DE1070078B - Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer ZigareKenstrangmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern einer Zigarettenstrangmaschine, die aber auch bei Tabakpackmaschinen Verwendung finden können.

Zigarettenstrangmaschinen sind mit Tabakzuführvorrichtungen versehen, bei denen geschnittener Tabak aus einem Vorratsraum auf einen Förderer geschauert wird, auf dem er eine lose Tabakfüllung bildet und durch den er gegebenenfalls auch mittels einer weiteren Fördervorrichtung zu einem Tabakstrang geformt und alsdann mit Papier umhüllt wird.

Infolge der verschiedenen Umstände der Tabakzuführung ändert sich die Menge des herabgeschauerten Tabaks entsprechend, z. B. der in dem Tabak enthaltenen Feuchtigkeit, der Temperatur, der Natur des Tabaks und dem Maß, in dem er aufgelockert ist, und es sind viele Versuche angestellt worden, um die Gleichförmigkeit der Verteilung des Tabaks in dem sich ergebenden Strang zu verbessern.

Neuerdings wurden verschiedene Vorschläge gemacht, den Tabakgehalt oder die Dichte des Tabaks in einem Strom durch elektrische Verfahren zu prüfen, gewöhnlich durch Messung des Widerstandes gegen Hochfrequenzströme oder durch Bestimmung der Kapazität einer Tabakmenge, die durch eine Kondensatoreinrichtung geht. Das Ergebnis der elektrischen Messung wird dazu verwendet, die Geschwindigkeit der Tabakzuführvorrichtung durch ein System von Relais oder anderen elektrischen Vorrichtungen zu ändern.

Diese elektrischen Verfahren hängen weitgehend von dem Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks ab und erfordern eine äußerst genaue Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes, wenn ein praktisches Ergebnis erzielt werden soll. Wenn der Tabak z. B. eine Durchschnittsfeuchtigkeit von 14% hat, würde eine Änderung der Feuchtigkeit um ungefähr V₂ ⁰A eine erhebliche Differenz bei der Prüfvorrichtung hervorrufen, obwohl die tatsächliche Tabakmenge die gleiche geblieben sein kann, wodurch sich in der Praxis Schwierigkeiten ergeben können.

Außer der Verwendung von Röntgenstrahlen ist auch schon ein Verfahren zum Messen einer Tabakmenge, die einen bestimmten Raum einnimmt, vorgeschlagen worden, bei der der Tabak den Strahlen einer radioaktiven Quelle unterworfen wird, die in die Masse eindringende Strahlen, z. B. Betastrahlen, aussendet, die in einem bekannten Verhältnis zur Masse absorbiert werden, .wobei die Änderungen der Absorption bei einer Veränderung der Tabakmasse durch eine Ionisationskammer bestimmt werden. Der von einer an die Elektroden der Kammer angelegten Spannung erzeugte Strom, wenn das in der Kammer befindliche Gas ionisiert ist, wird durch Verstärker und andere Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer Zigarettenstrangmaschine

Anmelder:

Molins Machine Company Limited,
London

Vertreter: Dr.-Ing. B. Bloch, Patentanwalt,
Berlin-Wilmersdorf, Ballenstedter Str. 17

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 15. August 1951

Gordon Francis Ellington Powell, London,
ist als Erfinder genannt worden

Vorrichtungen zur Steuerung eines elektrischen Steuermotors verwendet.

Vorzugsweise benutzt man zwei Ionisationskammern mit je einer mit ihnen zusammenarbeitenden Strahlenquelle, wobei die eine Kammer und ihre Strahlenquelle die Tabakmasse prüft und die andere als Standardmaß dient, wobei eine bestimmte Stoffmasse zwischen Quelle und Kammer liegt. Das Standardmaß ist durch Verschieben der Quelle nach der Kammer hin oder von ihr fort oder durch Einbringung einer größeren oder kleineren Menge des erwähnten Stoffes verstellbar.

Die Messung wurde bei der vorgeschlagenen Einrichtung an einem Zigarettenstrang vorgenommen, gemäß der Erfindung kann aber auch eine lose Füllung (Füllstrang) gemessen werden.

Bei Zigarettenstrangmaschinen ist eine Gleichförmigkeit des Enderzeugnisses, also der von dem Strang abgeschnittenen Zigaretten erwünscht. Der Ausdruck »Enderzeugnis« soll sich aber auch auf einen fertigen Strang vor dem Schneiden beziehen oder auf einzelne Tabakpäcken, soweit es sich um die Änderung der Tabakmenge oder deren Verteilung handelt.

Gemäß der Erfindung wird bei einer Zigarettenstrangmaschine die Masse eines Längsteiles des fortlaufend bewegenden Tabakstromes, z. B. des Füllstranges, oder eines eingeschlagenen Zigarettenstranges durch drei verschiedene Steuerungen gemessen bzw. geregelt, indem der betreffende Teil des Stranges in an sich bekannter Weise den Strahlen einer radioaktiven Quelle mit die Tabakmasse durchdringender Strahlung, z. B. Betastrahlung, unterworfen wird, und in einer auf die Strahlen ansprechenden Vorrichtung,

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ζ. B. eine Ionisationskammer, die Änderung in der Strahlenabsorption bei Änderungen in der Tabakmasse festgestellt werden, und der in der oder durch die auf' die Strahlen ansprechenden Vorrichtung erzeugte Strom über einen Verstärker Stromkreisen zugeführt wird, die z. B. über in Reihe geschaltete Widerstände, deren Verbindungsstelle an das Gitter einer Triode angeschlossen ist, eine Proportionalsteuerung bilden, ferner z. B. über einen im Nebenschluß zu dem einen der beiden Widerstände liegenden, ebenfalls mit dem genannten Gitter verbundenen Kondensator eine Steuerung des Änderungsmaßes bilden und schließlich z. B. über einen auch mit dem genannten Gitter verbundenen großen Kondensator, der in Reihe mit dem zweiten Widerstand geschaltet ist, eine Integralsteüerung zur gemeinsamen ständigen Regelung der Geschwindigkeit des Tabaks an der Stelle bewirken, an der das Endprodukt erzeugt wird.

Damit die Regelung der zugeführten Tabakmenge äußerst wirksam und genau ist, muß die Vorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit des Tabakförderers an der in Frage kommenden Stelle den drei zuvor erwähnten besonderen Faktoren des Meßvorganges entsprechen.

Die Proportionalsteuerung ist also die Änderung der Geschwindigkeit (Zuführmenge) proportional den Abweichungen der gemessenen Menge von der gewünschten Menge. Die Veränderung kann, obwohl sie der Abweichung direkt proportional ist, einen Verstärkerfaktor oder eine Zunahme enthalten.

Die Steuerung des Änderungsmaßes, also des Maßes, um das die aufeinanderfolgenden gemessenen Mengen von der gewünschten Menge abweichen, wenn nämlich die Maschine so arbeitet, daß die gemessene Menge stark von der gewünschten Menge abweicht, ist eine dringende und große Änderung der Geschwindigkeit des Tabakförderers notwendig, wenn dagegen die Maschine so arbeitet, daß die gemessene Menge nur wenig von der gewünschten Menge abweicht, reicht eine allmählichere Änderung der Geschwindigkeit aus. Diese Steuerung wird »Steuerung des Änderungsbetrages« oder »derivative Steuerung« genannt. ■ Die Integralsteuerung bewirkt, daß die Änderung der Beharrlichkeit der Abweichung proportional ist, d. h., wenn die Leistung der Maschine so ist, daß die gemessene Menge beharrlich kleiner (oder größer) als die gewünschte Menge ist, soll die Geschwindigkeitsänderung des Tabakförderers so sein, daß dieser beharrliche Fehler berichtigt wird. Durch die Integralsteuerung werden, da die Änderung der geförderten Menge das Ergebnis einer Reihe von Abweichungen ist, diese Abweichungen integriert.

Während hiervon die Proportionalsteuerung bekannt ist, erstreckt sich der Schutz auf die Kombination der drei vorerwähnten Steuerungsarten.

Die Zeichnungen zeigen als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung für eine Zigarettenstrangmaschine, bei der beispielsweise die Trichterbandgeschwindigkeit gesteuert wird, um die Menge, in der der Tabak durch den Trichter geführt wird, zu regeln. Es stellt dar

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Strangzigarettenmaschine bzw. die Anwendung der Erfindung, an ihr,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt nach Fig. 1 längs der Linie 2-2, und sie zeigt eine mögliche Anordnung einer Strahlvorrichtung und einer Ionisationskammer, - Fig. 3 einen schematischen Schnitt gemäß Fig. 1 längs der Linie 3-3, und sie zeigt eine andere Anordnung der Strahlvorrichtung und der Ionisationskammer, Fig. 4 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einstellen eines Geschwindigkeitswechselgetriebes,

Fig. 5 eine Draufsicht nach Fig. 4, zum Teil im Schnitt,

Fig. 6 eine Endansicht, sie zeigt die Anordnung einer Ionisationskammer und einer Strahlenquelle und der zugehörigen Vorrichtungen zur Handhabung der Kammer und der Quelle, wobei gewisse Teile fortgelassen sind,

ίο Fig. 7 einen Aufriß, von rechts nach Fig. 6 gesehen, Fig. 8 in Fig. 6 fortgelassene Teile, Fig. 9 einen Aufriß, von rechts nach Fig. 8 gesehen. Fig. 10 eine schaubildliche Darstellung eines Teiles der in Fig. 1 gezeigten Maschine, etwa in Richtung des Pfeiles III gesehen,

Fig. 11 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 10, wobei gewisse Teile eine andere Lage einnehmen,

Fig. 12 den elektrischen Stromkreis zur Steuerung einer Betätigungsvorrichtung, die die Geschwindigkeit eines Teiles der Maschine ändert,

Fig. 12 A eine Fortsetzung von Fig. 12, und sie zeigt die Anschlüsse, wenn ein umkehrbarer Motor als Betätigungsvorrichtung verwendet wird,

Fig. 12 B eine Fortsetzung von Fig. 12, und sie zeigt die Verbindungen, wenn zwei Solenoide die Betätigungsvorrichtung bilden,

Fig. 13 eine abgeänderte Form des Stromkreises von Fig. 12, um eine genauere Steuerung einer Maschine zu gewährleisten,

Fig. 14 einen Stromkreis, der verwendet werden kann, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks in der gemessenen Menge eines Enderzeugnisses zu berücksichtigen ist,

Fig. 15 einen in Fig. 1 fortgelassenen Einzelteil, Fig. 16 eine schematische Darstellung einer Abänderung nach Fig. 6,

Fig. 17 mechanische Vorrichtungen, die erforderlich sind, wenn der Stromkreis nach Fig. 15 verwendet wird, und die

Fig. 18 und 19 eine Seiten- und eine Vorderansicht einer nach Fig. 17 verwendeten Rolle.

Die Zigarettenmaschine (Fig. 1) üblicher Art ist mit einer Tabakzuführvorrichtung 1 versehen, die den Tabak auf ein endloses, laufendes Band 2 schauert. Ein Papierstreifen 3 wird von einer Haspel 4 über die verschiedenen dargestellten Rollen abgezogen, geht durch eine Druckvorrichtung 5 od. dgl. und schließlich über eine kleine Rolle 6, die ihn auf ein endloses Band 7 leitet.

Der Tabak auf dem Band 2 wird auf das Papierband 3 an der Stelle abgegeben, an der sich die kleine Rolle 6 befindet, und das Band 7 nimmt den beladenen Streifen durch FaIt- und andere Vorrichtungen 8 mit, wo das Papier um den Tabak herumgewickelt wird, so daß ein fortlaufender Zigarettenstrang 51 entsteht. Die Kanten des Papiers werden mit Klebstoff von einer Klebvorrichtung 9 zusammengeklebt, wonach der Strang unter einer Heizvorrichtung 10 vorbeigeht, die den Klebstoff trocknet, worauf der Strang durch eine Schneidvorrichtung 11 in einzelne Zigaretten geteilt wird. Die Zigaretten kommen auf ein endloses Förderband 12, das sie zu einer Ablenkvorrichtung 13 führt, wo die Schaufeln des Ablenkers die Zigaretten aus der Richtung des Stranges herausbewegen und sie auf ein Greiferband 14 abliefern.

Um die Zufuhr des Tabaks zu dem Band 2 zu

ändern, wenn die Gewichte der erzeugten Zigaretten von dem gewünschten Gewicht abweichen sollten, ist eine Antriebswelle 15 für den Trichter vorgesehen, deren Geschwindigkeit z. B. durch einen umkehrbaren

elektrischen Motor oder eine sonstige Antriebsvorrichtung 16 mittels eines Getriebes gesteuert wird. Der Motor 16, der ein Untersetzungsgetriebe 17 aufweist, trägt auf seiner Welle ein Kettenrad 18, das ein weiteres Kettenrad. 19 auf einer Welle 20 treibt. Die Bewegungen dieser Welle, die die Geschwindigkeitsregelwelle für den Trichter bildet, ändern die Geschwindigkeit der Welle 15 und so die Zufuhr des Tabaks. Auf einer Welle 21, die die Hauptantriebswelle der Zigarettenmaschine oder eine mit dieser gekuppelte Welle sein kann, ist eine verstellbare Riemenscheibe vorgesehen. Diese besteht aus einem festen Kegel 22 und einem beweglichen Kegel 23, der mittels Feder und Nut auf der Antriebswelle gleiten kann. Zwischen den Kegeln befindet sich eine Anzahl gebogener Segmente 24, die in Aussparungen in den Kegeln gleiten können, wenn sich diese gegen- und voneinander bewegen ; sie werden mittels Federringen 25 an den Kegeln gehalten. Der bewegliche Kegel 23 wird durch eine mit Gewinde versehene Buchse 26 verschoben, die auf einer festen Schraube 27 läuft. Die Buchse wird durch ein Kettenrad 28 gedreht, das von der Welle 20 mittels einer Kette 29 und eines Kettenrades 30 getrieben wird. Es sind auch Druckaufnahmeringe vorgesehen, und wenn sich die Buchse in der einen Richtung dreht, wird der Kegel 23 nach der anderen hin bewegt; bei einer Drehung in der umgekehrten Richtung öffnet der Zug eines Riemens 31, der über die verstellbare Riemenscheibe läuft, die Kegel. Eine Spannrolle gleicht den Durchhang des Riemens aus, und letzterer geht über eine große Riemenscheibe 32 an der Antriebswelle 15 des Trichters. Diese Ausbildung ist bereits anderweitig vorgeschlagen, hier jedoch für das Verständnis der Erfindung notwendig. An Stelle des Motors 16 kann auch die im einzelnen in Fig. 4 und 5 gezeigte Antriebsvorrichtung verwendet werden. Ihre Stellung ist in Fig. 1 bei 33 in strichpunktierten Linien gezeigt. Ihre Bauart ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt.

Leitungen A, B und C (Fig. 5) gehen von zwei SoIenoiden 34 und 35 aus und bilden A^erbindungen zu einer elektrischen Stromzufuhr.

Der Kern 36 der einzelnen Solenoide ist mit einem Arm 37 eines Hebels 38 verbunden, dessen zweiter Arm eine Klinke 39 bildet. Die Hebel 38 sind ferner durch Lager, die an den Drehzapfen 40 der Hebel gebildet sind, mit einem gelenkig angebrachten Hebel 41 verbunden. Letzterer wird durch einen Lenker 43, der an einem von dem Hauptantrieb der Zigarettenmaschine angetriebenen Exzenter 44 befestigt ist (Fig. 4), geschwenkt.

Durch den Exzenter werden die Klinken 39 ständig in der Nähe der Sperräder 45 hin- und herbewegt, und wenn eines der Solenoide 34 oder 35 erregt wird, wird sein Kern 36 gegen die Wirkung einer Feder 46 nach unten gezogen und bewirkt, daß die entsprechende Klinke 39 mit einem Sperrad 45 in Eingriff kommt. Eines der, Räder 45 dreht eine Welle 47 in der einen Richtung, während das andere die Welle in der entgegengesetzten Richtung dreht. Die Welle 47 ist (Fig. 1) mittels eines Kettenrades 48 und einer Kette 49 mit einem Kettenrad 50 auf der Steuerwelle 20 des Geschwindigkeitswechselgetriebes verbunden, durch das die Tabakzuführvorrichtung von dem Hauptantrieb der Zigarettenmaschine aus angetrieben wird, und wenn die Welle 47 in der einen oder anderen Richtung gedreht wird, arbeitet die Tabakzuführvorrichtung mit einer größeren oder geringeren Geschwindigkeit je nach der Richtung, in der sich die Welle dreht.

Die Bewegungen des Motors 16 oder des Antriebes 33 zur Änderung der Geschwindigkeit der Tabakzufuhr werden durch eine später beschriebene Vorrichtung erzeugt, es soll aber zunächst eine kurze Be-Schreibung der Grundgedanken der Erfindung gegeben werden. . .

Das angewendete Prinzip basiert auf der bekannten Verwendung von Strahlen einer radioaktiven Quelle, beispielsweise Betastrahlen oder Elektronen von hoher

ίο Geschwindigkeit und einer Ionisationskammer. Bei einer Anordnung wird die Tabakfüllung oder der Strang, dessen Masse gemessen werden, soll, zwischen der Betastrahlenquelle und der Ionisationskammer angeordnet. Wenn die Füllung gemessen werden soll, solange sie auf einem Band liegt, kann dieses Band U-förmig sein, oder es müssen, wenn ein flaches Band verwendet wird, Führungen für die Seiten der Füllung vorgesehen sein. In jedem Fall ist die Masse der Vorrichtungen für die Seitenführung bekannt und kann errechnet werden, wenn die Strahlen so angeordnet sind, daß sie durch die Führungen und den Tabak gehen.

Jeder fremde Werkstoff, wie die Bänder oder die Führungen, der die Strahlen unterbricht, ist unerwünscht, und um diesen Werkstoff auf ein Minimum herabzusetzen, können die Strahlenquelle und die Kammer über bzw. unter dem Band angeordnet sein. Dadurch wird die Verwendung eines flachen Bandes ermöglicht, so daß nur eine einzige Dicke dieses Bandes die Strahlung unterbricht und die Hauptwirkung zur Prüfung des Tabaks dient. Das Band könnte eine leicht konkave Krümmung an seiner Oberfläche aufweisen, ohne Änderung der Werkstoffdicke, um die Füllung seitlich ohne Seitenführungen zu steuern, jedenfalls ist die Anordnung die beste, bei der die geringste Menge und Dicke an fremdem Werkstoff die Strahlen unterbrechen kann. In Fällen, bei denen Seitenführungen notwendig sind, aber die Strahlen erst durch die Führungen gehen, wenn sie und nachdem sie durch den Tabak gehen, sollten diese Führungen so dick sein, daß sie alle Strahlen absorbieren, die auf sie treffen, so daß nur diejenigen Strahlen zur Kammer gelangen, die durch den Tabak gegangen sind. Die Strahlenquelle kann aus einem radioaktiven Stoff, wie Thallium »204« oder Strontium »90«, bestehen. Die Ionisationskammer liegt in dem Stromkreis einer Gleichstromquelle mit einem Widerstand von hohem Wert. Die Elektronen mit hoher Geschwindigkeit, die in die Kammer eindringen, ionisieren das darin enthaltene Gas, z. B. Luft, und erzeugen einen sehr geringen Stromfluß in dem Widerstand. Der Wert dieses Stromes ist über den Arbeitsbereich etwa proportional der Anzahl und der Energie der Elektronen, die in die Kammer eindringen und die Ionisation bewirken, und diese Anzahl und infolgedessen auch der Strom hängt von der Absorption ab, die in der Zigarette stattfindet, und die hängt von der Masse der Füllung ab, die durch die Quelle geprüft wird. Der Strom in der Kammer ist für eine direkte praktische Verwendung zu schwach und wird ausreichend verstärkt, um einen unmittelbar anzeigenden Messer und einen Stromkreis zu betätigen, der den Motor oder einen anderen Antrieb zur Regelung der Tabakzufuhr antreibt, um den Zigarettenstrang so zu formen, daß er ein gleichmäßiges Gewicht erhält.

Dieses \^erfahren mit gewissen später erläuterten Vorbehalten leidet nicht an irgendwelchen Schwierigkeiten infolge des Feuchtigkeitsgehaltes, da bekanntlieh die Absorption der Betastrahlen für einen fest-

stehenden Abschnitt vollkommen von der Masse des Werkstoffs abhängt, durch den die Strahlen hindurchzugehen versuchen, und wenn bei Tabak mit einem gewissen Feuchtigkeitsgehalt letzterer zunimmt, vergrößert sich die Masse des Stranges, der Ionisationsstrom nimmt proportional ab, und es wird eine Anzeige des richtigen erforderlichen Gewichtes erzielt.

Tabak ist von faseriger Natur und kein fester Werkstoff, und der Zusammenschluß der Fasern kann sich längs eines geformten Stranges oder einer losen Füllung um ein geringes Maß ändern, obwohl die tatsächliche Masse des Stranges im wesentlichen konstant ist. Mit Rücksicht darauf ist der Meßstromkreis so eingerichtet, daß er eine Zeit von 1 bis 2 Sekunden konstant ist, so daß die Ablesung des Gewichtes der Durchschnitt für diese Zeitspanne ist.

Es soll eine Füllungs- oder Stranglänge von ungefähr 15 cm (6") geprüft werden, und zu diesem Zweck wird eine Ionisationskammer, die in einem Gehäuse 110 enthalten ist, an der einen Seite der Füllung oder des Stranges, und eine Strahlenquelle, die sich in einem Gehäuse 111 befindet, an der anderen Seite angebracht. Diese Vorrichtungen sind hinter dem Trichter vorzugsweise so nahe wie möglich an diesem gelagert, um die Verzögerung bei der Berichtigung auf ein Minimum herabzusetzen, es sind aber in Fig. 1 drei verschiedene Stellungen I, II und III gezeigt, die wahlweise benutzt werden können.

Bei der Stellung I und II wird eine lose Füllung und bei III ein eingewickelter Strang gemessen. Die Stellungen I und II zeigen die schlechtesten und die besten Bedingungen für das Messen einer Füllung auf einem Band, da in der Stellung I (Fig. 2) die Seiten des Bandes praktisch parallel zu den Strahlen verlaufen, während bei II (Fig. 3) nur die Dicke des Bandes zu durchqueren ist. Durch örtliche Abänderung der Maschine kann jede gewünschte Stellung zwischen, diesen beiden Extremen als Meßstellung gewählt werden.

In Fig. 2 wird das U-förmige Band 2 durch Führungen geführt, die so dick sind, daß sie alle Strahlen, die sie erreichen, absorbieren, während das Band 7 in Fig. 3 flach liegt und einen flachen Papierstreifen trägt. Starke Seitenführungen sind auch in dieser Figur gezeigt, aber wenn das Band leicht gebogen ist und eine konkave obere Fläche aufweist, wie es tatsächlich hinter dem Schnitt 3-3 der Fall ist, können die Seitenführungen fortfallen, d. h., sobald das Band so weit gebogen ist, daß es die Füllung trägt, ohne daß etwas an den Seiten herabfällt, sind keine anderen Führungen notwendig.

In Stellung III sind die Vorrichtungen zum Prüfen des eingewickelten Stranges gemäß den Fig. 6 und 7 mit Strangführungen 112 und 113 versehen, die so geformt sind, daß nur der mittlere Teil des Stranges geprüft wird, um Irrtümer zu vermeiden, die auftreten könnten, wenn der ganze Strang geprüft würde, da dieser sich auf und ab bewegen kann. Durch diese Anordnung ist eine etwaige Änderung der Tabaklänge, durch die die Strahlen gehen, so gering wie möglich.

Wenn sich die Vorrichtungen in der Stellung III (Fig. 1) befinden, liegen sie gerade hinter der Heizvorrichtung 10, die die Überlappung des Papiers des Zigarettenstranges schließt.

Das Kammergehäuse 110 ist an seiner offenen Seite mit einem Drahtgeflechtschutz 114 versehen. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Innengehäuse 115, das die Ionisationskammer bildet und ein dünnes Metallfenster 116 aufweist, durch das die Strahlen hindurchgehen können. Die Kammer dient auch als eine Elektrode der Vorrichtung. Das Gehäuse 111 ist in ähnlicher Weise mit einem Fenster 117 versehen, durch das die Strahlen hindurchgehen können. Innerhalb der Ionisationskammer 115 befindet sich eine Innenelektrode 118. Die Kammer ist dicht abgeschlossen und enthält Luft. Kabel 119 und 120 verbinden die beiden Elektroden mit der elektrischen Apparatur, die später mit Bezug auf Fig. 12 beschrieben wird.

ίο Eine ähnliche Vorrichtung wird, wie später zu erläutern ist, in ebenfalls bereits vorgeschlagener Weise als Ausgleichvorrichtung verwendet.

Wie weiterhin auch schon vorgeschlagen, ist an der unteren Kante des Kammergehäuses 110 (Fig. 6 und 8), wo es der Strahlenquelle in dem Gehäuse 111 gegenüberliegt, ein Gelenkrahmen 121 vorgesehen, an dem ein Halter 122, in Zukunft als »Schirmhalter« bezeichnet, angebracht ist. Dieser Rahmen ist in Fig. 8 und 9 der Deutlichkeit halber von seinem Drehzapfen nach unten hängend dargestellt, aber seine richtige Lage gegenüber dem Gehäuse 110 ist in Fig. 8 in gestrichelten Linien gezeigt. Der Schirmhalter weist Aussparungen oder Nuten 123 auf (Fig. 8), in denen ein Schirmrahmen 124 mit drei Schirmen 125, 126 und 127 (Fig. 9) gleiten kann. Der Schirmhalter ist in Fig. 6 fortgebrochen, um die inneren Teile zu zeigen. Gewöhnlich liegt der Schirmhalter an der Fläche des Kammergehäuses 110 an wie in Fig. 6, so daß die Schirme der Strahlenquelle gegenüberliegen. Der Schirmrahmen wird in den Nuten des Halters durch an beiden Seiten des Rahmens vorgesehene Stangen 128 auf und ab geschoben. Die Stangen sind mit Zähnen versehen (Fig. 8) und fassen in Zahnräder 130 auf einer kleinen Welle 131 ein, die quer zu dem Schirmhalter 122 drehbar gelagert und mit einem Knopf 129 versehen ist, durch den sie gedreht werden kann. Auf der Welle 131 ist eine Kurve oder Falle angebracht, die aus einem Zylinder 132 besteht, der mit drei Abflachungen 133 versehen ist, die je eine Sehne des ursprünglich kreisförmigen Querschnittes bilden. Diese Abflachungen wirken mit steifen Blattfedern 134 zusammen, die an dem Halter 122 befestigt sind, so daß der Rahmen beim Drehen des Knopfes 129 durch die Zahnräder und Zahnstangen auf und ab bewegt wird, die Kurve 132-133 sich dreht und der Eingriff der Blattfedern mit den Abflachungen an der Kurve eine Falle bildet, die den Schirmrahmen in einer bestimmten Stellung hält, wenn der Knopf 129 freigegeben wird.

Der Schirmrahmen weist eine Reihe von öffnungen auf, z. B. drei, deren mittlere mit einem dünnen Metalldeckel oder Schirm 125 versehen ist, der bezüglich Absorption der gewünschten Tabakmasse äquivalent ist, während die öffnungen über und unter der mittleren mit einem dickeren. Schirm 126 bzw. einem dünneren, 127, versehen sind. Die gewählte Stärke hängt von den Umständen und Erfordernissen der Benutzer ab; gewöhnlich bietet der obere Schirm 126 dem Durchgang der Strahlen den gleichen Widerstand wie ein Tabakstrang, der 4% dichter als normal ist, während der untere Schirm 127 einen Widerstand bietet, der 4% geringer als der normale Strang ist. Diese Schirme können aus Duralumin hergestellt sein. Es ist noch eine vierte öffnung 135 ohne Schirm vorhanden.

Die Vorrichtung wird so betätigt, daß sich die vierte öffnung in einer Richtung mit dem Strang befindet, und wenn gemäß Fig. 10 und 11 die Arbeit der ganzen Steuervorrichtung geprüft werden soll, wird der Zigarettenstrang 51 durch den Arbeiter in

bekannter Weise abgelenkt, und der Durchgang durch die Strartgführungen 112 und 113 wird durch einen drehbar angeordneten Verschluß 136 versperrt, worauf der sich bewegende Strang durch eine schräge Platte 137 seitlich abgebogen wird. Der Schirmrahmen wird dann so bewegt, daß der gewünschte Schirm in eine Richtung mit der Strahlenquelle gebracht wird, und es wird eine Ablesung an einem Meßgerät 65 (Fig. 12) vorgenommen. Auch wenn eine Bandregistrierung vorgenommen wird, kann die Stellung der Feder auf dem Band oder die sich ergebende Kurve aufgezeichnet werden. Wenn der Arbeiter festgestellt hat, daß die Vorrichtung richtig arbeitet, hebt er den Verschluß 136 an und läßt den Strang in der gewöhnlichen Weise durchlaufen, auch schiebt er den Schirmrahmen in die Stellung der vierten öffnung zurück, so daß sich die öffnung 135 zwischen dem Strang und der Strahlenquelle befindet.

Wenn eine Maschine zu Beginn eines Arbeitsganges angelassen wird, wird die Heizvorrichtung 10 aus der Eingriffstellung mit dem Strang in der üblichen Weise angehoben, und diese Bewegung wird dazu benutzt, daß der, Verschluß 136 selbsttätig den Durchgang durch die Führungen 112 und 113 sperrt, so daß sich kein Schmutz in den Führungen ansammeln kann. Zu diesem Zweck ist der Drehzapfen oder die Stange 138, an der die Heizvorrichtung 10 angebracht ist, an dem Betätigungsgriff 139 der Heizvorrichtung befestigt, so daß sie sich dreht, wenn die Heizvorrichtung nach oben oder unten geschwenkt wird. An dem näher der Betastrahlenvorrichtung liegenden Ende ist die Stange 138 mit einem Nocken 140 versehen, an dessen Ende sich ein Stift 141 befindet, an dem eine Feder 142 angebracht ist. Das zweite Ende der Feder ist an dem drehbaren Verschluß an der einen Seite des Drehzapfens angebracht. Die Aufwärtsbewegung der Heizvorrichtung entspannt die Feder, und der Verschluß fällt durch seine Schwere in die geschlossene Stellung (Fig. 11) zurück.

Wenn die Maschine läuft und eine Prüfung gewünscht wird, zerbricht der Arbeiter den Strang, und da die Heizvorrichtung unten und die Feder 142 gespannt ist, wird der Verschluß von Hand abwärts geschoben und durch eine kleine Falle 143 geschlossen gehalten, die in eine an dem Verschluß 136 angebrachte genutete Platte 144 eingreift. Wenn die Prüfung vorüber ist, löst der Arbeiter die Falle durch einen Handgriff 145 aus, und der Verschluß schwingt unter der Spannung der Feder 142 nach oben und gibt den Durchgang frei.

Das Kammergehäuse 110 ist, wie schon vorgeschlagen, bei 146 drehbar angebracht, so daß es in Richtung des Pfeiles (Fig. 6) geschwenkt werden kann, um seine Arbeitsfläche in eine horizontale nach oben gerichtete Lage zu bringen, und die Folge dieser Bewegung ist, daß die Betastrahlenquelle die Strahlen in die Außenluft in einer Richtung sendet, in der sie wahrscheinlich den Arbeiter treffen. Als Vorsichtsmaßnahme gegen einen solchen Fall ist eine bogenförmige Klappe 147 vorgesehen, die bei 148 an die Strahlenquelle angelenkt ist und diese in der einen Stellung freilegt, während in der anderen Stellung das Fenster der Quelle durch die Klappe verschlossen ist. Ein an der bogenförmigen Klappe befestigter Hebel 149 ist durch einen Lenker 150 mit dem Scharnier 121 zwischen der Kammer und dem Halter so verbunden, daß, wenn das Kammergehäuse geöffnet wird, der Hebel ausschwingt und die Klappe 147 sich so bewegt, daß das Fenster 117 der Strahlenquelle abgedeckt wird. Wenn das Kammergehäuse 110 geschlossen wird, wird die Klappe herabgesenkt. Das Kammergehäuse wird durch eine Klemme 151 in der geschlossenen Stellung gehalten.

Die Strahlenquelle kann nach ihrer Ionisationskammer zu und von ihr fort einstellbar sein, und zu diesem Zweck (Fig. 6 und 7) ist an dem Gehäuse 111 ein Rahmen 152 befestigt, dessen Hinterteil eine dicke Platte 153 aufweist, die mit Gewinde versehen ist und zwei drehbare Schrauben 154 aufnimmt.

ίο Diese Schrauben sind an Kegelrädern 155 befestigt, die durch weitere auf einer in Lagern 158 drehbar gelagerten Welle 157 befestigte Zahnräder 156 gedreht werden. Ein Handknopf 159 ist an der Welle 157 befestigt, und wenn der Knopf gedreht wird, bewegt sich das Gehäuse 111 hin und her. Ein Zeiger 160, der an dem Rahmen 152 befestigt ist, gleitet über eine Skala 161, und die Skalenmessung wird durch ein Zifferblatt 162 unterteilt, das eine geeignete Einteilung aufweist, an dem sich ein Zeiger 163 entlangbewegt, der auf dem Knopf befestigt ist.

Aus Gründen, die später bei der Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung angegeben werden, ist es technisch erwünscht, eine in anderem Zusammenhang bereits vorgeschlagene zweite Strahlenquelle 165 und Kammer 166 zu verwenden, die zusammen eine der Prüfvorrichtung ähnliche »Ausgleichvorrichtung« bilden und zwischen denen der Metallschirm 125 angebracht ist, dessen Strahlenabsorption äquivalent derjenigen der gewünschten Tabakmasse ist, und diese Kammer ist elektrisch entgegengesetzt zu der ersten Kammer angeordnet, so daß der sich aus der Messung ergebende Strom die Differenz zwischen den Strömen der beiden Kammern bildet.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung soll jetzt an Hand der Fig. 12 bis 12 B beschrieben werden.

Das Fenster in dem Gehäuse 110 liegt gegenüber der radioaktiven Quelle in dem Behälter 111, so daß die Strahlen, die die Tabakfüllung durchdringen/ in die Kammer gehen. Eine Gleichstromspannung, z. B.

eine Batterie 58, wird zwischen die Innen- und Außenelektroden 118 und 115 gelegt. Die Betateilchen, die in die Kammer 115 eindringen, bewirken eine Ionisation des Gases (Luft) in Gegenwart des angelegten Potentials, und der resultierende Strom, der ein MaB der Energie der den Tabak durchdringenden Strahlen darstellt, erzeugt eine Spannung an einem hochwertigen Widerstand 60. Diese Spannung muß verstärkt werden, bevor sie praktisch verwendet werden kann, und da sie im wesentlichen ein Gleichstrom ist, wird ein Gleichstromverstärker benötigt.

Als am meisten zufriedenstellend hat sich die Ver-Avendung eines Vibrationskondensator-Elektrometers 61 gezeigt, bei dem das aufgenommene Gleichstrompotential erst zu einem Wechselstrom umgewandelt wird, in dem es durch einen Widerstand 62 zu einem Kondensator 63 geleitet wird, dessen Kapazität mit einer bestimmten Frequenz (500 Perioden) wechselt. An dem Kondensator wird eine Wechselstromspannung, die proportional zur Gleichstromaufnahme ist, erzeugt, die in einen gewöhnlichen Wechselstromverstärker 64 geleitet wird und danach gleichgerichtet wird, um eine Gleichstromspannung zu erzeugen, die proportional und in Phase mit der Abweichung von dem gewünschten Gewicht ist.

Diese Abgabespannung speist die Erregung einer Meßvorrichtung 65 mit unmittelbarer Ablesung und einen Regelstromkreis. :.'

Der Wert des Widerstandes 60, an dem die Spannung erzeugt wird, liegt in der Größenordnung von 10¹⁰ bis 10¹¹ Ohm. Es hat sich herausgestellt, daß der-

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artig hohe Widerstände mitunter unstetig werden, dfih.,¹ die an dem Widerstand erzeugte Spannung ändert sich mit der Zeit etwas. Infolgedessen hat es sich als wünschenswert herausgestellt, in in anderem Zusammenhang bereits vorgeschlagener Weise eine zweite radioaktive Quelle 165 und eine Ionisationskammer 166 (Fig. 1 und 12) zu verwenden, um, wie bereits auseinandergesetzt, eine Ausgleichvorrichtung zu schaffen, die eine Spannung erzeugt, die derjenigen genau gleich ist, die von der Meßvorrichtung erzeugt wird, wenn der zu messende Füller oder Strang den gewünschten Wert hat, so daß nur bei einer Abweichung von diesem gewünschten Wert eine Differenz zwischen dem. von der Ausgleichvorrichtung erzeugten stets gleichbleibendem Strom und dem von der Meßvorrichtung erzeugten, mit dem Wechsel der Tabakmenge sich ändernden Strom entsteht. Der hohe Widerstand 60 leitet dann nur die Differenz der beiden Ströme, so daß für den Ausgleich geringe Schwankungen^ im Wert dieses Widerstandes ohne Bedeutung sind.·: * '

: Von dem : Wechselstromverstärker 64 fließt der Strom zu einem phasenempfindlichen Gleichrichter 67, der i synchron ■ mit einem den' Vibrationskondensator speisenden Stromkreis 68 arbeitet. Dadurch ändert sich die Ausgangsspannung, die an einem Punkt O, der gewöhnlich das gleiche Potential hat wie die Erdleitung,-an einem Kathodenverstärker-Belastungswiderstand 69 erzeugt wird, der den Strom von dem Kathodenverstärker 70 aufnimmt, auf einen positiven oder -negativen Wert, je nachdem, ob die Abgabe von-der Meßkammer gegenüber derjenigen von der Ausgleichkämmer größer oder kleiner ist. Ferner wird ein steuerbarer Teil dieser Spannung längs der'Leitung 66 zur Aufnahme zurückgeführt, um den Verstärker gegen innere Veränderungen zu stabilisieren und eine Einstellung der Gesamtsensitivitätzu'ermöglichen.·■■' Ϊ ■ ■·'■■■

.· Das mit Anzeigevorrichtung versehene Meßgerät 65 ist zwischen den Kathoden zweier Röhren 72 und 73 zur Einstellung der Sensitivität des Meßgerätes in Reihe mit einem veränderlichen Widerstand 71 geschaltet, - wobei die ganze Anordnung einen ausgeglichenen Röhrenvoltmesser bildet. Die Stromkreise dieser· Röhre werden durch Einstellung eines Widerstandes 76 so angeordnet, daß, wenn der Punkt O das Erdpotential hat, die beiden Kathoden das gleiche Potential haben-und sich kein Strom in dem Meßgerät 65 befindet, das in der Mitte den Nullpunkt hat. Die Stromkreise des phasenempfindlichen Gleichrichters 67 und des Kathodenverstärkers 70 sind auch so angeordnet, daß, wenn die Abgabe von der Meßkammer in dem Gehäuse 110 derjenigen von der Ausgleichkammer 166 gleich ist, der Punkt O beim Erdpotential liegt.

Wenn sich das Meßgerät 65 in der Nullstellung befindet, hat die Masse der Tabakfüllung den gewünschten Wert, und wenn sich dieser Wert ändert, folgt die Anzeige des Messers der Änderung, wobei eine Abweichung von 5% des Gewichtes von dem gewünschten Wert der Füllung oder des Stranges eine volle Skalenablenkung bewirkt, wenn der veränderliche Widerstand 71 des Meßgerätes auf die größte Empfindlichkeit eingestellt ist. Dieser Bereich von 5°/o ist viel kleiner als in der Praxis notwendig, und die Vorrichtung kann bis zu einer vollen Skalenablenkung bei einer 8% Abweichung im Gewicht eingestellt werden. ■

Wie schon erwähnt, ist Tabak kein einheitlicher Werkstoff,¹ und es ist notwendig, einen zusammenfassenden !Stromkreis zwischen dem Meßgerät und dem Meßstromkreis einzuschalten, so daß die Anzeigen der während einer kurzen Zeitspanne gemessenen Durchschnittsmasse entsprechen. Dies wird durch einen »integrierenden« Stromkreis erreicht, der durch einen Widerstand 74 und einen Kondensator 75 erzeugt wird. Wenn sich das Potential an dem Punkt O ändert, kann das Steuergitter der Röhre 72 infolge der großen Kapazität des Kondensators 75 nicht sogleich folgen, da dieser seine Belastung ändern muß und die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, von dem Wert des Widerstandes 74 abhängt, der einstellbar ist.

Wie vorher beschrieben, kann die Tabakzufuhr von dem Trichter zu dem Förderer eingestellt werden, auf dem die Füllung gebildet wird. Der Motor 16 ist ein umkehrbarer Motor. Solange dieser Motor still steht, bleiben die Relativgeschwindigkeiten der Wellen 15 und 21 (Fig. 1) konstant. Wenn sich der Motor jedoch in der einen Richtung bewegt, ändert die Welle 20 das Geschwindigkeitswechselgetriebe von Fig. 1, d. h. vergrößert die Trichtergeschwindigkeit, und wenn die Drehung des Motors entgegengesetzt ist, wird die Geschwindigkeit der Welle 15 vermindert.

In ähnlicher Weise werden die relativen Geschwindigkeiten der beiden Wellen geändert, wenn die Antriebsvorrichtung nach den Fig. 4 und 5 an Stelle des Motors verwendet wird.

Zwischen der oben beschriebenen Einrichtung und der Schaltvorrichtung für den Motor oder die sonstige Antriebsvorrichtung ist eine weitere Vorrichtung vorhanden, die bewirkt, daß der Arbeitsvorgang den vorher angegebenen Vorschriften entspricht.
Eine von dem Punkt O ausgehende Leitung führt durch eine Batterie 86 zu dem Gitter einer Triode 87, deren Kathode über einen Widerstand 88 in der üblichen Weise geerdet ist. Die Anode ist, wie üblich, durch einen Widerstand 89 mit Hochspannung verbunden, und eine weitere Leitung führt von der Anode zu einem Ende des Widerstandes 90, der im Nebenschluß an eine Batterie od. dgl. 91 angeschlossen ist. Ein einstellbarer Anzapfer 190 an dem Widerstand 90 führt zu einem zweiten Widerstand 92, der mit einem Kondensator 93 im Nebenschluß liegt.

Der einstellbare Anzapfer 190 wird so eingestellt, daß die Abgabespannung an der Verbindung des Widerstandes 92 und des Kondensators 93, d. h. an dem Punkt P, gegenüber der Erde gleich Null ist, wenn die Füllung die gewünschte Masse aufweist. An dem anderen Ende des zweiten Widerstandes 92 führt eine Leitung über einen dritten Widerstand 94, der mit einem großen Kondensator 96 in Reihe geschaltet ist, nach der Erde, λ^οη der Verbindungsstelle 94 führt eine Leitung zu dem Gitter einer zweiten Triode 98. Die Anode dieser Röhre ist durch den Anodenpol 106 mit einer Seite eines empfindlichen, polarisierten Relais 95 mit dem Kathodenwiderstand 99 einer dritten Triode 100 sowie mit dem Mittelpunkt einer Batterie 101 verbunden. Diese Batterie ist parallel zu einem Widerstand 102 geschaltet, und dessen Anzapfer 103 ist mit dem Gitter der Röhre 100 verbunden. Die andere Seite des Relais 95 ist an einen Anzapfer 105 einer Batterie 104 angeschlossen. Diese Batterie könnte durch ein Potentiometer ersetzt werden, das an das 200-Volt-Hochspannungsnetz angeschlossen ist.

Wenn die Maschine richtig arbeitet, liegt das Potential des Gitters der zweiten Triode 98 bei Null. Unter diesen Bedingungen ist die Spannung an dem Anodenpol 106, die das Bestreben haben würde, einen

Strom in einer Richtung durch das Relais zu schikken, entgegengesetzt gerichtet und durch die Spannung an dem Anzapfer 105 der Batterie 104 ausgeglichen. Die Relaiszunge 97 steht daher in der Mitte,-bis die Meßvorrichtung eine Änderung der Tabak-· masse anzeigt. Eine solche Änderung verändert alle Ausgleichsbedingungen. Die erste Triode 87 ändert ihre Gitterspannung, so daß ihre Abgabe nicht mehr durch die von der Batterie 91 an dem angezapften Teil des Widerstandes 90 ausgeglichen wird. Dadurch wird bewirkt, daß ein Strom durch den zweiten Widerstand 92 den mit ihm im Nebenschluß geschalteten Kondensator 93, den dritten Widerstand 94 und den großen Kondensator 96 fließt. Demgemäß wechselt die Spannung an dem Gitter der zweiten Röhre 98 von Null auf einen positiven oder negativen Wert. Die Verhältnisse an dem Anodenpol 106 ändern sich, und es fließt ein Strom in der einen oder anderen Richtung durch das Relais 95. Die Zunge 97 geht herüber, und ein Strom fließt über später zu beschreibende Schaltvorrichtungen durch den Motor 16 oder eines der SoIenoide 34, 35, und der Motor oder die sonstige Antriebsvorrichtung schaltet das Geschwindigkeitswechselgetriebe des Trichters in der erforderlichen Weise.

Diese Bewegung dient dazu, die Stellung des Batterieanzapfers 103 der dritten Röhre 100 so zu ändern, daß ein Ausgleich unter den neuen Bedingungen geschaffen wird, worauf der Motor oder die sonstige Antriebsvorrichtung aufhört, das Getriebe zu schalten, und die Maschine läuft .unter der neuen Einstellung oder Ausgleichsbedingungen weiter.

Tn Fig. 12 ist der Anzapfer 103 infolge des kleinen Maßstabes ohne selbsttätige Einstellung gezeigt.

Ein durch den zweiten und dritten Widerstand 92 bzw. 94.fließender Strom verursacht eine Gitteränderung in der zweiten Triode 98 infolge der Änderung bei der Messung, d. h. eine Proportionalsteuerung.

Inzwischen wird der Kondensator 93, der an dem zweiten AViderstand 92 im Nebenschluß liegt, proportional dem Betrag der Änderung der Tabakunterschiede geladen, und dadurch fließt ein weiterer Strom durch den dritten Widerstand 94 und verändert weiterhin die Gitterspannung der zweiten Triode 98.

Auch der große Kondensator 96 wird über angemessen lange Zeitspannen geladen oder entladen entsprechend der Änderung der Spannung an dem Punkt O, und sein Zustand infolge des Weiterbestehens des Fehlers in der Masse des Tabaks in dem betreffenden Augenblick ändert die Gitterspannung der Röhre 98 weiterhin.

So ist die kombinierte Wirkung eine Folge aller drei Faktoren des Meßvorganges.

Von dem Steuerstromkreis der Antriebsvorrichtung (Fig. 12) sind zwei Abgabeleitungen mit Pfeilspitzen gekennzeichnet, die von den Kontakten kommen, mit denen die Relaiszunge 97 verbunden ist, wobei die Zunge selbst geerdet ist. Fig. 12 A zeigt die Schalt-. nordnungen für den Motor 16, wenn dieser als Antriebsvorrichtung verwendet wird, während Fig. 12 B die Anordnung zeigt, bei derSolenoide benutzt werden. In beiden Fällen zeigen zwei Leitungen mit Pfeilspitzen die Verbindungen zu den Abgabeleitungen von den Relaiskontakten an.

Die Drehrichtung des Motors 16 (Fig. 12A) wird durch zwei magnetisch betätigte Schalter 77 und 78 gesteuert, die je zwei Kontaktarme 79, 80 bzw. 81, 82 aufweisen.

Die Armatur 83 des Steuermotors, die in diesem Falle die Antriebsvorrichtung bildet, wird von einem als Brücke geschalteten Metallgleichrichter mit Gleichstrom versorgt,..der'seinerseits .durch ',eine Spule. aM einem Umformer 85 gespeist wird.· Die Bewegungen¹ der Zunge des Relais schließen einen Stromkreis· vöfil dem Gleichrichter zu dem einen oder anderen: denMa-" gnetschalter, und -der Schalter schließthseiheiisertsb durch die zugehörigen Kontaktarme einen Stromkreisy· nach der Armatur 83 und dem Feld 107 des Motomlfic und bewirkt, daß dieser die Steuerwelle Mreht'^Tund' dadurch die Trichtergeschwindigkeit ändert. £Xer νείτ-κί

ίο wendete Motor ist ein umkehrbarer Gleichstrommotor mit eingebautem epizyklischerrt Getriebe.'Das Getriebe erzeugt eine Endgeschwindigkeit mit starkem Drehmoment an seiner .Leistungsabgabewelle:-';;·5»7;ί ια:ύ> ns Tn Fig. 12 B werden die magnetischen Schalter .'7T* und 78 wieder verwendet, aber sie haben^!nur-je einen¹: Kontaktarm 79 bzw. 81.; In dieser Darstellung ent-'i sprechen die drei Drähte A, B und C den in Fig. 5 und auch den in Fig. 1 gezeigten.

Der Betrag der Änderung, der durch die Steuerwelle des Geschwindigkeitswechselgetriebes hervorgerufen wird, entspricht der augenblicklichen Spannung, die an den Widerstands-Kapazitäts-Netzen des Proportional-, Änderungsbetrag- und Integralsteuersystems erzeugt wird, und die Drehrichtung der Steuerwellc des Geschwindigkeitswechselgetriebes ist immer so, daß sie das Bestreben hat, jeder Abweichung von dem gewünschten Gewicht entgegenzuarbeiten. ^; Wenn nur eine einzige Ionisationskammer verwendet wird, ist die Batterie 58 in Reihe mit dem hohen Widerstand 60 geschaltet. Da in diesem Falle keine Ausgleichvorrichtung vorhanden ist, kann die Spannung bei 60 dadurch ausgeschaltet werden, daß in die Speisenickleitung 66 eine Batterie mit einem veränderlichen Potentiometer eingeschaltet wird, um eine Gegenspannung gleich der an dem Widerstand 60 erzeugten hervorzurufen, wenn der gemessene Tabak die gewünschte Menge aufweist. Um die genaue Steuerung einer Maschine zu. gewährleisten, muß dafür gesorgt werden, daß die Spannung an der Leitung zu dem Widerstand 92 mit seinem im Nebenschluß befindlichen Kondensator 93, d.h. an dem Punkt P, eine verstärkte Wiedergabe derjenigen an dem Punkt O ist, besonders wenn O Erdpotential hat, muß der Punkt P auch Erdpotential haben. Bei einem Verstärker 87, wie er beschrieben wurde, besteht aber die Neigung zu einer Wertänderung oder »Abtrieb (drift)«. Das kann durch eine geeignete Ausgleichvorrichtung folgender Art ausgeschaltet werden.

Fig. 13 zeigt die nötigen Abänderungen des in Fig. 12 gezeigten Stromkreises, wobei der Stromkreis genau wie zuvor arbeitet und im allgemeinen gleicher Art ist, nur daß ein Kondensator 167 in die Leitung zu dem Gitter der Triode 87 eingeschaltet ist, -wobei diese Röhre die Hauptverstärkungsquelle bildet. Die in Fig. 12 vorhandene kleine Batterie 86 wird fortgelassen, und es sind Wechselschalter 168,169 vorgesehen, die durch eine an einer Welle 171 angebrachte Kurve 170 betätigt werden, sowie Ein- und Ausschalter 172, die durch eine Kurve 173 betätigt werden.

Vor dem Kondensator 167 ist ein Schalter 168 angeordnet, der mit Kontakten an den Leitungen nach dem Kondensator 167 und der Erdleitung versehen ist und zu bestimmten Zeiten den einen oder den anderen schließt. Die Leitung von dem einstellbaren Anzapfer 190 nach dem zweiten Widerstand 92 ist durch den Schalterarm 169 unterbrochen, der zwei Kontakte herstellen kann, und zwar einen mit der Leitung zu dem Widerstand 92 und den anderen zurück zu dem Gitter der Triode 87. Die Kontakte 172 öffnen, wenn sie betätigt werden, den Stromkreis von dem Gleichrichter

84 zu der Steuervorrichtung, d. h. der Antriebsvorrichtung. Die Welle 171, auf der die Kurven .170; und 173 befestigt sind,, wird, durch eine kleine Einheit 174 angetrieben, die aus einem kleinen synchron arbeitenden elektrischen !Uhrmotor und einem Untersetzungsgetriebe besteht und die Kurvenhebel 175 und 176 alle 5 Sekunden für eine kurze Zeitspanne betätigt, wobei der Hebel 175 kurz vor dem Hebel 176 und etwas langer als dieser wirksam wird. Die genaue Auslösungszeit ist unwesentlich.

Immer wenn die Menge der Füllung die gewünschte ist, hat der Punkt Ό das Erdpötential, und die Leitung zu dem zweiten Widerstand 92, d.h. Punkt P, sollte auch Erdpotential haben, und der Anzapfer 190 wird anfangs iso eingestellt, daß er dieses bewirkt, aber infolge der direkten Verbindung zwischen den Punkten Null und P durch den Verstärker 87 verschieben etwaige Änderungen in den Charakteristiken der Verstärkerröhre 87 oder ihrer zugehörigen Komponenten einschließlich der Speisebatterien diese Bedingung und haben das Bestreben, den geregelten Zustand der Menge der Füllung zu stören. Wenn dies eintrifft, dann sagt man, »der Verstärker treibt ab« (drift), wobei man »Abtrieb« (drift) als die Spannung verstehen kann, die dem Gitter der Röhre 87 zugeführt werden sollte, wenn der Punkt O Erdpotential hat, um den Punkt P wieder auf Erdpotential zu bringen.

Wenn die Schalterarme 168 und 169 auf die der gezeichneten entgegengesetzte Stellung umgeschaltet werden, sind Abgabe und Aufnahme des Verstärkers 87 miteinander und mit der einen Seite des Kondensators 167 verbunden, während die andere Seite an die Erde angeschlossen ist. Bei diesen Verbindungen wird, da'der Schwächungswiderstand (gain) des Verstärkers 87 wesentlich ist, praktisch jeder »Abtrieb«, der in dem Verstärkerstromkreis aufgetreten ist, auf den Kondensator 167 geleitet, und wenn die Schalterarme 168 und 169 in ihre vorherige Stellung zurückkehren, wird'; diese Kondensatorspannung in Reihe mit der Aufnahmespannung von dem Punkt O in genauer Phase !zugeschaltet, um den Abgabeabtrieb auszugleichen und den Punkt P immer etwa auf das Erdpotential zu bringen, wenn die Aufnahme von dem Anschluß O Erdpotential hat.

Die Zeitspanne, während der der Kondensator 167 mit der Abgabe und der Aufnahme verbunden ist, ist kurz, sie ist nur so lang, daß der Kondensator auf die Abtriebspannung geladen wird. Um dies in dieser kurzen Zeit zu ermöglichen, wird der Abgabewiderstand des Verstärkers 87 verglichen mit der Kapazität des Kondensators 167 niedrig gemacht. Wenn trotzdem der Kondensator mit der Aufnahme zu dem Verstärker 87 in Reihe geschaltet ist, tritt zwischen den Schaltperioden keine bemerkenswerte Änderung an dem Kondensator auf, da die Röhre 87 besonders für niedrige Gitterströme ausgewählt ist.

Da die Schaltperioden kurz und nicht häufig sind, ist die Wirkung auf den Steuerstromkreis unbedeutend. Die Kontakte 172 sind kurz vor und bis kurz nach Vollendung des Schaltens der Arme 168 und 169, als Sicherheitsmaßnahme, offen.

Es wurde zuvor erwähnt, daß das vorliegende Verfahren keine Schwierigkeiten wegen des Feuchtigkeitsgehaltes bereitet, aber es könnte trotzdem erwünscht sein, Abänderungen zu treffen, die die Feuchtigkeit berücksichtigen, da die Benutzer solcher Anlagen in, der Regel wünschen, daß das Enderzeugnis bei einem»bestimmten Feuchtigkeitsprozentsatz, der nicht'der zu sein braucht, bei dem der Tabak behandelt wird, ein bestimmtes Gewicht haben soll. Die Erfindung kann daher eine Vorrichtung zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes des Tabaks, der bearbeitet wird, enthalten, die diesen registriert und die oben beschriebene Vorrichtung demgemäß steuert. Es kann jede bekannte Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes verwendet werden, beispielsweise durch Messen des Widerstandes einer bestimmten Tabakmenge, die zwischen Elektroden liegt, von denen an einer Stelle eine Regelung in dem Stromkreis der Vorrichtung vorgenommen wird.

Eine Vorrichtung für diesen Zweck ist in den Fig. 14 und 17 bis 19 gezeigt. Es wird ein ununterbrochener Tabakstrom von beispielsweise 12,5 mm (¹Z₂") Breite aus dem Trichter entnommen. Dies geschieht, nachdem die Anfangsarbeiten an dem Tabak durchgeführt sind und nahe der kardierten Haupttrommel. Die Anordnung ist schematisch in Fig. 17 gezeigt, wo die rechte untere Ecke des Trichters 1 von Fig. 1 gezeigt ist. Eine geringe Menge des Schauers, der

ao sonst auf das Band 2 fallen würde, wird durch ein oberes Band 177 aufgefangen, das in Richtung des Pfeiles läuft. Der Tabak wird zu einem lockeren »Käse« von bestimmtem Querschnitt und etwa konstanter Menge geformt, beispielsweise durch Rollen 178, während er auf der Oberseite des oberen Bandes gefördert wird, das zwischen isolierten Führungen 179 gelagert ist, und geht dann unter einer Rolle 180 hindurch, die, wie durch die beiden Pfeile gezeigt, mit konstantem starken Druck federnd nach unten gedrückt wird. Diese Rolle (Fig. 18 und 19) besteht aus zusammengesetzten dünnen Metallscheiben 181 von 1,6mm (V₁₆") Breite mit isolierten Abstandstücken 182 von ungefähr 3,2 mm (V₈") Breite, wobei die Metallscheiben Elektroden bilden, zwischen denen die Leitfähigkeit des Tabaks gemessen wird. Die Verbindungen zu den Scheiben 181 werden durch die an die beiden Enden vorgesehenen Wellen der Rolle gebildet.: Bei der gezeigten Bauart bilden die Elektroden drei parallele Bahnen für die Messung.

Die Elektroden (Fig. 14) sind in einem Brückenstromkreis angeordnet, und die Leitfähigkeit wird laufend mit einem bestimmten Wert verglichen, und jede Abweichung von diesem Wert veranlaßt eine Vorrichtung, eine Spannung von richtiger Polarität und Größe in den Meßstromkreis von Fig. 12 zum Zwecke des Ausgleichs einzuschalten. Der für diese Messung verwendete Tabak wird in den Trichter zurückgeschauert und mischt sich mit der Hauptzufuhr und wird kurz danach auf das Band abgegeben und bildet einen Teil der Füllung. Der Tabak, der zur Bestimmung der Feuchtigkeit verwendet wird, fällt in eine Rinne 183, die zu den nicht dargestellten Zuführvorrichtungen für kurze Tabakfasern führt, die gewöhnlich an solchen Maschinen angebracht sind, und wird durch diese zur Tabakmasse in den Trichter zurückgefördert. In Fig. 14 sind zwei Trioden 184 und 185 vorgesehen, die als Kathodenverstärker geschaltet sind und gleiche Kathodenladungen 186 und 187 haben, die aus verschieden gewickelten Hälften eines polarisierten Relais 188 bestehen. In dem Gitterstromkreis der Röhre 184 ist ein Widerstand 189 in Reihe mit den Elektroden 181 des Rades 180 an die Hochspannungszuführleitung geschaltet. Von der Verbindung von 189 und 181 führt ein Widerstand 191 zu einem Kondensator 192 und zu dem Gitter der Röhre184. Die Spannung an der Verbindung von 189 und 181 ändert sich in Übereinstimmung mit der Leitfähigkeit ah den Elektroden, aber sie hat auch das Bestreben, infolge ungleicher Zusammenballung des unter der Elektrodenrollc hindurchgehenden Tabaks zu schwanken. Der

Widerstand 191 und der Kondensator 192 ermöglichen zum Ausgleichen dieser Schwankung eine konstante Zeit, und infolgedessen wechselt die Spannung an dem Cutter von 184 nur infolge der Änderung der Leitfähigkeit, die durch eine Änderung in dem Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks hervorgerufen wird.

Die Triode 185 weist in Reihe geschaltete AViderstände 193, 194 und 195 an der Hochspannungsleitung auf, und die Verbindung von 193 und 194 ist mit dem Gitter der Röhre 185 verbunden. Die Widerstände 189 und 193 haben den gleichen Wert, während der Widerstand 194, der einstellbar ist, verändert werden kann, um den Betrag zu decken, der dem reziproken Wert der größten und geringsten Leitfähigkeit des unter den Elektroden hindurchgehenden Tabaks gleicht. Die Stcuerwelle 199 dieser Vorrichtung ist mit Sperrädern 210 versehen und mit dem veränderlichen Widerstand 194 mittels einer Kette 211 und zwei isolierten Kontaktarmen 212 eines Doppelpotentiometers 213 gekuppelt.

Wenn der Arm des Widerstandes 194 so eingestellt ist, daß die Gitter der Röhren 184 und 185 das gleiche Potential haben, dann sind die durch die Spulen 186 und 187 fließenden Ströme gleich und neutralisieren die Anziehung der Relaiszunge 196, und der Stromkreis nach den beiden Solenoiden 197 und 198 ist geöffnet. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt sich ändert, bleibt die Spannung an dem Gitter der Röhre 184 nicht mehr die gleiche wie an dem Gitter der Röhre 185, und die Relaiszunge bewegt sich herüber, erregt eines der Solenoide 197 oder 198 und veranlaßt eine Drehung der Welle 199 durch das Gesperre in der gewünschten Richtung, wodurch der Wert des Widerstandes 194 geändert wird, bis der Ausgleich wiederhergestellt ist.

Die beschriebene Vorrichtung und der Stromkreis bewirken, daß die Welle 199 für jeden Wert des Feuchtigkeitsgehaltes eine bestimmte Stellung einnimmt, und die Drehbewegung der Welle dient zur Einstellung eines Zeigers 205 auf einer Skala 206 für die Beobachtung des Wertes und zur Bewegung zweier isolierter Arme 212 über das Doppelpotentiometer 213.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die Änderung der Leitfähigkeit mit der Feuchtigkeit an den Elektroden 181 oberhalb und unterhalb des Standardwertes nicht linear ist, und um die Drehung der Welle 199 mit der Änderung der Feuchtigkeit linear zu machen, ist der Widerstand 194 mit einer besonders abgestuften Wicklung versehen. Die Arme 212 und die Potentiometerwicklungen von 213 sind so augeordnet und geschaltet und die Arme 212 sind so an der Welle 199 angebracht, daß beim »Standardfeuchtigkeitsgehalt« die Arme in der Mitte je einer Potentiometerwicklung liegen und keine Spannungsdifferenz vorhanden ist. Eine Drehung in der Uhrzeigerrichtung infolge eines Ansteigens des Feuchtigkeitsgehaltes schafft ein positives Potential zwischen den oberen und unteren Armen, während ein Absinken der Feuchtigkeit unter den Standardwert eine Drehung der Welle 199 in der anderen Richtung hervorruft, so daß dann ein negatives Potential zwischen den oberen und unteren Armen besteht. Diese zwischen den Armen erzeugte Spannung wird in Reihe mit dem Widerstand 60 (Fig. 12) am unteren Ende angeschaltet, und sie ändert die Aufnahmeleistung nach dem Vibrationselektrometer 61 und den Steuerelementen, so daß. wenn beispielsweise der Feuchtigkeitsgehalt größer als der Standardgehalt ist und wenn der Abgabe.messer 65 richtiges Gewicht zeigt und die Maschine ruhig läuft, das tatsächlich erzeugte Gewicht genügend größer ist, um eine folgende Regelung des Feuchtigkeitsüberschusses und umgekehrt zu ermöglichen.

Die zur Feststellung des Feuchtigkeitsgehaltes gewählte Stellung ist so, daß plötzliche Änderungen nicht auftreten, da der Tabak gut gemischt und aufgelockert ist, bevor er die Prüfstelle erreicht. Eine andere Stellung für das Prüfrad 180 wäre auch die Stelle, wo der Tabak den Trichter verläßt, d. h. in der Nähe des Bezugszeichens / (Fig. 1), oder es kann weiter vorn liegen, wobei dann die Veränderung auf ein ständig umlaufendes, endloses magnetisches Band übertragen werden kann, so daß die in Reihe mit dem Widerstand 60 geschaltete Spannung verzögert wird, bis dieser Tabak die Hauptmeßkammer erreicht.

Obwohl die Erfindung in der Hauptsache für eine Tabakfüllung angewendet werden soll, die mehr oder weniger aus einem, schmal en Strom von Tabakteilchen besteht, kann sie natürlich auch für einen Strom beliebiger Stärke benutzt werden, d. h. zur Messung jeder Tabakmenge, die von einem Zuführtrichter kommt und so behandelt wird, daß ein im wesentlichen regelmäßiger Strom von Teilchen entsteht. Wo beispielsweise die Vorrichtung zum Messen der Dichtigkeit eines Tabakvließes oder -teppichs verwendet wird, kann sie den Teppich stückweise messen, d. h., ein Streifen des Teppichs von gewünschter Länge, in der Bewegungsrichtung des Teppichs gemessen, wird geprüft, und es werden auf Grund dieser Prüfung die notwendigen Einstellungen der Maschine vorgenommen. Dann wird ein folgender Streifen gemessen. Zu diesem Zweck kann ein zeitlich geregelter Schalter in die Vorrichtung eingeschaltet sein.

Claims (8)

Patentansprüche.

1. Verfahren zum Steuern einer Zigarettenstrangmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Maße eines Längsteiles des sich fortlaufend bewegenden Tabakstromes, z. B. des Füllstranges oder eines eingeschlagenen Zigarettenstranges, durch kombiniertes Zusammenwirken dreier verschiedener Steuerungen gemessen bzw. geregelt wird, in- ' dem der betreffende Teil des Stranges in an sich bekannter Weise den Strahlen einer radioaktiven Quelle (111) mit die Tabakmasse durchdringender Strahlung, z. B. Betastrahlung, unterworfen- wird, wobei in einer auf die Strahlen ansprechenden Vorrichtung, z. B. einer Ionisationskammer (110), die Änderungen in der Strahlenabsorption bei Änderungen in der Tabakmasse festgestellt werden, und der in der oder durch die auf die Strahlen ansprechende Vorrichtung erzeugte Strom über .einen Verstärker (64) Stromkreisen zugeführt wird, die, z. B. über in Reihe geschaltete. Widerstände (92, 94), deren Verbindungsstelle an das Gitter einer Triode (98) angeschlossen ist, eine Proportionalsteuerung bilden, ferner, z. B. über einen im Nebenschluß zu dem einen (92) der beiden Widerstände liegenden, ebenfalls mit dem genannten Gitter verbundenen Kondensator (93) eine Steuerung des Änderungsmaßes bilden, und schließlich, z. B. über einen auch mit dem genannten Gitter verbundenen großen Kondensator (96), der in Reihe mit dem zweiten Widerstand (94) geschaltet ist, eine Integralsteuerung zur gemeinsamen ständigen Regelung der Geschwindigkeit des Tabaks an der Stelle bewirken, an der das Endprodukt erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung durchgeführt wird, während sich der Tabakfüllstrang so auf einer

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Fördervorrichtung (2 oder 3) befindet, daß die Strahlenquelle (111) und die Kammer (110) oberhalb bzw. unterhalb des Bandes liegen, um die Menge des fremden Stoffes, durch den die Strahlen hindurchgehen müssen, auf ein Minimum zu beschränken.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Tabakzufuhr entsprechend dem z. B. durch Hindurchführen zwischen den, Platten (181) eines Kondensators gemessenen Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks geändert wird, wenn der Feuchtigkeitsgehalt über oder unter einem vorherbestimmten Wert liegt.

4. Einrichtung an einer Zigarettenstrangmaschine zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer radioaktiven Strahlenquelle (111) mit in die Tabakmasse eindringender Strahlung und einer Ionisationskammer (110), zwischen die die zu prüfende Masse gebracht wird, sowie einen Verstärker (64), der auf den in der Kammer erzeugten Strom anspricht und die durch diesen Strom erzeugte Spannung verstärkt, so daß die Spannungsänderungen infolge von Verschiedenheiten der Masse der Tabakfüllung gegenüber der .gewünschten Masse Steuerungen für eine Antrittvorrichtung (1.6 bzw. 34, 35) zur Änderung der Geschwindigkeit der Tabakzufuhr in der Maschine betätigen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verstärker (64) und der Antriebsvorrichtung (16 bzw. 34, 35) Stromkreise eingefügt sind, die über in Reihe geschaltete Widerstände (92, 94), deren Verbindungspunkt an das Gitter einer Röhre (98) angeschlossen ist, bzw. über einen parallel zu dem einen Widerstand (92) geschalteten Kondensator (93) bzw. über einen großen in Reihe mit dem anderen Widerstand (94) geschalteten Kondensator (96) bewirken, daß die Steuerung entsprechend der Abweichung der geprüften (Ist-) Masse von der gewünschten (Soll-) Masse (Propprtionalsteuerung), ferner entsprechend dem Maß, um das die aufeinanderfolgenden geprüften (Ist-) Massen von der gewünschten (Soll-) Masse abweichen und entsprechend der Beharrlichkeit der Abweichung von der gewünschten (Soll-) Masse (Integralsteuerung) arbeitet, wobei die Röhre (98) über ein Relais (95) den Stromfluß zu dem Antriebsmotor regelt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine in anderem Zusammenhang bereits vorgeschlagene zweite radioaktive Quelle (165) und Kammer (166), zwischen denen sich eine Materialmasse (125) befindet, deren Strahlenabsorption derjenigen einer zwischen der ersten radioaktiven. Quelle (111) und Kammer (110) hindurchgehenden Tabakfüllung der gewünschten Masse gleicht, wobei die zweite Kammer elektrisch der ersten Kammer entgegengesetzt ist, so daß ein etwaiger sich aus der Messung ergebender Strom die Differenz zwiseilen den Strömen in den beiden Kammern ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Strom in der Kammer erzeugte Spannung durch eine in anderem Zusammenhang bereits vorgeschlagene Rückkopplung von einer einstellbaren Spannungsquelle ausgeglichen und eine Gegenspannung erzeugt wird, die der durch den Kammerstrom erzeugten Spannung gleich ist, wenn die gemessene Füllung die gewünschte Masse hat.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche S und 6, dadurch gekennzeichnet, daß Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes des Tabaks gegenüber einem bestimmten Wert, die beispielsweise durch Messen des Widerstandes einer bestimmten Tabakmasse festgestellt werden, welche zwischen Elektroden (181) liegt, die in einen Brückenstromkreis (184, 189, 181, 186) eingeschaltet sind, die Gitterspannung einer Röhre (184) in einem Zweig der Brücke, ändern und die sich ergebende Stromänderung· ein Relais (188) betätigt, das eine veränderliche Spannungsquelle (213) steuert, wodurch positive oder negative Spannungen von diesen Änderungen proportionalen Werten in den Stromkreis zwischen dem Verstärker (64) und der Kammer (110) hineingebracht werden.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Probe des zur Bildung einer Füllung dienenden Tabaks unmittelbar vor seiner Verbindung mit der Füllung abgezweigt und sein Feuchtigkeitsgehalt gemessen wird und die Messung dazu verwendet wird, um die Gitterspannung der Röhre (184) zu ändern, wenn der Feuchtigkeitsgehalt von einem bestimmten Wert abweicht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 519 089.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 861 665.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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