-
Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern des Gewichtes pro Längeneinheit
eines Zigarettenstranges Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen
Steuern des Gewichtes pro Längeneinheit eines Zigarettenstranges mit einem Mittel
zum Verändern der Tabakzuführmenge aus dem Verteiler, damit ein Haupttabakstrom
mit überschüssigem Tabak ausgebildet wird, mit einer einstellbaren Vorrichtung zum
Abnehmen des überschüssigen Tabaks aus dem Haupttabakstrom, damit ein sich bewegender
überschußtabakstrom gebildet wird, und mit einer Prüfvorrichtung, die die Tabakmenge
in dem Zigarettenstrang prüft und in Abhängigkeit von dem Prüfergebnis die -Höhenlage
der Abnahmevorrichtung und damit die Menge des verbleibenden Tabakstromes verändert.
-
Es ist bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei der zwei
zusammenwirkende Rückkopplungsreglerschleifen verwendet werden. Hierbei nimmt die
Schneidvorrichtung überschüssigen Tabak von dem Tabakstrom ab und führt ihn in einen
Aufnahmebehälter über. Von diesem Behälter wird der Tabak durch eine Fördervorrichtung
abgenommen, und dieser Tabak wird dem uribeschnittenen Tabakstrom aus dem Verteiler
beigegeben. überschreitet der Tabakpegel im Behälter eine bestimmte Höhe, so wird
von einer Meßvorrichtung ein Signal erzeugt, das die Tabakmenge, die vom Verteiler
angeliefert wird, entsprechend verringert. Diese Meßvorrichtung mißt aber nicht,
wieviel Tabak von der Schneidvorrichtung abgeschnitten und in den Rückführstrom
eingespeist wird. Andererseits erzeugt diese Vorrichtung nur ein Signal, wenn der
Behälter zu weit gefüllt ist.
-
Ferner ist bereits ein Verfahren zum Bilden eines Zigarettenstranges
aus einem Tabak im überschuß enthaltenden Tabakstrom vorgeschlagen worden, bei dem
der überschüssige Tabakanteil vom Tabakstrom abgetrennt wird; bei diesem Verfahren
wird die abgenommene überschußmenge laufend gemessen und die Tabakzufuhr für den
Tabakstrom nach Maßgabe der Meßergebnisse bei zu hohem überschuß verringert und
zu geringem überschuß erhöht. Bei diesem älteren Vorschlag ist nicht eindeutig angegeben,
wie die Steuervorrichtung ausgebildet sein soll, die die Tabakzufuhr in Abhängigkeit
von dem Meßergebnis steuert.
-
Schließlich ist bereits von der Erfinderin eine Vorrichtung mit zwei
zusammenwirkenden Rückkopplungsschleifen vorgeschlagen worden. Bei diesen Vorschlag
verwendet die zweite Regelrückkopplungsschleife, die den Verteiler steuert, eine
Vorrichtung zur Messung der Einstellung der Abnahmevorrichtung. Eine derartige Anordnung
arbeitet jedoch nicht einwandfrei, wenn die Dichte des Tabakstromes sich ändert,
während ein Zigarettenstrang erzeugt wird. Wenn der abzunehmende Strom sehr dicht
und kompakt ist, muß das Abnahmemesser sehr nahe der Zuführtrommel arbeiten, damit
das entsprechende Gewicht pro Längeneinheit für den Zigarettenstrang erzielt wird.
Ist der der Abnahmevorrichtung zugeführte Tabak sehr lose und weist er eine geringe
Dichte auf, so muß das Abnahmemesser in einem relativ großen Abstand von der Zuführtrommel
arbeiten, damit das entsprechende Gewicht pro Längeneinheit des Zigarettenstranges
erzielt wird. Falls während des Betriebes der Zigarettenmaschine der durch die Zuführvorrichtung
eingespeiste Tabak sich von dem einen in den anderen dieser beiden Zustände ändert,
spricht die Meßvorrichtung auf die erforderliche Änderung in der Stellung der Abnahmevorrichtung
an und erzeugt eine Änderung in der Arbeitsweise des Förderers, wenn eine solche
Änderung nicht hätte erfolgen sollen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, den Haupttabakstrom vor dem Abnehmen
des überschüssigen Tabaks auf optimale Tabakmenge zu regeln, damit der die Abnahmevorrichtung
enthaltende Regelkreis in seinem wirksamsten Bereich arbeiten kann.
-
Gemäß der Erfindung wird dies unter Verwendung zweier zusammenwirkender
Regelrückkopplungsschleifen erreicht, von denen die erste, für sich bekannte
Rückkopplungsschleife
eine Vorrichtung aufweist, die die Tabakmenge in dem abgeschnittenen, verbleibenden
Tabakstrom mißt, der den Zigarettenstrang ausbildet, und die die Abnahmevorrichtung
zum Abnehmen des überschüssigen Tabaks einstellt, und von denen die zweite, ebenfalls
für sich bekannte Rückkopplungsschleife eine Vorrichtung aufweist, die die Tabakmenge
in dem sich bewegenden überschußtabakstrom mißt und die aus dem Verteiler eingespeiste
Tabakmenge des Haupttabakstromes einstellt.
-
Die Vorrichtung, die die Tabakmenge in dem Überschußtabakstrom mißt,
kann eine Kapazitätsmeßvorrichtung, eine photoelektrische Meßeinrichtung, ein Strahlungsmeßgerät
od. dgl. sein. In jedem Falle wird die Dichte des überschußtabakstromes, der durch
die Abnahmevorrichtung von dem Haupttabakstrom abgetrennt wird, gemessen und das
entsprechende Meßsignal für eine entsprechende Steuerung des Verteilers ausgewertet.
Der überschußtabakstrom wird vorzugsweise über die zylindrische Außenfläche einer
umlaufenden Trommel in den Haupttabakstrom zurückgeführt; diese Trommel ist beispielsweise
mit der dem Haupttabakstrom führenden Transporttrommel gekoppelt.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Meßvorrichtung
in unmittelbarer Nähe der Abnahmevorrichtung angeordnet ist, die auf den Haupttabakstrom
einwirkt, so daß der überschußtabakstrom ohne jegliche Zeitverzögerung gemessen
und damit der Verteiler in kürzester Zeit beeinflußt werden kann. Dadurch ergibt
sich eine wirksame Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an
Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine vereinfachte perspektivische
Darstellung einer Maschine zur Zigarettenherstellung mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,
F i g. 2 eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung in
der zweiten Rückkopplungsschleife, F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 nach
F i g. 2 in größerem Maßstab, F i g. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform einer Meßvorrichtung für die zweite Rückkopplungsschleife und F
i g. 5 eine andere Ausführungsform der Meßvorrichtung nach F i g. 4.
-
Bei der vereinfachten schematischen Darstellung einer Zigarettenherstelhnaschine
nach F i g.1 wird aus dem Verteiler 10 Tabak auf ein horizontales Band 12
aufgebracht, das unter eine erste Trommel 14 geführt wird. Der Tabak aus
dem Band 12 wird in eine Umfangsrille der Trommel 14 gedrückt und dort z.
B. durch Saugwirkung festgehalten. Der Tabakstrom auf der Trommel 14 wird von einem
Abnahmemesser 16 egalisiert und als Tabakstrom 18 auf eine wandernde Papierbahn
20 aufgebracht und über ein Röhrenband 22 in das den Zigarettenstrang
26 bildende Strangformgerät 24 eingeführt. Die von dem Abnahmemesser
16 aus dem Tabakstrom entfernte Tabakmenge 28 wird von einer weiteren Trommel 30
übernommen und von dort wieder auf das Band 12 zurückgeführt.
-
Das Abnahmemesser 16 ist relativ zur Trommel 14 mit Hilfe eines Hebelsystems
34, das einen Nok ken 36 und eine Stößelstange 38 aufweist, einstellbar.
Die Lage des Nockens 36 wird durch ein Meß-und Rückkopplungssystem kontinuierlich
neu eingestellt, das einen auf das Gewicht pro Längeneinheit des Stranges 26 ansprechenden
Meßwandler 40, einen Verstärkerregler 42 bis 44, einen Servo#
motor 46 und ein Getriebe 48 zum Antreiben des Nockens 36 umfaßt.
Der Meßwandler 40 weist vorzugsweise eine Strahlungsquelle 40 a und
eine Strahlungsanzeigevorrichtung 40 b in an sich bekannter Weise auf.
-
Zur Messung des überschüssigen Tabaks 28 längs der Trommel
30 ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine dielektrische
Meßanordnung vorgesehen. Nach F i g. 2 weist diese Meßvorrichtung 50 eine
gekrümmte Kondensatorplatte auf, die im Abstand von der Trommel 30 angeordnet ist
und über eine Leitung 52 mit einer kapazitiven Meßschaltung 54 verbunden
ist. Diese kapazitive Meßschaltung erzeugt Signale, die dem Steuergerät 56 zugeführt
werden und die über den Motor 58, das Getriebe 60, die Antriebsverbindung
62 und die Steuerwelle 64 den Verteiler 10 in an sich bekannter
Weise beeinflussen. Das Steuergerät 56 kann ähnlich wie das Steuergerät 44 aufgebaut
sein, wobei dann der Motor 58 einen Tachometer 58 a erhält.
-
Die F i g. 2 und 3 zeigen Einzelheiten der Kapazitätsmeßvorrichtung;
mit deren Hilfe der Tabakrückstrom 28 gemessen wird. Die Kapazitätsvorrichtung
50 nach F i g. 1 weist als _Kondensatorplatte beispielsweise einen Metallschuh
50 a auf, der vorzugsweise in eine Abschirmung 50 b aus Polytetrafluoräthylen
eingebettet ist und mit dem Rahmen der Maschine durch Isolationsstücke
70 befestigt ist. Die Abschirmung 50 b stellt gegenüber dem Tabak
rückflußstrom 28 eine reibfreie, nichtklebende Oberfläche dar, während durch das
Isoliermaterial fehlerhafte Signaländerungen, die durch stromleitenden Kontakt auftreten
könnten, vermieden werden. Die andere Kondensatorplatte wird durch die mit Stiften
besetzte Trommel 30 dargestellt, welche den Materialrückstrom 28 führt. Die
Trommel weist einen Leder- oder Segeltuchüberzug 72 auf, der mit Stiften 74 besetzt
ist. Beispielsweise sind reifenförmige Metallbänder 76 dicht aufeinander entlang
des Umfanges des überzugs zwischen den Reihen von Stiften vorgesehen; diese Bänder
bestehen vorzugsweise aus dünnen Metallstreifen mit einer Kunststoffabschirmung,
die zur elektrischen Isolierung der Metallstreifen dient. Die Bänder 76 sind ferner
über einen flachen isolierten Leiter 80 an einen nicht dargestellten Kontaktknopf
angeschlossen, der in einer Phenolisolierscheibe 82 innerhalb der Nabe der Trommel
30 angebracht ist. Die Zuführleitung 52a ist mit einer unter Federdruck stehenden
Kontaktbürste 84 verbunden, welche gegen den umlaufenden Kontaktknopf drückt.
-
Eine Zunahme des Tabakrückstromes 28 auf der Trommel 30 ergibt eine
Vergrößerung der Kapazität zwischen dem Schuh 50a und den umlaufenden Bändern
76, während eine Abnahme des überschußtabakstromes eine entsprechende Kapazitätsverringerung
ergibt. Die Kapazitätsänderungen werden in bekannter Weise durch die Meßschaltung
54 in der Weise ausgewertet, daß entsprechende Fehlersignale der Steuereinrichtung
56 aufgegeben werden, so daß Änderungen im überschußtabakstrom 28 eine Betätigung
des
Motors 58 in der einen oder der anderen Richtung hervorrufen, was bewirkt, daß die
Steuerwelle 64 des den Verteiler 10 antreibenden (nicht dargestellten)
stufenlosen Getriebes so beaufschlagt wird, daß die Tabakzuführgeschwindigkeit auf
dem Förderband 12 auf den richtigen Wert gebracht wird.
-
Zur Messung des Überschußtabakstromes 28 lassen sich auch andere Vorrichtungen
verwenden. Wie in F i g. 4 gezeigt, wird beispielsweise eine Lichtquelle
90 verwendet, die einen Lichtstrahl entlang der in entsprechendem Abstand
vom Umfang der Trommel 30 verlaufenden Linie 92 auf eine photoelektrische Anzeigevorrichtung
94 richtet. Da der Lichtstrahl durch den Überschußtabakstrom 28 entsprechend
der in ihm auftretenden Dichteschwankungen unterschiedlich geschwächt wird, lassen
sich die Signale der Anzeigevorrichtung 94 zur Steuerung des Verteilers auswerten.
-
In F i g. 5 ist dargestellt, daß ein mit Betastrahlen arbeitendes
Rückstrahlungs-Meßgerät zur Messung verwendet werden kann. Der Meßkopf weist hierbei
eine Ionisationskammer 96 auf, die eine radioaktive Betastrahlungsquelle
98 enthält, welche eine Betastrahlung in radialer Richtung auf die
Trommel 30
richtet. Um eine derartige Anordnung zur Messung der Tabakmenge
auf der Trommel 30 verwenden zu können, werden bloße Metallbänder
100 auf der Trommel befestigt, die kontinuierlich um die Trommel verlaufen
und miteinander zwischen Reihen von Zähnen verbunden sind, so daß sowenig wie möglich
von der Trommeloberfläche der Betastrahlung ausgesetzt wird, damit ein guter Kontrast
erzielt wird.
-
Des weiteren können zur Messung der Dichte des überschußtabakstromes
federvorgespannte mechanische oder elektromechanische Meßfühler vorgesehen werden,
die beispielsweise zwischen den Stiften angeordnet sind.