CH640114A5

CH640114A5 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING FILTER CIGARETTES.

Info

Publication number: CH640114A5
Application number: CH479679A
Authority: CH
Inventors: Walter W Duley; A Clifton Jun Lilly; Warren E Claflin; Peter Martin; Edward B Stultz; Everett C Grollimund; Ernest Cashwell
Original assignee: Philip Morris Inc
Priority date: 1978-05-22
Filing date: 1979-05-22
Publication date: 1983-12-30
Also published as: AU526552B2; DE2920264A1; DE2920264C2; GB2022987B; CA1119912A; GB2022987A; AU4710779A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Filterzigaretten, bei welchem Tabakstränge geformt und ge-45 wickelt und dann mit Filterpfropfen verbunden werden, welche eine Filtermundstückumwicklung tragen, und in der Umfangsrichtung in Abstand voneinander befindliche Perforationen gleichzeitig in der Filtermundstückumwicklung jeder Zigarette dadurch gemacht werden, dass die Aussenflä-50 che der Filtermundstückumwicklung einer Lichtenergie exponiert wird, und eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens. The invention relates to a process for the production of filter cigarettes, in which tobacco rods are shaped and wound and then connected to filter plugs which carry a filter mouthpiece wrapping, and perforations which are spaced apart in the circumferential direction are simultaneously made in the filter mouthpiece wrapping of each cigarette, that the outer surface of the filter tip wrap is exposed to light energy and an apparatus for performing the method.

Die bisher in der Zigarettenindustrie verwendeten Perforationsverfahren umfassen das Durchstechen auf mechani-55 sehe Weise, das Durchschlagen mit Lichtbogen und Laserstrahlenbehandlung. Bei diesen Verfahren wird gewöhnlich eine Bahn aus Filtermundstückpapier perforiert, um dadurch eine Rauchverdünnung im Zigarettenfilter zu erzielen, wenn das perforierte Mundstückpapier auf die Filterpfrop-60 fen aufgewickelt wird. The perforation processes previously used in the cigarette industry include piercing in a mechanical manner, striking through with an arc and laser beam treatment. In these methods, a web of filter tip paper is usually perforated to thereby reduce smoke in the cigarette filter when the perforated tip paper is wound onto the filter plug.

Für die Bearbeitung der zusammengefügten Filterzigarette, d.h., wenn Perforationen im Mundstückpapier nach dem Herumwickeln desselben um den Pfropf und der folgenden Vereinigung des Tabakstrangs und des Pfropfens ge-65 macht werden soll, ist die Laserstrahlenanwendung schneller als die anderen bisher angewendeten Verfahren. Bei einem bekannten System für diesen Zweck wird eine sonst vollständig fertige Zigarette mit Bezug auf einen pulsierenden punkt- For the processing of the assembled filter cigarette, i.e. if perforations in the tip paper are to be made after wrapping it around the plug and the subsequent union of the tobacco rod and the plug, the laser beam application is faster than the other previously used methods. In a known system for this purpose, an otherwise completely finished cigarette with reference to a pulsating point

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fokussierten Laserstrahl ständig in Drehung gehalten. Bei jedem Impuls wird ein einziges Loch im Zigarettenfilter gemacht. Nach Beendigung der Drehung weist die Zigarette eine Anzahl von in der Umfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen Öffnungen an einer gemeinsamen Stelle in der Achsrichtung des zylindrischen Pfropfens auf. Da Zigaretten bei einem solchen bekannten System Rücken an Rücken hergestellt und dann voneinander in der Mitte des doppelten Filterpfropfens getrennt werden, wird der Laserstrahl in zwei Strahlen unterteilt, die auf gegenseitig voneinander in axialen Abständen befindlichen Stellen auf den Doppelpfropfen einfallen. focused laser beam kept rotating. A single hole is made in the cigarette filter with each pulse. Upon completion of the rotation, the cigarette has a number of circumferentially spaced openings at a common location in the axial direction of the cylindrical plug. In such a known system, since cigarettes are produced back-to-back and then separated from one another in the middle of the double filter plug, the laser beam is divided into two beams which are incident on the double plug at positions which are axially spaced from one another.

Dieses bekannte Laser-Verfahren hat den Vorteil, dass es keine Perforation des Mundstückpapiers vor der Herstellung der Zigarette erfordert und die Auswahl der Verdünnungseigenschaften nach Belieben beim Zigarettenhersteller bei den sonst fertigen Zigaretten dadurch ermöglicht, dass die Arbeitsweise des Lasergerätes verstellt wird im Gegensatz zur Notwendigkeit der Vorwahl richtig perforierten Mundstückpapiers für jede Zigarette mit unterschiedlicher Verdünnung. Anderseits erfordert ein solches bekanntes Laserperforationssystem, dass jede zu perforierende Zigarette einer vollen Umdrehung um ihre Längsachse unterzogen wird, während sich diese Achse in einer äumlich festen Anordnung befindet. Bei dem bekannten System wird diese relativ komplizierte Aufgabe dadurch gelöst, dass jede Zigarette gesondert zwischen einer ersten und einer zweiten Trommel in einer Ausnehmung festgehalten wird, die sich um die erste Trommeloberfläche herum erstreckt, und die Trommel mit einer identischen linearen Oberflächengeschwindigkeit gedreht wird. This known laser method has the advantage that it does not require perforation of the tip paper before the cigarette is manufactured and that the choice of dilution properties at the cigarette manufacturer's discretion in the otherwise manufactured cigarettes is made possible by adjusting the mode of operation of the laser device, in contrast to the necessity of Preselection of properly perforated tip paper for each cigarette with different dilution. On the other hand, such a known laser perforation system requires that each cigarette to be perforated undergoes a full revolution about its longitudinal axis, while this axis is in a spatially fixed arrangement. In the known system, this relatively complicated object is achieved in that each cigarette is held separately between a first and a second drum in a recess which extends around the first drum surface, and the drum is rotated at an identical linear surface speed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, verbesserte Verfahren und Vorrichtung zur Laserperforation von Filter-Zigaretten zu entwickeln. The invention is therefore based on the object of developing improved methods and apparatus for laser perforation of filter cigarettes.

Desgleichen gehört es zur Aufgabe der Erfindung, eine schnellere Laserperforation des Umfangs von sonst fertigen Filterzigaretten zu ermöglichen. Likewise, it is an object of the invention to enable faster laser perforation of the circumference of otherwise finished filter cigarettes.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 definierten Merkmale. This object is achieved in a method according to the preamble of claim 1 by the features defined in the characterizing part of claim 1.

Hinsichtlich der Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, eine Vorrichtung zu verwenden, welche gekennzeichnet ist durch eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtimpulses und eine optische Einrichtung zur Aufnahme eines solchen Lichtimpulses und zum gleichzeitigen Leiten gesonderter räumlicher Teile desselben in jeweils verschiedenen Lichtbahnen, welche auf jeweils verschiedene Stellen in Abständen um die erwähnte Aussenfläche auftreffen. With regard to the device for carrying out the method, it is proposed according to the invention to use a device which is characterized by a light source for generating a light pulse and an optical device for receiving such a light pulse and for simultaneously guiding separate spatial parts of the same in different light paths, each on hit different places at intervals around the mentioned outer surface.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigen: The invention is explained in more detail below on the basis of preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine Vorderansicht, welche die Fördereinrichtung für die Filterzigaretten zeigt; Fig. 1 is a front view showing the conveyor for the filter cigarettes;

Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach der Ebene II-II in Fig. 1 mit einer Darstellung der zusätzlichen Bauelemente; FIG. 2 shows a view in section along the plane II-II in FIG. 1 with a representation of the additional components;

Fig. 3 eine Ansicht im Aufriss der Perforieroptik von Fig. 2, gesehen nach der Ebene III-III in Fig. 2; FIG. 3 is a view in elevation of the perforating optics of FIG. 2, viewed along the plane III-III in FIG. 2;

Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3; Fig. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Vorderansicht im Aufriss der Nabenreflek-toreinheit von Fig. 4; Fig. 5 is a front elevational view of the hub reflector unit of Fig. 4;

Fig. 6 eine Seitenansicht im Aufriss der Einheit von Fig. 5; Fig. 6 is a side elevational view of the unit of Fig. 5;

Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 5; Fig. 7 is a view in section along the line VII-VII in Fig. 5;

Fig. 8 eine Vorderansicht im Aufriss eines sphärischen Reflektors der Perforieroptik nach Fig. 3; 8 shows a front view in elevation of a spherical reflector of the perforating optics according to FIG. 3;

Fig. 9 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 8. 9 is a view in section along the line IX-IX in FIG. 8.

In Fig. 1 und 2 ist ein Hauptrahmen 10 einer Zigarettenmaschine gezeigt, der eine Auswerftrommel 12, eine Per-forierauflagerungstrommel 14 und eine Überführungstrom-mel 16 trägt. Die Bahn P der aus der Zigarettenmaschine austretenden und über die Trommeln wandernden Zigaretten ist durch eine strichpunktierte Pfeillinie angegeben, wobei die perforierten Zigaretten von der Trommel 16 zu einem Austragriemenförderer (nicht gezeigt) überführt werden. 1 and 2, a main frame 10 of a cigarette machine is shown, which carries an ejection drum 12, a perforating support drum 14 and a transfer drum 16. The path P of the cigarettes emerging from the cigarette machine and traveling over the drums is indicated by a dash-dotted arrow line, the perforated cigarettes being transferred from the drum 16 to a discharge belt conveyor (not shown).

Die Trommel 14 weist voneinander in Abstand befindliche Umfangsnuten 18 auf, die in deren Achsrichtung verlaufen, wobei die Zigaretten C, die in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien gezeigt sind, in den Nuten so gelagert sind, dass der Filtermundstückteil sich von der Trommelfläche 14a nach aussen erstreckt. Kanäle 20 erstrecken sich in Sätzen zu je drei, wie gezeigt, vom Grund der Nuten 18 durch die Trommel 14 und in Ausrichtung mit Gegenstück-Fluid-kanälen 22 in der Umfangsrichtung kontinuierlich über den Trommelteil 14b und zum Inneren eines Vakuumschuhes 24. Der Schuh 24 ist an einem Anschluss 26 befestigt und steht mit diesem in Fluidverbindung. Durch Unterdruckerzeugung im Anschluss 26 wird eine Saughalterung der Zigaretten C bei ihrer Wanderung in der Bahn P in Fig. 1 erzielt. The drum 14 has circumferential grooves 18 spaced apart from one another, which run in the axial direction thereof, the cigarettes C, which are shown in broken lines in FIG. 2, being mounted in the grooves in such a way that the filter mouthpiece part extends away from the drum surface 14a extends outside. Channels 20 extend in sets of three, as shown, from the bottom of the grooves 18 through the drum 14 and in alignment with counterpart fluid channels 22 in the circumferential direction continuously over the drum portion 14b and to the inside of a vacuum shoe 24. The shoe 24 is attached to a port 26 and is in fluid communication therewith. By generating negative pressure in the connection 26, a suction holder of the cigarettes C is achieved during their migration in the path P in FIG. 1.

Ein Gehäuse 28 trägt den Schuh 24 und den Anschluss 26 und enthält Lager 30 und 32. Durch diese ist eine Welle 34 zur Drehung der Trommel 14 durch den Antrieb eines Zahnrades 36 gelagert. Mit der Trommel 14 dreht sich eine Nabe 38 und eine Taktscheibe 40, welch letztere einen mit Zinnen versehenen Umfang aufweist, wobei gesonderte radiale Nasen derselben in ihrer Zahl der Zahl der Nuten 18 entspricht. Jede Nase betätigt einen Halleffekt-Schalter 42 beim Durchgang durch das Empfindlichkeitsfeld des Schalters, wodurch ein elektrischer Ausgangsimpuls auf einer Leitung 44 erhalten wird. Solche Impulse werden an einen Laser 46 zur kurzdauernden Erregung desselben gekoppelt. Die Nabe 38 weist sektorförmige Schlitze zur Aufnahme von Schrauben 48 auf, damit die Taktscheibe 40 in die gewünschte Stellung für den Synchronisiervorgang des Lasers mit der Winkelstellung der Welle 34 gedreht werden kann. A housing 28 carries the shoe 24 and the connection 26 and contains bearings 30 and 32. A shaft 34 for rotating the drum 14 by the drive of a gear wheel 36 is supported by this. The drum 14 rotates a hub 38 and a timing disk 40, the latter having a crenellated circumference, the number of separate radial noses corresponding to the number of grooves 18. Each tab actuates a Hall effect switch 42 as it passes through the switch's sensitivity field, thereby obtaining an electrical output pulse on line 44. Such pulses are coupled to a laser 46 for short-term excitation thereof. The hub 38 has sector-shaped slots for receiving screws 48 so that the timing disk 40 can be rotated into the desired position for the synchronization process of the laser with the angular position of the shaft 34.

Oberhalb der Trommel 14 ist an dem Hauptrahmen 10 eine Halterung 50 befestigt. Die Halterung trägt ihrerseits eine Perforieroptik 52, deren bauliche Einzelheiten nachfolgend näher beschrieben werden. Bei jedem Impuls sendet der Laser 46 seinen Ausgangsstrahl 54 zur Anordnung 52, welche den Strahl so verarbeitet, dass Perforierstrahlen 56 auf den Umfang der Zigarette gerichtet werden, die in der in Fig. 2 gezeigten Stellung angeordnet ist. Das Perforieren des Zigarettenfilters geschieht daher gleichzeitig für alle Perforationen, während sich die Zigarette im wesentlichen in einer einzigen Winkelstellung mit Bezug auf ihre Längsachse befindet. Da sich die Trommel 14 während des Betriebs des Systems vorzugsweise kontinuierlich dreht, wird die Zigarette in der Bahn P beim Perforieren durch irgendeine geeignete Massnahme gefördert, wobei sie jedoch durch Saugwirkung in einer festen Lage in der Trommelnut gehalten wird. Durch eine Verkürzung der Dauer des Laserimpulses wird jedoch die Zigarette wirksam «gestoppt», d.h., es findet während des Perforierens praktisch kein Fördervorgang statt. Anderseits wird eine Veränderung der Verdünnungseigenschaften dadurch ermöglicht, dass sie einen geeigneten Förderbetrag während der Perforation zulässt, indem sie die Perforationen verlängert, wenn die Zigarette in der Bahn P während des Pulsierens des Lasers bewegt wird. Eine andere Verdünnungsregelung könnte in der Modifizierung der Strahlenergie bestehen. A bracket 50 is attached to the main frame 10 above the drum 14. The holder in turn carries perforating optics 52, the structural details of which are described in more detail below. With each pulse, laser 46 sends its output beam 54 to array 52, which processes the beam so that perforating beams 56 are directed onto the circumference of the cigarette, which is located in the position shown in FIG. 2. The cigarette filter is therefore perforated simultaneously for all perforations, while the cigarette is essentially in a single angular position with respect to its longitudinal axis. Since drum 14 preferably rotates continuously during operation of the system, the cigarette in web P is perforated by any suitable means, but is held in a fixed position in the drum groove by suction. Shortening the duration of the laser pulse effectively "stops" the cigarette, i.e. there is practically no conveying process during perforation. On the other hand, a change in the dilution properties is made possible by allowing an appropriate amount of delivery during the perforation by lengthening the perforations when the cigarette is moved in the path P during the pulsation of the laser. Another dilution regulation could consist in the modification of the radiation energy.

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Für die Durchführung der Erfindung ist der Laser 46 vorzugsweise ein TEA (transverse excited atmospheric pressure) C02-Laser, beispielsweise ein Sériés TE-801A Line Tu-nable Multigas Laser, der von der Firma Lumonics Research Limited, Ontario/Kanada, in den Handel gebracht wird. Ein solcher Laser liefert einen Strahl von grossem Durchmesser, hoher Intensität und kurzer Dauer und lässt sich leicht auf die entsprechenden Dreh-Fördergeschwindigkeit der Trommel 14 abstimmen. For the implementation of the invention, the laser 46 is preferably a TEA (transverse excited atmospheric pressure) C02 laser, for example a Sériés TE-801A Line Tunable Multigas Laser, which is available from Lumonics Research Limited, Ontario / Canada brought. Such a laser delivers a beam of large diameter, high intensity and short duration and can be easily adapted to the corresponding rotational conveying speed of the drum 14.

Zur Anpassung des Lasergerätes an die Perforation von Zigaretten in einer Weise, die keine Drehung der einzelnen Zigaretten um ihre Achsen während ihrer Perforation erfordert und eine Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht, die mit den üblichen Zigarettenherstellungsgeschwindigkeiten übereinstimmt, wird vorzugsweise eine Perforationsoptik 52 von der in Fig. 3 und 4 dargestellten Art verwendet. Die optischen Hauptbauelemente der Perforationsoptik sind reflektierende Elemente 58 und 60, die aufeinanderfolgend zwischen der Laserlichtaustrittsstelle und der Zigarettenperforationsstelle getragen werden. Solche Elemente dienen gemeinsam dazu, empfangene Lichtenergie in gesonderte Teile zu trennen und jeden solchen gesonderten Teil zum Auftreffen auf jeweils eine einer Anzahl von Stellen um den Umfang der Zigarette herum zu fokussieren. To adapt the laser device to the perforation of cigarettes in a way that does not require rotation of the individual cigarettes about their axes during their perforation and enables a working speed that corresponds to the usual cigarette production speeds, a perforation optics 52 of the type shown in FIGS 4 shown type used. The main optical components of the perforation optics are reflective elements 58 and 60, which are carried in succession between the laser light exit point and the cigarette perforation point. Such elements together serve to separate received light energy into separate parts and to focus each such separate part on one of a number of places around the circumference of the cigarette so as to strike it.

In Fig. 3 und 4 wird das Perforationsoptikgehäuse durch einen Trägerring 62, eine hintere Platte 64, eine vordere Platte 66 und einen Anschluss 68 gebildet. Der Trägerring 62 weist eine Keilnut 62a und Bohrungen 62b zur Befestigung an der Haupttragkonstruktion (Halterung 50) auf und ist mit weiteren durchgehenden Bohrungen zur Aufnahme von mit einem Innengewinde versehenen Schrauben 70, Gegenstück-Flachkopfschrauben 71 und Dübeln 72,73 zur Befestigung der hinteren Platte, der vorderen Platte und des Anschlusses am Trägerring versehen. 3 and 4, the perforation optics housing is formed by a carrier ring 62, a rear plate 64, a front plate 66 and a connector 68. The carrier ring 62 has a keyway 62a and bores 62b for attachment to the main support structure (bracket 50) and is provided with further through bores for receiving internally threaded screws 70, counterpart pan head screws 71 and dowels 72, 73 for attaching the rear plate , the front plate and the connection on the support ring.

Der Anschluss 68 und die vordere Platte 66 haben beide mittige Öffnungen, die zueinander ausgerichtet sind, um eine Gehäuselichtzutrittsöffnung 74 zu begrenzen. An der hinteren Platte 64 ist mittig durch Flachkopfschrauben 76 und Dübel 78 eine Nabenreflektoreinheit 80 befestigt. Die Einheit 80 ist um die optische Achse 82 der Zutrittsöffnung 74 zentriert und bildet eine winkelige Folge um die Achse 82 von ebenen Reflektoren, wie in Fig. 5 gezeigt, als lichtreflektierende Elemente 58. Diese Elemente sind vorzugsweise mit der Nabeneinheit 80 fest verbunden und werden durch Facetten gebildet, die sich aneinander anschliessen. An den Überschneidungen 86 benachbarter Facetten werden scharfe Kanten aufrechterhalten und die Facetten bilden einen Winkel 84 (Fig. 6) mit der Achse 82, zweckmässig von 45°, der auf plus/minus 10 Bogenminuten gehalten wird. Wie in Fig. 7 gezeigt, weist die Nabeneinheit 80 Bohrungen 80a und 80b auf, die sich teilweise durch sie hindurch erstrecken und zur Aufnahme von Befestigungsmitteln 76 und 78 (Fig. 4) dienen. The port 68 and the front plate 66 both have central openings that are aligned to define a housing light access opening 74. A hub reflector unit 80 is fastened in the center to the rear plate 64 by flat-head screws 76 and dowels 78. The unit 80 is centered around the optical axis 82 of the access opening 74 and forms an angular sequence around the axis 82 of flat reflectors, as shown in FIG. 5, as light-reflecting elements 58. These elements are preferably firmly connected to the hub unit 80 and will be formed by facets that join together. At the intersections 86 of adjacent facets, sharp edges are maintained and the facets form an angle 84 (FIG. 6) with the axis 82, expediently of 45 °, which is kept at plus / minus 10 arc minutes. As shown in Fig. 7, the hub unit 80 has bores 80a and 80b which extend partially through it and serve to receive fasteners 76 and 78 (Fig. 4).

Der Trägerring 62 weist in der Umfangsrichtung voneinander in Abstand befindliche Stege 88 (Fig. 4) auf, welche mit Bezug auf die Achse 82 mit einem solchen Winkel geneigt sind, dass eine axiale Ausfluchtung und das Fokussieren der durch die sphärischen Reflektorelemente 60 empfangenen Energie auf die Zigarette C erhalten wird. Die Reflektorelemente 60 sind vorzugsweise an den Stegen 88 durch einen geeigneten Klebstoff 90, beispielsweise durch einen «Eastman 910 cement» befestigt. In die vordere Platte 66 sind Dübel 92 unmittelbar benachbart jedem Reflektorelement 60 eingetrieben, um die Elemente ebenfalls in der Fo-kussierstellung zu halten. Die Reflektorelemente 58 und 60 werden als Gegenstückpaare verwendet, d.h. jedes Reflektorelement 58 steht mit einem der Reflektorelemente 60 in Verbindung, wobei die beiden miteinander verbundenen Reflektorelemente ein aufeinanderfolgendes Paar von Reflektoren in einer einzigen Lichtbahn bilden, die sich zu jeweils einer der Umfangsstellung auf der zu perforierenden Zigarette C erstrecken. Die ebenen Elemente 58 dienen zum 5 Trennen der einfallenden Lichtenergie in gesonderte Teile, wobei jeder Teil durch sein zugeordnetes sphärisches Reflektorelement 60 fokussiert wird. Während die Reflektorelemente 60 aneinander anschliessen, sind die Reflektorelemente 58 in winkelig aufeinanderfolgender Anordnung mit Ab-io ständen voneinander um die Achse 82 angeordnet. Bei dem dargestellten Beispiel sind 15 Facetten für die Nabeneinheit 80 mit 15 sphärischen Reflektorelementen verwendet, welch letztere Elemente sich voneinander um einen Kreisbogen von 24° in Abstand befinden. Es werden daher 15 Perforationen i5 um den Umfang der Zigarette C herum in gleichen 24° Um-fangsabständen gemacht. The carrier ring 62 has webs 88 (FIG. 4) which are spaced apart from one another in the circumferential direction and which are inclined with respect to the axis 82 at such an angle that there is axial alignment and focusing of the energy received by the spherical reflector elements 60 the cigarette C is obtained. The reflector elements 60 are preferably fastened to the webs 88 by a suitable adhesive 90, for example by an “Eastman 910 cement”. Dowels 92 are driven into the front plate 66 immediately adjacent to each reflector element 60 in order to also keep the elements in the focusing position. The reflector elements 58 and 60 are used as counterpart pairs, i.e. each reflector element 58 is connected to one of the reflector elements 60, the two interconnected reflector elements forming a successive pair of reflectors in a single light path, each extending to one of the circumferential positions on the cigarette C to be perforated. The flat elements 58 serve to separate the incident light energy into separate parts, each part being focused by its associated spherical reflector element 60. While the reflector elements 60 adjoin one another, the reflector elements 58 are arranged in an angularly successive arrangement with spacings from one another about the axis 82. In the example shown, 15 facets are used for the hub unit 80 with 15 spherical reflector elements, the latter elements being spaced apart from one another by an arc of 24 °. 15 perforations i5 are therefore made around the circumference of the cigarette C at equal 24 ° circumferential intervals.

Wie sich aus Fig. 8 und 9 ergibt, ist jedes sphärische Reflektorelement 60 vorzugsweise, wie im Falle der Nabeneinheit 80, aus einem massiven Körper aus hochreinem sauer-20 stofffreiem Kupfer von hoher Wärmeleitfähigkeit geformt. Das Element 60 besitzt eine Stirnfläche 60a mit einem gemeinsamen sphärischen Radius über seine volle Grösse, wobei sich die Tiefe des massiven Körpers über den Basispunkt 60b des sphärischen Radius hinaus erstreckt, der in seiner 25 Abmessung so eingeregelt ist, dass eine richtige Fokus-sierung der empfangenen Lichtenergie erfolgt. Die reflektierenden Flächen beider Elemente 58 und 60 sind vorzugsweise mit einem Schutzüberzug versehen. Falls erforderlich, können Beilagscheiben 61 (Fig. 4) verwendet werden, um die 30 Energieübertragung auf die Zigarette C durch die Unterstützung der Fokussierung so hoch wie möglich zu machen. As can be seen from FIGS. 8 and 9, each spherical reflector element 60 is preferably formed, as in the case of the hub unit 80, from a solid body made of high-purity, acid-free, copper-free copper with high thermal conductivity. The element 60 has an end face 60a with a common spherical radius over its full size, the depth of the solid body extending beyond the base point 60b of the spherical radius, the dimension of which is regulated in such a way that correct focusing of the received light energy occurs. The reflective surfaces of both elements 58 and 60 are preferably provided with a protective coating. If necessary, washers 61 (FIG. 4) can be used to make the energy transfer to the cigarette C as high as possible by aiding the focusing.

Um das vorangehend beschriebene Gerät geeigneter für die Umgebung der Zigarettenperforation oder bei einer ähnlichen Perforation mit Umwandlung von Papier zu einer 35 Teilchenwolke geeigneter zumachen, wird unter Druck stehendes Gas während der Verwendung der Perforationsoptik nach Fig. 3 und 4 in die LufteinlassöfFnung 94 eingeleitet. Ein ringförmiger Kanal 96 zwischen dem Anschluss 68 und einer Leitwand 98 leitet Druckluft in Innenkanäle 100, wel-40 che in Gasverbindung mit einem zweiten Ringkanal 102 des Anschlusses 68 in Verbindung steht, der seinerseits Druckluft über Kanäle 104 liefert, die in der vorderen Platte 66 geformt sind, wobei jeder Kanal einem der sphärischen Reflektorelemente 60 benachbart ist. Druckgas wird dadurch über 45 die sphärischen Reflektorelemente geleitet, um deren Reinigung zu bewirken. In order to make the device described above more suitable for the surroundings of the cigarette perforation or for a similar perforation with conversion of paper to a particle cloud, pressurized gas is introduced into the air inlet opening 94 during the use of the perforation optics according to FIGS. 3 and 4. An annular channel 96 between the port 68 and a baffle 98 directs compressed air into internal channels 100, which is in gas communication with a second annular channel 102 of the port 68, which in turn provides compressed air via channels 104 which are in the front plate 66 are formed, each channel being adjacent to one of the spherical reflector elements 60. Compressed gas is then passed through the spherical reflector elements in order to clean them.

Um eine im wesentlichen gleichmässige Druckluftvolumenströmung aus jedem Innenkanal 100 zu erzielen, wird das Mass der Kanäle mit zunehmender Entfernung dersel-50 ben von der Lufteinlassöffnung 94 vergrössert. In order to achieve a substantially uniform compressed air volume flow from each inner duct 100, the dimension of the ducts is increased with increasing distance from the air inlet opening 94.

Die hintere Platte 64 (Fig. 3) ist ein massives Bauelement mit Ausnahme von Fensterausschnitten 106, die in dieser an Stellen in Ausrichtung mit den Lichtbahnen geformt sind, die sich von den Reflektorelementen 60 zur Zigarette C er-55 strecken. Durch diese bevorzugte Gestaltung der hinteren Platte 64 wird ein ausreichender Rückdruck durch die hintere Platte auf das eingeleitete Druckgas ausgeübt, damit diese auch über die Flächen der Reflektorelemente 58 strömt, wobei das Fenster 74 dann als Auslassöffnung für 6o das Druckgas dient. The rear plate 64 (FIG. 3) is a solid component with the exception of window cutouts 106, which are formed therein in places in alignment with the light paths that extend from the reflector elements 60 to the cigarette C-55. Due to this preferred configuration of the rear plate 64, a sufficient back pressure is exerted through the rear plate on the introduced compressed gas so that it also flows over the surfaces of the reflector elements 58, the window 74 then serving as an outlet opening for 60 ° the compressed gas.

Die Einheit 80 ist mit einer Bohrung 80c (Fig. 4) gezeigt, deren Durchmesser gegenüber der Bohrung 64a vergrössert ist, die in dem Teil der Platte 64 geformt ist, welche unmittelbar die Einheit 80 trägt. Bei dieser Anordnung kann ein Ein-65 stell- und Ausfluchtungsstift (nicht gezeigt) in seinem Durchmesser in Anpassung an die Bohrung 64a gestuft werden und einstweilen die Zigarette C darstellen und in der Perforationstrommelnut 18 (Fig. 2) bleiben. Nach der Einstellung The unit 80 is shown with a bore 80c (Fig. 4), the diameter of which is enlarged compared to the bore 64a formed in the part of the plate 64 which directly supports the unit 80. With this arrangement, an adjustment and alignment pin (not shown) can be stepped in diameter to conform to bore 64a and meanwhile represent cigarette C and remain in perforated drum groove 18 (Fig. 2). After hiring

und Ausfluchtung wird der Stift entfernt und ein Lichtenergieabsorber kann in die Bohrung 64a eingesetzt werden zum Schutz gegen den Austritt des Laserausgangs links von der Platte 64 in Fig. 4. and alignment, the pin is removed and a light energy absorber can be inserted into the bore 64a to protect against the exit of the laser output to the left of the plate 64 in FIG. 4.

Bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ergibt die Anordnung aller Reflektorelemente 58 und aller Reflektorelemente 60 in jeweils gemeinsamen Ausrichtungen mit Bezug auf die Achse 82 eine gemeinsame Stelle in der Achsrichtung der Zigarette für alle Perforationen, d.h. die 15 Perforationen bilden ein perforiertes kreisförmiges Band um die Zigarette. Es sind Änderungen in der Anordnung der optischen Elemente möglich, um andere gewünschte Bandgestaltungen, beispielsweise geschlossene oder offene spiralige Bänder usw., zu erhalten. Ferner kann, obwohl die Verwendung eines pulsierenden Lasers beschrieben wurde, eine geeignete Verschlussanordnung für einen kontinuierlichen Laser vorgesehen werden, die synchron mit der Bewegung des Gegenstandes zur Perforationsstellung arbeitet. Der Laserstrahl kann auch, wenn gewünscht, dadurch geformt werden, dass innerhalb des Resonanzhohlraums oder ausserhalb In the embodiment described above, the arrangement of all reflector elements 58 and all reflector elements 60 in respective common orientations with respect to axis 82 results in a common location in the axial direction of the cigarette for all perforations, i.e. the 15 perforations form a perforated circular band around the cigarette. Changes in the arrangement of the optical elements are possible in order to obtain other desired band designs, for example closed or open spiral bands, etc. Furthermore, although the use of a pulsating laser has been described, a suitable closure arrangement for a continuous laser can be provided which works in synchronism with the movement of the object to the perforation position. The laser beam can also, if desired, be shaped by either inside the resonance cavity or outside

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desselben eine Maske vorgesehen wird, z. B. für einen quadratischen oder ringförmigen Querschnitt. Natürlich kann eine Abänderung der bevorzugten Optik vorgenommen werden, um das gleiche Ziel gesonderter Lichtleitungswege zu s erzielen, wobei die Förderung der im wesentlichen fokussier-ten Energie zum zu perforierenden Gegenstand beispielsweise durch eine Anordnung mehrerer Lichtquellen und zugeordneten Fokussierungselementen anstelle der bevorzugten und vorangehend beschriebenen einzigen Lichtquelle ge-io schehen kann. the same a mask is provided, e.g. B. for a square or annular cross section. Of course, a modification of the preferred optics can be carried out in order to achieve the same goal of separate light-guiding paths, the promotion of the essentially focused energy to the object to be perforated, for example by arranging several light sources and associated focusing elements instead of the preferred and previously described only ones Light source ge-io can see.

Bei der dargestellten Anordnung sind die Reflektorelemente 58 eben und die Elemente 60 sphärisch oder asphärisch. Die Elemente können umgekehrt aufeinanderfolgend sphärisch (asphärisch) und eben in der Richtung der Licht-i5 energiefortpflanzung sein. Bei einer anderen verwendbaren Anordnung können ebene Elemente für die Reflektoren 60 bei der dargestellten Ausführungsform mit einer Sammellinse in jeder gesonderten Bahn, entweder zwischen aufeinanderfolgenden Reflektoren oder zwischen jedem Ausgangsre-20 flektor und der Zigarette, ersetzt werden. In the arrangement shown, the reflector elements 58 are flat and the elements 60 are spherical or aspherical. Conversely, the elements can be successively spherical (aspherical) and just in the direction of light-i5 energy propagation. In another useful arrangement, planar elements for the reflectors 60 in the illustrated embodiment can be replaced with a converging lens in each separate path, either between successive reflectors or between each output reflector and the cigarette.

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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PATENT CLAIMS

1. A process for producing filter cigarettes, in which tobacco strands are shaped and wound and then connected to filter plugs which carry a filter mouthpiece wrap, and perforations spaced apart in the circumferential direction are simultaneously made in the filter mouthpiece wrap of each cigarette by making the outer surface of the filter mouthpiece wrap is exposed to a light energy, characterized in that this exposure occurs in that a light pulse is generated and separate spatial parts of the same are simultaneously guided to locations that are spaced apart in the circumferential direction on the mentioned outer surface.

2. The method according to claim 1, characterized in that the perforations spaced apart in the circumferential direction are made, while each cigarette mentioned assumes a single preselected angular position with respect to an axis of rotation coaxial with its longitudinal axis.

3. The method according to claim 1, characterized in that the perforations are made in the axial direction of the plug at a common location.

4. The method according to claim 1, characterized in that light-reflecting surfaces are used in such a light-energy conduction process and further pressurized gas is directed onto these light-reflecting surfaces.

5. The method according to claim 1, characterized in that said light energy is laser-generated light energy.

6. The method according to claim 5, characterized in that said light energy is generated by a TEA laser.

7. The method according to claim 1, characterized in that the size of the perforations mentioned is regulated in part by preselecting the intensity of the light energy.

8. The method according to claim 2, characterized in that the size of the perforations is regulated in part by preselecting the angular position in order to obtain a certain size for each such perforation.

9. The method according to claim 8, characterized in that the size of the perforations is regulated to a further extent by preselecting the intensity of the light energy.

10. The method according to claim 1, characterized in that the separate parts of the light pulse are of the same intensity.

11. The device for carrying out the method according to claim 1, characterized by a light source (46) for generating a light pulse (54) and an optical device (52) for receiving such a light pulse (54) and for simultaneously guiding separate spatial parts of the same in each different light paths (56) which strike different places at intervals around the mentioned outer surface.

12. The apparatus according to claim 11, characterized by rotating conveyors (12, 14, 16) for conveying the cigarettes (C), the light paths (56) striking the various locations mentioned at a preselected angular position of the conveyor.

13. The apparatus according to claim 11, characterized in that the separate parts of the light pulse are of substantially the same intensity.

14. The apparatus according to claim 11, characterized in that the optical device (52) determines the light paths (56) so that a common arrangement in the axial direction of the extension of the cigarettes (C) is obtained for the different locations mentioned.

15. The apparatus according to claim 11, characterized by a housing (62, 64, 66) containing a light entry opening (74) and a plurality of light exit openings (106), which housing a number of first (58) and an equal number of second (60) light reflecting Carries elements which are arranged in an angular position to an optical axis (82) of the light access opening (74), each second element (60) being opposite each one of the first elements (58) and the light exit opening (106).

16. The apparatus according to claim 15, characterized

lo shows that the first elements (58) adjoin one another and the second elements (60) are arranged at a distance from one another about the optical axis (82) mentioned.

17. The apparatus according to claim 16, characterized

15 shows that a light exit arrangement is formed by a plate (64) which delimits a number of light exit openings (106), each such exit opening being in alignment with one of the mentioned second elements (60).

20. The device according to claim 15, characterized in that the light access opening (74) and one of the light exit openings of the housing is in alignment with each of the light paths mentioned (56), which housing is a device for receiving compressed gas and 25 for supplying the received Has gas on the surfaces of the second reflective elements (60).

19. The apparatus according to claim 11, characterized in that the light source (46) is a laser.

20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the laser is a TEA laser.

21. The apparatus according to claim 12, characterized by a sensor for generating an output signal at a predetermined angular position of the conveyor devices (12, 14, 16) and a device for supplying the exit

35 output signal to the aforementioned light source (46) for regulating the generation of the light pulse (54) by this.