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DE3204342C2 - Device for determining the compressibility of a stream of cut tobacco materials - Google Patents

Device for determining the compressibility of a stream of cut tobacco materials

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Publication number
DE3204342C2
DE3204342C2 DE19823204342 DE3204342A DE3204342C2 DE 3204342 C2 DE3204342 C2 DE 3204342C2 DE 19823204342 DE19823204342 DE 19823204342 DE 3204342 A DE3204342 A DE 3204342A DE 3204342 C2 DE3204342 C2 DE 3204342C2
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DE
Germany
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tobacco
compressibility
height
fleece
determining
Prior art date
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Application number
DE19823204342
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German (de)
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DE3204342A1 (en
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Dominique Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Schaack
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British American Tobacco Germany GmbH
Original Assignee
BAT Cigarettenfabriken GmbH
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    • A24C5/00Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/32Separating, ordering, counting or examining cigarettes; Regulating the feeding of tobacco according to rod or cigarette condition
    • A24C5/34Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes
    • A24C5/343Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes by mechanical means, e.g. feelers
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Abstract

Zur Ermittlung der Füllfähigkeit eines kontinuierlichen Tabakstromes wird einerseits die Höhe eines definierten, unbelasteten Bereiches des Tabakstromes und andererseits die Höhe des gleichen, durch eine definierte Belastung zusammengedrückten Bereiches des Tabakstromes ermittelt; anschließend wird aus den beiden Höhen ein Maß für die Füllfähigkeit gewonnen.To determine the filling capacity of a continuous stream of tobacco, on the one hand the height of a defined, unloaded area of the tobacco flow and on the other hand the height of the same area of the tobacco flow compressed by a defined load is determined; then a measure of the filling capacity is obtained from the two heights.

Description

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merksale:characterized by the combination of the following features:

d) die beiden Fühler (14, 16) liegen während der Tabakvorbereitung auf einem Strom von geschnittenen Tabakmaterialien auf, der als Tabakvlies über eine plane Oberfläche transportiert wird;d) the two sensors (14, 16) lie on a stream of cut tobacco during preparation of the tobacco Tobacco materials on, which is transported as a tobacco fleece over a flat surface will;

e) mit jedem Fühler (14,16) ist eine Welle (22,39) starr verbunden, die mit ja einem Sin-Potentiometer (24) gekoppelt ist;e) with each sensor (14,16) there is a wave (22,39) rigidly connected, which is coupled to a sin potentiometer (24);

f) an die Sfr-Potentiometer (24) sind Spannungs/ Frequenz-Umsetzer (50, 51) für die Umwandlung der analogen Ausgaugssignale in digitale Signale angeschlossen; undf) the Sfr potentiometer (24) are voltage / frequency converters (50, 51) for the conversion the analog output signals connected to digital signals; and

g) mit der Einrichtung (52, 53, J6, 58, 60) zur Bestimmung der Kompressibilität aus der Differenz zwischen den digitalen Ausgangssignalen der beiden Spannungs/Frequenz-Umsetzer (50, 52) ist eine Zeitsteuerung (54) für die zeitliche Korrelation der beiden Meßstellen entsprechend der Transportgeschwindigkeit des Tabakvlieses (12) verbunden.g) with the device (52, 53, J6, 58, 60) for determination the compressibility from the difference between the digital output signals of the two voltage / frequency converters (50, 52) is a time control (54) for the temporal correlation of the two measuring points the transport speed of the tobacco fleece (12) connected.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein planes Förderband (10) für den Transport des Tabakvlieses (12).2. Apparatus according to claim 1, characterized by a flat conveyor belt (10) for transport of the tobacco fleece (12).

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fühler (14,16) eine auf der Oberfläche des Tabakvlieses (12) frei drehbar aufliegende Rolle (32,44) und um einen Lagerpunkt (D\, D2) schwenkbare Stangen (28,40) für die Halterung der Rolle (32, 44) aufweist, die starr mit den zugehörigen Wellen (22,39) verbunden sind.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that each sensor (14, 16) has a roller (32, 44) resting freely rotatably on the surface of the tobacco fleece (12) and around a bearing point (D \, D 2 ) has pivotable rods (28, 40) for holding the roller (32, 44), which are rigidly connected to the associated shafts (22, 39).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (22,39) der beiden Fühler (14,16) auf einer zu der planen Oberfläche (10) parallelen Bezugslinie liegen.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shafts (22,39) of the two feelers (14, 16) on one of the flat surfaces (10) parallel reference line.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bestimmung der Kompressibilität jeweils einen Integrator (52,53) für die digitalen Ausgangssignale der zugehörigen Spannungs/Frequenz-Umsetzer (50, 51) sowie einen Multiplexer (56) für die Zuführung der Ausgangssignale der beiden Integratoren (52, 53) zu einem Rechner (60) aufweist, und daß die Zeitsteuerung (54) mit den beiden Integratoren (52, 53), dem Multiplexer (56) und dem Rechner (60) verbunden ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device for Determination of the compressibility in each case an integrator (52,53) for the digital output signals of the associated voltage / frequency converter (50, 51) and a multiplexer (56) for the supply the output signals of the two integrators (52, 53) to a computer (60), and that the Time control (54) connected to the two integrators (52, 53), the multiplexer (56) and the computer (60) is.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Kompressibilität eines über eine plane Oberfläche transportierten Stroms aus; geschnittenen Tabakmaterialien der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a device for determining the compressibility of a stream transported over a flat surface; cut tobacco materials the type specified in the preamble of claim 1.

Als »Kompressibilität« von geschnittenem Tabak wird die spezifische Volumenäniderung einer bestimmten Tabakmasse unter Belastung durch ein Gewicht bzw. eine Kraft bezeichnet Bei konstanter Belastungsfläche des jeweils untersuchten Tabakvolumens genügt es, Höhendifferenzen mit bzw. ohne Belastung, bezogen auf die unbelastete Höhe, zu betrachten.As the "compressibility" of cut tobacco, the specific volume change of a certain Tobacco mass under load by a weight or a force denotes With a constant load area of the volume of tobacco examined in each case, it is sufficient to refer to differences in height with or without exposure on the unencumbered height to consider.

Die Kompressibilität beeinflußt die Produktqualität, insbesondere die Härte und den Endenausfall sowie über das Tabakeinsatzgewicht auch die Rohrnaterialkosten des rauchbaren Artikels.The compressibility affects the product quality, particularly the hardness and end failure as well In addition to the tobacco weight used, the raw material costs of the smokable article are also calculated.

In einem Artikel aus »Beiträge zur Tabakforschung«, Band 4, Heft 7, Dez. 1968, Seite 293 ff wird ein Kombinations-Meßgerät für die Kompressibilität von gesehnittenen Tabakmaterialien und die Härte von Cigaretten beschrieben, bei dem zur Bestimmung der Kompressibilität die Säulenhöhe eines definierten Tabakgewichtes unter bestimmter Belastung nach einer festgesetzten Zeit gemessen wird. Ein ähnliches Verfahren ist auch aus einem Artikel in »Tabak-Journal-International«, 1980, Heft 2, Seite 125 bekannt, wobei zusätzlich noch ein Zentrifugenverfahren erläutert wird. Nachteilig ist in jedem Fall, daß es sich um ein diskontinuierliches Verfahren handelt, das nur für die Stichprobenkontrolle geeignet ist; es ist insbesondere nicht möglich, in einer kontinuierlichen Messung während der Produktion die Kompressibilität der geschnittenen Tabakmaterialien zu bestimmen.In an article from "Contributions to Tobacco Research", Volume 4, Issue 7, Dec. 1968, page 293 ff, a combination measuring device described for the compressibility of stringed tobacco materials and the hardness of cigarettes, where the column height of a defined tobacco weight is used to determine the compressibility is measured under a certain load after a set time. A similar procedure is also available from an article in "Tabak-Journal-International", 1980, Issue 2, page 125 known, with additional a centrifuge process is explained. The disadvantage in each case is that it is a discontinuous one Is a procedure that is only suitable for random sampling; in particular, it is not possible in a continuous measurement during production of the compressibility of the cut tobacco materials to determine.

Weiterhin ist ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem der geschnittene Tabak in einer senkrechten Röhre nach unten fällt, deren Seitenwände durch angetriebene Förderbänder gebildet werden. Unter dieser Röhre befindet sich ein weiteres endloses Band, das mit einer Kraftmeßdose versehen ist, so daß das Gewicht des auf dem Förderband aufliegenden Tabaks ermittelt werden kann. Die Seiten des Rohrs sind durchsichtig, so daß mittels eines photoelektrischen Höhensteuersystems die Geschwindigkeit des unter dem Rohr angeordneten Förderbandes eingestellt und dadurch gewährleistet werden kann, daß sich immer die gewünschte Säulenhöhe in dem Rohr ergibt. Die Kompressibilität des Tabaks kann aus der Höhe der Tabaksäule in dem ilohr ermittelt werden. Dieses Verfahren erfordert jedoch einen hohen apparativen Aufwand und ist relativ ungenau.Furthermore, a continuous process has been proposed in which the cut Tobacco falls down in a vertical tube, the side walls of which are formed by powered conveyor belts will. Under this tube there is another endless belt, which is provided with a load cell is so that the weight of the tobacco resting on the conveyor belt can be determined. The pages of the tube are transparent, so that by means of a photoelectric height control system the speed of the conveyor belt arranged under the pipe can be set and thereby it can be ensured that always results in the desired column height in the pipe. The compressibility of the tobacco can vary from the amount of Tobacco column can be determined in the ilohr. This method however, requires a lot of equipment and is relatively imprecise.

Eine Anwendung dieses Prinzips für einen ähnlichen Zweck, nämlich für die Abgabe von Tabakmengen mit konstanten Gewicht, wird in der DE-OS 28 54 098 beschrieben. An application of this principle for a similar purpose, namely for the delivery of tobacco quantities with constant weight, is described in DE-OS 28 54 098.

Eine Vorrichtung zur Ermittlung der Kompressibilität eines über eine plane Oberfläche transportierten Stroms aus geschnittenen Tabakmaterialien der angegebenen Gattung ist aus der Gb-PS 14 68 169 bekannt und v^eist einen ersten Fühler zur Messung der Höhe eines unbelasteten Bereiches des Tabakstroms an einer ersten Stelle, einen zweiten Fühler zur Messung der Höhe eines durch eine definierte Belastung zusammengedrückten Bereiches des Tabakstroms an einer /weiten Stelle sowie eine Einrichtung zur Bestimmung der Kompressibiliiät aus der Differenz zwischen den beiden Höhen auf. Diese Vorrichtung ist in der eigentlichen Cigarettenmaschine angeordnet, und zwar an der Stelle, an der die geschnittenen Tabakmaterialien nach obenA device for determining the compressibility of a material transported over a flat surface Current from cut tobacco materials of the specified type is known from GB-PS 14 68 169 and v ^ eis a first sensor for measuring the height of an unloaded area of the tobacco stream at a first place, a second sensor for measuring the height of a compressed by a defined load Area of the tobacco stream at a / wide point as well as a device for determining the Compressibility from the difference between the two heights. This device is in the real Cigarette machine arranged, namely at the point where the cut tobacco materials up

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gegen eine Anlagefläche gesaugt und dabei mitgenom- Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus-sucked against a contact surface and thereby taken along.

men werden. Die beiden Fühler werden von unten ge- führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beüieger.-men will be. The two sensors are shown in the example below with reference to the enclosed.

geti die Oberfläche der an der Anlagefläche gehaltenen den, schematischen Zeichnungen näher erläutert Esgeti the surface of the held on the contact surface, the schematic drawings explained in more detail

Schicht aus geschnittenen Tabakmaterialien gedrückt zeigtShows pressed layer of cut tobacco materials

Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung, daß der s Fig. 1 eine Prinzip-Darstellung des mechanischenThe disadvantage of the known device is that the s Fig. 1 shows a principle representation of the mechanical

Strom aus den geschnittener. Tabakmaterialien bereits Teils der Vorrichtung zur Ermittlung der Kompressibili-Electricity from the cut. Tobacco materials already part of the device for determining the compressibility

unter der Einwirkung der Saugkraft steht und durch tat von geschnitteneil Tabakmaterialien,is under the action of suction and by doing cut tobacco materials,

diese Saugkraft verformt wird, also die Messung der F i g. 2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile A-A vonthis suction force is deformed, so the measurement of the F i g. FIG. 2 is a view in the direction of arrows AA from FIG

Höhe des unbelasteten Bereiches des Tabakstroms be- F i g. 1,Height of the unloaded area of the tobacco flow is F i g. 1,

reits durch die Verformung aufgrund der Saugkraft ver- io F i g. 3 eine Darstellung der geometrischen Beziebun-already by the deformation due to the suction force ver io F i g. 3 a representation of the geometrical relation

fälscht wird und sich dadurch Meßfehler ergeben, die gen der einzelnen Teile,is falsified and this results in measurement errors that affect the individual parts,

die Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse in Frage Fig.4 der. Schaltungsaufbau der Auswerteinrich-the reproducibility of the measurement results in question Fig.4 of the. Circuit structure of the evaluation device

stellen. Außerdem wird id der Britischen Patentschrift tung, undplace. In addition, id of British patent specification tung, and

nicht näher angegeben, in welcher Weise die eigentliche F i g. 5 ein Zeitdiagramm der Taktsteuerung der AusMeßgröße aus der Stellung der beiden Fühler gewon- 15 werteinrichtung. nen wird. Eine lose aufgehäufte Masse von geschnittenen Ta-not specified in what way the actual F i g. Fig. 5 is a timing diagram showing the timing of the measurement quantity from the position of the two sensors. will be. A loosely piled mass of sliced ta-

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bakmaterialien, wie beispielsweise Blattscbnitt, Ripperi-The invention is therefore based on the object of baking materials, such as, for example, leaf cuttings, ribbons

eine Vorrichtung zur Ermittlung der Kompressibilität schnitt geschnittene Folien oder Mischungen diesera device for determining the compressibility of cut foils or mixtures of these

eines Stroms aus geschnittenen Tabakmaterialien der Komponenten, die auch als »Tabakvlies« bezeichneta stream of cut tobacco materials of the components, also known as "tobacco fleece"

angegebenen Gattung zu schaffen, mit der die Korn- 20 wird, ist in F i g. 1 durch das Bezugsquellen 12 angedeu-To create the specified genus, with which the grain is 20, is shown in FIG. 1 indicated by the reference source 12

prcssibilität auf auswertungstechnisch einfacbe Weise tet und wird von einem Förderband 10 mi; planer Auflä-sensitivity in a simple way from a technical evaluation point of view and is carried out by a conveyor belt 10 mi; flat surface

exakt, also ohne Beeinflussung durch zusätzliche äußere gefläche in Richtung des Pfeils schräg nach oben beför-precisely, i.e. without being influenced by additional outer surfaces, conveyed diagonally upwards in the direction of the arrow.

Kräfte, erfaßt werden kann. dert Das Förderband 10 befindet sich in einem Teil derForces, can be detected. The conveyor belt 10 is located in a part of the

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Verarbeitungsstrecke der sogenannten »Tabakvorbe-This task is achieved according to the invention by the so-called »tobacco preparation in the processing line.

kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen 25 reitung«, so daß insoweit keine zusätzlichen konstrukti-characterizing part of claim 1 specified 25 riding «, so that in this respect no additional constructive

Merkmale gelöst ven Maßnahmen benötigt werden.Features resolved ven measures are needed.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unter- Ober dem Tabakvlies 12 sind zwei MeßvorrichtungenExpedient embodiments are in the lower and upper tobacco fleece 12 are two measuring devices

ansprüchen zusammengestellt 14 und 16 angeordnet wobei die in Transportrichtungclaims compiled 14 and 16 arranged with the in the direction of transport

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen zu- des Tabakvlieses 12 zuerst vorgesehene Meßvorrichnächst darauf, daß die Messung der Kompressibilität 30 tung 14 die Höhe h\ (siehe auch F i g. 2) eines bestimmwährend der Tabakvorbereitung, also beispielsweise bei ten, unbelasteten Bereiches des Tabakvlieses ermittelt der Cigarettenherstellung vor der Cigarettenmaschine Die in Transportrichtung des Tabakvlieses hinter der erfolgt so daß durch Beeinflussung bestimmter Verfah- ersten Meßvorrichtung 14 angeordnete Meßvorrichrensschritte bei der Tabakaufbereitung noch eine Be- tung 16 ermittelt die Höhe A2 des gleichen Bereiches, einflussung der Kompressibilität und damit des Endpro- 35 der jedoch unter der Wirkung einer genau definierten duktes »Cigarette« möglich ist Die Messung der Korn- Kraft etwas zusammengedrückt ist wie man in F i g. 1 pressibilität erfolgt an einem lose aufgehäuften Ta- erkennen kann.The advantages achieved with the invention are also based on the tobacco fleece 12 initially provided measuring device, that the measurement of the compressibility 30 device 14 the height h \ (see also Fig. 2) of a certain during the tobacco preparation, so for example in th, unloaded area of the tobacco fleece determines the cigarette production in front of the cigarette machine of the end product, however, is possible under the effect of a precisely defined product "cigarette". The measurement of the grain force is somewhat compressed, as shown in FIG. 1 Pressibility occurs from a loosely piled tab.

bakvlies, wie es in der Tsbakvorbereitung an mehreren Die erste Meßvorrichtung 14 weist eine stationärebakvlies, as it is in the Tsbak preparation on several The first measuring device 14 has a stationary

Stellen zur Verfügung Steht, so daß dieses Tabakvlies Auflagefläche 18 für zwei Lager 20 (siehe auch F i g. 2)Make available so that this tobacco fleece support surface 18 for two bearings 20 (see also Fig. 2)

nicht durch zusätzliche äußere Kräfte beeinflußt wird 40 einer Welle 22 auf. Der Mittelpunkt der Welle 22 ist in40 a shaft 22 is not influenced by additional external forces. The center of the shaft 22 is in

und deshalb die Mesung ein sehr exaktes Maß für die F i g. 1 durch das Bezugszeichen D\ angedeutetand therefore the measurement is a very exact measure for the F i g. 1 indicated by the reference symbol D \

Kompressibilität liefert. An der Welle 22 sind über zwei BefestigungselementeProvides compressibility. There are two fasteners on the shaft 22

Die beiden, von der Winkellage der beiden Fühler 26 zwei Stangen 28 angebracht, die auf der gemäß derThe two, from the angular position of the two sensors 26, two rods 28 attached, which on the according to the

abhängenden Meßsignale werden über Sin-Potentiome- Darstellung in F i g. 1 linken Seite ein Gegengewicht 34dependent measurement signals are represented in FIG. 1 left side a counterweight 34

ter gewonnen, so daß diese Meßsignaie in einer linearen 45 tragen und auf der gegenüberliegenden Seite mit einerter won, so that this Meßsignaie carry in a linear 45 and on the opposite side with a

Beziehung zu der jeweils vorhandenen Höhe des Ta- Nabe 30 einer Rolle 32 verbunden sind. Die Rolle 32Relationship to the respective existing height of the hub 30 of a roller 32 are connected. The role 32

bakvlieses stehen und sich deshalb ohne Probleme ver- liegt frei drehbar praktisch ohne jede Belastung auf derbakvlies stand and therefore lies freely rotatable without any problems, practically without any load on the

arbeiten lassen. Oberfläche des Tabakvlieses auf, da das Gewicht derlet work. Surface of the tobacco fleece, since the weight of the

Um genaue Messungen zu ermöglichen, müssen die Rolle 32 und ihrer Halterung durch das GegengewichtIn order to enable accurate measurements, the roller 32 and its support must be supported by the counterweight

von den beiden Fühlern gelieferten Meßsignale exakt 50 34 kompensiert wird.The measurement signals supplied by the two sensors are exactly 50 34 compensated.

synchronisiert sein, damit bei der Verarbeitung jeweils An den Stangen 28 ist eine von einem Motor angetrie-be synchronized so that during processing, one of the rods 28 is driven by a motor.

gleichen Stellen des Tabakvlieses zugeordnete Höhen bene, rotierende Bürste 47 befestigt, die an der Oberflä-the same places of the tobacco fleece assigned heights level, rotating brush 47 attached, which on the surface

ausgewertet werden. Dies erfolgt über eine auch die ehe der Rolle 32 anliegt um dort anhaftenden Tabak zube evaluated. This is done via a also before the roller 32 is applied in order to tobacco adhering there

Transportgeschwindigkeit des Tabakvlieses berücksich- entfernen.Take into account the transport speed of the tobacco fleece.

tigende Zeitsteuerung für die Verarbeitung der Meßsi- 55 Die Rolle 32 hebt und senkt sich entsprechend dertending timing for the processing of the measurement si- 55 The roller 32 rises and falls according to the

gnale und die Bestimmung der Kompressibilität aus der Höhe h\ des unbelasteten Tabakvlieses (siehe auch -gnale and the determination of compressibility from the height h \ of the unloaded tobacco fleece (see also -

Differenz zwischen den beiden Höhen. F i g. 3), wodurch die starr mit den Stangen 28 verbunde-Difference between the two heights. F i g. 3), whereby the rigidly connected to the rods 28

Die digitale Verarbeitung der Meßsignale bietet ne Welle 22 entsprechend gedreht wird. Mit dem gemäß ebenfalls den Vorteil hoher Genauigkeit in Verbindung der Darstellung in F i g. 2 rechten Ende der Welle 22 ist mit geringem elektronischen Aufwand, wobei zweck- 60 über eine Kupplung 23 die Achse eines sin-Prazisiönsmäßigerweise ein Rechner für die Auswertung der Si- potentiometers 24 verbunden, so daß da?; Ausgangssignale verwendet wird. gnal des Potentiometers 24 der Drehung der Welle 22,The digital processing of the measurement signals offers ne shaft 22 is rotated accordingly. With the according likewise the advantage of high accuracy in connection with the representation in FIG. 2 right end of shaft 22 is with little electronic effort, the axis of a sin-precision being expediently 60 via a coupling 23 a computer for evaluating the sipototiometer 24 is connected, so that there ?; Output signals is used. signal of the potentiometer 24 of the rotation of the shaft 22,

Ein solcher Rechner kann dann in Abhängigkeit von damit der Lage der Rolle 32 und damit schließlich derSuch a computer can then depending on the position of the roller 32 and thus ultimately the

der ermittelten Kompressibilität die Tabakvorbereitung Höhe h\ des Tabakvli?ses unter der Rolle 32 entsprichtthe tobacco preparation height h \ of the tobacco fleece under the roller 32 corresponds to the determined compressibility

beeinflussen, also durch Änderung bestimmter Parame- f.5 Die zweite Meßvorrichtung 16 hat einen ähnlicheninfluence, that is, by changing certain parameters f.5 The second measuring device 16 has a similar one

ter, wie beispielsweise Temperatur, Feuchte, Schnitt- Aufbau, weist also ebenfalls eine stationäre Auflageflä-ter, such as temperature, humidity, cut structure, so also has a stationary support surface

breite der Tabakmaterialisn und Tabakeinsatzgewicht, ehe 36 mit Lagern 38 einer Welle 39 auf, die starr mitwidth of the tobacco material and tobacco use weight before 36 with bearings 38 on a shaft 39, which is rigid with

den Fabrikationsprozeß zu regein. Stangen 40 verbunden sind; die Stangen 40 haltern eineto regulate the manufacturing process. Rods 40 are connected; the rods 40 support one

Nabe 42 einer Rolle 44, die auf der Oberfliiche des Tabakvlieses 12 aufliegt. Zur Erhöhung der Belastung des Tabakvlieses sind an der Rolle 44 noch zusätzliche Gewichte 46 angebracht, so daß sich die Roiie 44 tief in das Tabakvlies 12 eindrückt, wie man in Fig.. 1 erkennen kann.Hub 42 of a roller 44 which rests on the surface of the tobacco fleece 12. To increase the load on the Tobacco fleece additional weights 46 are attached to the roller 44 so that the tube 44 extends deep into the Presses tobacco fleece 12, as can be seen in FIG. 1.

Auch bei der zweiten Meßvorrichtung 16 wird die von der Lage der Rolle 44 und damit von der Höhe Aa {siehe F i g. 3) abhängende Winkelstellung der Welle 39 mittels eines nicht dargestellten sin-Präzisions-Potentiometers erfaßtIn the case of the second measuring device 16, too, the position of the roller 44 and thus the height A a {see FIG. 3) dependent angular position of the shaft 39 is detected by means of a sin precision potentiometer, not shown

Die geometrischen Beziehungen zwischen den wesentlichen Bauelementen sind in Fig.3 dargestellt. Es läßt sich erkennen, daß die durch die Bezugszeichen D\ bzw. Dj angedeuteten Mittelpunkte der beiden Wellen 22 und 39 auf einer Bezugslinie liegen, die parallel zur Auflagefläche für das Tabakvlies 12, also parallel zum Förderband iö, verläuft. Entsprechend der Höhe des belasteten bzw. unbelasteten Tabakvlieses 112 heben und senken sich die Rollen 32 bzw. 44, so daß die entsprechenden Stangen 28 bzw. 40 um die Wellen 22 bzw. 39 gedreht werden und eine Winkelstellung einnehmen, die von der jeweiligen Höhe des Tabakvlieses abhängt.The geometric relationships between the essential components are shown in FIG. It can be seen that the center points of the two shafts 22 and 39, indicated by the reference symbols D \ and Dj, lie on a reference line which runs parallel to the support surface for the tobacco fleece 12, that is, parallel to the conveyor belt. According to the height of the loaded or unloaded tobacco fleece 112 raise and lower the rollers 32 and 44, so that the corresponding rods 28 and 40 are rotated about the shafts 22 and 39 and assume an angular position that depends on the respective height of the Tobacco fleece depends.

Liegt die Rolle 32 auf dem Förderband 10 auf, befindet sich also kein Tabakvlies 12 auf dem Förderband, wie in F i g. 3 durch die gestrichelte Rolle 32 angedeutet ist, so bildet die Stange 28 einen Winkel λο mit der Bezugslinie. Die Senkrechte vom Mittelpunkt der Rolle auf die Bezugslinic hat die Länge yo. Wird der konstante Abstand zwischen dem Schwenkpunkt Dx und dem Mittelpunkt der Rolle 32 mit r bezeichnet, so läßt sich yo ausdrücken durch:If the roller 32 lies on the conveyor belt 10, there is therefore no tobacco fleece 12 on the conveyor belt, as in FIG. 3 is indicated by the dashed roller 32, the rod 28 forms an angle λ o with the reference line. The perpendicular from the center of the roller to the reference line has the length yo. If the constant distance between the pivot point D x and the center of the roller 32 is denoted by r, then yo can be expressed by:

yoyo

sin *osin * o

Hat das TabakvlicS i2 im unbelasteter. Zustand die Füllhöhe Ai, so bilden die Stangen 28 einen Winkel x\ mit der Bezugslinie, und die Senkrechte vom Mittelpunkt der Rolle 32 auf die Bezugslinie hat die Länge y\. Dann läßt sich y\ ausdrücken durch:Has the TabakvlicS i2 in the unencumbered. If the filling level Ai is reached, the rods 28 form an angle x \ with the reference line, and the perpendicular from the center of the roller 32 to the reference line has the length y \. Then y \ can be expressed by:

yi — r ■ sin &\. yi - r ■ sin & \.

Die Füllhöhe Ai ist gleich der Differenz aus yo und yt, so daß gilt:The filling level Ai is equal to the difference between yo and y t , so that:

h\ =yo—yi = r(sin«o-sini*i). h \ = yo-yi = r (sin «o-sini * i).

Die Höhe Ai des Tabakvlieses hängt also über eine Sinusfunktion von dem Winkel zwischen der Bezugslinie und der Stange und damit der Lage der Rolle 32 ab, so daß man durch Verwendung von sin-Gebern als Meßwertaufnehmer eine Meßgröße erhält, die linear von der zu bestimmenden Höhe des Tabakvlieses abhängt. The height Ai of the tobacco fleece thus depends on a Sin function of the angle between the reference line and the rod and thus the position of the roller 32, so that by using sin-encoders as measuring transducers a measured variable is obtained which is linear depends on the height of the tobacco fleece to be determined.

Ähnliche Oberiegungen gelten für die Füllhöhe A2 des zusammengedrückten Tabakvlieses, wie in F i g. 3 ebenfalls schematisch angedeutet ist wobei yc und y2 wieder die Senkrechten vom Mittelpunkt der Rolle auf die Bezugslinie darstellen.Similar considerations apply to the filling level A 2 of the compressed tobacco fleece, as in FIG. 3 is also indicated schematically, where y c and y 2 again represent the perpendicular from the center of the roller to the reference line.

Zur Erzielung dieser Linearität und der direkten Vergleichbarkeit der gemessenen Winkel und damit der zugehörigen Füllhöhen ist wesentlich, daß die Bezugslinie parallel zur TabakunterSage, in diesem FaI! also zum Förderband IC, verläuftTo achieve this linearity and the direct comparability of the measured angles and thus the associated It is essential that the reference line is parallel to the tobacco base, in this case! so to Conveyor IC, runs

Die beiden sin-Präzisions-Potentiometer liefern also Ausgangssignale, die jeweils ein Maß für die momentane Höhe Ai bzw. A2 des Tabakvlieses 12 darstellen, und zwar einmal für das unbelastete Tabakvlies und zum anderen für das durch eine definierte Belastung zusammengedrückte Tabakvlies. Diese Meßergebnisse werden in der in Fig.4 dargestellten Auswertschaltung weiter verarbeitet, wobei gleichzeitig eine Synchronisation der beiden Messungen vorgenommen wird, da wesentlich ist, daß nur die Messungen korreliert werden, die am gleichen Bereich des Tabakvlieses 12 durchgeführt wurden.The two sin precision potentiometers thus provide output signals that each represent a measure of the current height Ai or A 2 of the tobacco fleece 12, on the one hand for the unloaded tobacco fleece and on the other hand for the tobacco fleece compressed by a defined load. These measurement results are processed further in the evaluation circuit shown in FIG. 4, the two measurements being synchronized at the same time, since it is essential that only those measurements are correlated that were carried out on the same area of the tobacco fleece 12.

ίο Der in F i g. 4 dargestellten Auswertschaltung werden die Folgenden drei Signale zugeführt:
U\ (t), das Ausgangssignal des Potentiometers der ersten Meßvorrichtung 14, das ein Maß für die Höhe h\ des unbelasteten Tabakvlieses 12 darstellt,
ίο The in F i g. 4, the following three signals are supplied:
U \ (t), the output signal of the potentiometer of the first measuring device 14, which represents a measure of the height h \ of the unloaded tobacco fleece 12,

is L/2 (t), das Ausgangssignal des Potentiometers der zweiten Meßvorrichtung 16, das ein Maß für die Höhe A? des belasteten Tabakvlieses 12 darstellt, und
(Jo als Bczugs'.vert, also in diesem Fall Reziigssnannung. die der Höhe Λ — 0 entspricht, wenn die beiden Rollen auf dem Förderband 10 aufliegen.
is L / 2 (t), the output signal of the potentiometer of the second measuring device 16, which is a measure for the height A? represents the loaded tobacco fleece 12, and
(Jo as Bczug'.vert, i.e. in this case the voltage of the recirculation, which corresponds to the height Λ - 0 when the two rollers are resting on the conveyor belt 10.

Jeweils ein Paar dieser Spannungswerie, also U\ (t) und i/o einerseits sowie £/2 (t) und Uo andererseits werden auf eine Anpasserstufe 48 bzw. 49 gegeben, die im wesentlichen aus einer Differenzverstärkerschaltung besteht. Die beiden Anpasserstufen 48 und 49 bilden entsprechend der GleichungA pair of these voltages, i.e. U \ (t) and i / o on the one hand and £ / 2 (t) and Uo on the other hand, are fed to an adapter stage 48 or 49, which essentially consists of a differential amplifier circuit. The two matching stages 48 and 49 form according to the equation

JU1(O= K (Uo-U1(O)JU 1 (O = K (Uo-U 1 (O)

die jeweiligen Nutzsignale AU\ (t) bzw. AUi (0- Diese Nutzsignale AU\ (0 bzw. AUi (t) stellen jeweils die ermittelten Höhen Ai bzw. Aj des Tabakvlieses dar.the respective useful signals AU \ (t) or AUi (0- These useful signals AU \ (0 or AUi (t) respectively represent the determined heights Ai and Aj of the tobacco fleece.

Die eigentliche Bestimmung der Kompressibilität beruht auf einer Differenzmessung, wobei die eine MeB-größe die Höhe Ai des unbelasteten Tabakvlieses 12 und die andere Meßgröße die Höhe A2 des durch eine Belastung komprimierten Tabakvlieses sind. Als Kompressibilität wird hierbei die auf die Höhe des unbelasteten Vlieses bezogene Höhendifferenz definiert entsprechend der GleichungThe actual determination of the compressibility is based on a differential measurement, one measured variable being the height A 1 of the unloaded tobacco fleece 12 and the other measured variable being the height A 2 of the tobacco fleece compressed by a load. The compressibility is defined as the height difference related to the height of the unloaded fleece according to the equation

hi-Hi-

• 100%.• 100%.

Zur Durchführung der hierzu erforderlichen Rechenschritte werden die Nutzsignale AU\ (0 und AUi (0 durch Spannungs/Frequenz-Umsetzer 50 und 51 nach dem Frequenzmodulationsverfahren in Signale gleicher Amplitude und einer Frequenz f(0 umgewandelt, dieTo carry out the calculation steps required for this, the useful signals AU \ (0 and AUi (0 are converted by voltage / frequency converters 50 and 51 according to the frequency modulation method into signals of the same amplitude and a frequency f (0 , which

so proportional zu dem jeweiligen Nutzsignal ist i>\ nachgeschalteten Integratoren 52 und 53 werden die Schwingungen dieser Signale mit den Frequenzen f\ (0 bzw. /2 φ während einer Meßzeit Tu gezählt Diese Meßzeit kann je nach Bedarf variiert werden.so proportional to the respective useful signal i> \ downstream integrators 52 and 53, the oscillations of these signals are counted with the frequencies f \ (0 or / 2 φ during a measuring time Tu . This measuring time can be varied as required.

Die Ausgangssignaie Z\ bzw. Z2 der beiden Integratoren 52 und 53, die in digitaler Form die jeweiligen Hohen Ai bzw. hi darstellen, werden über einen Multiplexer 56 und ein Interface 58 auf einen programmierbaren Rechner 60 gegeben.The output signals Z 1 and Z 2 of the two integrators 52 and 53, which represent the respective heights Ai and hi in digital form, are sent to a programmable computer 60 via a multiplexer 56 and an interface 58.

Die Auswertung der Signale Z\ und Zz und damit ihre Weitergabe durch den Multiplexer 56 müssen synchronisiert werden, um zu gewährleisten, daß nur die Höhen Ai und A2 ausgewertet werden, die dem gleichen Bereich des Tabakvlieses 12 zugeordnet sind. Dieser Zeitversatz der Meßsignale, der darauf beruht daß die beiden Rollen 32 und 44 hintereinander angebracht sind, wird durch eine elektronische Zeitbasis 54 berücksichtigt Diese Zeitbasis 54 steuert die Integration einerseits undEvaluation of the signals Z \ and Zz and thus its transmission through the multiplexer 56 must be synchronized to ensure that only the heights Ai and A 2 are evaluated, are assigned to the same region of the tobacco mat 12th This time offset of the measurement signals, which is based on the fact that the two rollers 32 and 44 are attached one behind the other, is taken into account by an electronic time base 54. This time base 54 controls the integration on the one hand and

die Zuführung der Ergebnisse über den Multiplexer 56 zu dem Rechner 60 andererseits.the feeding of the results via the multiplexer 56 to the computer 60 on the other hand.

Der zeitliche Ablauf ist aus F i g. 5 ersichtlich.The time sequence is shown in FIG. 5 can be seen.

Fig.5 zeigt den 10-Hz.-Takt der Auswertschaltung sowie die von der Geschwindigkeit des Tabakvlieses 12 :s abhängende Verzugszeit T, zwischen den beiden Messungen; die Verzugszeit Tv läßt sich beispielsweise in | Schritten von 0,1 s unter Berücksichtigung der Transportgeschwindigkeit des Tabakvlieses 12 einstellen. |FIG. 5 shows the 10 Hz cycle of the evaluation circuit and the delay time T, which is dependent on the speed of the tobacco fleece 12: s, between the two measurements; the delay time T v can be expressed, for example, in | Set steps of 0.1 s taking into account the transport speed of the tobacco fleece 12. |

Die Meßzeit Tm ist wiederum ein Vielfaches der Verzugszeit Ty und läßt sich durch Änderung des Faktors m ebenfalls einstellen.The measuring time Tm is in turn a multiple of the delay time Ty and can also be adjusted by changing the factor m.

Wie man in Fi g. 5 erkennen kann, beginnt die Meßzeit 1 der ersten Vorrichtung 14 zu einem bestimmten Zeitpunkt, bei dem also die Höhe h\ des unbelasteten i:> Bereiches des Tabakvlieses 12 ermittelt wird.As shown in Fig. 5, the measuring time 1 of the first device 14 begins at a specific point in time at which the height h \ of the unloaded i:> area of the tobacco fleece 12 is determined.

Nach Verstreichen der Bezugszeit Tn von diesem Zeitpunkt an gerechnet, hat dieser Bereich des Tabak vlieses 12 die zweite Meßvorrichtung 16 erreicht, so daß diese die Messung der Höhe hi des belasteten Tabakvlieses in der Meßzeit 2 beginnt. Dabei steuert jeweils die Zeitbasis 54 den Beginn und das Ende der Messung, also im wesentlichen die beiden Integratoren 52 und 53.After the reference time T n has elapsed from this point in time, this area of the tobacco fleece 12 has reached the second measuring device 16, so that it begins measuring the height hi of the loaded tobacco fleece in the measuring time 2. The time base 54 controls the beginning and the end of the measurement, that is to say essentially the two integrators 52 and 53.

Der Multiplexer 56 wird ebenfalls durch die Zeitbasis 54 angesteuert und fragt nacheinander die beiden Meßergebnisse ab, so daß sie über einen Load-Impuls auf den Rechner 60 gegeben werden können. Diese Load-Impulsc synchronisieren also die Zuführung der beiden Meßei ^ebnisse zu dem Rechner.The multiplexer 56 is also controlled by the time base 54 controlled and queries the two measurement results one after the other, so that they are based on a load pulse the computer 60 can be given. These load pulses synchronize the supply of the two Measurement results for the calculator.

Der Rechner ermittelt dann gemäß der oben angegebenen Beziehung die eigentliche Kompressibilität und druckt beispielsweise das Ergebnis aus.The computer then determines the actual compressibility and according to the relationship given above prints out the result, for example.

Außerdem ist es möglich, entsprechend einer Änderung der Kompressibilität des Tabakvlieses auch direkt 35 }\ den Produktionsprozeß zu beeinflussen und beispiels- J weise das Tabakeinsatzgewicht und die Temperatur,In addition, it is possible} \ the production process to influence corresponding to a change of the compressibility of tobacco mat directly beispiels- 35 and J as the tobacco plug weight and temperature,

Feuchte, sowie Schnittbreite der Tabakmaterialien zu ■;} Moisture, as well as cutting width of the tobacco materials to ■;}

variieren.vary.

4040

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen !-iFor this purpose 4 sheets of drawings! -I

5050

5555

6060

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zur Ermittlung der Kompressibilität eines über eine plane Oberfläche transportierten Stroms aus geschnittenen Tabakmaterialien1. Device for determining the compressibility of a transported over a flat surface Streams of cut tobacco materials a) mit einem ersten Fühler zur Messung der Höhe eines unbelasteten Bereiches des Tabakstroms ain einer ersten Stelle,a) with a first sensor for measuring the height of an unloaded area of the tobacco stream in a first place, b) mit einem zweiten Fühler zur Messung der Höhe eines durch eine definierte Belastung zusammengedrückten Bereiches des Tabakstroms an einer zweiten Stelle, undb) with a second sensor to measure the height of a compressed air due to a defined load Area of the tobacco stream at a second location, and c) mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Kompressibilität aus der Differenz zwischen den beiden Höhen,c) with a device for determining the compressibility from the difference between the two heights,
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