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Zigarettenstrangmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Zigarettenstrangmaschine,
bei der geschnittener Tabak aus einem Stapelraum einer Fördervorrichtung zugeführt
wird, die ihn unmittelbar oder über weitere Fördervorrichtungen zu einer Tabakvorschubvorrichtung
zur Bildung eines Füllstranges vorschiebt. Es ist schon bekannt, bei solchen Maschinen
eine radioaktive, etwa eine Betastrahlenquelle oder eine elektrostatische Prüfvorrichtung
zum Prüfen der Verschiedenheiten in der Menge des durch die Fördervorrichtung zugeführten
Tabaks vorzusehen, die die Geschwindigkeit in der Vorschubvorrichtung ändert, wenn
die durchgehende Menge den gewünschten Wert ändert, wobei die radioaktive Prüfvorrichtung
in einer gewissen Entfernung vor der Stellung ist, an der der Geschwindigkeitswechsel
stattfindet.
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Die elektrostatische Prüfvorrichtung, bei der der Tabak zwischen zwei
Kondensatorplatten aus elektrisch leitendem Stoff hindurchgeht und das Dielektrikum
des Kondensators bildet, spricht in der Hauptsache auf den Feuchtigkeitsgehalt des
Tabaks an. Wenn dieser jedoch konstant bleibt, ergeben die Anzeigen der Prüfvorrichtung
Änderungen der Masse des Tabaks.
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Die radioaktive, Prüfvorrichtung verwendet eine Quelle von durchdringender
Strahlung, z. B. eine Betastrahlenquelle, und eine auf diese Strahlen ansprechende
Vorrichtung, in der Änderungen in der Masse des durchgehenden Tabaks entsprechende
Stromänderungen bewirken.
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Da bei der Maschine, von der die Erfindung ausgeht, nun der Tabak
von einer ersten Fördervorrichtung als ein Strom gefördert und auf eine zweite Fördervorrichtung,
hier zur Unterscheidung die Tabakvorschubvorrichtung genannt, abgegeben wird, die
ihn weiterführt, muß die Regelung der Geschwindigkeiten der beiden Fördervorrichtungen
im Verhältnis zueinander erfolgen; es ist daher gemäß der Erfindung die Prüfvorrichtung
so angeordnet, daß die durch das Bewegen des Tabaks von der Prüfvorrichtung bis
zur Vorschubvorrichtung gebrauchte Zeit gleich derjenigen Zeit ist, die für die
Änderung der Geschwindigkeit der Vorschubvorrichtung entsprechend dem Prüfergebnis
der radioaktiven Prüfvorrichtung erforderlich ist. Diese Anordnung ist von besonderer
Bedeutung, da die überführung des Tabaks von der Fördervorrichtung zur Vorschubvorrichtung
in gewissen Fällen besondere Einrichtungen benötigt. Alle diese Vorrichtungsteile
bringen eine gewisse Verzögerung mit sich, so daß ein von der Prüfvorrichtung ausgehender
Impuls erst nach Ablauf einer gewissen Zeit in eine Geschwindigkeitsänderung der
Vorschubvorrichtung umgewandelt wird. Da es im allgemeinnen erwünscht ist, wenigstens
die erste Fördervorrichtung ziemlich kurz auszuführen, ist eine elektrostatische
Priifvorrichtung vorzuziehen, da sie sehr rasch auf eine Massenänderung anspricht,
und obwohl ihre Wirkung hauptsächlich durch den Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks erfolgt,
so ist doch die Masse des Tabaks so lange ihrer Wirkung proportional, als der Feuchtigkeitsgehalt
konstant bleibt.
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Es ist wünschenswert, daß die Prüfvorrichtung auf eine durchschnittliche
Änderung des vorbeigehenden Tabakstromes innerhalb eines kurzen Teiles seiner Länge
anspricht. Die Prüfvorrichtung enthält hierzu bei Verwendung einer elektrostatischen
Prüfvorrichtung Mittel, die aus einer Reihe von Prüfergebnissen der elektrostatischen
Prüfvorrichtung während einer kurzen Zeit, in der der Tabakstrom durch die Prüfvorrichtung
geht, ein Durchschnittsergebnis bildet, da es weder einfach noch wünschenswert ist,
die Geschwindigkeit der Vorschubvorrichtung in jedem Augenblick zu ändern, in dem
ein Unterschied in der vorbeigehenden Masse festgestellt wird.
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Soweit der Ausdruck »gleich« in den vorstehenden Ausführungen benutzt
wurde, bedeutet er »so weit gleich, als die vorhandene Vorrichtung es zuläßt«,
d. h., die Zeitverzögerungen sind sorgfältig berechnet oder gemessen und
die Lage der Prüfvorrichtung so. festgeleg daß die Zeit, die der Tabak braucht,
um
die Vorschubvorrichtung zu erreichen, so nahe als möglich an
die Durchschnittszeit herankomm , die für die in einer gegebenen Anordnung
vorzunehmende Einstellung erforderlich ist.
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Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsforinen der Erfindung, wobei
die Einrichtungen nur schematisch in ihrem Grundaufbau dargestellt sind. Es zeigt
Fig. 1 zwei Fördervorrichtungen, von denen die zweite zur Unterscheidung
Vorschubvorrichtung genannt werden soll, und eine Prüfvorrichtung sowie die Geschwindigkeitsänderungsvorrichtung
für die Vorschubvorrichtung; Fig. 2 ist der Fig. 1 ähnlich, aber die erste
Förder#-vorrichtung nimmt hier einen Tabakschauer auf; Fig. J zeigt die Erfindung
in ihrer Anwendung auf eine Zigarettenstrangmaschine, bei der der Tabak durch die
Zuführuna eines sich rasch bewegenden Tabakstromes auf eine sich langsamer bewegende
Vorschubvorrichtung verdichtet wird, und Fig. 41 eine weitere Maschinenart,
bei der die erste Fördervorrichtung einen Tabakschauer aufnimmt und sich mit geringerer
Geschwindigkeit bewegt als es sonst bei der Aufnahme eines Schauers üblich ist.
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Gemäß Fig. 1 gibt eine erste Fördervonichtung 1
den Tabak
auf eine zweite Fördervorrichtung, die Vorschubvorrichtung 2, ab. Zwischen den einander
zugekehrten Enden der beiden Vorrichtungen ist eine kurze Brücke 3 vorgesehen.
An der ersten Fördervorrichtung ist eine elektrostatische Prüfvorrichtung 4 vorgesehen,
deren Platten oberhalb und unterhalb des Tabaks auf der Fördervorrichtung liegen,
obwohl natürlich die Platten auch seitlich von dem Tabak angebracht sein können.
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Die Platten 4 sind mit einem Hochfrequenzverstärker oder einer sonstigen
bekannten Vorrichtung verbunden, so daß ein Wechsel in der Kapazität des aus den
Platten 4 und dem Tabakstrom gebildeten Kondensators ein Relais od. dgl. in Tätigkeit
setzt. Diese Vorrichtung ist durch einen Block 5 angedeutet. Das Relais setzt
einen Motor 6 in Tätigkeit, der je nach der Art des Prüfergebnisses
in der einen oder anderen Richtung umläuft. Der Motor stellt ein V-Riemen-Geschwindigkeitswechselgetriebe
7 ein, über das die Fördervorrichtung 2 angetrieben wird.
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Wenn der gerade zwischen den Platten 4 befindliche Tabak eine größere
oder geringere als die gewünschte Masse hat, ergibt die Änderung der Kapazität des
Kondensators einen Impuls. Es ist erwünscht, einen Durchschnittsimpuls für eine
kurze Zeit zur Bedienung des Detektors und des Relais zu benutzen. Die Tätigkeit
des Detektors und Relais nimmt nur eine außerordentlich kurze Zeit in Anspruch.
Zusätzlich muß das Relais den Motor 6 anlassen, wodurch wiederum eine kurze
Zeit vergeht. Der Motor muß dann die Geschwindigkeit des Getriebes 7 ändern,
und schließlich muß die Vorschubvorrichtung 2 die neue Geschwindigkeit annehmen.
Durch alles dieses entsteht eine bemerkenswerte Verzögerung zwischen dem Auftreten
des Impulses und der Geschwindiüeitsänderung, die im ganzen je nach den Umständen
etwa '/4 bis '/2 Sekunde beträgt. Die Entfernung A muß infolgedessen so sein,
daß der Tabakstrom sie innerhalb des richtigen Zeitraumes durchläuft. Wenn angenommen
wird, daß die Fördervorrichtungen mit einer Stranggeschwindigkeit von 1200 Zigaretten
pro Minute laufen, müßte die Entfernung A bei einer Zeitverzögerung von 1/4
Sekunde der Gesamtlänge von fünf Zigaretten entsprechen. Diese Zahlen geben nur
ein Beispiel, in der Praxis müssen die zeitlichen Verzögerungen der verschiedenen
Teile der Vorrichtung genau festgestellt werden, und die Geschwindigkeiten der Fördervorrichtungen
und die Entfernung A
müssen der gesamten Verzögerung entsprechen. Wenn sich
solche Förderg geschwindigkeiten ergeben, daß die erste Fördervorrichtung nicht
lang genug ist, um die notwendige Entfernung einzuhalten, dann müssen die zeitlichen
Verzögerungen durch Verwendung geeigneterer Prüfvorrichtungen für die Geschwindigkeitsänderungen
verkürzt werden.
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Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung ist in jeder Beziehung der Fig.
1 ähnlich, nur nimmt die Fördervorrichtung 1 hier einen Schauer auf,
indem sie unterhalb einer Tabakzuführvorrichtung 8 läuft. Die Fördervorrichtung
2 kann gleichzeitig zur Stranbildung dienen, wie später in Verbindung mit Fig.
3
beschrieben werden soll.
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In Fig. 3 nimmt die erste Fördervorrichtung 11
den Schauer
aus der Tabakzuführvorrichtung 13 auf, und der sich ergebende Strom wird
über einen glatten überführungskanal 14 auf die Vorschubvorrichtung 12 abgegeben,
auf der er in einen Papierstreifen 15 eingehüllt wird und ein ununterbrochener
Zigarettenstrang gebildet wird.
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Die Fördervorrichtung 1, etwa ein Förderband, wird durch eine
Bandtrommel 16 angetrieben, deren Geschwindigkeit in der gleichen Weise wie
die Geschwindigkeit der Vorschubvorrichtung 2 bei dem vorher angegebenen Beispiel
geändert wird. Es ist hier ein großer Unterschied von ungefähr 140: 100
zwischen
den normalen Geschwindigkeiten der ersten Fördervorrichtung und der Vorschubvorrichtung
vorhanden. Da die Geschwindigkeit der ersten Fördervorrichtung konstant ist, verursacht
die Regelung der Geschwindigkeit der Vorschubvorrichtung eine geringe Änderung in
dem genannten Verhältnis. Dies schadet aber nichts, da der Geschwindigkeitsunterschied
eine gewisse Verdichtung innerhalb des glatten überführungskanals veranlaßt. Die
Änderungen infolge der Prüfung sind verhältnismäßig klein und vorübergehend und
beeinflussen die Verdichtungswirkung nicht schädlich.
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Gemäß Fig. 4 wird der Tabak aus der Tabakzuführvorrichtung 20 auf
eine langsam laufende Fördervorrichtung 21 geschauert, die bei dem Ausführungsbeispiel
etwa 10 cm breit ist, während die Breite des auf dem Trichterband einer gewöhnlichen
Zigarettenmaschine gebildeten Tabakstromes etwa 2,5 bis 3 cm beträgt,
wenn ein flacher Tabakstrom hergestellt wird. Die Fördervorrichtung 21 kann also
mit ungefähr einem Viertel bis der Hälfte der Geschwindigkeit eines gewöhnlichen
Trichterbandes laufen und nimmt drei- bis viermal soviel Tabak pro Längeneinheit
mit. Der geschauerte Tabak bildet dann einen 1.0 cm breiten Teppich auf dem
Band. Das Förderband kann indessen auch schmaler sein als bei dem oben angegebenen
Ausführungsbeispiel, es bildet dann einen breiten, tiefen Tabakstrom und läuft natürlich
entsprechend rascher.
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Am rechten Ende der als Förderband ausgeführten Fördervorrichtung
21. ist eine mit Zähnen oder Stiften versehene bekannte Walze 23 vorgesehen,
und links von ihr befindet sich eine ebenfalls übliche Abschlagwalze 24. Der Tabak
wird durch eine glatte Walze 25 in die Stiftwalze hineingedrückt. Die Stifte
der Abschlagwalze 24 sind in der Drehrichtung gesehen
nach hinten
gebogen, und dadurch wird das Abschlagen des Tabaks aus der Stiftwalze23 gefördert,
ohne daß erhebliche Tabakmengen brechen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Stiftwalze
ist etwas geringer als die lineare Geschwindigkeit des Förderbandes 21, so daß beim
übergang des Tabaks von dem Band auf die Stiftwalze eine gewisse Verdichtung eintritt.
An der rechten Seite der Stiftwalze ist eine konkave Umhüllung26 vorgesehen, und
der Tabak wird an der Kante27 dieser Umhüllung in der üblichen Weise abgeschlagen.
Der abgeschlagene Tabak wird über eine Rinne 28 auf eine Vorschubvorrichtung,
etwa ein Band22, niedergeworfen. Dieses ist etwa 3 cm breit, so daß ihre
Geschwindigkeit 3,2mal so groß ist wie diejenige des Bandes 2. Mit Rücksicht auf
die nahe Lage des Bandes 22 an dem Band 21 hat die Rinne 28 geneigte Seitenwände.
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Das Vorschubband 22 hat bei der besonderen dargestellten Maschine
eine Neigung in ihrer Bewegungsrichtung, da es den Tabak in eine Stellung heben
muß, aus der er in einen glatten Kanal 29
bekannter Art übergehen muß. Am
unteren Ende dieses Kanals ist ein Papierstreifen 30 vorgesehen, der den
Tabak durch die Strangform-, die Verschließ-und die Schneidvorrichtungen hindurchführt.
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Der Teppich oder der gegebenenfalls gebildete breite, tiefe Tabakstrom
auf dem Förderband 21 geht zwischen den Platten 4 der Prüfvorrichtung hindurch,
die ebenso wie die Antriebssteuerung für die Vorschubvorrichtung 22 den vorher beschriebenen
gleich sind. In diesem Falle bildet die Entfernung A eine ziemlich gewundene
Bahn von den Platten 4 um die Stiftwalze 23 herum und von der Abschlagstelle
des Tabaks nach der Vorschubvorrichtung 22.
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Der Zweck des Hochfrequenzdetektors ist in der Hauptsache, örtliche
oder kurzzeitige Veränderungen in der Masse des Tabaks zu beseitigen, es ist aber
gewöhnlich wünschenswert, auch eine Steuerung vorzusehen, die auf den Durchschnitt
einer Reihe aufeinanderfolgender örtlicher Massen anspricht, d. h. die innerhalb
längerer Zeit erfolgenden Änderungen in der Tabakmasse feststellt. Wie bei
31 gezeigt, kann hierzu ein radioaktiver Detektor vorgesehen sein, der die
Geschwindigkeit des Papierstreifens 3 in einer bereits vorgeschlagenen Weise
steuert.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ändert sich die Geschwindigkeit
der Fördervorrichtung 22 entsprechend dem Wechsel in der Tabakmasse an der Prüfvorrichtung,
man kann jedoch gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Geschwindigkeit
der Vorschubvorrichtung 22 stets um einen gleichen bestimmten Betrag ändern, wenn
sich die Masse des Tabakstromes genügend geändert hat. Die Steuerung erfolgt so,
daß die Geschwindigkeitsänderung erst nach einer bestimmten Zeit erfolgt, die notwendig
ist, damit der geprüfte Tabak die Vorschubvorrichtung 22 erreicht. Bei einem Fehlbetrag
in der geprüften Masse, der über eine gegebeneToleranz hinausgeht, wird die Geschwindigkeit
der Vorschubvorrichtung 22 um einen bestimmten Betrag verringert. Umgekehrt, wenn
man annimmt, daß in einem besonderen Falle die durch die Maschine herzustellenden
Zigaretten nicht mehr als 10 11/o über oder unter einem bestimmten Gewicht
haben dürfen, dann erhält die Fördervorrichtung 22, wenn die Prüfvorrichtung 4 feststellt,
daß die zu einer bestimmten Zeit vorbeigehende Tabakmenge außerhalb der gegebenen
Toleranz liegt, z. B. ± 12 % über der gewÜnschten Menge, eine Einstellung,
dergemäß sie sich um einen festen Betrag schneller oder langsamer bewegt, um diese
übermäßige, Abweichung auszugleichen. Der feste Betrag, um den sie rascher oder
langsamer läuft, ist derselbe Prozentsatz ihrer normalen Geschwindigkeit wie der
Toleranzprozentsatz, innerhalb dessen die Zigaretten hergestellt werden sollen,
gewöhnlich ± 10 19/o. Wenn man demnach annimmt, daß der durch den Detektor
4 hindurchgehende Tabak um 12 19/o zu schwer ist, dann wird, wenn die Vorschubvorrichtung
22 zu der Zeit, in der diese gemessene Tabakmenge die Fördervorrichtung 22 erreicht,
um 10 % beschleunigt ist, der Tabak auf der Vorschubvorrichtung 22 innerhalb
der angegebenen Toleranz liegen, d. h., er wird nur 2 % über dem gewünschten
Gewicht haben. Ebenso wird, wenn ein durch die Prüfvorrichtung 4 gemessener Teil
gegenüber dem gegebenen Gewicht als etwa um 15 1/o zu niedric, befunden wird,
die Fördervorrichtung 22 um den festen Betrag, also 10 "/o, verlangsamt werden,
so daß sie das Tabakgewicht auf der Vorschubvorrichtung 22 auf - 5 4)/o gegenüber
dem gewünschten Gewicht bringt. Es wird demnach dadurch, daß die Fördervorrichtung
22 entweder um einen feststehenden Betrag rascher oder langsamer läuft, sichergestellt,
daß Veränderungen, die außerhalb des Toleranz:bereiches liegen, auf einen innerhalb
der gewünschten Toleranz liegenden Betrag gebracht werden. Die Vorrichtung ist so
angeordnet, daß soweit wie möglich die Zeit, die der Tabak braucht, um von der Prüfvorrichtung
4 nach der Vorschubvorrichtung 22 zu gelangen, gleich dem Zeitbedarf für die Richti-stelluno,
des Fehlers ist. Wenn also der Teil des durch die Prüfvorrichtung laufenden Tabaks
als außerhalb der gegebenen Toleranz liegend befunden wird, wird die Berichtigung
um 10'% den Steuer- und Antriebsvorrichtungen für die Fördervorrichtung 22 sofort
zugeleitet, und während der Zeit, in der der geprüfte Tabak auf die Vorschubvorrichtung
22 gelangt, hat gleichzeitig die Berichtigung an dem Förderband stattgefunden.
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Die Antriebsvorrichtungen für die Fördervorrichtung 22 können ähnlich
den schon beschriebenen sein, es ist nur notwendig, daß ein Detektorsignal den Motor
für eine bestimmte Zeit in Gang setzt, worauf er sich selbst abschaltet und stillsteht,
bis ein entgegengesetzter Impuls ihn in der umgekehrten Richtung in Bewegung setzt,
wobei jedesmal das Getriebe 7 um den gleichen Betrag verstellt wird. Angenommen,
das Zahnrad wird zuerst aus der Mittellage auf die höchste Geschwindigkeit eingestellt,
dann bewegt es der nächste Impuls wieder in die Mittellage zurück. Wenn dann die
Tabakzufuhr noch weiter niedriger wird, dann wird das Getriebe bei der nächsten
Einstellung auf die niedrige Geschwindigkeit eingestellt.