檢驗香菸的方法及設備的製作方法

2023-06-21 08:44:06 2

專利名稱：檢驗香菸的方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一個利用光電敏感器來檢驗香菸末端的菸絲是否完整的方法，這種光電敏感器具有發射器和接收器，並通過這種光電敏感器將一測試射束(光束)射向香菸的一端(端面)或香菸的二端，並對反射回來的光進行測量。同時，本發明還涉及了一種檢驗香菸的設備。
測試香菸是與包裝香菸一起進行的;為此，使用光電敏感器來檢驗香菸是否有足夠的菸絲量。
用光電敏感器來測試香菸的方法基本上是大家所知道的。至今所採用的這些處理方法，或是根據光輻射原理，或是根據反射原理工作的。光輻射原理要求有高性能的敏感器，它的靈敏度必須高到足以反映出很輕微的亮度差別。而用反射方法來檢驗香菸有時要付出很高的費用。由於菸絲的反射性能不好，所以基於菸絲反射性能的測試方法，只能使用高性能的敏感器。
因此，本發明的目的是提供一個使用光電敏感器來檢驗香菸的方法，它按反射原理工作，但可在很短的測試時間內仍能給出檢驗是否有足夠菸絲量的精確結果。
為了達到這個目的，按照本發明所給出的方法的特徵是測試射束以一個銳角(即小於45°)射到香菸的端面，其方法是當香菸末端的菸絲量不足時，則光線就會被香菸紙反射。
在按照本發明所給出的方法中，當香菸末端的菸絲不足時，以銳角射到香菸紙內壁的測試射束被反射回來，並被與發射器同心安裝的接收器記錄下來。因此，這個方法是利用了香菸紙的良好反射特性來檢驗香菸末端是否有足夠的菸絲量。
對於檢驗一支香菸，最好有兩個敏感器在園周邊上相對放置，形成一個敏感器對。對於檢驗排在一排裡的幾支香菸，敏感器(即敏感器對)相對於這些煙進行運動，由這些測試射束測試這些香菸的末端。檢驗香菸組內的香菸是按幾個分組進行的，各分組內的香菸被同時檢驗。
檢驗過程可以在香菸轉臺的靜止期間或運動期間進行。在靜止期間對香菸組內的香菸的檢驗是在二個連續的測試站上進行的，各香菸組所有各排中的每隔一支香菸被一個測試單元檢驗。在香菸轉臺運動期間進行檢驗時，一香菸組的全部香菸分成幾個分組被連續檢驗。
按上述方法檢驗香菸的設備主要包括一個由幾個敏感器組成的測試單元，這些敏感器組合成敏感器對，裝在敏感器架中，具體的方法是各個敏感器相對於香菸端面形成一個小於45°的角度。這些敏感器對分別裝在彼此平行的測試單元的敏感器架上，並且彼此之間的距離與香菸組的兩個斜排相對應。
在這種設備的一個典型具體裝置中，為了檢驗一個間歇轉動的香菸轉臺上的香菸組，使用了兩個測試單元。它們是可以轉動的，在香菸轉臺的靜止期間，在二個連續的測試站內通過這些香菸的端面，其方法是敏感器在平行於斜排直線的方向上做往返運動。為了檢驗這些香菸，二個測試單元各具有4對敏感器。香菸組內所有各排中的每隔一支香菸在其中一個測試站上受檢。測試單元的往返運動通過一齒條機構實現。
在另一個較好的檢驗香菸設備的典型具體裝置中，檢驗是在香菸轉臺的轉動期間進行的。為此，測試單元在一個平行於香菸端面的平面內按二個軸進行運動，具體地說，是相對於香菸的縱軸作橫向的軸向運動。為了使用一個測試臺來檢驗香菸組內的所有香菸，該測試單元有三個敏感器對。測試單元在平行於香菸端面的平面內所做的雙軸運動是使用一個樞軸機構來實現的。本發明的進一步的特點是涉及到該樞軸機構的設計問題。
下面將按附圖詳細說明本發明的二個具體裝置。其中

圖1是一個測試單元和一支香菸，香菸的缺量達到了香菸直徑的一半，圖2是一個測試單元和一支缺量達到整個直徑的香菸，圖3是一個測試單元和一支菸絲完整的香菸，圖4是一個香菸組傳送裝置(特別示出了一個香菸轉臺)及檢驗這些香菸的各測試單元的側視示意圖，圖5是圖4中一個香菸轉臺的頂視圖，圖6是一個香菸組的測試情況，圖7是一個香菸轉臺和一個測試單元的側視示意圖，圖8是圖7的局部放大圖。
這裡的作業程序涉及的是檢驗香菸末端區域的情況。在香菸的製造過程中，由於生產上的某些原因，比較經常地產生缺量香菸。這些缺量香菸必須被挑選出來，並要求對生產周期產生儘可能小的影響。做到這一點的先決條件是這個裝置必須能夠鑑別出缺量香菸，並能夠產生一個相應的誤差信號以便剔除這些缺量香菸。
在這個具體情況中，光電敏感器(包含一個發射器和一個接收器)11、12用於進行缺量鑑別和發送一個誤差信號。作為一個最簡單的結構，圖1示出一個測試單元13，它主要包括一個敏感器支架14，在支架的側向末端區域內的傾斜插座15上各裝有一個敏感器11、12。被檢驗的香菸10置於兩敏感器11、12之間的中心，其定位方法是香菸端面16與敏感器架14之間的距離要使得發自敏感器11、12的測試射束17、18以一個銳角19投射到香菸10的端面16上。例如，角19為20°。因為測試射束17、18以銳角進入香菸10的端區，所以根據因菸絲20的脫漏所產生的缺量的大小，就會有一個或二個測試射束17、18射到包菸絲20的香菸紙22的內壁上。測試射束17、18至少有一些被反射回來並到達敏感器11、12的接收器。然後，敏感器11、12產生一個相應的誤差信號。
如果香菸10在其端區的組成是正確的，即在端面16的區域內菸絲量是完整的，那麼測試射束17、18就會被菸絲20吸收，所以就沒有誤差信號。
測試射束17、18以銳角19投射到香菸10的端面16上，就能檢測出甚至是很小的缺量21。因為缺量21所具有的邊緣區在終止時是比較平坦的，並且佔據了端面16的大部分區域，所以由兩個敏感器11、12組合成的敏感器對23一般能以足夠的可靠性有效地鑑別出端面16區域中的缺量21。
上述的對單支香菸10的測試可以在香菸10靜止時，也可以在運動中進行，並且測試單元13可以等有靜止位置上，也可以是運動中的。唯一的準則是在香菸10與測試單元13、或敏感器對23之間相對運動過程中的某一瞬間，測試射束17、18要能夠按照上述的方法投射到被檢驗的香菸10的端面16上。
上述的過程和裝置也可以用於檢驗香菸組24中的香菸10。圖4所示的典型具體裝置例子示出了與香菸的包裝過程一起進行的對香菸10進行檢驗的情況。這裡示出了一個香菸轉臺，它在包裝機的香菸料鬥26後面的垂直平面內做間歇轉動。香菸轉臺25沿其周邊有若干個凹槽27。
香菸10被滑動裝置用大家所知道的方法通過滑板從香菸料鬥26中抽出來，並沿徑向送到香菸轉臺25，即轉臺上部的凹槽27中，由此分別組成了煙組24。在這種情況下，上邊的兩個傾斜凹槽27同時被填好香菸組24。然後香菸轉臺25前進與一個凹槽相對應的行程。
煙組包括幾排沿凹槽壁28方向排列的香菸29、30、31。在29～31這幾排中，香菸10處於密集包裝狀態。在該典型具體裝置中，鄰近排29～31的香菸10彼此偏移排列，以便在排29～31中和在斜排32、33、34、35、36和37中香菸10彼此排列成行。
香菸轉臺25轉動的結果，使這樣形成的煙組24首先進入第一個測試站38，然後進入第二個測試站39。每個測試站38、39都具有測試單元40、41。對於沒有過濾咀的香菸10，必須檢驗它的兩個自由端，另一個測試單元(圖中未示出)安裝在香菸轉臺2.5的對面一側上。
測試單元40、41各裝有4個敏感器對42、43、44和45，並按雙向箭頭所示方向運動，通過香菸10的端面16。
煙組24中的香菸10在兩個連續的測試站38、39中受檢驗的方法見圖4。在檢驗香菸10期間，測試單元40、41按雙箭頭46、47所示的方向實行一個行程的運動，具體的實行方法是在香菸轉臺25的每次靜止期間，實行一個與上一次靜止期間相反方向的運動。圖4示出的是測試單元40、41在檢驗香菸10時的起始位置。在每一個測試站38、39中，香菸10分成三個分組48、49、50進行測試，每個分組中的香菸10同時由敏感器對42～45檢驗。在這個方法中，首先，煙排29中的每隔一支香菸與單個的香菸51(它們一起組成分組48)在測試站38中同時被敏感器對42、43、44和45檢驗。由於測試單元40在香菸轉臺25方向上連續運動，排30中下一個每隔一支的香菸10(組成分組49)被敏感器對42、43和44檢驗。在測試站38中的最後一個分組50由排31中除了單個香菸51外的每隔一支香菸10組成。這個分組50的香菸10被敏感器對42、43和44檢驗。在測試站39中的香菸10以同樣的方法受檢。這裡，分組52、53和54順序受檢，第一分組52由排29中的每隔一支香菸10及單個香菸55組成。測試單元41的所有敏感器對42、43、44和45都用來檢驗分組52。分組53和54用敏感器對43、44和45檢驗。
因為排29、30和31中的香菸10排成鞍狀，所以每隔一斜排32、34和36中的香菸10以及單個香菸51在測試站38中受檢，而每隔一斜排33、35和37中的香菸10和單個香菸55在測試站39中受檢。
為了檢驗排在各斜排32～37中的香菸10和單個香菸51和55，測試單元40、41的敏感器對42～45排在彼此相應於二個斜排32～37的距離上，並且相互之間分開。這就保證了在測試單元40、41運動中通過香菸10端面16的那一瞬間，屬於分組48～50或52～54的各香菸端面16同時受到檢驗。
測試單元40、41的往返運動是利用齒條機構56完成的，它由香菸轉臺25的驅動單元(圖中未示出)驅動，並與驅動單元的定時序列同步。具體地說，這個驅動作用是利用裝在驅動軸57上並作用到與測試單元40、41固連的齒條59上的傳動齒輪58實現的。為了對齒條59進行導向，在機架懸臂60中裝有滑軌61，而在機架懸臂60中還裝有整個的齒條機構56。
圖7示出了該設備的另一個典型具體裝置。與上述的典型具體裝置相比，這裡對香菸轉臺25中的香菸10所進行的檢驗是在轉臺25的運動期間進行的。因此，裝有三個敏感器對62、63和64的測試單元65利用樞軸機構66、垂直於香菸10的縱軸作軸向運動。
圖8和圖7按上述的順序說明了測試單元65和香菸組24之間相對運動的兩個連續狀態。圖8示出了具有敏感器對62、63和64的測試單元65，它們以二個斜排32～37的距離彼此平行地排列，並且彼此之間沒有任何橫向偏移。
被敏感器對62～64同時檢驗的各香菸排列在分組67中。該分組67由各排29、30和31中的一支香菸組成，各香菸端面16排成一條直線，彼此之間的距離相應於二個斜排32～37。圖7示出的，是在香菸轉臺25旋轉運動期間，在檢驗下一個分組68期間內的測試單元65。在檢驗香菸組24中的香菸10期間，一排29、30、31按上述順序對準各敏感器對62、63、64。
在香菸轉臺25轉動期間，檢驗香菸10要求有一個雙軸的樞軸測試單元65。為此，樞軸機構66主要由支撐杆69和樞軸杆70組成，它們都鉸接在一個公共樞軸軸承71的一端上，而樞軸軸承71裝在包裝機的機座上。
測驗單元65由安裝敏感器對62～65的敏感器架73組成，樞軸延伸杆74從敏感器架73橫向伸出。在通向樞軸延伸杆74的過渡區域內以及在樞軸延伸杆74的自由端，測試單元65以鉸接方式連到支撐杆69和樞軸杆70的另一端上。同時，測試單元65和支撐杆69之間的連接是由旋轉關節76實現的，而測試單元65的樞軸延伸杆74和樞軸杆70之間的聯接是由組合的旋轉滑動關節77實現的。
這樣設計樞軸機構66就能使測試單元65經支撐杆69繞樞軸軸承71進行樞軸轉動。由於樞軸杆70同樣也裝在樞軸軸承71上，並經旋轉滑行關節77連到測試單元65的樞軸延伸杆74上，所以就有一個樞軸杆70的擺動迭加到這個樞軸運動上，這就形成了旋轉關節76中的測試單元65的樞軸轉動。支撐杆69和樞軸杆70繞樞軸軸承71的擺動在圖中分別由雙箭頭78和79表示。
當然，這裡所詳細說明的檢驗香菸10的過程並未限死香菸轉臺中香菸組24的組成。通過適當地改變敏感器對42～45或62～64之間的距離，和/或改變測試單元40、41和65上的敏感器對42～45和62～64的數量，就能檢驗任何組成形式的香菸組24中的香菸10。
權利要求
1.利用具有發射器和接收器的光電敏感器來檢驗香菸末端是否有正確組成的方法，利用光電敏感器將一測試射束(光束)投射到香菸的至少一端(端面)上並測量反射光，其特徵是測試射束(17、18)以一個銳角(19)(即角(19)小於45°)投射到香菸(10)的端面(16)，因此，當香菸末端區缺漏菸絲(20)時，光被香菸紙(22)反射。
2.按照權利要求1的方法，其特徵是使用幾個沿園周分布的，兩兩相對的敏感器(11、12)組成的敏感器對(23)來檢驗香菸(10)。
3.按照權利要求1或2的方法，其特徵是敏感器(11、12)(即敏感器對(23))相對於香菸(10)運動，因此香菸的端面(16)受到測試射束(17、18)的檢測。
4.按照權利要求1以及一個或幾個另外的權利要求的方法，其特徵是對香菸組(24)中的香菸(10)所進行的檢驗是順序進行的，例如按香菸的分組(48、49、50;52、53、54;67、68)進行，各分組(48～50;52～54;67、68)中的香菸(10)被同時檢驗。
5.按照權利要求4以及一個或幾個另外的權利要求的方法，其特徵是對香菸(10)的檢驗是在香菸的傳送裝置上進行的，如在香菸轉臺(25)的間歇運動中進行，香菸(10)被組合成香菸轉臺(25)的凹槽(27)中的香菸組(24)，而敏感器(11、1.2)相對於香菸(10)運動。
6.按照權利要求5以及一個或幾個另外的權利要求的方法，其特徵是對香菸組(24)中香菸的檢驗是在兩個連續的測試站(38、39)在香菸轉臺(25)的靜止期間進行的，用具有若干個敏感器(11、12)的測試單元(40、41)檢驗各香菸組(24)中所有各排(29～31)中每隔一支的香菸(10)。
7.按照權利要求6以及一個或幾個另外的權利要求的方法，其特徵是對香菸組(24)的檢驗是在香菸轉臺(25)的運動期間進行的，其方法是香菸組(24)中的所有香菸(10)被分成幾個分組(67、68)順序被檢，具有若干個敏感器(11、12)的測試單元(65)實行與香菸組(24)的運動路徑相一致的運動。
8.利用具有發射器和接收器的光電敏感器來檢驗香菸末端是否有正確組成的設備，利用光電敏感器可將一測試射束(光束)投射到香菸的至少一端(端面)上並可測量反射光，其特徵是敏感器(11、12)對準香菸(10)端面(16)，因此測試射束相對於端面(16)形成一個銳角(19)，即小於45°的角(19)。
9.按照權利要求8的設備，其特徵是沿香菸轉臺(25)的周邊分布的幾個敏感器(11、12)，即兩兩相對組成敏感器對(23)的敏感器(11、12)，指向香菸(10)的端面(16)，敏感器(11、12)安裝在敏感器架(14)上，並因此形成一個測試單元(13)。
10.按照權利要求8或9的設備，其特徵是為了檢驗香菸組(24)，幾個敏感器對(42～45;62～64)彼此平行地安裝在測試單元(40、41;65)內，並且彼此之間的距離與香菸組(24)中香菸(10)的兩個斜排(32～37)相對應。
11.按照權利要求8以及一個或幾個另外的權利要求的設備，其特徵是為了檢驗輸送到間歇轉動的香菸轉臺(25)上凹槽(27)中的香菸組(24)，在二個連續的測試站(38、39)上，在香菸轉臺(25)的靜止期間，各測試單元(40、41)可運動通過香菸(10)的端面(16)，其方法是測試單元(40、41)上的敏感器(42～45)可以平行於斜排(32～37)的直線做往返運動。
12.按照權利要求11以及一個或幾個另外的權利要求的設備，其特徵是測試單元(40、41)各具有4對敏感器(42～45)，用於檢驗分組(48～50;52～54)中的香菸(10)。
13.按照權利要求11以及一個或幾個另外的權利要求的設備，其特徵是通過一個調整裝置(齒條機構56)，測試單元(40、41)在平行於香菸(10)端面(16)的平面內可做縱向移動。
14.按照權利要求8以及一個或幾個另外的權利要求的設備，其特徵是為了檢驗輸送到香菸轉臺(25)凹槽(27)中的香菸(10)，在香菸轉臺(25)轉動期間，測試單元(65)上的敏感器對(62～64)可做雙軸運動，即垂直於香菸(10)縱軸的軸向運動。
15.按照權利要求14以及一個或幾個另外的權利要求的設備，其特徵是測試單元(65)具有敏感器對(62～64)用於檢驗分組(67、68)中的香菸(10)。
16.按照權利要求14以及一個或幾個另外的權利要求的設備，其特徵是通過一個調整裝置(樞軸機構66)，測試單元(65)在平行於香菸(10)端面(16)的平面內可做雙軸運動。
17.按照權利要求16的設備，其特徵是樞軸機構(66)有一支撐杆(69)和一樞軸杆(70)，支撐杆(69)在一端鉸接在樞軸軸承(71)上，另一端經旋轉關節(76)連到測試單元(65)上，以便繞樞軸軸承(71)做樞軸運動，樞軸杆(70)在一端與樞軸軸承(71)鉸接，另一端經旋轉滑動關節(77)與測試單元(65)的樞軸延伸杆(74)鉸接，以便繞測試單元(65)的旋轉關節(76)做樞軸運動。
全文摘要
對於用足夠的菸絲量表示香菸的正確組成，光電測試法已經被使用了相當長的時間了。使用這些方法至今必須要有高性能的敏感器，以便獲得精確的測試結果。這裡的新方法及其相應的設備是要使得按照這樣的反射法來檢驗香菸(特別是在一個香菸傳送裝置，即轉臺上)成為可能在這個反射法中，利用一個簡單的測試裝置在短時間內即可獲得精確的結果。
文檔編號A24C5/34GK1038924SQ8910453
公開日1990年1月24日 申請日期1989年7月4日 優先權日1988年7月4日
發明者海因茨·福克, 約瑟夫·舒爾特 申請人:福克股份公司