[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen von stabförmigen
Gegenständen, insbesondere Zigaretten nach dem jeweiligen Oberbegriff der unabhängigen
Ansprüche.
[0002] Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung ist aus der US 6
508 138 bekannt. Das bekannte Verfahren ist insoweit noch nicht optimal, als beim
Überprüfen von Formationen von Gegenständen bei in bestimmter Weise fehlerhaft positionierten
Gegenständen, z.B. querliegenden Zigaretten, die Formation insgesamt als korrekt ausgewertet
wurde. Des Weiteren erfordert eine Änderung des Formats - der Länge - der Gegenstände
bisher eine mechanische Anpassung der Prüfvorrichtung.
[0003] Der Erfindung liegt entsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Prüfverfahren und eine
Prüfvorrichtung anzugeben, bei dem/bei der die oben genannten Nachteile vermieden
werden.
[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet,
dass bei Erzeugen des Betätigungssignals die Position des Prüforgans ermittelt und
die ermittelte Position ausgewertet wird. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine
korrespondierende erfindungsgemäße Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
die Position des Prüforgans ermittelbar und die ermittelte Position in Reaktion auf
das Betätigungssignal abspeicherbar und auswertbar ist.
[0005] Weitere Besonderheiten und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
[0006] Es zeigt:
- Fig. 1
- als Beispiel für eine Verpackungsmaschine einen sogenannten Weichpacker zur Verpackung
von Zigaretten,
- Fig. 2
- einen Schnitt durch den Weichpacker,
- Fig. 3a
- einen Verfahrweg des Prüforgans mit einem von einem Stößel des Prüforgans gelieferten
Betätigungssignal,
- Fig. 3b
- Beispiele für exemplarische, beim Addieren sämtlicher Betätigungssignale über der
Zeit ermittelter Summenkurven,
- Fig. 4
- ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung bei einem Zigarettenrevolver,
- Fig. 5
- weitere Beispiele für exemplarische Summenkurven und
- Fig. 6
- einen Schnitt durch den Zigarettenrevolver.
[0007] Fig. 1 zeigt als Verpackungsmaschine 10 einen sogenannten Weichpacker und dort die
Zigarettenzufuhr. Ein Weichpacker ist allgemein bekannt. Er weist in einem oberen
Bereich einen Zigarettenzuführschacht 11 auf. In dessen unterem Bereich sind als zu
verpackende Gegenstände eine Vielzahl von Zigaretten 12 durch die in der Draufsicht
sichtbare Stirn- oder Filterseite als Kreiskontur dargestellt. In einem Mittelabschnitt
des Weichpackers ist eine Vielzahl von Prüfschächten 13 vorgesehen, die die einzelnen
Zigaretten 12 jeweils nacheinander unter Gravitationseinfluss passieren. Jedem Prüfschacht
13 ist ein Andrückschieber 14 und ein Sperrschieber 15 zugeordnet. Der Andrückschieber
14 ist zum Andrücken jeweils mindestens einer Zigarette 12 an eine Wand des Prüfschachtes
13 vorgesehen. Wenn auf diese Weise eine Zigarette 12 durch den Andrückschieber 14
festgehalten wird, bewegen die sich oberhalb der festgehaltenen Zigaretten 12 befindlichen
Zigaretten 12 nicht mehr, sodass diese sich für eine anschließende Prüfung in einer
definierten Position befinden. Der Sperrschieber 15 ist vorgesehen, um sämtliche Prüfschächte
13 zu sperren. Bei betätigtem Sperrschieber 15 werden sämtliche sich oberhalb des
Sperrschiebers 15 befindenden Zigaretten 12 festgehalten. Im Anschluss an die Prüfschächte
13 gelangen die geprüften Zigaretten 12 in einen Sammelbereich 16, von dem aus sie
- wiederum unter Gravitationseinfluss - in einzelne Zigarettenschächte 17 gelangen.
[0008] Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Weichpacker entlang der Linie II-II (Fig. 1)
durch einen der Prüfschächte 13, sodass das Innere dieses Prüfschachtes 13 mit den
darin enthaltenen Zigaretten 12 dargestellt ist. Vor dem Weichpacker ist ein bewegliches
Prüforgan 20 mit einer Anzahl von Stößeln 21 zum Prüfen der tabakseitigen Stirnseiten
der Zigaretten 12 vorgesehen. Das Prüforgan 20 umfasst ein Gehäuse, durch das die
Stößel 21 nach aussen ragen. Innerhalb des Gehäuses ist eine Führung der Stößel 21
vorgesehen. Des Weiteren sind innerhalb des Gehäuses Mittel 23, z.B. eine Induktionsspule,
zum Auslösen des Betätigungssignals bei ausgelenktem Stößel 21 sowie Elektronik zum
Speichern oder Verarbeiten und zum Weiterleiten des oder jedes Betätigungssignals
vorgesehen. Das Prüforgan 20 ist in Fig. 1 durch die strich-punktiert eingezeichnete
Kontur vor den einzelnen Prüfschächten 13 oberhalb der jeweiligen Andrückschieber
14 eingezeichnet. Das Prüforgan 20 führt eine oszillierende Bewegung aus, sodass es
sich einerseits auf die Zigaretten 12 zu bewegt (Vorwärtsbewegung) und dabei die Enden
der Stößel 21 auf die Stirnseiten der Zigaretten 12 auftreffen, wodurch die Stößel
21 ausgelenkt werden. Nach dieser Prüfung bewegt sich das Prüforgan 20 wieder von
den Zigaretten 12 weg (Rückwärtsbewegung), sodass die Zigaretten 12 wieder freigegeben
werden. Die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Prüforgans 20 ist durch den Doppelpfeil
veranschaulicht. Bei der Vorwärtsbewegung des Prüforgans werden die Zigaretten 12
gegen eine rückseitige Wand des Prüfschachtes 13 gedrückt, so dass sich für alle gleichzeitig
geprüften Zigaretten 12 eine definierte Lage ergibt.
[0009] Trifft ein Stößel 21 während der Vorwärtsbewegung auf eine Zigarette 12 und wird
er dabei um einen bestimmten Weg ausgelenkt, wird für diesen Stößel 21 ein elektrisch
auswertbares Signal (Betätigungssignal) erzeugt. Details zur Erzeugung des Betätigungssignals
können der für die gleiche Anmelderin eingereichten US 6 508 138 entnommen werden.
Ist eine Zigarette 12 nur unvollständig mit Tabak gefüllt, wird der auf diese Zigarette
12 auftreffende Stößel 21 später, d.h. bei einer anderen Position des Prüforgans 20,
ausgelenkt als ein auf eine ordnungsgemäße Zigarette auftreffender Stößel 21. Entsprechend
wird bei einem solchen Fall dann auch das Betätigungssignal später, d.h. bei einer
anderen Position des Prüforgans 20 ausgelöst.
[0010] Damit sich die Zigaretten 12 im jeweiligen Prüfschacht 13 beim Prüfvorgang, also
während der Vorwärtsbewegung des Prüforgans 20, an einer definierten Position befinden,
ist vorgesehen, dass in Flussrichtung unterhalb der jeweils zu prüfenden Zigaretten
12 zumindest eine Zigarette 12 durch den Andrückschieber 14 im Prüfschacht 13 festgehalten
wird. Der Andrückschieber 14 ist in Fig. 2 als durch die angedrückte Zigarette 12
verdeckte gestrichelte Kontur dargestellt. Die Zigarette 12 vor dem Andrückschieber
14 ist während des Prüfvorgangs durch Andrücken an die Wand des Prüfschachtes 13 festgehalten.
In Flussrichtung der Zigaretten 12 unterhalb der Position des Ändrückschiebers 14
befindet sich der Sperrschieber 15. Zwischen Andrückschieber 14 und Sperrschieber
15 ist Raum für genau so viele Zigaretten wie das Prüforgan 20 für jeweils einen Prüfschacht
13 Stößel 21 aufweist. Im Ausführungsbeispiel ist zwischen Andrückschieber 14 bzw.
der damit angedrückten Zigaretten 12 und Sperrschieber 15 Raum für genau drei Zigaretten
12, nachdem das Prüforgan 20 für jeden Prüfschacht 13 genau drei Stößel 21 aufweist.
Wenn beim Prüfen der Zigaretten 12 die Fehlerhaftigkeit einzelner oder mehrerer geprüfter
Zigaretten 12 festgestellt wurde, werden die fehlerhaften Zigaretten 12, wenn sie
im Prüfschacht die Position zwischen Andrückschieber 14 und Sperrschieber 15 erreichen,
durch Auswurforgane, nämlich Druckluftdüsen 22, ausgeworfen. Die Rückwand des Prüfschachtes
13 ist an dieser Stelle offen, sodass fehlerhafte Zigaretten 12 vollständig aus dem
Prüfschacht 13 entfernt werden. Andrückschieber 14 und Sperrschieber 15 werden dabei
alternierend betätigt. D.h. wenn der Andrückschieber 14 den Prüfschacht 13 freigibt,
ist dieser durch den Sperrschieber 15 versperrt, so dass nur eine definierte Anzahl
von Zigaretten 12 im Prüfschacht 13 vorwärts rückt. Wenn der Sperrschieber 15 den
Prüfschacht 13 freigibt, ist der Andrückschieber 14 aktiviert, so dass nur die Zigaretten
12 im Abschnitt zwischen Andrückschieber 14 und Sperrschieber 15 im Prüfschacht 13
nach unten fallen. Der Raum zwischen Andrückschieber 14 und Sperrschieber 15 ist dabei
insbesondere so bemessen, dass darin genau so viele Zigaretten 12 Platz finden, wie
durch das Prüforgan 20 in einem Prüfvorgang geprüft werden.
[0011] Fig. 3a zeigt in einem Koordinatensystem aufgetragen einen Verfahrweg 30 des Prüforgans
20. In dem Koordinatensystem ist auf der Ordinate die Auslenkung des Prüforgans 20
und auf der Abszisse eine Zeitbasis aufgetragen. Als Zeitbasis wird bevorzugt eine
auf die Arbeitsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine 10 abgestellte Zeitbasis verwendet.
Dazu ist es üblich, z.B. eine Vollumdrehung einer insbesondere der Verpackungsmaschine
10 zugeordneten Hauptachse heranzuziehen. Dazu wird die Umdrehung der Hauptachse mit
einem Inkremtenal- oder Winkelgeber gemessen. Eine bestimmte Anzahl von Zählimpulsen,
hier z.B. 1.000, entspricht dabei einer Vollumdrehung der Hauptachse. Anhand des dargestellten
Verfahrweges 30 des Prüforgans 20 ist ersichtlich, dass das Prüforgan 20 während einer
vollständigen Umdrehung der Hauptachse eine komplette Vorwärts- und eine komplette
Rückwärtsbewegung ausgeführt hat. Der dargestellte Verfahrweg 30 des Prüforgans 20
über der Zeitbasis hat, wie bei solchen schwingenden oder oszillierenden Bewegungen
üblich, die Form einer Halbwelle einer Sinusschwingung. Gleichfalls dargestellt ist
das Betätigungssignal 31 eines Stößels 21, das als Binärsignal (betätigt/nicht betätigt)
eine Rechteckform hat. Sobald das Betätigungssignal 31 für einen Stößel 21 ansteht,
wird die aktuelle Position des Prüforgans 20 festgehalten. Dabei ist es gleichwertig,
ob die Position des Prüforgans 20 in Form der bestehenden Auslenkung oder in Form
der verstrichenen Zählimpulse aufgezeichnet wird, da beide über einen einmal aufgenommenen
Verfahrweg 30 des Prüforgans 20 während einer Vollumdrehung der zentralen Achse in
einer konstanten Relation stehen.
[0012] Dargestellt ist in Fig. 3a der Fall, dass das Betätigungssignal 31 vor einer Maximalauslenkung
des Prüforgans 20 bei der Vorwärtsbewegung um z. B. dreißig Wegeinheiten, nämlich
bei achtundzwanzig Wegeinheiten ansteht. Einer der Stößel 21 trifft also auf die tabakseitige
Stirnseite einer Zigarette 12 und wird dadurch derart ausgelenkt, dass das Betätigungssignal
31 ausgelöst wird, bevor das Prüforgan 20 die Vorwärtsbewegung beendet hat. Würde
einer der Stößel 21 während der Vorwärtsbewegung des Prüforgans 20 erheblich früher
auf eine Zigarette 12 treffen, verschiebt sich der Beginn des Betätigungssignals 31
auf der Ordinate nach links. Ursache für eine frühere Auslösung des Betätigungssignals
31 kann eine zu lange Zigarette 12 sein. Ist die Zigarette 12 dagegen zu kurz oder
nur unzureichend mit Tabak befüllt, verschiebt sich der Beginn des Betätigungssignals
31 entsprechend auf der Ordinate nach rechts.
[0013] Zur Auswertung des Betätigungssignals 31 werden zwei Grenzwerte 32, 33 herangezogen,
wobei bei einem innerhalb dieser Grenzwerte 32, 33 erzeugten Betätigungssignal 31
die jeweilige Zigarette 12 noch als fehlerfrei ausgewertet wird und eine Zigarette
12, die ein Betätigungssignal 31 außerhalb dieser Grenzwerte 32, 33 ausgelöst hat,
als fehlerhaft ausgewertet wird, sodass entsprechend ein Fehlersignal erzeugt wird.
[0014] Die Einzelauswertung sämtlicher Betätigungssignale 31 ist bei der Vielzahl von Prüfschächten
13 und der Mehrzahl von in jedem Prüfschacht 13 bei einem Prüfvorgang untersuchten
Zigaretten 12 nur bedingt praktikabel. Tatsächlich wären im dargestellten Ausführungsbeispiel
mit achtundzwanzig Prüfschächten 13 (Fig. 1) und jeweils drei in einem Prüfschacht
13 bei einem Prüfvorgang geprüften Zigaretten 12 (Fig. 2) vierundachtzig Betätigungssignale
31 zu untersuchen. Daher ist bevorzugt vorgesehen, dass die Betätigungssignale 31
über der Zeitbasis addiert werden und eine resultierende Summenkurve 34, 35, 36 anstelle
der einzelnen Betätigungssignale 31 ausgewertet wird. In Fig. 3b ist eine Mehrzahl
solcher Summenkurven 34, 35, 36 dargestellt. Jede Summenkurve 34, 35, 36 beginnt während
der Vorwärtsbewegung des Prüforgans 20 mit einer Höhe Null, weil zunächst keiner der
Stößel 21 ausgelenkt ist und entsprechend kein Betätigungssignal 31 ansteht. Entsprechend
endet jede Summenkurve 34, 35, 36 mit der Höhe Null, weil während der Rückwärtsbewegung
des Prüforgans 20 irgendwann eine Position erreicht ist, bei der wiederum keiner der
Stößel 21 mehr ausgelenkt ist, sodass entsprechend kein Betätigungssignal 31 ansteht.
Des Weiteren erreicht jede Summenkurve 34, 35, 36 beim Wendepunkt der Bewegung des
Prüforgans 20 ein Maximum, weil an dieser Stelle sämtliche oder zumindest die meisten
Stößel 21 ausgelenkt sind und damit eine entsprechende Anzahl von Betätigungssignalen
31 ansteht. Sind an dieser Position sämtliche Stößel 21 ausgelenkt, ergeben sich bei
vierundachtzig Stößeln 21 entsprechend vierundachtzig anstehende Betätigungssignale
31, sodass die Summenkurve 34, 35, 36 eine Höhe von vierundachtzig Einheiten aufweist.
[0015] Je nach dem, ob die Zigaretten 12 durch ein gleichmäßiges Format oder durch eine
gleichmäßige Tabakbefüllung eine in etwa gleiche Länge aufweisen, werden die Stößel
21 zeitlich eng aufeinander folgend ausgelenkt. Eine erste Methode zur Untersuchung
der Summenkurve 34, 35, 36 besteht damit darin, die Dauer des Anstiegs ausgehend von
einem ersten Schwellwert als Startwert 37, insbesondere Null, bis zu einem zweiten
Schwellwert als Maximalwert 38 in Bezug zur jeweiligen Position des Prüforgans 20
beim Erreichen des Start- und Maximalwertes 37, 38 zu untersuchen. Beim in Fig. 3b
dargestellten Fall findet nur der Anstieg der mit einer durchgezogenen Linie dargestellten
Summenkurve 34 vom Startwert 37 bis zum Maximalwert 38 innerhalb der beiden Grenzwerte
32, 33 für die Position des Prüforgans 20 statt. Bei der strichpunktiert dargestellten
Summenkurve 35 wird zwar der Maximalwert 38 innerhalb des durch die Grenzwerte 32,
33 vorgegebenen Intervalls erreicht, der Startwert 37 wird jedoch schon vor dem Intervall
erreicht, was darauf hindeutet, dass einige Stößel 21 "zu früh" ausgelenkt wurden,
sodass unter den geprüften Zigaretten 12 zumindest einige Zigaretten 12 länger als
erwartet oder vorgesehen waren. Bei der gestrichelt dargestellten Summenkurve 36 wird
nur der Startwert 37 innerhalb des durch die Grenzwerte 32, 33 definierten Intervalls
erreicht, während der Maximalwert 38 erst außerhalb des Intervalls erreicht wird.
Dies deutet darauf hin, dass eine Vielzahl der Stößel 21 erst "relativ spät" während
der Vorwärtsbewegung des Prüforgans 20 ausgelenkt wurden, sodass sich unter den geprüften
Zigaretten 12 eine erhebliche Anzahl von Zigaretten 12 befindet, die entweder zu kurz
oder nur unzureichend mit Tabak befüllt sind. Bei der Auswertung ist es ausreichend,
diese nur während der Vorwärtsbewegung des Prüforgans 20 durchzuführen, weil sich
bei der Rückwärtsbewegung entsprechende Verhältnisse ergeben und sowohl der Verlauf
eines einzelnen Betätigungssignals 31 als auch einer Summenkurve 34, 35, 36 symmetrisch
zum Verfahrweg 30 des Prüforgans 20 ist. Des Weiteren ist es ausreichend, die Auswertung
auch während der Vorwärtsbewegung des Prüforgans 20 nur in einem bestimmten Abschnitt
dieser Bewegung durchzuführen. In den Darstellungen bezeichnen die Positionen X und
Y jeweils den Beginn bzw: das Ende der Auswertung. Das durch die o.g. Grenzwerte 32,
33 definierte Intervall ist in Fig. 3b als schraffierter Bereich dargestellt. Zur
Anpassung der Prüfung auf unterschiedliche Zigarettenlängen, etwa nach einem Produkt-
oder Markenwechsel, ist eine Verschiebung des durch die Positionen X und Y begrenzten
Auswertungsabschnitts ausreichend. Bei insgesamt längeren Zigaretten erfolgt die Auslenkung
der Stößel 21 nämlich zeitlich früher, in Fig. 3b also "weiter links", so dass die
Summenkurve 34, 35, 36 insgesamt breiter wird. Bei insgesamt kürzeren Zigaretten erfolgt
die Auslenkung der Stößel 21 entsprechend zeitlich später, in Fig. 3b also "weiter
rechts", so dass die Summenkurve 34, 35, 36 insgesamt schmaler wird.
[0016] Eine alternative Möglichkeit der Untersuchung der Summenkurve 34, 35, 36 besteht
darin, die Dauer, während derer die jeweilige Summenkurve 34, 35, 36 einen Schwellwert
39 überschreitet, zu untersuchen. Dabei wird die Anzahl der Zeiteinheiten gezählt,
während derer die jeweilige Summenkurve 34, 35, 36 oberhalb des Schwellwertes 39 verläuft.
Die strichpunktiert dargestellte Summenkurve 35 verläuft während der längsten Zeit
oberhalb des Schwellwertes 39. Bereits oben war ausgeführt, dass sich eine Summenkurve
nach Art der strichpunktiert dargestellten Summenkurve 35 dann einstellt, wenn unter
den geprüften Zigaretten 12 eine Vielzahl der Zigaretten 12 zu lang sind. Dem gegenüber
verläuft die gestrichelt dargestellte Summenkurve 36 nur kurze Zeit oberhalb des Schwellwertes
39. Hier war oben bereits ausgeführt, dass sich eine solche Summenkurve 36 einstellt,
wenn unter den geprüften Zigaretten 12 viele zu kurz oder nur unzureichend mit Tabak
befüllt waren.
[0017] Zur Auswertung der Summenkurven 34, 35, 36 wird entsprechend ein unterer und ein
oberer zeitlicher Schwellwert eingeführt, wobei der untere zeitliche Schwellwert derart
gewählt ist, dass die Dauer, während derer die gestrichelt dargestellte Summenkurve
36 den Schwellwert 39 überschreitet, unterhalb dieses zeitlichen Schwellwertes liegt
und die Dauer während derer die strichpunktiert dargestellte Summenkurve 35 den Schwellwert
39 überschreitet oberhalb dieses zeitlichen Schwellwertes liegt. Entsprechend liegt
die Dauer, während derer die mit durchgezogener Linie dargestellte Summenkurve 34
den Schwellwert 39 überschreitet, zwischen diesem unteren und diesem oberen zeitlichen
Schwellwert, sodass diese Summenkurve 34 dahingehend auswertbar ist, dass die geprüften
Zigaretten 12 die Anforderungen erfüllen.
[0018] In einer praktischen Ausführung kann die Untersuchung der jeweiligen Summenkurve
34, 35, 36 wie folgt geschehen: Jedem Stößel 21 ist in einem Speicher einer Verarbeitungseinheit
genau eine Speicherzelle zugeordnet (sämtlich nicht dargestellt), wobei die jeweilige
Speicherzelle den Wert des jeweiligen Betätigungssignals 31 repräsentiert. D.h. bei
ausgelöstem Betätigungssignal 31 hat die jeweilige Speicherzelle einen Wert von "logisch
Eins". Eine Mehrzahl von Speicherzellen wird dabei gruppenweise zusammengefasst. Üblicherweise
werden acht Speicherzellen in an sich bekannter Weise in einer Gruppe zu einem Byte
zusammengefasst. Bei vierundachtzig Stößeln 21 sind zur Repräsentation der jeweiligen
Zustände also zehn Byte (= Achtzig Speicherzellen) und vier weitere Speicherzellen
erforderlich. Diese vier weiteren Speicherzellen werden mit vier zusätzlichen, standardmäßig
auf "logisch Eins" gesetzten Speicherzellen zu einem weiteren Byte komplettiert. Während
der Bewegung des Prüforgans 20 oder eines ausgewählten Abschnittes während dieser
Bewegung werden diese elf Byte permanent einer logischen UND-Verknüpfung unterzogen
und das sich damit ergebende Verknüpfungsergebnis ausgewertet. Solange noch einer
der Stößel 21 nicht soweit ausgelenkt ist, dass das entsprechende Betätigungssignal
31 erzeugt wird, verbleibt auch in dem Verknüpfungsergebnis eine "logische Null".
Erst wenn alle Stößel 21 ausgelenkt sind, haben alle zugehörigen Speicherzellen den
Wert "logisch Eins", sodass sich auch im Verknüpfungsergebnis nur noch der Zustand
"logisch Eins" ergibt. Wenn das Verknüpfungsergebnis erstmals nur noch logische Einsen
enthält, wird die Position des Prüforgans 20 festgehalten. Gleichwertig ist ein Festhalten
des Zeitpunktes entlang der Zeitbasis, bei dem diese Konstellation eintritt. Sobald
bei der Rückwärtsbewegung des Prüforgans 20 einer der Stößel 21 wieder freigegeben
wird, verschwindet das entsprechende Betätigungssignal 31 und damit bei der zugehörigen
Speicherzelle der Zustand "logisch Eins". Entsprechend weist jetzt auch das Verknüpfungsergebnis
nicht mehr nur noch "logische Einsen", sondern mindestens eine "logische Null" auf.
Auch beim Eintritt dieser Situation wird die Position des Prüforgans 20 oder der zugehörige
Zeitpunkt festgehalten. Wenn die erste auf diese Art ermittelte Position/der erste
Zeitpunkt oder beide ermittelten Positionen/Zeitpunkte oder die Differenz dieser Positionen/Zeitpunkte
innerhalb vorgegebener Grenz- oder Schwellwerte liegen, handelt es sich um eine Summenkurve
34, 35, 36, bei der die geprüften Zigaretten 12 vorgegebenen Kriterien entsprechen.
Ist die Zeitspanne oder der durch das Prüforgan 20 zurückgelegte Weg zwischen diesen
beiden ermittelten Positionen/Zeitpunkten jedoch zu groß (Summenkurve 35) oder zu
klein (Summenkurve 36) ist eine Situation erkannt, bei denen zumindest eine der geprüften
Zigaretten 12 nicht den Vorgaben entspricht. Dann wird eine Untersuchung des zu diesem
Zweck zumindest stückweise abgespeicherten zeitlichen Verlaufs der einzelnen Betätigungssignale
31 vorgenommen, um zu ermitteln, welcher oder welche der Stößel 21 zu früh, zu spät,
zu lange oder zu kurz ausgelenkt waren um danach zu ermitteln, welche Zigaretten 12
fehlerhaft sind. Als fehlerhaft erkannte Zigaretten 12 werden mittels der Druckluftdüsen
22 ausgeworfen. Es kann vorgesehen sein, dass innerhalb eines Zigarettenschachtes
13 bei mindestens einer als fehlerhaft erkannten Zigarette 12 sämtliche zwischen Andrückschieber
14 und Sperrschieber 15 festgehaltenen Zigaretten 12 ausgeworfen werden. Die erwähnte
aber nicht dargestellte Verarbeitungseinheit ist z.B. eine Steuerung oder dergleichen.
Das oder jedes Prüforgan 20 ist mit der Verarbeitungseinheit in an sich bekannter
Weise, z.B. über die in Fig. 2, Fig. 4 und Fig. 6 dargestellten Kabelanschlüsse des
jeweiligen Prüforgans 20, mit der Verarbeitungseinheit verbunden, so dass die jeweiligen
Betätigungssignale an die Verarbeitungseinheit weiterleitbar sind. Zur Auswertung
der Position eines Prüforgans 20 verarbeitet die Verarbeitungseinheit Positionsdaten,
die z.B. von dem Inkremtenal- oder Winkelgeber geliefert werden.
[0019] In Fig. 4 ist ein weiterer Anwendungsfall der Erfindung dargestellt. Zur Verpackung
der Zigaretten 12 in Zigarettenpackungen ist ein an sich bekannter Zigarettenrevolver
40 vorgesehen. Dieser umfasst einzelne Taschen 41 in denen sich die Zigaretten 12
in der üblichen dreilagigen Formation - Zigarettenformation - befinden. Die Zigaretten
12 werden aus den Zigarettenschächten 17 in die Taschen 41 übernommen (in der Darstellung
im oberen Bereich des Zigarettenrevolvers 40) und nach einer entsprechenden Rotation
des Zigarettenrevolvers 40 aus den Taschen 41 zur weiteren Handhabung an nachfolgende,
nicht dargestellte Einrichtungen übergeben (in der Darstellung im unteren Bereich
des Zigarettenrevolvers 40). Zwischen diesen beiden Positionen findet eine Kontrolle
einerseits der filterseitigen Enden und andererseits der tabakseitigen Enden der jeweiligen
Zigarettenformation einer Tasche 41 nach dem oben beschriebenen Prinzip statt. Dazu
ist die Zigarettenformation in der Tasche 41 durch ein Federstahlblech oder dergleichen
gegen unerwünschte Verschiebung in Richtung der Längsachse der Tasche 41 gesichert.
[0020] Zur Überprüfung der Zigarettenformation sind jeweils zwei einander gegenüberliegende
Prüforgane 20 vorgesehen, die jeweils grundsätzlich dem bereits in Fig. 2 dargestellten
Prüforgan 20 entsprechen, jedoch hinsichtlich der Anzahl und der Position der jeweiligen
Stößel 21 auf die Formation der Zigaretten 12 in einer Tasche 41 abgestellt sind.
Beide Prüforgane 20 führen gleichfalls eine oszillierende Bewegung aus, so dass während
einer Vorwärtsbewegung ein auf eine Zigarette 12 auftreffender Stößel 21 ausgelenkt
wird und ein zugehöriges Betätigungssignal 31 erzeugt wird.
[0021] Die Bewegung des Zigarettenrevolvers 40 erfolgt taktweise. Dabei befinden sich stets
jeweils zwei Taschen 41 im Bereich zweier front- und rückseitiger Prüforgane 20. Die
rückseitigen Prüforgane 20 sind in der Darstellung in Fig. 4 aufgrund ihrer Position
hinter dem Zigarettenrevolver 40 nicht sichtbar. Sie sind zur Kontrolle der Filterseite
der jeweiligen Zigarettenformation vorgesehen sind. Die frontseitigen Prüforgane 20
sind entsprechend zur Kontrolle der Tabakseite der jeweiligen Zigarettenformation
vorgesehen. Frontund rückseitige Prüforgane 20 sind in der Darstellung in Fig. 6 gezeigt,
in der ein Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 4 gezeigt ist. Jedes Paar Prüforgane
20 führt eine oszillierende Bewegung aus. Dazu ist jedes Paar Prüforgane 20 auf einem
gemeinsamen Träger, etwa einer Platte oder dergleichen, montiert. Die oszillierende
Bewegung entspricht der bereits in Fig. 3a dargestellten Bewegung. Die oszillierende
Bewegung der jeweils gegenüberliegenden Prüforgane 20 erfolgt dabei derart, dass die
sich jeweils gegenüberliegenden Prüforgane 20 sich gleichzeitig und gleichsinnig auf
die in der Tasche 41 befindliche Zigarettenformation zu bewegen. Am Ende der gleichzeitigen
Vorwärtsbewegung bewegen sich beide gegenüberliegenden Prüforgane 20 auch gleichzeitig
und gleichsinnig von der Zigarettenformation weg. Die Tasche 41 ist dazu an beiden
Seiten offen, so dass die Stößel 21 der gegenüberliegenden Prüforgane 20 die in der
Tasche 41 befindlichen Zigaretten 21 erreichen können.
[0022] Die dabei für jedes Prüforgan 20 ermittelten einzelnen Betätigungssignale 31 werden
zu Summenkurven 42, 43, 44, 45 addiert, wie in Fig. 5 dargestellt. Allerdings ist
im Vergleich zu Fig. 3b die Höhe der jeweiligen Summenkurve 42-45 geringer, da bei
zwanzig Zigaretten 12 in einer Zigarettenformation von den zugeordneten zwanzig Stößeln
21 des jeweiligen Prüforgans 20 maximal zwanzig Betätigungssignale 31 ausgelöst werden
und somit die jeweilige Summenkurve 42-45 maximal eine Höhe von zwanzig Einheiten
aufweist. Die Untersuchung der Summenkurven 42-46 im Hinblick auf das Über- oder Unterschreiten
bestimmter Start- und Maximal- und Schwellwerte 37, 38, 39 z.B. innerhalb eines durch
Grenzwerte 32, 33 festgelegten Intervalls entspricht der bereits anhand von Fig. 3b
beschriebenen Untersuchung. Danach deutet eine zu schmale Summenkurve, wie z.B. die
mit Dreiecken kenntlich gemachte Summenkurve 43 auf eine Zigarettenformation mit zu
kurzen Zigaretten 12, und eine zu breite Summenkurve, wie z.B. die mit Kreissymbolen
kenntlich gemachte Summenkurve 44, auf ein Zigarettenformation mit zu langen Zigaretten
12 hin. Zu einer Zigarettenformation mit Zigaretten 12, die vorgegebenen Kriterien
entsprechen, gehört eine Summenkurve mit einem schnellen Anstieg, die hinsichtlich
ihrer Breite zwischen den beiden auf eine fehlerhafte Zigarettenformation hindeutenden
Summenkurven 43, 44 liegt, also z.B. eine Summenkurve 42, wie sie in Fig. 5 mit durchgezogener
Linie dargestellt ist. Des Weiteren ist in Fig. 5 noch eine mit quadratischen Symbolen
kenntlich gemachte Summenkurve 45 dargestellt, die sich z.B. ergibt, wenn in einer
Zigarettenformation eine Zigarette 12 insbesondere vor den Stirnseiten der anderen
Zigaretten 12 quer liegt, also z.B. eine nur teilweise eingeführte und dann abgebrochene
Zigarette. In diesem Fall triff eine große Anzahl von Stößeln 31 des jeweiligen Prüforgans
20 relativ früh auf die abgebrochene Zigarette, so dass sich die dargestellte Spreizung
der Summenkurve 45 ergibt. Damit kann anhand der Form der Summenkurve 45 auch auf
den jeweils vorliegenden Fehler geschlossen werden.
[0023] Gleichfalls ist möglich, die Zeitpunkte des Anliegens der Betätigungssignale der
einzelnen Stößel 21 zu erfassen und in Relation zu dem Zeitpunkt des Anliegens des
Betätigungssignals des diesem Stößel 21 direkt gegenüberliegenden Stößels 21 des gegenüberliegenden
Prüforgans 20 zu setzen. Es werden also von den gegenüberliegenden Prüforganen 20
die Betätigungssignale derjenigen Stößel 21 erfasst, die auf dieselbe Zigarette 12,
einmal auf die Front- und einmal auf die Tabakseite, treffen. Anhand des erfassten
Zeitpunktes des Anliegens dieser Betätigungssignale ist über den Verfahrweg 30 des
jeweiligen Prüforgans 20 eine Positionsinformation ableitbar. Aus den für jede Zigarette
12 der Zigarettenformation erfassten Zeitpunkten oder aus den daraus ableitbaren Positionsinformationen
ist mit dem bekannten Abstand der gegenüberliegenden Prüforgane 20 in einer Ruheposition,
also z.B. im nicht ausgelenkten Zustand, eine Information über die Länge der jeweiligen
Zigarette 12 ableitbar. Diese Ableitung, d.h. die Ausführung der dazu erforderlichen
mathematischen oder logischen Verknüpfungen nimmt die bereits erwähnte Verarbeitungseinheit
vor. Die dazu erforderlichen Anweisungen sind in der Verarbeitungseinheit softwaremäßig
hinterlegt oder in Hardware ausgeführt. Liegt die ermittelte Länge der jeweiligen
Zigarette 12 innerhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Bereichs wird die jeweilige
Zigarette 12 als ordnungsgemäß ausgewertet. Liegen die ermittelten Längen sämtlicher
Zigaretten 12 einer Zigarettenformation innerhalb des Bereichs, wird die gesamte Zigarettenformation
als ordnungsgemäß ausgewertet. Die Zigarettenformation kann dann - in an sich bekannter
Weise - im weiteren Verlauf des Verpackungsprozesses in eine Zigarettenpackung, also
eine Zigarettenschachtel gegeben werden. Durch Variation des vorgebbaren oder vorgegebenen
Bereichs kann die Prüfung jederzeit auf neue Zigarettenlängen eingestellt werden.
[0024] Ist bei mindestens einer Zigarette 12 der Zigarettenformation eine fehlerhafte Länge
ermittelt worden, wird ein Register zur Verfolgung dieser Zigarettenformation im weiteren
Verpackungsprozeß gesetzt. Zu einem geeigneten Zeitpunkt wird die Zigarettenformation,
die sich dann ggf. schon in einer vollständigen oder unvollständigen Zigarettenpackung
befinden kann, aus dem Prozess entfernt.
Bezugszeichenliste:
[0025]
- 10
- Verpackungsmaschine
- 11
- Zigarettenzuführschacht
- 12
- Zigarette
- 13
- Prüfschacht
- 14
- Andrückschieber
- 15
- Sperrschieber
- 16
- Sammelbereich
- 17
- Zigarettenschacht
- 18, 19
- ---
- 20
- Prüforgan
- 21
- Stößel
- 22
- Druckluftdüse
- 23
- Mittel
- 24-29
- --
- 30
- Verfahrweg
- 31
- Betätigungssignal
- 32
- Grenzwert
- 33
- Grenzwert
- 34
- Summenkurve
- 35
- Summenkurve
- 36
- Summenkurve
- 37
- Startwert
- 38
- Maximalwert
- 39
- Schwellwert
- 40
- Zigarettenrevolver
- 41
- Tasche
- 42
- Summenkurve
- 43
- Summenkurve
- 44
- Summenkurve
- 45
- Summenkurve
1. Verfahren zum Überprüfen von stabförmigen Gegenständen, insbesondere Zigaretten (12),
mittels mindestens eines in mindestens einem beweglichen Prüforgan (20) axial verschieblich
gelagerten Stößels (21), wobei das oder jedes Prüforgan (20) in Richtung auf die Gegenstände
bewegt wird und der oder jeder Stößel (21) bei Auftreffen auf einen Gegenstand ausgelenkt
wird und dadurch ein elektrisch auswertbares Signal - Betätigungssignal (31 ) - erzeugt
wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei Erzeugen des Betätigungssignals (31) die Position des Prüforgans (20) ermittelt
und die ermittelte Position ausgewertet wird, wobei bei einer Mehrzahl von Stößeln
(21) für jedes von jeweils einem Stößel (21) ausgelöste Betätigungssignal (31) die
jeweilige Position des Prüforgans (20) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Prüforgans (20) in Bezug auf eine Position einer Maschine, insbesondere
einer Maschine zur Verpackung der Gegenstände - Verpackungsmaschine (10) - in der
die Gegenstände geführt werden und der das Prüforgan (20) zugeordnet ist, ermittelt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Maschine in einer auf eine Vollumdrehung einer insbesondere der
Verpackungsmaschine (10) zugeordneten zentralen Achse bezogenen Anzahl von Zählimpulsen
ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehlersignal generiert wird, wenn die Position des Prüforgans (20) bei Erzeugen
des Betätigungssignals (31) außerhalb vorgebbarer Grenzwerte (32, 33) liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einer Gruppe von Gegenständen, insbesondere einer Zigarettenformation, jeweils
zwei Prüforgane (20) auf gegenüberliegenden Seiten zugeordnet sind und dass sich beide
Prüforgane (20) gleichzeitig bewegen.
6. Verfahren nach Anspruch 5 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Stößel (21) eines der beiden Prüforgane (20) beim Auftreffen auf einen
Gegenstand die jeweilige Position des Prüforgans (20) erfasst wird und dass bei gegenüberliegenden
Stößeln (21) die jeweils ermittelten Positionen zur Ableitung einer Längeninformation
über den Gegenstand herangezogen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längeninformation mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert oder Sollwertebereich
verglichen wird um zu lange oder zu kurze Gegenstände - fehlerhafte Gegenstände -
zu identifizieren.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Mehrzahl von Stößeln (21) die entsprechende Mehrzahl von Betätigungssignalen
(31) addiert wird und eine resultierende Summenkurve (34, 35, 36; 42, 43, 44, 45)
entweder auf das Über- oder Unterschreiten von Schwellwerten (37, 38, 39) in Bezug
auf die jeweilige Position des Prüforgans (20) beim Über- oder Unterschreiten der
Schwellwerte (37,38, 39) oder auf die Dauer des Anstiegs ausgehend von einem Startwert
(37), insbesondere Null, bis zu einem Maximalwert (38) untersucht und das Fehlersignal
in Abhängigkeit von dieser Untersuchung generiert wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche oder einem der weiteren Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände unter Gravitationseinfluss einen Prüfschacht (13) passieren und dass
mindestens einer der Gegenstände zeitweilig mit einem Andrückschieber (14) an eine
Wand des Prüfschachtes (13) gedrückt wird, so dass sich die oberhalb des oder jedes
angedrückten Gegenstandes verbleibenden Gegenstände bei der Prüfung durch den oder
die jeweiligen Stößel (21) in einer definierten Position befinden.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche oder einem der weiteren Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Fluss der Gegenstände durch den Prüfschacht (13) mittels eines in Flussrichtung
der Gegenstände unterhalb des Andrückschiebers (14) angeordneten, zum zeitweiligen
Sperren des Prüfschachtes (13) vorgesehenen Sperrschiebers (15) zeitweilig unterbrochen
wird und in Abhängigkeit vom Fehlersignal ein oder mehrere Auswurforgane, insbesondere
mindestens eine Druckluftdüse (22), zum Auswerfen einzelner oder sämtlicher sich zwischen
Andrückschieber (14) und Sperrschieber (15) befindenden Gegenstände aktiviert werden.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche oder einem der weiteren Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Mehrzahl von Gegenständen - Zigarettenformation - in einer beidseitig offenen
Tasche (41) eines Zigarettenrevolvers (40) befindet, dass durch Rotation des Zigarettenrevolvers
(40) die Tasche (41) in den Bereich zweier einander gegenüberliegend und seitlich
vom Zigarettenrevolver (40) angeordneter Prüforgane (20) gelangt, dass die Rotation
des Zigarettenrevolvers (40) beim Erreichen des Bereichs der Prüforgane (20) angehalten
wird, dass sich beide gegenüberliegenden Prüforgane (20) gleichzeitig auf die Zigarettenformation
zubewegen und dabei die Stößel (21) der Prüforgane (20) in die offenen Enden der Tasche
(41) eindringen und beim Auftreffen auf einen der Gegenstände ausgelenkt werden.
12. Vorrichtung zum Überprüfen von stabförmigen Gegenständen, insbesondere Zigaretten
(12), mit mindestens einem in mindesten einem beweglichen Prüforgan (20) axial verschieblich
gelagerten Stößel (21), wobei das oder jedes Prüforgan (20) in Richtung auf die Gegenstände
beweglich ist und der oder jeder Stößel (21) bei Auftreffen auf einen Gegenstand derart
auslenkbar ist, dass dadurch ein elektrisch auswertbares Signal - Betätigungssignal
(31) - generierbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Prüforgans (20) ermittelbar und die ermittelte Position in Reaktion
auf das Betätigungssignal (31) abspeicherbar oder verarbeitbar ist, wobei bei einer
Mehrzahl von Stößeln (21) für jedes von jeweils einem Stößel (21) ausgelöste Betätigungssignal
(31) das Speichern oder Verarbeiten der jeweiligen Position des Prüforgans (20) vorgesehen
ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichern oder Verarbeiten der Position des Prüforgans (20) in Bezug auf eine
Position einer Maschine, insbesondere einer Maschine zur Verpackung der Gegenstände
- Verpackungsmaschine (10) - in der die Gegenstände geführt werden und der das Prüforgan
(20) zugeordnet ist, vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13 oder einem der weiteren Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abspeichern oder Verarbeiten der Position der Maschine in einer auf eine Vollumdrehung
einer insbesondere der Verpackungsmaschine (10) zugeordneten zentralen Achse bezogenen
Anzahl von Zählimpulsen vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 oder einem der weiteren Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Generierung eines Fehlersignals vorgesehen ist, wenn die Position des Prüforgans
(20) bei Erzeugen des Befätigungssignals (31) außerhalb vorgebbarer Grenzwerte (32,
33) liegt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15 oder einem der weiteren Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einer Gruppe von Gegenständen, insbesondere einer Zigarettenformation, jeweils
zwei Prüforgane (20) auf gegenüberliegenden Seiten zugeordnet sind, wobei beide Prüforgane
(20) zur gleichzeitigen Bewegung vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verarbeitungseinheit, die für jeden Stößel (21) eines der beiden gegenüberliegenden
Prüforgane (20) beim Auftreffen auf einen Gegenstand zum Erfassen der jeweiligen Position
des Prüforgans (20) und anhand der für gegenüberliegende Stößel (21) des gegenüberliegenden
Prüforgans (20) ermittelten Positionen zur Ableitung einer Längeninformation über
den Gegenstand vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit zum Vergleich der Längeninformation mit einem vorgegebenen
oder vorgebbaren Sollwert oder Sollwertebereich vorgesehen ist um zu lange oder zu
kurze Gegenstände - fehlerhafte Gegenstände - zu identifizieren.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15 oder einem der weiteren Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Verarbeitungseinheit, die bei einer Mehrzahl von Stößeln (21) zur Addition der
entsprechenden Mehrzahl von Betätigungssignalen (31) und zur Untersuchung einer resultierenden
Summenkurve (34, 35, 36; 42, 43, 44, 45) entweder auf das Über- oder Unterschreiten
von Schwellwerten (37, 38, 39) in Bezug auf die jeweilige Position des Prüforgans
(20) beim Über- oder Unterschreiten der Schwellwerte (37, 38, 39) oder auf die Dauer
des Anstiegs ausgehend von einem Startwert (37), insbesondere Null, bis zu einem Maximalwert
(38) vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19 oder einem der weiteren Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen Prüfschacht (13), den die Gegenstände unter Gravitationseinfluss passieren
sowie einen Andrückschieber (14) der zum Andrücken mindestens eines der Gegenstände
an eine Wand des Prüfschachtes (13) vorgesehen ist, so dass sich die oberhalb des
oder jedes angedrückten Gegenstandes verbleibenden Gegenstände bei der Prüfung durch den jeweiligen Stößel (21) in einer definierten Position befinden.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Prüfschacht (13) in Flussrichtung der Gegenstände unterhalb des Andrückschiebers
(14) ein Sperrschieber (15) zum zeitweiligen Sperren des Prüfschachtes (13) und entlang
einer Strecke zwischen Andrückschieber (14) und Sperrschieber (15) ein oder mehrere
Auswurforgane, insbesondere mindestens eine Druckluftdüse (22), zum Auswerfen einzelner
oder sämtlicher sich zwischen Andrückschieber (14) und Sperrschieber (15) befindenden
Gegenstände vorgesehen sind.