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Maschine zum Verarbeiten von geschnittenem Tabak Die Erfindung bezieht
sich auf Maschinen zum Verarbeiten von geschnittenem Tabak einschließlich zerschnitzelten
Tabaks, der als Ersatz für Schnittabak dient, etwa in Zigarettenmaschinen, bei denen
derartiger Tabak aus einem Trichter zugeführt und daraus ein sich auf einer Fördervorrichtung
vorbewegender Füllstrang hergestellt wird, dessen Masse oder ein Teil von dessen
Masse dadurch gemessen wird, daß sie einer radioaktiven Ouelle von durchdringender
Strahlung, etwa Betastrahlen, ausgesetzt wird, deren lonisationskräfte durch das
von ihnen durchdrungene Material in einem bekannten Verhältnis zu seiner Masse absorbiert
werden und Änderungen in der Ab-
sorption bei Änderungen der Tabakmasse durch
eine lonisationskammer bestimmt werden. Der durch die lonisation erzeugte Strom
wird dann an einer gewissen Stelle der Maschine zur Regelung der Zuführgeschwindigkeit
des Tabaks an dieser Stelle verwendet.
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Bei den bekannten Maschinen mit solchen Anordnungen erfolgt entweder
die Messung eines losen Füllstranges oder eines eingeschlagenen Zigarettenstranges,
bei dem Gegenstand der Erfindung jedoch soll die Messung vorzugsweise an einem losen
Füllstrang vorgenommen werden, da diese zu einem früheren Zeitpunkt erfolgen kann,
als wenn ein eingeschlagener Strang gemessen wird, und infolgedessen kann auch eine
Regelung der Tabakzufuhr zu einem dem Entstehen der Abweichung von dem gewünschten
Ergebnis näherliegenden Zeitpunkt erfolgen.
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Zum Erreichen dieses Zieles wird bei einer Maschine zum Verarbeiten
von geschnittenem Tabak, bei der zum Bilden eines Füllstranges geschnittener Tabak
aus einem Trichter auf eine Fördereinrichtung geschauert und die Masse eines Teiles
des sich bewegendenFüllstranges durch eine mit radioaktiven Strahlen arbeitende
Prüfvorrichtung geprüft wird, die zusammen mit einer Ausgleichseinheit arbeitet
und von der ein den Änderungen der Masse des Füllstranges entsprechender Strom zu
einem Eingangswiderstand eines Verstärkers geleitet wird, gemäß der Erfindung zum
Prüfen der richtigen Arbeitsweise der Prüfvorrichtung eine Stromquelle von konstanter
Spannung vorgesehen, die nach Entfernen des Füllstranges aus der Prüfvorrichtung
dem dadurch stark ansteigenden lonisationsstrom entgegenwirken kann, und es sind
Schalter vorhanden, durch die die konstante Spannung der Stromquelle zu diesem Zweck
in den Stromkreis der Prüfvorrichtung einschaltbar bzw. dem angestiegenen Tonisationsstrom
gegenschaltbar ist.
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Die Schaltvorrichtung kann aus einem von Hand betätigten Schalter
bestehen, der, wenn er geschlossen ist, die Zuführung eines Stromes nach dem Relais
veranlaßt, das dann das eine Ende des Eingangswiderstandes des Verstärkers mit einer
negativen Spannungsquelle verbindet, die der in dem Widerstand durch den angestiegenen
lonisationsstrorn erzeugten Spannung entgegengerichtet ist.
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Bei solchen Vorrichtungen ist es gebräuchlich, eine Rückkopplung von
dem Verstärker nach dem Eingangswiderstand des Verstärkers hin anzuordnen, und in
Ausgestaltung der Erfindung weist das Relais einen weiteren Kontakt auf, der einen
Widerstand in dem Rückkopplungskreis ändern kann, um die Rückkopplung zu verstärken.
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Der Ausgangsstrom von der Prüfvorrichtung kann zweckmäßig zwei Relais
zugeführt werden, von denen das eine die Geschwindigkeit der Tabakzuführvorrichtung
beeinflußt und das andere Lichtsignale bedient, die den Stand der Arbeit der Steuerungen
anzeigen, d. h., es wird angezeigt, ob überhaupt und wie die Geschwindigkeitssteuervorrichtung
arbeitet.
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Das erstgenannte Relais ist vorzugsweise ein Relais mit beweglicher
Spule und dient zur Bedienung des anderen Relais, das die Geschwindigkeit der Tabakzuführung
beeinflußt, und zum Verhindern einer Ab-
nutzung der Kontakte des Relais mit
beweglicher Spule ist dieses mit den genannten anderen Relais über Transistoren
gekoppelt.
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Eine Maschine gemäß der Erfindung mit ihrer Steuervorrichtung ist
in den Zeichnungen als Beispiel dargestellt, und zwar zeigt
Fig.
1 einen Aufriß eines Teiles einer Zigarettenstrangmaschine mit verschiedenen
Teilen der Steuervorrichtung, Fig. 2 ein Schaltdiagramm für die grundsätzlichen
elektrischen Elemente der Steuervorrichtung und Fig. 3 ein weiteres Schaltdiagramm
für elektrische Anzeige- und Steuervorrichtungen der Einrichtung.
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In Fig. 1 ist mit 1 der Tabaktrichter der Maschine bezeichnet,
in dem Tabak auf das Trichterband 2 geschauert wird. Ein Papierstreifen
3 wird von einer Spule 4 abgezogen, und der auf dem Band 2 angehäufte Füllstrang
wird auf den Papierstreifen 3 übertragen, wenn letzterer über eine Führungsrolle
5 läuft. Der Papierstreifen läuft dann über die obere Fläche einer Ionisationskammer
6 von zylindrischer Gestalt, wie sie in einem gleichzeitig erfolgten Vorschlag
im einzelnen beschrieben, hier aber nicht Gegenstand der Erfindung ist, und oberhalb
des mit Tabak beladenen Papierstreifens liegt eine radioaktive Quelle
7. Diese beiden Teile 6 und 7 bilden die Prüfvorrichtung grundsätzlich
bekannter Art. Die radioaktive Quelle, die hier benutzt wird, kann Strontium
»90« sein, das in einen festen Silberstreifen eingebettet ist, und da die
Entfernung zwischen der Ionisationskammer und der radioaktiven Quelle bei den später
zu beschreibenden Vorrichtungen und Anordnungen stark verringert werden kann, kann
auch die Stärke der Quelle im Vergleich zu den früher verwendeten verringert werden.
Eine geeignete Stärke ist 7,5 Milheurie. lEerauf läuft der Papierstreifen
auf ein Band 8, das sogenannte Garniturband, auf dem er in die strangbildende
Vorrichtung der Maschine hineinbewegt wird, und alles übrige erfolgt in der üblichen
Weise. Bei 9 ist als Ausgleichseinheit eine zweite lonisationskammer mit
einer ähnlichen, in der Zeichnung nicht sichtbaren radioaktiven Quelle angeordnet,
wie ebenfalls bereits anderweitig vorgeschlagen und hier nicht zur Erfindung gehörend
ist.
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Bei Änderungen in der Masse des Füllstranges verursacht die Prüfvorrichtung
eine Verstellung der Geschwindigkeitswechselgetriebe 10, das die Geschwinschwindigkeit
der Tabakzuführungsvorrichtung dann ändert, wenn die Abweichungen ausreichend sind,
um dies notwendig zu machen. Auch das Geschwindigkeitswechselgetriebe ist in seinen
Einzelheiten bereits vorgeschlagen und nicht Gegenstand der Erfindung. Die Hauptwelle
11 der Maschine weist eine Riemenscheibe 12 auf, die das Geschwindigkeitswechselgetriebe
antreibt.
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In Fig. 2 sind die Ionisationskammern 6 und 9 so verbunden,
daß die etwa entstehenden Ströme in bekannter Weise einander entgegengesetzt gerichtet
sind und ihre Differenz Veränderungen in der Masse des Tabakfüllstranges anzeigen,
da ja der Ausgangsstrom von der Kammer 9 konstant bleibt. Die Unterschiede
der von der Prüfvorrichtung und der Ausgleichsvorrichtung erzeugten lonisationsströme
entwickeln an dem Eingangswiderstand 20 eine Gleichstromspannung, die durch einen
mechanisch, etwa mittels Elektromagneten angetriebenen Schwingkondensator 21 mit
periodischer Kapazitätsänderung in eine Wechselstromspannung verwandelt wird. Die
Wechselstromspannung wird verstärkt und durch einen Verstärker und einen phasenempfindlichen
Gleichrichter, der durch den Block 22 angedeutet ist, wieder in Gleichstrom verwandelt
und über ein Leistungsmeßgerät 23, Steuerrelais 24 und Grenzrelais
25 den Rückkopplungswiderständen 26 und 27 zugeführt, in denen
der Ausgangsstrom eine S annung entwickelt, die Z> p nach dem unteren
Ende des Schwingkondensators 21 zurückgeführt wird, um der durch den Eingangsstrom
erzeugten Spannung entgegenzuwirken. Durch Änderung der Stellung des Schiebers an
dem Widerstand 26
kann die Empfindlichkeit der Einrichtung gegenüber dem Eingangsstrom
in der erforderlichen Weise geändert werden. Der Widerstand 27 sichert, daß
jederzeit mindestens ein Geringstmaß von Rückkopplung vorhanden ist. Ein Gleichstromantrieb,
für den Schwingkondensator beispielsweise mittels Elektromagnet, ist bei
28 gezeigt.
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Es ist für das Prüfen eines Zigarettenstranges schon vorgeschlagen
worden, für Prüfzwecke an Stelle des Tabaks in der Prüfvorrichtung eine metallische
Ab-
sorptionsvorrichtung einzusetzen, und zwar entweder, wenn ein Zigarettenstrang
vorhanden ist, durch Verschiebung der Prüfeinheit, so daß sie die Absorptionsvorrichtung
prüft, oder, wenn der Strang zerbrochen ist, durch Verschieben der Absorptionsvorrichtung
an die Stelle des Stranges. Es ist aber im vorliegenden Falle erwünscht, die Vorrichtung
zu prüfen, ohne daß Tabak oder ein ähnliches Absorptionsmittel. an der Prüfstelle
liegt. Dieses Verfahren soll hier als »Nullprüfung« bezeichnet werden, und es wird
durch die Bedienung eines Handschalters, nämlich des Druckknopfschalters
29, in Tätigkeit gesetzt. Für diese Zwecke muß der infolge Fehlens von Tabak
entstehende Sonder-Ionisationsstrom in der Prüfvorricho tung in dem Stromkreis so
versetzt werden, daß der Eingangsstrom des Verstärkers bei 22 und der Ausgangsstrom
am Zeiger eines Meßgerätes 23 auf Null gebracht werden können.
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Bei dem dargestellten Stromkeis mit einem Sonderstrom für die Prüfungseinheit
wird das obere Ende des Eingangswiderstandes 20 gegenüber der Erdleitung positiv.
Wenn der Druckknopf 29 für »Nullprüfunge niedergedrückt wird, verbindet ein
mit einem Relais 31 verbundener Kontakt 30 das untere Ende des Widerstandes
20 mit einer negativen Spannungsquelle, die durch das Widerstandsnetz
32, 33 und 34 und eine Quelle 35 von konstanter negativer Spannung
gebildet wird. Mit einem an dem Widerstand 33
richtig eingestellten Gleitkontakt
kann der obere Teil des Widerstandes 20 auf die Erdspannung gebracht werden, auch
wenn ein Sonderstrom der Prüfeinheit in dem Widerstand 20 fließt. Wenn also die
Ausgleichseinheit so eingestellt ist, daß sie das richtige Gewicht beim normalen
Lauf der Maschine angibt, und wenn kein Tabak vorhanden und der Schalterknopf
29 niedergedrückt ist und der Gleitkontakt an dem Widerstand 33 so
eingestellt ist, daß an dem Meßgerät 23 Null angezeigt wird, dann bildet
das weitere Niederdrücken des Druckknopfes für die Nullprüfung bei fehlendem Tabak
ein Mittel zur Prüfung, daß die Ionisationsströme der Prüf- und der Ausgleichseinheit
unverändert sind und daß die elektronische Ausrüstung sich in einem zufriedenstellenden
Zustand befindet. Wenn erwünscht, kann die Einstellung so vorgenommen werden, daß
der Ausgangsmesser sich bei der Prüfung, z. B. auf einen Teilstrich einstellt. Dies
ist sicherer, als wenn man mit einer Null-Anzeige arbeitet.
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Da bei »Nullprüfung« der Ionisationsstrom der Prüfvorrichtung stärker
ist, als wenn Tabak geprüft wird, ist es wünschenswert, die Empfindlichkeit der
anzeigenden Stromkreise bei Nullprüfung zu verringern. Dies geschieht durch einen
Schalterkontakt 36,
der auch durch das Relais 31 gesteuert
wird und den Kurzschluß an dem Widerstand 37 ausschließt und die Rückkopplung
vergrößert und so die Gesamtempfindlichkeit verringert.
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Gemäß Fig. 3 ist das Relais 24 ein Relais mit beweglicher Spule.
Obwohl die Ladung an den Relaiskontakten gering ist, hat sich bei der Arbeit gezeigt,
daß die Abnutzung der Schalterkontakte ausreicht, um ihre Wirksamkeit zu beeinträchtigen,
da sie weitere Relais bedienen. Um dies zu vermeiden, enthält der Stromkreis Transistoren
38 und 39, die zwischen die weiteren Relais 40 und 41 und das Relais
mit beweglicher Spule eingeschaltet sind. Wenn sich ein Kontaktpaar des Relais mit
beweglicher Spule schließt, wird ein Transistor in den Stromkreis gebracht, und
er betätigt eines der weiteren Relais, und auf diese Weise wird die Ladung an den
Schalterkontakten auf einen sehr geringen Wert verringert, in Abhängigkeit von der
Verstärkung, die durch den Transistor erreicht werden kann.
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Das Schließen eines der erwähnten weiteren Relaiskontakte bewirkt
die Stromzuleitung zu einem kleinen, umkehrbaren Motor 42, der den Regler des Geschwindigkeitswechselgetriebes
10 in Fig. 1 nach der einen oder anderen Seite hin verschiebt.
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Das Relais 40 hat Kontakte 43 zur Steuerung des Motors, während das
Relais 41 Kontakte 44 für den gleichen Zweck aufweist. Zusätzlich weist das Relais
40 weitere Kontakte 45 auf, die eine farbige Lampe 46 zum Aufleuchten bringen, wenn
die Motorsteuerkontakte geschlossen sind. In ähnlicher Weise hat das Relais 41 weitere
Kontakte 47, die eine anders gefärbte Lampe 48 zum Aufleuchten bringen, wenn die
Motorsteuerkontakte des Relais 41 geschlossen sind. Ein weiteres Relais 49 weist
Kontakte 50 auf, die eine weitere Lampe 51 zum Aufleuchten bringen,
die über die Vorrichtung 52 ein Blinksignal gibt. Dieses Signal tritt ein,
wenn die Abweichung der Füllstrangmasse bestimmte Grenzen überschreitet, und weitere
Kontakte 53 dieses Relais 49 unterbrechen die Stromzufuhr zu dem Motor und
verhindern jede Änderung der Geschwindigkeit der Tabakzuführvorrichtung. Dies geschieht,
um eine Überregelung zu vermeiden, die im allgemeinen unerwünscht ist. Es
ist aber ein Handschalter 54 vorgesehen, so daß, selbst wenn die Kontakte
53 den Motor 42 stillgesetzt haben, er nach Belieben des Arbeiters durch
Niederdrücken des Schalters 54 wieder angelassen werden kann. Es ist noch ein weiterer
Schalter 55 vorgesehen, der durch die Anlaßvorrichtungen der Zigarettenmaschine,
z. B. den Anlaßhandgriff, gesteuert wird. Dieser Schalter setzt alle Steuervorrichtungen
in Tätigkeit und schaltet sie ab, wenn die Maschine stillsteht. Wenn die Maschine
zum Beginn der Schicht angelassen wird, ist kein ordnungsmäßiger Füllstrang in der
Prüfstellung, und es kann der »Nullprüfungsschalter« niedergedrückt werden, bis
ein etwa richtiger Füllstrang durchgeht, da ein übermäßiger lonisationsstrom die
Einrichtung zerstören könnte.
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An dem Schalter 56 kann eine Registriervorrichtung in die Vorrichtung
eingeschaltet werden.
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Zum Prüfen wird die Prüfvorrichtung der Sicherheit wegen aus der Arbeitsstellung
fortbewegt, und die Spannung zu ihrer Kammer abgeschaltet. Der Trog wird dann sorgfältig
von Tabak gesäubert, worauf die Quelle in die Arbeitsstellung zurückgebracht und
die Kammerspannung eingeschaltet wird. Die Prüfung geht dahin, daß das Verhältnis
des Stromes der Prüfeinheit bei Anwesenheit von Tabak zu dem Strom der Prüfeinheit
beim Fehlen des Tabaks ein konstantes ist. Wenn also genügend Spannung zugeführt
wird, um die Vorrichtung ins Gleichgewicht zu bringen, wenn kein Tabak vorhanden
ist, zeigt der Spannungswert jede Änderung bei der Arbeit.
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Während der Tätigkeit der Maschine werden die Arbeitsverhältnisse
in derVorrichtung durch das Meßgerät 23 angezeigt, dessen Zeiger nach links
oder rechts schwingt, wenn der Füllstrang leichter oder schwerer wird, als das gewünschte
Gewicht beträgt.
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Die beiden farbigen Lampen zeigen Abnahme unter oder Zunahme über
die gewünschte Masse an, bei der die Steuervorrichtung in Tätigkeit tritt, und die
Zuführgeschwindigkeit des Trichters wird entsprechend geändert.
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Die Bewegungen des Zeigers des Meßgerätes 23
zeigen geringere
Änderungen in der Masse, d. h. solche Änderungen, die nicht ausreichen, um
die Steuervorrichtung in Gang zu setzen.
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Die Blinklampe 51 blinkt, wenn die Masse von der gewünschten
um einen übermäßigen Betrag abweicht, d. h. einen Betrag von solcher Größe,
daß es unerwünscht ist, die Steuerung zu bedienen. Wenn etwa die Maschine an dem
betreffenden Tage zum ersten Male angelassen wird, ist der Trog leer, so daß die
Prüfvorrichtung unmöglich in übereinstimmung mit der Ausgleichsvorrichtung sein
kann, und wenn unter diesen Bedingungen die Steuerungen arbeiten würden, würde die
Geschwindigkeit des Trichters auf eine unerwünschte Höhe gesteuert werden. Wenn
daher das Blinklicht zu sehen ist, sind die Stromverbindungen so, daß die Steuerungen
abgeschaltet sind. Wenn jedenfalls das Licht blinkt, wenn die Maschine offenbar
normal arbeitet, können die Steuerungen durch den Druckknopf 54 in Tätigkeit gesetzt
werden.
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Die bisherige Beschreibung bezieht sich auf das Prüfen eines losen
Füllstranges. Wenn es erwünscht ist, einen Zigarettenstrang zu prüfen, dann ist
zu Beginn nichts in der Prüflage vorhanden, und um dieser Bedingung gerecht zu werden,
wird durch die Anlaßvorrichtung der Maschine die »Nullprüfung«-Steuerung in Tätigkeit
gesetzt. Wenn dann die Maschine angehalten wird und kein Strang vorhanden ist, wird
die Prüfvorrichtung nicht ungünstig beeinträchtigt, und das Meßgerät 23 zeigt
Null oder irgendeinen anderen für die Nullprüfung gewählten Wert.