CH644053A5

CH644053A5 - Verfahren und vorrichtung zur bildung mehrerer im abstand angeordneter reihen von im abstand angeordneten gleichfoermigen perforationen.

Info

Publication number: CH644053A5
Application number: CH724279A
Authority: CH
Inventors: A Clifton Jun Lilly; Warren E Claflin; Edward B Stultz; Peter Martin; Ulysses A Brooks
Original assignee: Philip Morris Inc
Priority date: 1978-08-10
Filing date: 1979-08-07
Publication date: 1984-07-13
Also published as: NL7905905A; DE2932421C2; FI68547B; GB2027628B; FR2432913A1; FR2432913B1; DE2932421A1; GB2027628A; IT7949899A0; FI68547C; FI792368A; IT1118111B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung mehrerer in Abstand angeordneter Reihen von im Abstand angeordneten gleichförmigen Perforationen gemäss dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9.

Beim Perforieren von flächenhaftem Material wird häufig eine zweidimensionale Lochmatrize mit streng eingehaltenen Grenzen hinsichtlich der Gleichmässigkeit des Perforationsabstandes zwischen Reihen und Kolonnen der Matrize gewünscht. Ein Beispiel von besonderem Interesse ist das Perforieren von Zigarettenfilter-Mundstiickpapier, bei welchem die Lochmatrizengleichmässigkeit die Konsistenz der Zigarettenverdünnungseigenschaften ermöglicht. Bei verschiedenen bekannten mechanischen Durchschlagverfahren und Verfahren zum Perforieren durch elektrische Lichtbögen lässt sich der Reihenabstand dadurch denau machen, dass eine gesonderte Perforiervorrichtung für jede Reihe vorgesehen wird. Die Gleichmässigkeit im Abstand der in jeder Reihe vorgenommenen Perforationen und damit der genaue Kolonnenabstand lässt sich dadürch erreichen, dass die Arbeitsweise jeder Perforiervorrichtung synchronisiert wird. Da die Perforiervorrichtungen, z.B. Stifte oder Elektrodenpaare, körperlich in ihrer Grösse begrenzt sind, lassen sich solche Verfahren leicht zum Erzielen sehr enger Abstände benachbarter Reihen der Matrizen anwenden.

Es sind ferner Perforierverfahren bekannt, bei denen Laser verwendet werden, welche pulsierende oder kontinuierliche Lichtenergie zur Reihen- und Kolonnenperforation verwenden. Bei diesen Verfahren wurde jedoch aus wirtschaftlichen und Gründen der Grösse die Verwendung eines einzigen Lasers bevorzugt, der sowohl zur Reihen- als auch zur Kolonnenperforation. dient. Bei den bekannten Verfahren mit Anwendung eines einzigen Lasers zum Erzielen eines gleichmässigen Abstandes musste der Laserstrahl in mehrere Strahlen, einen für jede Reihe, aufgeteilt werden, und das Fokussieren von Licht auf ein flächenhaftes Material durch die Verwendung einer gesonderten Linse für jede Reihe vorgenommen werden. Die Festlegung der Perforationen durch genaue Grenzen innerhalb jeder Reihe wurde durch die Verwendung eines beweglichen Reflektorelements in jedem der Vielzahl von Strahlenbahnen versucht. Die Einrichtung zum Erzielen von Präzisionsbewegungen sind kompliziert, da Schwingungen und gelenkige Bewegungen solcher Reflektorelemente in ihre und aus ihrer Bezugsebene vermieden werden sollen, um die Löcher in Reihen gleichmässig anzuordnen, so dass der gegenwärtige Stand der Technik den Forderungen nicht voll Rechnung trägt.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zum Perforieren von flächenhaftem Material durch die Verwendung von Lichtenergie zu entwickeln.

Desgleichen gehört es zur Aufgabe der Erfindung, eine schnelle Perforation von Zigaretten-Filtermundstückpapier durch Laser zu ermöglichen-.

Dies wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 erzielt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform verwendet die erfindungsgemässe Vorrichtung gewöhnlich drehbare reflektierende Scheiben zur Erzeugung der pulsierenden Lichtstrahlen und benutzt veränderlich einstellbare Lichtleiteinrichtungen, durch welche verschiedene Perfo-rationsmatrizen leicht erhältlich gemacht werden können.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielsweiser Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen, näher erläutert und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, in welchem eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht der Reflektorscheiben nach Fig. 1, welche für die Zwecke der Erläuterung nebeneinander dargestellt sind;

Fig. 3 und 4 optische Diagramme zur Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, welche gegenüber der in Fig. 1 erweitert ist und zusätzliche Reflektorscheiben aufweist;

Fig. 6 die jeweilige Gestaltung der Reflektorscheiben der erweiterten Anordnung;

Fig. 7 eine schematische Zeichnung zur Erläuterung für die veränderlichen Perforationsmatrizen, die mit der erweiterten Anordnung nach Fig. 5 erzielbar sind.

Wie Fig. 1 zeigt, wird eine Bahn 10 aus flächenhaftem Material von einer Aufnahmetrommel 12 gesammelt, die nachfolgend einer waagerechten Förderbahn von einer nicht gezeigten Abgabetrommel her folgt. Die Aufnahmetrommel 12 wird von einer Antriebseinheit 14 mit einer Ge5

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schwindigkeit zur Drehung angetrieben, welche durch ein, Steuerungsignal auf einer Leitung 16 bestimmt wird, die von einem Potentiometer 18 gespeist wird.

Ein Potentiometer 20 liefert ein weiteres Signal an eine Leitung 22 zur Steuerung der Antriebseinheit 24 einer Lichtreflektoranordnung 26, die eine Welle 28 aufweist, welche durch die Antriebseinheit 24 zur Drehung angetrieben wird, ferner lichtreflektierende Scheiben 30 und 32 und ein Abstandsstück 34, das auf die Welle 28 mit den Scheiben zur Drehung mit diesen aufgekeilt ist.

Ein Laser 36 erzeugt einen kontinuierlichen Ausgangsstrahl 38, der durch eine Linse 40 zu einer Stelle an den Scheiben 30 und! 32 fokussiert wird. Die durch die Scheiben reflektierten Lichtstrahlen werden durch Einrichtungen 42 und 44 geleitet, die je ein Ausgangsfokussierelement 46 bzw. 48 aufweisen und durch einen festen Rahmen 50 zur unabhängigen Drehung um die Achsen 52a und 54a der pulsierenden Strahlen getragen werden.

Fig. 2 zeigt nebeneinander angeordnet und in schaubild>-licher Darstellung die Scheibe 30 und die Scheibe 32, wobei die letztere rechts von der Scheibe 30 in Fig. 1 gesehen dargestellt ist. Die Scheiben sind auf die Welle 28 an einer Stelle aufgekeilt, an welcher sich die Linien 56 und 58 in einer gemeinsamen Ebene mit der Wellenachse 60 befinden. Bei der dargestellten Ausführungsform, bei welcher zwei Scheiben verwendet werden und abwechselnd mit dem Strahl 38 (Fig. 1) wechselwirken sollen, weisen die Scheiben lichtdurchlässige, in gleichmässigen Abständen vorgesehene Umfangsteile 62 und 64 auf, die zueinander versetzt sind und zwischen sich reflektierende Facetten 66 und 68 begrenzen. Gewöhnlich werden 45 solcher Facetten verwendet, wobei sich jede Facette über vier Bogengrade (Winkel 70 und 76) erstreckt und sich jeder lichtdurchlässige Teil über vier Bogengrade (Winkel 74 und 72) erstreckt. Wenn sich d'er durchlässige Teil 62a mit seiner Vorderkante in Ausfluchtung mit der Linie 56 befindet, und der durchlässige Teil 64a in Abstand von der Linie 58 um den Facettenwinkel 76, sind die Scheiben zur abwechselnden Reflexion des Laserstrahls richtig ausgerichtet, welcher Strahl durch den durchlässigen Teil 62a hindurchtritt, um durch die im Uhrzeigersinn des durchlässigen Teils 64a reflektiert zu werden. Die lichtdurchlässigen Teile sind gewöhnlich Öffnungen in den Scheiben von einer für dea freien Durchtritt des Laserstrahls ausreichenden Grösse. Das Abstandsstück 34 wird mit einer solchen Erstreckung längs dfer Achse 60 gewählt, dass sich die Scheiben 30 und 32 an den gewünschten Ursprungsstellen der von den Scheibenfacetten reflektierten modifizierten Strahlen befinden. Obwohl die Scheibe 32 ohne lichtdurchlässige Teile hergestellt werden kann, da sie vom Laser aus die letzte Scheibe ist, wird durch die beschriebene Anordnung eine unerwünschte Reflexion, des Laserausgangsstrahls durch die Scheibe 32 während dem Auftreffen des Laserstrahls auf die Facetten der Scheibe 30 gemildert, d.h. der Laserausgangsstrahl-Über-tritt über die Scheibe 30 hinaus tritt lediglich durch die Öffnungen 64 der Scheibe hindurch.

Wie sich aus Fig. 3 ergibt, führt jedes Auftreffen des Strahles 38 auf eine Facette der Scheibe 30 zur Fortpflanzung einer modifizierten Version des Laserausgangsstrahls, welcher modifizierte Strahl bei 52 gezeigt ist und eine Mittelachse 52a hat, d.h. eine Symmetriachse, die parallel zur optischen Achse 42a der Einrichtung 42 durch die Ausrichtung der Scheibe 30 gemacht ist. Der Strahl 52 hat Aussenstrahlen 52b und 52c, welche von der Strahlmittelachse 52a entgegengesetzt divergieren. Das virtuelle Objekt oder der Ausgangspunkt des Strahls 52 ist bei 52d gezeigt.

Bei jedem Auftreffen des Strahles 38 auf eine Facette der Scheibe 32 wird ein weiterer modifizierter Strahl 54

erzeugt, der eine Mittelachse 54a (Strahlsymmetrieachse) aufweist, die zur optischen Achse 44a der Einrichtung 44 parallel gemacht ist. Der Strahl 54 hat divergierende Aussenstrahlen 54b und 54c und einen Punkt 54d für das virtuelle Objekt oder den Ursprung. Der Abstand d30 kennzeichnet sowohl den Abstand zwischen der Scheibe 30 und dem Strahlursprung 380 längs der Achse 38a und den Abstand zwischen der Scheibe 30 und der ursprünglichen Lage 52d längs der Achse 52a. In gleicher Weise kennzeichnet der Abstand ds sowohl den Abstand zwischen der Scheibe 32 und dem Strahlursprung 380 längs der Achse 38a und den Abstand zwischen der Scheibe 32 und der urpsprünglichen Lage 54d längs der Achse 54a. Der Abstand der Scheibe 30 von der Scheibe 32 längs der Achse 38a ist mit d!s bezeichnet.

Wie 'sich aus Fig. 4 ergibtt, weist die Einrichtung 42 ebene Reflektorelemente 42b und 42c auf. Das Element 42c befindet sich in Ausfluchtung mit dem Austrittsfokus-sierelement 46, das eine Eintrittsebene 46a aufweist. Die Einrichtung 44 besitzt ebene Reflektorelemente 46b und 44c, welch letzteres sich in Ausflüchtung mit dem Austritts-fokussierelemenit 48 befindet, dessen Eintrittsebene ebenfalls die Ebene 46a ist.

Wenn die Fokussierelemente 46 und; 48 in direkte Ausfluchtung mit den Scheiben 30 und 32 gebracht und die Reflektorelemente 42b, 42c, 44b und 44c weggelassen, werden würden, ergäbe sich ein Abstand D zu jedem der Lichtwege, die sich von der Scheibe zum Austrittsfokussierele-ment erstrecken. Der Lichtweg vom Laserstrahlursprung 380 für d!en von der Scheibe 30 reflektierten Strahl würde dann d30 + D betragen und für den von der Scheibe 32 reflektierten Strahl d30 + d + D. Unter Berücksichtigung der Reduktionsfaktoren, d.h. des Verhältnisses vom Bild-grösse zu Objektgrösse, ergibt die vorliegende Anordnung verschiedene Reduktionsfaktoren, die auf solchen Lichtwegen von verschiedener Länge beruhen. Das Erreichen gleicher Perforationslochgrösse für jeden Strahl ist offensichtlich bei einer solchen Anordnung nicht erreichbar, bei welcher eine Kompensation für die Lichtwege von verschiedener Länge nicht hereingebracht wird, beispielsweise durch verschiedene Fokussierungseigenschaften der Ausgangsfokussierelemente 46 und' 48. Obwohl eine solche Anordnung und Kompensation innerhalb des Bereiches der Erfindung liegen, ist die Verwendung einer Einrichtung 42 und 44, die nachfolgend näher erläutert wird, zu bevorzugen, da sie das Erzielen von Reduktionsfaktoren von gleicher Grösse für jed'en scheibenreflektierten Strahl und einer Gleichheit in der Perforationslochgrösse erleichtert, ohne dass eine stark unterschiedliche Optik in den Austrittsfokussier-elementen oder anderswo erforderlich sind.

Zwischen der Scheibe 30 und dem Element 42b ist längs der Achse 52a ein Abstand da gewählt. Ein Abstand db ist gewählt längs einer Achse, die zur Strahlachse 38a zwischen den Elementen 42b und 42c parallel ist. Ein: Abstand d0 ist längs einer Achse gewählt, die zur Achse 52a zwischen dem Element 42c und der Eintrittsebene 46a des Ausgangs-fokussierelements 46 parallel ist. Da die Divergenz des Strahls 52 über den ganzen Durchlauf durch die Einrichtung 42 konstant und durch die Divergenz des Strahls 38 bestimmt wird, kann man einfach Strecken längs der Achse 38a abtragen, die der Lage der Reflektorelemente 42b und! 42c entsprechen, um die Divergenz des Strahls 52 im Laufe seines Durchtritts, durch die Einrichtung 42 zu bestimmen. Das Element 42c ist beispielsweise von der Ursprungsstelle 52d durch die Summe der Abstände d30, da und db entfernt. Die Linie 42c', die quer über den Strahl 38 gezogen ist, kennzeichnet bei einem solchen zusammengesetzten Abstand die Divergenz, die bei dem Element 42c

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auftritt. Die Divergenz an der Ebene 46a wird dadurch erhalten, dass längs der Achse 38a der zusammengesetzte Abstand d30, da, db und d„ abgetragen wird, welche Divergenz durch die Linie 46a' längs der Achse 38a angegeben ist. Das virtuelle Objekt 52d ist von dem Element 42c dürch die Summe der Abstände dg,,, da und db entfernt.

Die Abstände da', db' und dc' der Einrichtung 44 entsprechen in ihrer Art den Abständen da, db und dc. Die Divergenz am Reflektorelement 44b ist durch die Linie 44b' längs der Achse 38a angegeben, d.h. in einem Abstand vom Ursprung 380, der gleich der Summe von d^ und da'

ist.

Bei dem virtuellen Objekt 54d mit identischem Abstand von der Fokussiereintrittsebene 46a als virtuelles Objekt 52d wird eine gleiche Querschnittsfläche für jeden Strahl an der Ebene 46a erhalten. Mit anderen Worten, es werden gleiche Reduktionsfaktoren auf Licht wirksam, das vom Ursprang 380 zur Förderebene des flächenhaften Materials geleitet wird, unabhängig davon, ob dieses Licht durch die Scheibe 30 oder die Scheibe 32 reflektiert wird. Für diesen Zweck wird die zusammengesetzte Weglänge für die durch die Scheibe 32 reflektierten Strahlen, d.h. die Summe von dsfl, ds, da', db' und dc' gleich der vorangehend angegebenen zusammengesetzten Weglänge für die von der Scheibe 30 reflektierten Strahlen, nämlich die Summe von dso, da, db und dc, gemacht.

Wie sich aus dem Vorangehenden ergibt, wird durch die Erfindung ein gemeinsamer Querschnitt an. der Förderebene des zu perforierenden Materials für Strahlen erhalten, die wechselweise an verschiedenen Stellen längs des Weges eines fokussierten Lichtstrahls durch Angleichung ihrer Reduktionsfaktoren erzeugt werden.

Als weiteres Beispiel sei angenommen, dass das Ausgangsfokussierelement 48 sich in Überdeckung mit der Scheibe 32 befindet (Elemente 44b und 44c weggelassen). Die direkte Rückstrahlungsweglänge ist nun D für den durch die Scheibe 32 zum Ausgangsfokussierelement 48 reflektierten Strahl. Die zusammengesetzte Weglänge für das einen solchen Strahl ergebende Licht ist d30 + ds + D. Um nun einer solchen Länge die zusammengesetzte Weglänge für das Licht anzupassen, das sich aus dem von der Scheibe 30 reflektierten Strahl ergibt, bewirkt man, dass die letztere Länge den direkten Rückstrahlungsweg von der Scheibe 30 zum Ausgangsfokussierelement 46 überschreitet. Für gleiche Lichtweglängen bringt man einfach die Reflektoren 42b und 42c in einen Abstand ds voneinander, so dass die zusammengesetzte Weglänge für Licht, das von dem von der Scheibe 30 reflektierten Strahl erhalten wird, ebenfalls d30 + ds + D ist.

Wenn Lichtstrahlwege von verschiedener Länge vom Fokussierpunkt des Laserstrahls zu den Ausgangsfokussier-elementen (oder Förderebene) bestehen, wird eine Kompensation durch eine verschiedene Fokussieroptik vorgenommen. Die Weglängen sind jedoch vorzugsweise mit entsprechenden Längen gekoppelt, um Verschiedenheiten in der Fokussieroptik auf ein Mindestmass herabzusetzten.

In Fig. 5 sind vier Reflektorscheiben 30', 32', 78 und 80 längs der Welle 28 durch Abstandsstücke 34, 82 und 84 voneinander angeordnet. Zusätzliche Lichtleitmittel 85 und 87 haben Ausgangsfokussierelemente 90 und 92. Modifizierte Strahlen 94 und 96 werden durch die Facetten von Scheiben 78 und 80 weitergeleitet. Der Strahl 94 divergiert um eine mittige Symmetrieachse, die mit der optischen Ache 86a der Einrichtung 85 zusammenfällt. Der Strahl 96 divergiert um eine mittige Symmetriachse, die mit der optischen Achse 88a der Einrichtung 87 zusammenfällt. Jedes der Lichtleitmittel 42, 44, 85 und 87 hat die Form eines Rohres. Die Rohre 41, 43 und 88 sind typisch für alle Rohre und umfassen vertikale Leitunigen 41a und 41c, 43a und 43c und 88b und 88c, waagrechte Leitungen 41b, 43b und 88d und Reflektorelemente 41e und 41f, 43e und 43f und 88e und 88f. Die waagerechten Leitungen haben geschraubte Endverbindungen mit Reflektorblöcken 41e-l und 41e-2, 43e-l und 43e-2 und 88e-l und 88e-2, wodurch eine Feineinstellung der Gesamtrohrlänge erhalten wird, und die Veränderung der Länge des Lichtweges von seiner bestimmten Länge ermöglicht wird, so dass gleiche Querschnittfsflä-chen der Strahlen bei ihrem Austritt aus den Rohren erhalten werden können. Ebene Reflektorblöcke 42b und 42c, 44b und 44c und 88e-3 und 88e-4 sind an den Reflektorblöcken lösbar befestigt. Die Austrittsfokussiereîemeïite 46, 48 und 92 sind mit ihren Linsenhaltern 46a, 48a und 92a in Gehäusen 46c, 48c und 92b befestigt, welche mit den vertikalen Leitungen 41c, 43c und 88c verschraubt sind, wodurch die Einstellung der Linsenstellungen mit bezug auf die Bahn 10 ermöglicht wird. Die Rohre 41, 43, 86 und 88 werden gemeinsam durch ein Gehäuse 98 getragen, wobei die waagrechten und1 unteren vertikalen Leitungen um die obere vertikale Leitung drehbar sind. Die Rohre sind so gewählt, dass sie einen Innendurchmesser haben, der grösser als der makximale Querschnitt der durch sie geförderten Strahlen ist, d.h., durch die Rohrwände werden die Strahlen nicht aufgefangen oder reflektiert. Die Rohre dienen daher als Gehäuse, in welchem die Reflektorelemente so getragen werden, dass aufeinanderfolgende Elemente, beispielsweise 42b und 42c in einem zueinander festen räumlichen Verhältnis gehalten werden, und sich beide gemeinsam um die Mittelachse des Strahls drehen können, der auf d'as erste solche Element einfällt. Als praktische Sicherheitsmassnahme dienen die Rohre ferner zur Beinhaltung der Strahlen und um Betriebsstörungen auf einem Mindestmass zu halten.

Fig. 6 zeigt die Gestaltungen der Scheiben 30', 32', 78 und 80. Wenn alle Scheiben nach in einer gemeinsamen Ebene liegenden Verkeilungslinien 100, 102, 104 und 106 verkeilt sind1 und 45 Facetten je Scheibe wie nach der Vorrichtung gemäss Fig. 1-3 angenommen ist, erstrecken sich die Facetten aller Scheiben je über zwei Bogengrade und die Öffnungen derselben erstrecken sich über sechs Bogengrade. Die Facette 108 der Scheibe 32' fällt mit ihrer Vorderkante im Uhrzeigersinn mit der Verkeilungslinie 102 zusammen. Die Facetten 110, 112 und 114 der Scheie be 30', 78 und 80 befinden sich mit ihren Vorderkanten im Uhrzeigersinn in Abstand von den Verkeilungslinien 100, 104 bzw. 106 um zwei, sechs und vier Winkelgrade, 116, 118 und 120. Bei dieser Gestaltung ergibt sich, dass eine Uhrzeigersinndrehung der Welle 28 eine aufeinanderfolgende Fortpflanzung modifizierter Strahlen 54, 52, 96 und 94 (Fig. 5) zur Folge hat. Eine solche Zündfolge ist lediglich zur Erläuterung gewählt und es kann jede Zündfolge dadurch verwendet werden, dass die Überdeckung von Facetten und durchlässigen Teilen der Scheiben modifiziert wird. Wie für die vorangehend beschriebene Zwei-scheibenausführungsform angegeben, kann die letztfolgende Scheibe ohne lichtdurchlässige Teile angeordnet werden, jedoch sind dieselben bevorzugt, um Streu- bzw. unerwünschte Lichtenergiereflexionen von dieser letzten Scheibe zu mildern. Der Laserstrahl wird zu seinem Divergenzursprung 380 (Fig. 4) fokussiert, so dass der Strahlquerschnitt die Öffnungen der vorletzten Scheibe (Scheibe 78) freigibt, wodurch sichergestellt wird, dass der volle Strahl auf jede Scheibe einfallen kann.

In Fig. 7 bestimmen die kreisförmigen Bahnen 122, 124, 126 und 128 die möglichen Lagen der Austrittsfokussier-elemente der Einrichtungen 42, 44, 85 und 87. Wie angegeben, stören die Bahnen einander in ihrer Erstreckung

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nach links, während1 sie einander im übrigen Bereich rechts nicht stören. Bei einer beispielsweisen Perforationsmatrizeneinstellung sind die Einrichtungen eingestellt, wie angegeben, so dass die Einrichtung 42 die Perforationsreihe 130 bildet, die Einrichtung 44 die Reihe 132, die Einrichtung 85 die Reihe 134 und die Einrichtung 87 die Reihe 136. De!r Abstand S1 zwischen den Reihen 130 und 134 wird durch die relative Einstellung der Einrichtungen 42 und 85 zueinander erhalten. Der Abstand S2 zwischen den Reihen 132 und 136 wird durch die Einstellung der Einrichtungen 44 und 87 mit bezug aufeinander erreicht. Die Einstellungen der Einrichtungen 42 und 44 ergeben ferner Abstände S3 und S4 der Reihen 130 und 132 von der Mittellinie der Bahn 10. Die dargestellte Perforationsanordnung ist beispielsweise bei der Zigarettenherstellung zum Perforieren des Filtermundstückpapiers anwendbar. Gewöhnlich werden entgegengesetzte Tabakstrangabschnitte und ein dazwischen befindliches Doppelfilterglied endweise aneinander gebracht und perforiertes Filtermundstückpapier (Bahn 10) wird aufgebracht um die Tabakstrangabschnitte und das dazwischen befindliche Doppelfilterglied miteinander zu verbinden. Nachfolgend wird ein Schnitt symmetrisch zum Ganzen, d.h. längs der Mittellinie der Papierbahn 10 ausgeführt. Auf diese Weise werden zwei gesonderte Zigaretten hergestellt, von denen jede konzentrische in Abstand 5 befindliche Reihen von Perforationen mit gleichem Abstand vom Filterende aufweist.

Eine Perforationsmusteränderung kann in einfacher Weise dadurch geschehen, dass die teilnehmenden Rohre neu eingestellt werden. Die Perforationsdichte in solchen io Reihen ist durch die Einstellungen der Drehgeschwindigkeit der jeweiligen Reflektorscheibenanordnung und die' Fördergeschwindigkeit der Bahn regelbar. Die Lochgrösse wird unter den Reihen durch das vorangehend beschriebene Verfahren völlig gteichmässig gemacht, durch welches 15 Weglängen bestimmt werden und/oder bei welchem eine kompensierende Fokussieroptik verwendet wird1. Die Lichtwegbestimmung und Einschliessung kann auch durch Vorrichtungen anderer Art als die dargestellte Rohranordnung vorgenommen werden. Im Vorangehenden ist die Stapelung 20 von mehreren Linsen in den Ausgangsfokussierelementen zur Grössenverminderung der Löcher vorgesehen.

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7 Blätter Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Bildung einer Mehrzahl von in Abstand angeordneten Reihen von in Abstand angeordneten gleichförmigen Perforationen in flächenhaftem Material unter Verwendung von Lichtenergie, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein fokussierter Lichtstrahl von einem Laser projiziert wird;

b) das flächenhafte Material auf einer Förderebene gefördert wird;

c) der Strahl abwechselnd von ersten und zweiten Stellen aufeinanderfolgend in Abstand längs der Achse des fokussierten Strahles vom Fokussierpunkt desselben reflektiert wird, wobei ein erster und zweiter gepulster Strahl von den ersten und zweiten Stellen ausgeht;

d) ein getrennter Lichtweg für jeden gepulsten Lichtstrahl zur Förderebene gebildet wird, so dass die Distanz von Fokussierpunkt zur Förderebene dieselbe für jeden gepulsten Lichtstrahl ist, so dass die jeweiligen Querschnittsflächen der gepulsten Strahlen an ihren entsprechenden Kontaktpunkten mit der Förderebene gleich sind;

e) jeder der gepulsten Lichtstrahlen entlang seinem entsprechenden Lichtweg geführt wird, so dass jeder gepulste Strahl die Förderebene an einer Stelle an der Oberfläche der Ebene berührt, die einen Abstand zu der Stelle aufweist, bei welcher der andere gepulste Strahl die Förderebene berührt;

f) jeder gepulste Lichtstrahl durch ein Ausgangsfokuselement durchtritt, welches an einem Punkt in seinem Lichtweg in der Nähe der Förderebene angeordnet ist, um den Lichtstrahl in einem Punkt auf der Förderebene zu fokussieren und g) das flächenhafte Material hinter die Punkte weitergefördert wird, bei welchen die Strahlen auf die Förderbe-ne fokussiert werden, so dass, wenn das flächenhafte Material hinter die Punkte weitergefördert wird, die gepulsten Strahlen mehrere im Abstand angeordnete Reihen von im Abstand angeordneten gleichförmigen Perforationen im flächenhaften Material bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennten Lichtwege in der Länge ungleich sind und der Ausgleich der Querschnittsflächen der Lichtstrahlen in der Förderebene durch ein gegenseitig verschiedenes, gesondertes Fokussieren des ersten und zweiten gepulsten Strahles durchgeführt wird, bevor diese zur Förderebene geleitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite gepulste Strahl in den getrennten Lichtwegen mehreren Reflexionen unterworfen, werden.
4. Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Perforationsstellungen in der Förderebene vorgewählt und die getrennten Lichtwege verlagert werden, während die errichteten Distanzen derselben beibehalten werden, um das Austreten des ersten und zweiten Strahles auf die vorgewählten Stellungen zu erhalten.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennten Lichtwege entlang ihrer Längen eingeschlossen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Massnahme a) durch die Verwendung eines kontinuierlichen Laserstrahls durchgeführt wird1.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Massnahme c) durch die Verwendung eines ersten und eines zweiten lichtreflektierenden Organs durchgeführt wird, die wechselweise zur Wechselwirkung mit dem fokussierten Strahl an der ersten und an der zweiten Stelle bewegt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite lichtreflektierende Element je durch eine Anzahl lichtreflektierender Abschnitte gebildet werden, die in gegenseitigen Abständen in kreisförmiger Anordnung vorgesehen sind, wobei die Massnahme c) ferner in der Weise durchgeführt wird, dass jede solche kreisförmige Anordnung durch den fokussierten Strahl um eine Drehachse gedreht wird, welche die Achse des fokussierten Strahls überschneidet.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch a) eine Quelle mit einem Laser (36) zur Erzeugung eines fokussierten Lichtstrahls (38);

b) lichtreflektierende Organe (30, 32) zur abwechselnden Unterbrechung des fokussierten Strahls (38) an einer ersten und an einer zweiten Stelle längs der Achse des Strahls (38) zur Erzeugung eines ersten (52) und eines zweiten (54) gepulsten Strahls;

c) Lichtleitmittel (42, 44), die jedem der gepulsten Strahlen (52, 54) zugeordnet und zwischen dem Unterbrechermittel (30, 32) und dfer Förderebene angeordnet sind, um den ersten (52) und den zweiten (54) gepulsten Strahl von seinem Erzeugungspunkt zu getrennten Stelen auf der Förderebene zu leiten, wobei jedes der Lichtleitmittel (42, 44) eine verschiedene Länge des Lichtweges aufweist, so dass die Distanz vom Fokus des fokussierten Strahls (38) zum lichtreflektierenden Organ (30, 32) zur Förderebene dieselbe für jeden gepulsten Strahl (52, 54) ist, so dass die Querschnittsflächen der gepulsten Strahlen (52, 54) an ihren entsprechenden Kontaktpunkten mit der Förderebene gleich sinid;-

d) ein Ausgangsfokussierelement (46, 48), welches dtem Ende der Förderebene jedes Lichtleitmittels (42, 44) zugeordnet ist, wobei die Ausgangsfokussierelemente eine gemeinsame Eingangsebene (46a) aufweisen und positioniert sind, um den ersten (52) und zweiten (54) gepulsten Strahl an im Abstand angeordneten Stellen auf die Förderebene zu fokussieren;

e) Transportmittel (12, 14) zum Transportieren des flächenhaften Materials (10) auf der Förderebene, so dass das flächenhafte Material (10) hinter die Stellen transportiert wird, bei welchen die gepulsten Strahlen (52, 54) auf die Förderebene fokussiert werden, und so dass die abwechselnde Unterbrechung des fokussierten Strahls (38) und die Zuführung jedes gepulsten Strahles (52, 54) durch das Lichtleitmittel (42, 44) und die Ausgangsfokussierelemente (46, 48) mehrere in Abstand angeordnete Reihen von in Abstand angeordneten gleichförmigen Perforationen im flächenhaften Material (10) bilden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennr zeichnet, dass jedes der Lichtleitmittel (42, 44) erste (42b, 44b) und zweite (42c, 44c) lichtreflektierende Elemente umfasst, die in jedem der Lichtwege angeordnet sind und zur gemeinsamen Drehung um die Achsen (52a, 54a) der entsprechenden gepulsten Strahlen (52, 54) gelagert sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Lichtleitmittel (42, 44) erste (42b, 44b) und zweite (42c, 44c) lichtreflektierende Elemente trägt, die in bezug aufeinander verschiebbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Lichtleitmittel (42, 44) eine Rohranordnung (41, 43) zum Umschliessen jeder der entsprechenden Lichtwege und zur Lagerung der ersten (42b, 44b) und zweiten (42c, 44c) lichtreflektierenden Elemente aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Fokussierelement (46, 48) von

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der erwähnten Rohranordnung (41, 43) getragen wird und in bezug auf diese verschiebbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohranordnungen (41, 43) je eine erste Erstreckung (41a, 43a) zur Aufnahme des pulsierenden Strahls (52, 54) von dem lichtreflektierenden Organ (30, 32), eine dritte Erstreckung (41c, 43c) zur Emission des gepulsten Lichtstrahles auf das flächenhafte Material (10) und eine zweite Erstreckung (41b, 43b) zwischen der ersten (41a, 43a) und der dritten (41c, 43c) Erstreckung aufweisen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (42b, 44b) und das zweite (42c, 44c) lichtreflektierende Element an Verbindungsstellen der ersten (41a, 43a) und der zweiten (41b, 43b) Erstreckung sowie der zweiten (41b, 43b) und der dritten (41c, 43c) Erstreckung der Rohranordnung (41, 43) getragen wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Erstreckung (41b, 43b) der Rohranordnung (41, 43) zur Einstellung der Längs des Lichtweges durch diese verstellbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Fokussieretement (46, 48) von der dritten Erstreckung (41c, 43c) der Rohranordnung (41, 43) getragen wird und in bezug auf diese verschiebbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtreflektierenden Organe eine Welle (28) umfassen, die zur Drehung um eine Achse gelagert ist, welche die Strahlachse schneidet, welche lichtreflektierenden Organe (30, 32) für jede der ersten und der zweiten Stelle eine Anzahl lichtreflektierende Abschnitte (66, 68) aufweisen, die in gegenseitigen Abständen in kreisförmiger Anordnung um die erwähnte Welle (28) gelagert sind, welche lichtreflektierenden Abschnitte (66) der lichreflektie-renden Organe (30) an der ersten Stelle gleichmässig winklig zur Welle (28) in bezug auf die lichtreflektierenden Abschnitte (68) der lichtreflektierenden Organe (32) an der zweiten Stelle versetzt sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Antrieb (24) zur Drehung der erwähnten Welle (28) und ein Abstandsglied (34) zum gegenseitigen Trennen der lichtreflektierenden Organe (30, 32) längs der erwähnten Wellenachse in der Weise, dass die lichtreflektierenden Abschnitte (66, 68) in die ersten und zweiten Stellen längs der Strahlachse bei einer solchen Wellendrehung bewegt werden.