DE4209309A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des durchmessers von stabfoermigen artikeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Durch­ messers stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie, bei dem die Artikel auf einer in Förderrichtung bewegten Unter­ lage liegend durch eine Meßposition gefördert werden und mittels optischer Strahlung der Artikeldurchmesser bestimmt wird.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Bestimmen des Durchmessers stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie mit einer Meßstation, einem Förderer zum Fördern der Artikel in die Meßstation und einer der Meßstation zugeordneten optischen Meßanordnung zum Bestimmen des Artikeldurchmessers mit Hilfe optischer Strahlung.

Unter stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie sind im hier vorliegenden Zusammenhang in erster Linie Filter­ zigaretten, Plainzigaretten, Zigarillos und dergleichen rauch­ bare Artikel, Filterstäbe usw. zu verstehen. Soweit im folgenden allein von Filterstäben die Rede ist, sollen andere stabförmige Artikel nicht ausgeschlossen sein.

Wichtige Qualitätsmerkmale von stabförmigen Artikeln der tabak­ verarbeitenden Industrie sind u. a. ihr Durchmesser und ihre Form. Aus diesem Grund werden bei der Herstellung dieser Artikel Maßnahmen getroffen, um diese Qualitätsmerkmale zu überwachen.

Zur Bestimmung des Durchmessers bewegter zylindrischer Artikel ist es bekannt, die Dauer der Unterbrechung einer Lichtschranke in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des bewegten Artikels zu messen. Die Dauer der Unterbrechung des Lichtstrahls ist ein Maß für den Artikeldurchmesser. Treten Abweichungen von der zylindrischen Form der Artikel auf, kann die Durchmessermessung mit einer Lichtschranke zu Fehlmessungen führen. Es ist daher bekannt, den Durchmesser von Zigaretten mit zwei oder mehr sich kreuzenden Lichtschranken zu messen, die zwei unterschiedlich verlaufende Durchmesser eines Artikels erfassen. Die Differenz der Durchmessermeßwerte gibt dann Aufschluß über die zylindri­ sche Form bzw. über Verformungen der Artikel (US-PS 40 11 950) Aus technischen Gründen ist es jedoch in der Praxis nicht ohne weiteres möglich, sich kreuzende Lichtschranken so anzuordnen, daß sie exakt senkrecht aufeinanderstehende Durchmesser der zu prüfenden Artikel mit genügender Genauigkeit erfassen können. So sind die Lichtschranken in der Praxis unter einem kleineren Winkel als 90° zueinander angeordnet, was aber zu einem zusätz­ lichen Fehler in der Auswertung der Durchmessermessungen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschrie­ bene Verfahren und die Vorrichtung weiter zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch, daß in der Meßposition der Abstand der Oberfläche des Artikels zu einem Bezugspunkt bestimmt und ein entsprechender Abstandsmeßwert gebildet wird und daß aus diesem Abstandsmeßwert der Durchmesser des Artikels bestimmt und ein entsprechendes Durchmessersignal erzeugt wird. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird ein Abstandsbezugswert vorgegeben und gespeichert, und es werden dieser Bezugswert und der Abstandsmeßwert zu einem den Durch­ messer des Artikels repräsentierenden Durchmessersignal verar­ beitet. Als Bezugswert wird vorzugsweise ein Wert vorgegeben und gespeichert, welcher die Distanz zwischen der den Artikel tragenden Unterlage und dem Bezugspunkt repräsentiert. Es handelt sich hier also um ein völlig neues Verfahren zum Bestim­ men des Durchmessers von stabförmigen Artikeln der tabakverar­ beitenden Industrie. Es hat sich gezeigt, daß die vorgeschlagene Abstandsmessung zu einer sehr genauen Aussage über den Durch­ messer der Artikel führt. Dabei werden die Artikel gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung zur Durchmesserbestimmung queraxial durch die Meßposition gefördert. Das macht es möglich, den Durch­ messer der Artikel auf einer Maschine zu bestimmen, auf welcher die Artikel nach ihrer Herstellung zur Weiterverarbeitung quer­ axial gefördert werden. Zur Bestimmung des Durchmessers wird dabei gemäß einer Weiterbildung der Erfindung so vorgegangen, daß beim Durchgang eines Artikels durch die Meßposition nachein­ ander mehrere Abstandsmessungen durchgeführt und mehrere Ab­ standsmeßwerte gebildet werden, daß die Abstandsmeßwerte zu einem Abstandsprofil verarbeitet werden und daß ein Extremwert, z. B. ein Miminum des Abstandsprofils als Abstandsmeßwert zu dem den Durchmesser des Artikels repräsentierenden Durchmesser­ signal verarbeitet wird. Dabei kann das Abstandsprofil durch eine Folge aufeinanderfolgender Abstandsmessungen oder durch einen kontinuierlich gewonnenen Kurvenverlauf erzeugt werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung mit eigenständig erfinderi­ scher Bedeutung besteht darin, daß die Artikel einer zweiten Durchmessermessung unterworfen werden, um zusätzlich einen zwei­ ten, quer zum ersten verlaufenden Artikeldurchmesser zu erfas­ sen. Dazu wird gemäß der Erfindung in bevorzugter Weise so vor­ gegangen, daß die Intensität der reflektierten Meßstrahlung erfaßt und fortlaufend entsprechende Intensitätssignale gebildet werden und daß die Intensitätssignale zu einem einen zweiten Artikeldurchmesser repräsentierenden zweiten Durchmessersignal verarbeitet werden. Gemäß der Erfindung wird also ein einziger Meßkopf zum Bestimmen zweier quer zueinander verlaufender Durch­ messer der Artikel benutzt, indem außer dem Abstand der Artikel­ oberfläche auch die Intensität der reflektierten Strahlung er­ faßt und aus den Intensitätsmeßwerten der zweite Artikeldurch­ messer bestimmt wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Dauer des Durchgangs eines Artikels durch den Meßstrahl ermit­ telt und ein entsprechendes Meßsignal erzeugt wird und daß die­ ses Meßsignal zu dem einen zweiten Artikeldurchmesser repräsen­ tierenden zweiten Durchmessersignal verarbeitet wird. Gemäß einer Fortführung der Erfindung wird aus aufeinanderfolgenden Meßwerten der Intensität der reflektierten Strahlung ein Inten­ sitätsprofil gebildet. Aus diesem Intensitätsprofil wird die Dauer des Durchgangs eines Artikels durch den Meßstrahl bestimmt, indem die zeitliche Aufeinanderfolge bestimmter Charakteristika des Intensitätsprofils beim Ein- und Austritt des Artikels in den bzw. aus dem Meßstrahl erfaßt wird. Da sich die Reflexion des Meßstrahls an der Fördereroberfläche von der an der Artikel­ oberfläche deutlich unterscheidet, ergeben sich beim Ein- und Austritt des Artikels in den bzw. aus dem Meßstrahl Intensitäts­ sprünge der reflektierten Strahlung, aus deren zeitlichem Ab­ stand auf die Dauer des Durchgangs des Artikels durch den Meß­ strahl und damit bei bekannter Geschwindigkeit auf den Artikel­ durchmesser geschlossen werden kann.

Gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Artikel in eine zweite Meßposition gefördert werden und daß in der zweiten Meßposition eine zweite Durchmessermessung durchgeführt und zweite Durchmessersignale erzeugt werden. Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung passieren die Artikel in der zweiten Meßposition einen zum Förderweg der Artikel hin gerichteten Lichtstrahl. Die Dauer des Durchgangs der Artikel durch den Lichtstrahl wird erfaßt, und es wird ein dieser Dauer entsprechendes Meßsignal gebildet, das zu einem den Artikeldurchmesser repräsentierenden zweiten Durchmesser­ signal verarbeitet wird. Um das Meßergebnis von Zufallsschwan­ kungen unabhängig zu machen, ist vorgesehen, daß aus mehreren aufeinanderfolgenden Durchmessersignalen durch Mittelwertbildung ein korrigiertes Durchmessersignal gebildet wird. Dieses korri­ gierte Durchmessersignal gibt zuverlässigen Aufschluß über den Durchmesser der gemessenen Artikel. Das zweite jedem Artikel zugeordnete Durchmessersignal wird gemäß einer Fortführung der Erfindung mit dem ersten zu einem korrigierten Durchmessersignal verarbeitet. Mit den beiden Durchmessermessungen ist die Erfas­ sung von exakt im rechten Winkel aufeinanderstehenden Durchmes­ sern der Artikel möglich. Damit können besonders exakte Durch­ messerwerte erzielt werden, bei denen der Einfluß von Artikel­ verformungen sicher kompensiert ist. Eine besonders bevorzugte Kompensationsmethode besteht darin, daß das erste Durchmesser­ signal D₁ jedes Artikels mit dem zugehörigen zweiten Durchmes­ sersignal D₂ nach der Gleichung D = (D₁×D₂)^1/2 zu einem korri­ gierten Durchmessersignal D verarbeitet wird.

Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß als Meßanordnung ein den Abstand der Artikeloberfläche in der Meß­ station von einem Bezugspunkt erfassendes und ein entsprechendes Abstandsmeßsignal erzeugendes Abstandsmeßmittel vorgesehen ist und daß das Abstandsmeßmittel mit einer Auswertanordnung verbun­ den ist, welche das Abstandsmeßsignal zu einem den Durchmesser des Artikels repräsentierenden Durchmessersignal verarbeitend aus­ gebildet ist.

Weiterbildungen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 15 bis 26 enthalten.

Die Erfindung bietet den Vorteil einer weiteren, neuen Methode der Durchmesserbestimmung bei stabförmigen Artikeln der tabak­ verarbeitenden Industrie. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der großen Genauigkeit der Durchmesserbestimmung aufgrund der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abstandsmessung. Diese Durchmesserbestimmung durch Abstandsmessung kann genügen, wenn sichergestellt ist, daß bei aufeinanderfolgenden Messungen bezüglich der Artikelachse statistisch unterschiedlich verteilte Durchmesser der Artikel erfaßt werden. Dies ist in sehr vor­ teilhafter Weise der Fall, wenn, wie gemäß der Erfindung vorge­ schlagen, der Durchmesser der aus einem Filterstabmagazin ent­ nommenen Filterstäbe auf einer Filteransetzmaschine vor ihrer Vereinigung mit Tabakstäben gemessen wird. Bei der Entnahme der Filterstäbe aus dem Magazin ergeben sich statistisch unter­ schiedliche Winkellagen bezüglich ihrer Längsachsen, so daß die Bestimmung des Artikeldurchmessers durch die Abstandsmessung zugleich auch Aufschluß über ggf. vorliegende Abweichungen von der zylindrischen Form der Artikel gibt. Die Durchmesserbestim­ mung der Filterstäbe nach der Magazinentnahme auf der Filter­ ansetzmaschine erlaubt in sehr vorteilhafter Weise die Anpassung des Durchmessers des Zigarettenstrangs und damit der mit den Filterstäben zu vereinigenden Tabakstäbe. Das führt zu einer Qualitätsverbesserung der hergestellten Artikel. Die zweite Durchmessermessung gemäß der Erfindung erlaubt auf einfache Weise eine Kompensation des Einflusses von Formfehlern auf das Durchmessermeßergebnis, was insbesondere dann von vorteilhafter Bedeutung ist, wenn die Artikel bis zur Messung ununterbrochen gefesselt gefördert werden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kombination der Durchmesserbestimmung durch Abstandsmessung und der Durchmesserbestimmung mittels einer Lichtschranke erlaubt die Erfassung von zwei exakt senkrecht zueinander orientierten Durchmessern der Artikel, wodurch sich ein optimales Meßergeb­ nis ergibt. Dabei kann zur Gewinnung eines korrigierten Durch­ messersignals die Ellipsenformel verwendet werden, was den Auf­ wand für die Auswertanordnung in Grenzen hält. Von besonderem Vorteil ist auch, daß mit einem einzigen optischen Meßkopf zwei zueinander senkrechte Durchmesser der stabförmigen Artikel be­ stimmt werden können. Das vereinfacht die Meßanordnung erheblich und führt zu präzisen Aussagen über die Durchmesser der Artikel. Insgesamt bietet die Erfindung den Vorteil der Gewinnung sehr genauer Durchmessermeßwerte bei relativ geringem Aufwand für die Messung und die Auswertung der Meßsignale.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Filteransetzmaschine mit einer Durchmessermeßeinrichtung nach der Erfindung in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 eine Durchmessermeßvorrichtung nach der Erfindung mit einer Auswertanordnung in einer schematischen Darstellung,

Fig. 3 eine Darstellung der zweiten Meßposition mit einer Lichtschranke und

Fig. 4 eine Ansicht einer Fördereinrichtung für Filterstäbe mit einer Durchmessermeßvorrichtung nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Ansicht einer Filteransetzmaschine des Typs MAX der Anmelderin mit einer Durchmessermeßvorrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Diese Filteransetzma­ schine weist folgende Einzelheiten auf: Eine Einlauftrommel 1 übergibt die auf einer nicht dargestellten Zigarettenherstell­ maschine produzierten Zigaretten an zwei Staffeltrommeln 2, welche die gestaffelt zugeführten Zigaretten entstaffeln und in Reihen zu je zwei Stück mit einem Zwischenraum zwischen den Zigaretten an eine Zusammenstelltrommel 3 abgeben. Die Filter­ stäbe gelangen aus einem Magazin 4 auf eine Schneidtrommel 6, werden von zwei Kreismessern 7 zu Filterstopfen doppelter Gebrauchslänge geschnitten, auf einer Staffeltrommel 8 gestaf­ felt, von einer Schiebetrommel 9 zu einer Reihe hintereinander­ liegender Stopfen ausgerichtet und von einer Beschleunigertrom­ mel 11 in die Zwischenräume der Zigarettenreihen auf der Zusam­ menstelltrommel 3 abgelegt.

Die Zigarette-Filter-Zigarette-Gruppen werden zusammengeschoben, so daß sie axial dicht an dicht liegen. Anschließend werden sie von einer Übergabetrommel 12 übernommen.

Ein Belagpapierstreifen 13 wird von einer Belagpapierbobine 14 mittels Abzugswalze 16 abgezogen. Der Belagpapierstreifen 13 wird von einer Beleimvorrichtung 17 beleimt und auf einer Belag­ walze 18 von einer Messertrommel 19 geschnitten. Die geschnitte­ nen Belagblättchen werden an die Zigarette-Filter-Gruppen auf der Übergabetrommel 12 angeheftet und auf einer Rolltrommel 21 mittels einer Rollhand 22 um die Zigaretten-Filter-Gruppen herum­ gerollt. Die fertigen Doppelfilterzigaretten werden über eine Trockentrommel 23 einer Schneidtrommel 24 zugeführt und auf dieser durch mittiges Schneiden durch die Filterstopfen hindurch zu Einzelfilterzigaretten konfektioniert. Eine mit einer Überga­ betrommel 26 und einer Sammeltrommel 27 zusammenwirkende Wende­ einrichtung 28 wendet eine Filterzigarettenreihe und überführt sie gleichzeitig in die über die Übergabetrommel 26 und die Sammeltrommel 27 durchlaufende ungewendete Filterzigarettenreihe. Über eine Prüftrommel 29 gelangen die Filterzigaretten zu einer Auswerftrommel 31, auf welcher vor dem Auswerfvorgang außerdem die Kopfabtastung der Filterzigaretten erfolgt. Eine mit einer Bremstrommel 32 zusammenwirkende Ablegertrommel 33 legt die Filterzigaretten auf ein Ablegerband 34.

Der Filteransetzmaschine ist ein Laserkopf 36 im Bereich eines Querförderers, im vorliegenden Fall der als Laser-Rolltrommel ausgebildeten Trockentrommel 23, zugeordnet.

Mit 37 ist ein Abstandsmeßkopf einer Vorrichtung gemäß der Er­ findung zum Bestimmen des Durchmessers stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie bezeichnet.

Die Durchmessermeßvorrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 2 mit mehr Einzelheiten dargestellt. Sie ist einem Förderer 38 zugeordnet, der an seinem Umfang achsparallele Aufnahmen in Form von Mulden 39 aufweist, in denen er zu prüfende stabförmige Artikel 41 nacheinander in eine Meßstation 42 fördert. Der Meß­ station 42 ist der Abstandsmeßkopf 37 zugeordnet, der einen Meßstrahl 43 einer optischen Strahlung auf die Oberfläche der zu messenden Artikel 41 ausrichtet. Bei dem Abstandsmeßkopf 37 kann es sich um einen handelsüblichen Meßkopf handeln, wie er beispielsweise unter der Typenbezeichnung LC-ML-AT 30/3/10K von der Firma Laser Components, D-8038 Gröbenzell, vertrieben wird. Dieser Abstandsmeßkopf 37 mißt den Abstand AM zur Oberfläche der zu prüfenden Artikel 41 nach dem Triangulationsprinzip. Die zu prüfenden Artikel 41 liegen während der Messung fest in den Mulden 39 des Förderers 38. Der Abstand AR zum Muldengrund ist bekannt. Er wird als Abstandsbezugswert genutzt.

Der Abstandsmeßkopf 37 ist ausgangsseitig an eine Auswertanord­ nung 44 angeschlossen. Diese Auswertanordnung 44 weist ein Aus­ wertmittel 46 auf, welches aus den gemessenen Abstandsmeßwerten den Durchmesser D₁ der Artikel 41 bestimmt. Dabei handelt es sich um einen radial zur Achse 47 der Trommel 38 orientierten Artikeldurchmesser. Das Auswertmittel 46 kann gleichzeitig den Mittelwert mehrerer aufeinanderfolgender Durchmessermeßwerte bestimmen und als korrigierten Durchmessermeßwert ausgeben. Dieser kann in einer Anzeigeeinheit 48 angezeigt oder zur Steu­ erung eines Betätigungsmittels 49 genutzt werden.

Der Abstandsmeßkopf 37 erfaßt mit der reflektierten Meßstrah­ lung 43 außer dem Abstand AM auch die Intensität I der reflek­ tierten Meßstrahlung 43, deren Verlauf beim Durchgang aufeinan­ derfolgender Artikel durch die Meßstation als Kurvenzug im Dia­ grammfenster 73 dargestellt ist. Die Reflexion der Meßstrahlung an der Fördereroberfläche 74 zwischen aufeinanderfolgenden Arti­ keln unterscheidet sich deutlich von der an der Artikeloberflä­ che. Das kann dadurch unterstützt werden, daß die Fördererober­ fläche 74 reflexionshemmend ausgebildet oder beschichtet wird, so daß diese Oberfläche den ausgesandten Meßstrahl nur in gerin­ gem Umfang reflektiert. Die in der Regel weiße Artikeloberfläche dagegen reflektiert die Meßstrahlung sehr stark, so daß das Intensitätsprofil beim Eintritt eines Artikels in den Meßstrahl eine charakteristische Intensitätszunahme und beim Austritt des Artikels aus der Meßstrahlung eine charakteristische Intensitäts­ abnahme erkennen läßt. Das ist mit den steilen Flanken 76 und 77 im Intensitätsdiagramm 73 angedeutet. Der zeitliche Abstand dieser beiden Flanken 76 und 77, der mit einer an den Meßkopf 37 angeschlossenen Recheneinheit 78 einer Auswertanordnung 44a bestimmt wird, ist ein Maß für den Durchmesser D₂ des gemessenen Artikels 41. Dieser Durchmesser verläuft tangential zur Förder­ oberfläche und liegt senkrecht zu dem mit der Abstandsmessung bestimmten Durchmesser D₁ des Artikels. Eine Recheneinheit 79 bestimmt den Durchmesser D₂ aus dem zeitlichen Abstand der Flan­ ken 76 und 77 der Intensitätsmaxima.

Ist es aus irgendwelchen Gründen nicht möglich oder nicht er­ wünscht, die Meßstrahlung 43 des Abstandsmeßkopfs 37 für die zweite Durchmessermessung zu nutzen, so kann dafür, wie in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet, eine zweite Meßsta­ tion 51 vorgesehen sein. Dieser ist gemäß dem in Fig. 2 gezeig­ ten Ausführungsbeispiel ein Durchmessermeßkopf 52 zugeordnet der als Lichtschranke mit einer Lichtquelle 53 und einem Licht­ empfänger 54 ausgebildet ist. Fig. 3 zeigt den Aufbau dieses Durchmessermeßkopfes 52 in einer Seitenansicht, die deutlich macht, daß der Durchmessermeßkopf 52 als Gabellichtschranke ausgebildet ist. Während des Durchgangs eines zu prüfenden Ar­ tikels 41 ist der von der Lichtquelle 53 ausgehende Lichtstrahl unterbrochen, so daß die Dauer dieser Strahlunterbrechung ein Maß für den Durchmesser des zu prüfenden Artikels 41 ist. Der Lichtempfänger 54 ist an ein Auswertmittel 56 der Auswertanord­ nung 44 angeschlossen, welches die Dauer der Unterbrechung des Lichtstrahls durch den zu prüfenden Artikel 41 zu einem dem Durchmesser des Artikels entsprechenden Signal verarbeitet. Wie Fig. 2 erkennen läßt, erfaßt der Durchmessermeßkopf 52 einen tangential zur Fördertrommel 38 orientierten Durchmesser der Artikel 41. Dieser Durchmesser steht exakt senkrecht auf dem vom Abstandsmeßkopf 37 bestimmten radialen Durchmesser der Arti­ kel.

Die Auswertmittel 46 und 79 bzw. 46 und 56 sind ausgangsseitig an eine Rechenanordnung 55 der Auswertanordnung 44 angeschlos­ sen, mit welcher ein korrigiertes Durchmessersignal erzeugt wird. In diesem korrigierten Durchmessersignal sind Formabwei­ chungen der geprüften Artikel 41 kompensiert, die jeden von den beiden Meßköpfen 37 und 52 für sich aufgenommenen Durchmesser­ meßwert verfälschen können. Die korrigierten Durchmessersignale können mit der Anzeigeeinheit 48 angezeigt und/oder zur Steue­ rung des Betätigungsmittels 49 genutzt werden.

Fig. 4 zeigt den Einsatz der Durchmessermeßvorrichtung nach der Erfindung in einer Fördereinrichtung für Filterstäbe. Diese Fördereinrichtung 57 verbindet eine Filterstrangmaschine 58 zum Herstellen der Filterstäbe mit einem Speicher 59. Bei der Fil­ terstrangmaschine handelt es sich beispielsweise um eine Maschi­ ne vom Typ KDF der Anmelderin. Bei dem Speicher 59 kann es sich um eine Einrichtung vom Typ RESY der Anmelderin handeln.

Auf der Strangmaschine 58 von einem in der Zeichnung nicht ge­ zeigten Filterstrang abgetrennte und längsaxial geförderte Fil­ terstäbe werden in die Aufnahmen einer Einstoßtrommel 61 einge­ stoßen, auf dieser in bekannter Weise queraxial weitergefördert und auf eine Zwischentrommel 62 übergeben. Von der Zwischentrom­ mel 62 gelangen die Filterstäbe zu einer Übergabetrommel 63 und weiter zu einer Ausrichttrommel 64, auf welcher sie in bekannter Weise mittels Schrägscheiben in axialer Richtung ausgerichtet werden. Die Ausrichttrommel 64 übergibt die Filterstäbe dann auf eine Ablegertrommel 66, von wo sie in eine von Förderbändern 67 gebildete Speicherstrecke des Speichers 59 gelangen. Der Zwischentrommel 62 ist eine Entnahmetrommel 68 zugeordnet, mit der von der Zwischentrommel 62 Filterstäbe entnommen und in Auffangbehälter 69 abgegeben werden können.

Zur Durchmesserbestimmung der geförderten Artikel ist der Über­ gabetrommel 63 ein Abstandsmeßkopf 37 und der Ablegertrommel 66 ein Durchmessermeßkopf 52 zugeordnet. Auch in diesem Fall wer­ den mit den beiden Meßköpfen zwei exakt senkrecht aufeinander­ stehende Durchmesser der zu prüfenden Artikel bestimmt bzw. erfaßt, weil die Artikel auf den Trommeln gefesselt gefördert und von Trommel zu Trommel gefesselt übergeben werden. Eine Änderung der Orientierung der Artikel bezüglich ihrer Längs­ achsen ist dabei weitgehend ausgeschlossen.

Zur Funktion der beschriebenen Vorrichtung: Mit dem Meßstrahl 43 des Abstandsmeßkopfes 37 wird zunächst auf einer leer umlau­ fenden Trommel 38 der Abstand AR der Unterlage der zu prüfenden Artikel 41, also des Grundes der Mulden 39, von dem Abstands­ meßkopf 37 gemessen. Dieser Abstand AR wird als Abstandsbezugs­ wert in der Auswertanordnung 44 gespeichert. Zur Durchmesser­ bestimmung der Artikel 41 wird dann der Abstand AM der Artikel­ oberfläche von dem Meßkopf 37 gemessen. Dazu wird beim Durch­ gang eines Artikels 41 durch die Meßstation 42 durch Aufnahme einer Reihe von Meßwerten ein Abstandsprofil 71 erzeugt, wie es im Diagrammfenster 72 in Fig. 2 dargestellt ist. Die Lage des Extremwertes dieses Kurvenverlaufs 71 gibt mit großer Genauig­ keit den Abstand AM der Oberfläche der Artikel 41 von dem Meß­ kopf 37 an. Dieser Wert AM wird im Auswertmittel 46 der Auswert­ anordnung 44 zusammen mit dem Abstandswert AR zu dem Durchmes­ serwert D₁ verarbeitet. Das kann z. B. durch Bildung der Diffe­ renz von AR und AM geschehen. Sind die Artikel 41 in den Mulden 39 des Förderers 38 bezüglich ihrer Längsachse statistisch ori­ entiert, unterliegen sie also nicht einer Vorzugsorientierung, so genügt der Mittelwert aus mehreren aufeinander-folgenden Abstandswerten D₁ als zuverlässige Aussage über den Durchmesser der Artikel. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Abstandsmeßkopf 37 am Auslaß des Magazins 4 einer Filteransetz­ maschine angeordnet, ist, wie das in Fig. 1 gezeigt ist. Werden die Artikel 41 dagegen dauernd gefesselt gefördert, so behalten sie eine Vorzugsorientierung bei, die bei auftretenden Verfor­ mungen der Artikel zu Verfälschungen der Durchmesserwerte führen kann. Aus diesem Grunde ist gemäß Fig. 2 die zweite Durchmesser­ messung vorgesehen, welche einen quer, vorzugsweise senkrecht zum durch die Abstandsmessung erfaßten Durchmesser verlaufenden zweiten Durchmesser bestimmt. Diese zweite Durchmessermessung wird vorzugsweise ebenfalls mit dem Abstandsmeßkopf durchgeführt, wie oben beschrieben. Wenn dies aus irgendwelchen Gründen nicht möglich ist, kann für die zweite Durchmessermessung auch die zweite Meßstation 51 vorgesehen sein, wie sie in Fig. 2 in einem gestrichelten Kasten dargestellt ist, in der die Artikel 41 einen Meßstrahl eines als Lichtschranke ausgebildeten Meß­ kopfes 52 durchlaufen. Dabei wird der Meßstrahl von dem Artikel 41 abgeblendet. Die Dauer der Unterbrechung des Meßstrahles ist ein Maß für den Durchmesser des Artikels. Das Auswertmittel 56 erzeugt aufgrund der Dauer der Unterbrechung des Meßstrahles ein Durchmessersignal, das dem tangential zur Trommelachse 47 orientierten Durchmesser D₂ der Artikel entspricht.

Die Durchmessersignale D₁ und D₂ gelangen zur Rechenanordnung 55 und werden dort zu einem korrigierten Durchmessersignal ver­ arbeitet. Dies kann vorzugsweise nach der Gleichung D = (D₁× D₂)^1/2 erfolgen. Diese einfache Verrechnung der beiden Durchmes­ serwerte D₁ und D₂ mit der Ellipsengleichung ist hier deswegen möglich, weil die Durchmesser D₁ und D₂ sehr exakt aufeinander senkrecht stehen. So ergibt sich eine sehr einfache und schnel­ le Auswertung der gemessenen Werte, die zu einem zuverlässigen, korrigierten Durchmessersignal führt.

In der Zeichnung ist die Auswertanordnung als Blockschaltbild dargestellt. Diese Darstellung wurde gewählt, weil sie eine ver­ ständliche Erläuterung der Funktion der Signalauswertung erleich­ tert. Tatsächlich ist diese Signalauswertung in modernen Maschi­ nen in integrierten Schaltungen bzw. einem Computer realisiert, die die in der Blockdarstellung gezeigten Einzelbauteile in die­ ser Form und Anordnung nicht enthalten, aber dieselben Operatio­ nen mit denselben Ergebnissen ausführen.

Claims (26)

1. Verfahren zum Bestimmen des Durchmessers stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie, bei dem die Artikel auf einer in Förderrichtung bewegten Unterlage liegend durch eine Meßposition gefördert werden und mittels optischer Strah­ lung der Artikeldurchmesser bestimmt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Meßposition der Abstand der Oberfläche des Artikels zu einem Bezugspunkt erfaßt und ein entsprechender Abstandsmeßwert gebildet wird und daß aus diesem Abstand der Durchmesser des Artikels bestimmt und ein entsprechendes Durch­ messersignal erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstandsbezugswert vorgegeben und gespeichert wird und daß dieser Bezugswert und der Abstandsmeßwert zu einem den Durch­ messer des Artikels repräsentierenden Durchmessersignal verarbeitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezugswert vorgegeben und gespeichert wird, welcher die Distanz zwischen der den Artikel tragenden Unterlage und dem Bezugs­ punkt repräsentiert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Artikel zur Durchmesserbestimmung queraxial durch die Meßposition gefördert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Durchgang eines Artikels durch die Meßposi­ tion nacheinander mehrere Abstandsmessungen durchgeführt und mehrere Abstandsmeßwerte gebildet werden, daß die Abstandsmeß­ werte zu einem Abstandsprofil verarbeitet werden und daß ein Extremwert des Abstandsprofils als Abstandsmeßwert zu dem den Durchmesser des Artikels repräsentierenden Durchmessersignal verarbeitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Intensität der reflektierten Meßstrahlung erfaßt und fortlaufend entsprechend der Intensität Signale ge­ bildet werden und daß die Intensitätssignale zu einem einen zweiten Artikeldurchmesser repräsentierenden zweiten Durchmes­ sersignal verarbeitet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Durchgangs eines Artikels durch den Meßstrahl ermit­ telt und ein entsprechendes Meßsignal erzeugt wird und daß die­ ses Meßsignal zu dem einen zweiten Artikeldurchmesser repräsen­ tierenden zweiten Durchmessersignal verarbeitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgende Meßwerte der Intensität der reflektierten Strahlung ein Intensitätsprofil bilden und daß die Dauer des Durchgangs eines Artikels durch den Meßstrahl durch Erfassen der zeitlichen Aufeinanderfolge bestimmter Charakteristika des Intensitätsprofils beim Ein- und Austritt des Artikels in den bzw. aus dem Meßstrahl ermittelt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Artikel in eine zweite Meßposition gefördert werden und daß in der zweiten Meßposition eine zweite Durchmes­ sermessung durchgeführt und zweite Durchmessersignale erzeugt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Artikel in der zweiten Meßposition einen zum Förderweg der Artikel hin gerichteten Lichtstrahl passieren, daß die Dauer des Durchgangs der Artikel durch den Lichtstrahl erfaßt und ein dieser Dauer entsprechendes Meßsignal gebildet wird und daß dieses Meßsignal zu einem den Artikeldurchmesser repräsentie­ renden zweiten Durchmessersignal verarbeitet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß aus mehreren aufeinanderfolgenden Durchmesser­ signalen durch Mittelwertbildung ein korrigiertes Durchmesser­ signal gebildet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite, jedem Artikel zugeordnete Durch­ messersignal mit dem ersten zu einem korrigierten Durchmesser­ signal verarbeitet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Durchmessersignal D₁ jedes Artikels mit dem zugehöri­ gen zweiten Durchmessersignal D₂ nach der Gleichung D = (D₁× D₂)^1/2 zu einem korrigierten Durchmessersignal D verarbeitet wird.

14. Vorrichtung zum Bestimmen des Durchmessers stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie mit einer Meßstation, einem Förderer zum Fördern der Artikel in die Meßstation und einer der Meßstation zugeordneten optischen Meßanordnung zum Bestimmen des Artikeldurchmessers mit Hilfe optischer Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßanordnung ein den Abstand AM der Artikeloberfläche (41) in der Meßstation (42) von einem Bezugspunkt erfassendes und ein entsprechendes Abstandsmeßsignal erzeugendes Abstandsmittel (37) vorgesehen ist, und daß das Abstandsmittel mit einer Auswertanordnung (44) verbunden ist, welche das Abstandsmeßsignal zu einem den Durchmesser (D₁) des Artikels (41) repräsentierenden Durchmessersignal verarbeitend ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung einen einen optischen Meßstrahl (43) aussen­ denden und empfangenden Abstandsmeßkopf (37) aufweist, daß der Meßkopf in der Meßstation (42) in einem vorgegebenen Abstand (AR) von der die Artikel (41) tragenden Fördereroberfläche (39) angebracht ist und daß die Auswertanordnung (44) ein diesem vorgegebenen Abstand entsprechendes Referenzwertsignal spei­ chernd und aus der Differenz zwischen dem Referenzwertsignal und dem dem Abstand der Artikeloberfläche vom Meßkopf (37) ent­ sprechenden Abstandsmeßsignal den Artikeldurchmesser (D₁) ermit­ telnd ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeich­ net, daß als Abstandsmeßmittel ein nach dem Triangulations­ prinzip arbeitender Abstandsmeßkopf (37) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsmeßmittel (37) auch als Inten­ sitätsmeßmittel zum Erfassen der Intensität (I) der reflektier­ ten Meßstrahlung (43) und zum Erzeugen entsprechender Intensi­ tätssignale ausgebildet und vorgesehen ist und daß die Auswert­ anordnung (44a) die Intensitätssignale zu einen zweiten Artikel­ durchmesser (D₂) repräsentierenden zweiten Durchmessersignalen verarbeitend ausgebildet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertanordnung (44a) eine Recheneinheit (78) zum Er­ mitteln der Dauer des Durchgangs eines Artikels (41) durch den Meßstrahl (43) sind zum Erzeugen eines entsprechenden Meßsignals aufweist und daß Mittel (79) zum Verarbeiten die­ ses Meßsignals zu dem einen zweiten Artikeldurchmesser (D₂) repräsentierenden zweiten Durchmessersignal vorgesehen sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auswertanordnung (44a) aus aufeinanderfolgenden Meßwerten der Intensität der reflektierten Meßstrahlung (43) ein Intensitätsprofil (73) bildend und die Dauer des Durch­ gangs eines Artikels (41) durch den Meßstrahl (43) durch Erfassen der zeitlichen Aufeinanderfolge bestimmter Charak­ teristika (76, 77) des Intensitätsprofils beim Ein- und Aus­ tritt des Artikels in den bzw. aus dem Meßstrahl ermittelnd ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereroberfläche (74) reflexions­ hemmend ausgebildet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Förderweg der Artikel (41) eine zweite Meßstation (51) vorgesehen ist und daß die zweite Meßstation ein Durchmessermeßmittel (52) aufweist, welches einen quer zu dem in der ersten Meßstation (42) bestimmten Durchmesser (D₁) verlaufenden Artikeldurchmesser (D₂) erfaßt und ein entspre­ chendes zweites Durchmessersignal erzeugt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßstation (51) einen als Lichtschranke (53, 54) mit einem den Förderweg der Artikel (41) kreuzenden Lichtstrahl ausgebildeten Durchmessermeßkopf (52) aufweist, daß der Durch­ messermeßkopf an die Auswertanordnung (44) angeschlossen ist und daß die Auswertanordnung Mittel (56) aufweist, welche die Dauer der Unterbrechung des Lichtstrahls durch einen passieren­ den Artikel (41) erfassen und zu einem einen zweiten Artikel­ durchmesser (D₂) repräsentierenden Durchmessersignal verarbei­ ten.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertanordnung (44) durch Mittelwert­ bildung aus einer Reihe aufeinanderfolgender Durchmessersignale (D₁) ein korrigiertes Durchmessersignal erzeugend ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 23, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auswertanordnung (44) eine die ersten und zweiten Durchmessersignale zu korrigierten Durchmessersignalen ver­ arbeitende Recheneinheit (55) aufweist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (55) die ersten und zweiten Durchmessersi­ gnale (D₁ bzw. D₂) nach der Gleichung D = (D₁×D₂)^1/2,miteinander verknüpfend und zu einem korrigierten Durchmesser­ signal (D) verarbeitend ausgebildet ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstation (42, 51) auf einer Filter­ ansetzmaschine (Fig. 1) angebracht ist und daß sie dort einem Förderer (6) zugeordnet ist, welcher aus einem Filterstabmaga­ zin (4) entnommene Filterstäbe vor ihrer Vereinigung mit Tabak­ stäben zu Filter-Zigarette-Gruppen queraxial fördert.