Umwickelabschnitt umwickelt einen Tabakstrahl mit Papier, in welchem zerkleinerter Tabak vertikal geschichtet ist, um den Tabakstab T zu bilden. Der zerkleinerte Tabak im Tabakstab T hält im Wesentlichen seinen vertikal geschichteten Zustand aufrecht. Andererseits schneidet der Scheideabschnitt der Maschine den Tabakstab T in eine im Voraus bestimmte Länge, um Zigarettenstäbe zu bilden, welche eine Länge aufweisen, die zwei Zigaretten entspricht, welche bei der Herstellung von Filterzigaretten verwendet wird.
Der Zuführungsweg 2 enthält Stabführungen 4, 6, 8 und 10, welche den Tabakstab T dadurch gehen lassen, und jede Stabführung weist die Form eines Rohrs oder Rings auf. Die Stabführungen 4, 6, 8 und 10 sind nacheinander in einer Zuführrichtung des Tabakstabs T angeordnet.
Die Stabführung 10 auf der Seite des Schneideabschnitts weist die Form eines Rohres auf und eine Erfassungseinheit 14 einer Streuungsart nach einer Ausführungsform der Erfindung ist in der Mitte der Stabführung 10 angeordnet.
Zwischen den Stabführungen 6 und 8 ist ein im Voraus bestimmter Raum vorgesehen und in diesem Raum ist die zuvor erwähnte, bekannte Erfassungseinheit 12 der Streuungsart angeordnet. Die Erfassungseinheit 12 wird zum Auswerten der Ausgabeergebnisse der Erfassungseinheit 14 verwendet.
2 veranschaulicht Details der Erfassungseinheit 14, welche einen ringförmigen Halter 16 enthält, welcher einen Außenumfang der Stabführung 10 umgibt. Der Halter 16 enthält vier Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 und zwei Lichtempfänger 26 und 28. Jede Lichtquelle ist eine Halogenlampe, welche Infrarotstrahlen ausstrahlt, wohingegen jeder Lichtempfänger ein lichtelektrischer Wandler ist.
Wie aus 2 hervorgeht, befinden sich die vier Lichtquellen und die zwei Lichtempfänger auf dem gleichen Querschnitt des Halters 16. Genauer sind die Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 in Abständen in der Umfangsrichtung des Halters 16 angeordnet und weisen Infrarotstrahlen ausstrahlende Abschnitte 18a, 20a, 22a und 24a auf, welche in die Stabführung 10 vorstehen. Die ausstrahlenden Abschnitte sind getrennt voneinander in einem Winkel von 45° in der Umfangsrichtung des Tabakstabs T angeordnet, welcher durch die Stabführung 10 geht.
Daher ist die Stabführung 10 mit Radialöffnungen 30, 32, 34 und 36 versehen, welche auch getrennt voneinander in einem Winkel von 45° in der Umfangsrichtung der Stabführung 10 angeordnet sind und die ausstrahlenden Abschnitte ihrer entsprechenden Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 aufnehmen. Die Radialöffnungen 30, 32, 34 und 36 öffnen sich in einer Innenumfangsfläche der Stabführung 10 und lassen zu, dass die Infrarotstrahlen von den Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 durch ihre entsprechenden Radialöffnungen auf eine Außenumfangsfläche des Tabakstabs T abgestrahlt werden.
Wie aus 2 hervorgeht sind die Lichtquellen 18 und 20 getrennt voneinander mit einem vertikalen Längsschnitt P_V des Halters 16 dazwischen angeordnet, wohingegen die Lichtquellen 22 und 24 getrennt voneinander mit einem horizontalen Längsschnitt P_H des Halters 16 dazwischen angeordnet sind. Folglich kreuzt die Emissionsrichtung des Infrarotstrahls jeder Lichtquelle die Schichtungsrichtung des zerkleinerten Tabaks im Tabakstab T.
Andererseits sind die Lichtempfänger 26 und 28 in einem den Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 gegenüberliegenden Bereich angeordnet, wenn in einer diametralen Richtung des Halters 16 betrachtet. Genauer befinden sich die Lichtempfänger 26 und 28 auf den Längsschnitten P_V bzw. P_H und weisen lichtempfangende Abschnitte 26a und 28a auf, welche in die Stabführung 10 vorstehen.
Zu diesem Zweck weist die Stabführung 10 zudem zwei Radialöffnungen 38 und 40 zum Aufnehmen der lichtempfangenden Abschnitte ihrer entsprechenden Lichtempfänger auf. Die Radialöffnungen 38 und 40 öffnen sich auch in die Innenumfangsfläche der Stabführung 10 und folglich können die lichtempfangenden Abschnitt der Lichtempfänger 26 und 28 die Infrarotstrahlen empfangen, welche durch den Tabakstab T gegangen sind.
Da die Lichtempfänger 26 und 28 jedoch gegenüber keiner der Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 platziert sind, wie aus 2 hervorgeht, erreichen die von den Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 in den Tabakstab T einfallenden Infratorstrahlen nicht direkt die Lichtempfänger 26 und 28 nach dem Übertragen durch den zerkleinerten Tabak oder die Spalte desselben im Tabakstab T. Hier befindet sich eine Porenziffer im Tabakstab T im Bereich von ca. 65% bis 70%.
Wie in 2 veranschaulicht, ist jede der Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 elektrisch an einer elektrischen Stromversorgungsschaltung 42 angeschlossen, wohingegen jeder der Lichtempfänger 26 und 28 elektrisch an einer Messeinrichtung 44 angeschlossen ist. Wenn Strom von der elektrischen Stromversorgungsschaltung 42 zu den Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 gespeist wird, emittiert jede Lichtquelle Infrarotstrahlen durch ihren ausstrahlenden Abschnitt und die Infrarotstrahlen werden durch die jeweilige Radialöffnung 30, 32, 34 bzw. 36 eingeführt. Die folglich eingeführten Infrarotstrahlen werden in Spalte des zerkleinerten Tabaks im Tabakstab T gestreut, während sie durch den zerkleinerten Tabak reflektiert werden, und werden dann durch die Radialöffnungen 38 und 40 vom Tabakstab T emittiert, um durch die lichtempfangenden Abschnitte der Lichtempfänger 26 und 28 empfangen zu werden.
Die Lichtempfänger 26 und 28 versorgen die Messeinrichtung 44 mit dem elektrischen Signal V₁ bzw. V₂. Die elektrischen Signale V₁ und V₂ sind zu den jeweiligen Mengen empfangener Infrarotstrahlen proportional. Basierend auf den elektrischen Signalen V₁ und V₂ von den Lichtempfängern 26 und 28 erzeugt die Messeinrichtung 44 ein Dichtesignal S_D, welches für eine Fülldichte des zerkleinerten Tabaks im Tabakstab T bezeichnend ist, und sendet das Signal zur Zigaretten herstellenden Maschine.
Für die Messeinrichtung 44 kann eine in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbarte Messeinrichtung verwendet werden und daher wurde eine detaillierte Erklärung der Messeinrichtung 44 ausgelassen.
Wie in 3 gezeigt, wird das von der Messeinrichtung 44 gesendete Dichtesignal S_D einer Steuerung 48 über eine A/D-Wandlungsbaugruppe der Zigaretten herstellenden Maschine zugeführt, wobei die Steuerung 48 einen Mikrocomputer enthält.
Der Verzögerungszeitgenerator 50 berechnet basierend auf einem Abstand von der Erfassungseinheit 14 zu einer Zigarettenstab-Ausschussvorrichtung 52, welche auf einer nachgeschalteten Seite des Schneideabschnitts angeordnet ist, die Verzögerungszeit S_T und eine Ist-Abgabegeschwindigkeit des Tabakstabs T, d.h. der Zigarettenstäbe. Die Verzögerungszeit S_T stellt die Zeit dar, welche für einen Teil des Tabakstabs T benötigt wird, welcher die Erfassungseinheit 14 passiert hat, um die Ausschussvorrichtung 52 als ein Zigarettenstab zu erreichen.
Nach dem Empfangen des Dichtesignals S_D vergleicht die Steuerung 48 das Dichtesignals S_D mit einem Bezugsbereich. Wenn das Dichtesignals S_D kleiner als der Bezugsbereich ist, d.h., wenn die Fülldichte des zerkleinerten Tabaks sehr viel geringer als eine Bezugsfülldichte ist, befindet die Steuerung 48, dass eine weiche Stelle im Tabakstab T besteht, welche eine geringere Fülldichte des zerkleinerten Tabaks aufweist, und versorgt die Ausschussvorrichtung 52 über die A/D-Wandlungsbaugruppe 46 nach dem Verstreichen der Verzögerungszeit S_T von der Bestimmungszeit mit einem Ausschusssignal.
Sobald die Ausschussvorrichtung 52 das Ausschusssignal E empfängt, startet die Ausschussvorrichtung 52 sofort und scheidet den die weiche Stelle enthaltenden Zigarettenstab zur Außenseite des Zuführwegs 2 aus.
Da die vier Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 in einem Winkel von 45° in der Umfangsrichtung des Tabakstabs T voneinander getrennt sind, treten die Infrarotstrahlen von den Lichtquellen, wie zuvor beschrieben wurde, von einem sich über ca. 135° erstreckenden Außenumfangsbereich in den Tabakstab T ein, wie in der Umgangsrichtung des Tabakstabs T betrachtet. Daher werden, wie aus 4 offensichtlich ist, die Infrarotstrahlen, welche in den Tabakstab T einfallen, zur Innenseite des Tabakstabs T geleitet, um im Wesentlichen den ganzen Querschnitt des Tabakstabs T zu bedecken. Die in den Tabakstab T eingeführten Infrarotstrahlen werden durch den zerkleinerten Tabak im Stab reflektiert, und die Reflektion wird wiederholt, damit die Infrarotstrahlen einheitlich in die Spalte im Tabakstab T gestreut werden.
Die im Tabakstab T einheitlich gestreuten Infrarotstrahlen entweichen durch die Radialöffnungen 38 und 40 der Stabführung 10 und die entwichenen Infrarotstrahlen werden durch die Lichtempfänger 26 und 28 empfangen. Da die durch die Lichtempfänger 26 und 28 empfangenen Infrarotstrahlen einheitlich im Tabakstab T gestreut wurden, zeigt ein Pegel des empfangenen Lichts der Infrarotstrahlen, welche durch die Lichtempfänger 26 und 28 empfangen wurden, eine genaue Fülldichte des zerkleinerten Tabaks an, was ein Erfassen von weichen Stellen im Tabakstab T mit einer hohen Genauigkeit ermöglicht.
Die Infrarotstrahlen von den Lichtquellen 18, 20, 22 und 24 treten nicht horizontal in den Tabakstab T ein, damit die Infratorstrahlen nicht direkt durch die Spalte im Tabakstab T gehen, um sich zu den Lichtempfängern 26 und 28 zu bewegen. Folglich können die Lichtempfänger 26 und 28 nur Infrarotstrahlen empfangen, welche im Tabakstab T gestreut wurden, und daher stellt die Menge des empfangenen Lichts der Infrarotstrahlen, welche durch die Lichtempfänger 26 und 28 empfangen wurden, eine genaue Fülldichte des zerkleinerten Tabaks dar.
Die 5 bis 7 zeigen die Ergebnisse der Messung der Fülldichte des zerkleinerten Tabaks im Zigarettenstab, welche unter Verwendung der Erfassungseinheit 14 der vorliegenden Erfindung und der Erfassungseinheit 12 der zuvor erwähnten Veröffentlichung gleichzeitig gemessen wurden. In den 5 bis 7 zeigt die durchgezogenen Linie eine Wellenform des Dichtesignals an, welches unter Verwendung der Erfassungseinheit 14 der Erfindung erhalten wurde, wohingegen die gestrichelte Linie eine Wellenform des Dichtesignals anzeigt, welches unter Verwendung der bekannten Erfassungseinheit 12 erhalten wurde.
Wie aus den 5 bis 7 hervorgeht, zeigt die Erfassungseinheit 14 der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem Fall, in welchem die in der Veröffentlichung offenbarte Erfassungseinheit 12 verwendet wird, einen allgemein höheren Ausgangspegel des Dichtesignals auf und lässt eine Messung der Fülldichte mit einer höheren Genauigkeit zu. In den 5 bis 7 zeigen die Kreise aus einer Strichpunktlinie das Vorhandensein von weichen Stellen an.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt, aber kann auf verschiedene Weisen verändert werden.
Beispielsweise ist die Anzahl der Lichtquellen und die der Lichtempfänger nicht auf die Erläuterten beschränkt.
Außerdem kann die Erfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht nur zum Erfassen von weichen Stellen, sondern auch zum Messen einer durchschnittlichen Fülldichte im Zigarettenstab verwendet werden. Wenn dies zutrifft, kann eine Justiervorrichtung für den Tabakstrahl basierend auf dem Ergebnis der Messung der durchschnittlichen Fülldichte gesteuert werden. Die Justiervorrichtung ist auf einer nachgeschalteten Seite des Umwickelabschnitts angeordnet und stellt die Stärke der Schicht aus zerkleinertem Tabak des Tabakstrahls ein.
Darüber hinaus kann die Erfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Erfassen der Fülldichte anderer Füllstoffe als zerkleinertem Tabak verwendet werden. Beispielsweise ist es auch möglich die Erfassungsvorrichtung in eine Filterstäbe herstellende Maschine einzubauen, wie in 8 veranschaulicht. Die Filterstäbe herstellende Maschine erzeugt einen Filterstab F durch das Umwickeln eines faserigen Filtermaterial mit Papier beim Umwickelabschnitt derselben, dessen Struktur der des Umwickelabschnitts der Zigaretten herstellenden Maschine ähnelt.
Wenn dies zutrifft, ist die Erfassungseinheit 14 auf einer Stabführung 54 zum Führen des Filterstabs F angeordnet, welcher in einer Horizontalrichtung vom Umwickelabschnitt zum Schneideabschnitt abgegeben wurde, und erfasst die Fülldichte des Filtermaterials im Filterstab F auf die gleiche Weise.

Claims

Vorrichtung zum Detektieren einer Fülldichte eines Füllstoffes, welcher einen stabförmigen Gegenstand (T) ausbildet, aufweisend: ein Lichteinfallsmittel, welches bewirkt, dass ein Kontrolllicht in den stabförmigen Gegenstand (T) eintritt, wobei das Lichteinfallsmittel eine Vielzahl von Lichtquellen (18, 20, 22, 24) beinhaltet, welche in einem vorbestimmten, bogenförmigen, den stabförmigen Gegenstand (T) umgebenden Gebiet aneinander anliegend in einer Umfangsrichtung des stabförmigen Gegenstandes (T) angeordnet sind und welche bewirken, dass das Kontrolllicht in den stabförmigen Gegenstand (T) mit einem zum stabförmigen Gegenstand (T) identischen Querschnittsfläche eintritt; ein Lichtempfangsmittel zum Empfangen des Kontrolllichtes von dem stabförmigen Gegenstand (T), wobei das Lichtempfangsmittel wenigstens einen Lichtempfänger (26, 28) beinhaltet, welcher in einem anderen Gebiet als das bogenförmige Gebiet in der Umfangsrichtung des stabförmigen Gegenstandes (T) angeordnet ist, um nicht einer der Lichtquellen (18, 20, 22, 24) gegenüber zu liegen, wobei der Lichtempfänger (26, 28) das Kontrolllicht empfängt, welches von dem stabförmigen Gegenstand (T) entlang der Querschnittsfläche abgestrahlt wird, und ein Signal (V₁, V₂) generiert, welches zu der empfangenen Lichtquantität indikativ ist; und ein Messmittel (44) zum Messen einer Fülldichte des Füllstoffes basierend auf dem Signal von dem Lichtempfangsmittel (26, 28).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lichteinfallsmittel vier Lichtquellen beinhaltet, welche getrennt voneinander in einem vorbestimmten Winkel in der Umfangsrichtung des stabförmigen Gegenstandes (T) angeordnet sind, und das Lichtempfangsmittel zwei Lichtempfänger beinhaltet, welche getrennt voneinander in einem vorbestimmten Winkel in der Umfangsrichtung des stabförmigen Gegenstandes (T) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der stabförmige Gegenstand (T) ein Tabakstab ist, welcher in einer horizontalen Richtung von einem Umwickelabschnitt einer Zigaretten herstellenden Maschine angeliefert wird, und die Vorrichtung eine Fülldichte zerkleinerten Tabaks in dem Tabakstab misst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei jede Lichtquelle bewirkt, dass das Kontrolllicht in den Tabakstab von einer anderen Richtung als der horizontalen Richtung eintritt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei vier Lichtquellen getrennt voneinander in einem Winkel von 45° angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei zwei Lichtempfänger getrennt voneinander in einem Winkel von 90° angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei zwei der Lichtquellen benachbart zueinander angeordnet sind, mit einem vertikalen longitudinalen Bereich des stabförmigen Gegenstandes (T) dazwischen und die verbleibenden Lichtquellen benachbart zueinander angeordnet sind mit einem horizontalen longitudinalen Bereich des stabförmigen Gegenstandes (T) dazwischen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei einer der Lichtempfänger in dem vertikalen longitudinalen Bereich angeordnet ist und der andere in dem horizontalen longitudinalen Bereich angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Lichtquellen und die Lichtempfänger auf einem Halter, welcher den Tabakstab umgibt, montiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei jede Lichtquelle Infrarotstrahlen als Kontrolllicht in den Tabakstab eintreten lässt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der stabförmige Gegenstand (T) ein Filterstab ist, welcher in einer horizontalen Richtung von einem Wickelabschnitt einer Filterstab herstellenden Maschine angeliefert wird, und die Vorrichtung eine Fülldichte eines Füllmaterials in dem Filterstab detektiert.