CN1197491C - 用来制造棒状物品的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在烟草加工业中制造棒状物品、尤其是过滤嘴香烟的方法，其包括以下步骤：物品在滚动的过程中用小纸片进行缠卷；以及在不中断滚转运动的情况下对物品进行穿孔。本发明还涉及一种用来在烟草工业中制造棒状物品的装置，其包括一个用小纸张来缠卷物品的搓滚通道。该装置的特征在于：搓滚通道的至少一部分是作为一个穿孔区，在该区域中一个穿孔装置作用在物品上以对其进行打孔。

Description

用来制造棒状物品的方法和装置
本发明涉及一种在烟草加工业中制造棒状物品、尤其是过滤嘴香烟的方法，以及用来制造此类物品的装置，该装置具有一个用小幅纸片来对此类物品进行缠卷的搓滚通道。
在制造过滤嘴香烟的过程中，烟草棒部分和滤嘴头部分在滤嘴安装机中沿轴向方向相互对齐排成一行，并用一张卷烟纸进行缠卷，其中的卷烟纸在最初就象一个延伸的“旗帜幅面”那样连接到了香烟一滤嘴一香烟形式的棒组上。然后在一个搓滚通道中进行缠卷，其中的搓滚通道是由几个具有相对运动速度的的表面(搓滚面和配对的搓滚面)形成的。在这方面的实例有德国的专利文献DE3702915C2(即美国文献US4825882)。
通常，过滤嘴香烟在滤嘴上设置了一个所谓的透气区(具有理想透气性的区域)，当香烟被点着时，外界大气环境下的冷空气可通过该区域被吸入，冷的环境空气可影响烟中烟碱和冷凝物的比例。
用来形成这样的透气区的方法是使香烟绕其纵长轴线转动，并用脉冲激光束在卷烟纸及滤嘴外面形成一行或几行小孔。在这方面的实例有专利文献DE 2751522C2(US 4281670)。
在目前的制造方法中，上述提到的两个加工步骤是相互独立地进行的，在这样的情况下，物品要进行多次转动，这就意味着由于在转动过程中发生加速过程和减速过程，物品要受到相当大的应力和载荷。
因此，本发明的目的是提供一种本说明书的开头部分所述类型的方法以及一种装置，在该装置和该方法中，物品所受到的负载大为减小。
根据本发明，该发明目的通过以下技术方案而得以实现。即本发明提出了一种用来在烟草工业中制造棒形物品、尤其是过滤嘴香烟的方法，其包括以下步骤：
-物品在滚动的过程中用小纸片进行缠卷；以及
-在不中断滚转运动的情况下对物品进行穿孔。
本发明还提出了一种用来在烟草加工工业中制造棒状物品的装置，其包括一个用小纸张来缠卷物品的搓滚通道，其特征在于：搓滚通道的至少一部分是作为一个穿孔区，在该区域中一个穿孔装置作用在物品上以对其进行打孔。
本发明的优点具体体现：由于物品只是转动一次，物品能被更加细致、更加轻柔地进行处理，由这些生产步骤所制造出的产品具有更高的质量。
此外，本发明的另一个优点在于机器的结构设计更为紧凑。
本发明另一个优越实施例的区别在于：物品被至少加速两级以达到穿孔操作所需的转速。在这样的情况下，缠卷工艺是以第一转速进行的，而穿孔操作是以该转速两倍的速度进行的。
在另一个优越的实施例中，物品在穿孔操作之后的减速过程也是以两级速度进行，因而更轻柔、更细致。
在根据本发明的装置中，具有一个用小纸张来缠卷物品的搓滚通道，该搓滚通道的至少一部分为穿孔区，在该穿孔区中一个穿孔装置作用在物品上以对该物品进行穿孔。这样的穿孔装置例如是由一个激光源发出的激光束。本发明装置中的穿孔区优选与用卷烟纸来缠卷物品的缠卷区直接邻接。在这样的布置中，缠卷区和穿孔区甚至可以略微地部分重叠；这就意味着在物品仍然滚动的时候穿孔操作就已经开始了。
在根据本发明的装置中，搓滚通道一方面可由一个卷鼓与对置布置的搓滚块组成的；或者是由两个相互对置运行的搓滚皮带组成，它们也可部分用搓滚块来代替。
在本发明的最佳实施例中，穿孔区被设置在一个搓滚块上，该搓滚块和一个卷鼓对置布置。为此，在搓滚块上形成了一个可使穿孔装置作用于工件上的穿孔口。例如，激光束可经过穿孔口打到放置在搓滚通道的穿孔区上、要进行穿孔的物品上。
在本发明的另一种可选择的结构中，因为用来形成搓滚通道的其中一条搓滚皮带的运转部分被分隔，在这两个运转部分之间出现了一个开口，从而形成了穿孔口，穿孔装置经此开口可作用于物品上。在另一个实施例中，其中一条输送皮带有三个平行的运转部分，其中中间的运转部分在即将进入到穿孔区之前改变了方向，因而在穿孔区中，传送皮带中只留下两个外侧运转部分，这样就形成了一个穿孔口。
在本发明的另一种可选择结构设置中，穿孔装置包括两个激光束，这两束激光以不同的角度照射到一个用来对激光束进行导向的可转动镜面上。这两束激光之间夹成一个角度，该角度值的选择与依次的两个、最好为相邻工件之间的间距相适应。对两个物品的同步照射意味着对单个的照射激光步骤就有了两倍的时间进行支配。这也意味着物品相比只有一束激光的情况可用更低的旋转速度通过穿孔区。因而使用两束激光可以使对物品的处理更加细致、轻柔，因而也能使物品的质量提高。
下面将参照附图通过最佳实施例对本发明进行描述，在附图中：
图1是根据本发明第一种实施方式的装置的截面示意图；
图2是根据本发明第二种实施方式的装置的截面示意图；
图3是根据本发明第三种实施方式的装置的截面示意图；
图4是根据本发明第四种实施方式的装置的截面示意图；
图5是根据本发明第五种实施方式的装置的截面示意图；
图6是根据本发明第六种实施方式的装置的截面示意图；
图7是一个由本发明的装置穿孔后的双滤嘴烟棒的示意图；以及
图8示意性地表示了在本发明第七种实施方式的装置中，激光束的传播路径。
图1是一个根据本发明第一种实施方式的装置1-1的截面视图。该装置1-1具有一个进给输送鼓筒10，进给输送鼓筒10上具有用来放置香烟—滤嘴—香烟组6的板条12，烟棒—滤嘴—烟棒组6上带有涂敷胶水的卷烟纸(图中未示出)。烟棒-滤嘴-烟棒组6从进给输送鼓筒10被直接转送到搓滚通道14中。搓滚通道14内作为缠卷区50的部分是有两个输送皮带16和18的表面20、17形成的。表面20形成了烟棒-滤嘴-烟棒组6的搓滚表面，而搓滚通道14中相对于表面20方向的表面17则形成了配对的搓滚表面。第一输送皮带16表面20的延伸方向对齐进给输送鼓筒10外周的圆周表面22，这样烟棒—滤嘴—烟棒组6就能平稳地进行转移，并无需过渡地从板条12传送到搓滚通道14中，输送带16还通过一个换向带轮24重新折返到进给输送鼓筒10处。
第二输送皮带18绕过换向带轮26和28。第二输送皮带18的运行速度为输送鼓筒10圆周速度的一半，而第一输送皮带16的速度即为输送鼓筒10的圆周速度。双滤嘴烟棒6在搓滚通道14中的间距为在输送鼓筒10上的四分之三。
整个搓滚通道14并不都是由输送带16和18形成的。与此相反，图1下部所表示的输送皮带18所形成的搓滚通道配对搓滚表面只是到换向皮带轮28处为止，在输送带18折向离开之后，配对表面是由一个搓滚块30的表面29形成的。在一个组合式换向带轮24处，输送带16过渡到一个输送带32，之后就由该皮带的表面33形成搓滚通道14的搓滚表面。换向轮24包括多个同轴布置的滚轮部分。输送带32的运行速度为输送带16速度的二倍。输送带32绕过换向轮24上的另一个带轮部分，而在搓滚通道14的端部34，则由一个换向轮36改变了方向。在搓滚通道14的端部34处，一个卸料输送鼓筒38从搓滚通道14接过双滤嘴烟棒6。为此，卸料输送鼓筒38上具有板条40。卸料输送鼓筒38在搓滚块30的一个开口42中转动以便于平稳、无过渡地用板条拣出双滤嘴烟棒。
输送带32是一个两件式结构。在输送带32的两半之间形成的缺口(图中未表示出)就作为了本发明的穿孔口。作为本发明穿孔装置的激光束44可经此穿孔口照射到放置在搓滚通道14的搓滚块30上的双滤嘴烟棒6上以对香烟进行穿孔。激光束44是由一个激光发生器46产生的，并通过一个可转动的镜面48偏转到双滤嘴烟棒6上。从可转动镜面48出发，激光束44透过一个聚焦透镜49照射到搓滚通道14中的双滤嘴烟棒6上。可转动镜面48的作用在于可使激光束44能通过穿孔区跟踪运动在搓滚通道14的搓滚块30区域中的双滤嘴烟棒6，其中的穿孔区是由搓滚块30形成的。在装置1-1中，在由搓滚块30所形成的穿孔区中双滤嘴烟棒6之间的间距等于在进给输送鼓筒10的圆周表面22上时的间距，且输送带32的输送速度等于输送带16传送速度的两倍。
因此，搓滚通道14包括由输送带18构成的缠卷区50和紧邻缠卷区50、由搓滚块30形成的穿孔区52。当双滤嘴烟棒6通过搓滚通道14时，它们继续保持转动状态。而只有转动速度发生了改变。因而，双滤嘴烟棒6在进入到搓滚通道14的入口54时，相对于进给输送鼓筒10的圆周表面22的转动，首先从静止状态进行加速，加速到缠卷区50中的缠卷转动速度，由此，在换向轮28处，随着输送带18过渡到搓滚块30，双滤嘴烟棒6又被加速到穿孔区52中的穿孔转动速度。最后，由于被传递到卸料输送鼓筒38的板条40中，双滤嘴烟棒6的转动再次变为相对静止。综之，在图1的实施例1-1中，进给输送鼓筒10、缠卷区50、穿孔区52和卸料输送鼓筒38上间距之依次为12∶9∶12∶12。
图2表示了根据本发明的第二种实施方式的装置1-2。图中和图1所示装置1-1基本相同的部件将用相同的数字标号来指代。装置1-2的区别在于穿孔区52两侧的镜面对称结构。这就意味着搓滚通道14延续到搓滚块30之后，整个组件还包括设置方式等同于输送带16和18的另外的输送带60和62。在此情况下，输送带60表面62的运行方向正对卸料输送鼓筒66的圆周表面64，而输送带62则绕过两个换向轮68和70。卸料输送鼓筒66和进给输送鼓筒10是相同的，因而也带有用来将双滤嘴烟棒6拣出搓滚通道14的板条12。
通过卸料输送鼓筒66与进给输送鼓筒10、或卸料输送鼓筒66上转动的输送带60与绕进给输送鼓筒10的输送带16、以及相对应的输送带18和62的镜面对称设置，在穿孔区52进行穿孔的双滤嘴烟棒6在离开穿孔区52之后，在它们最终由卸料输送鼓筒66上的板条12拣起之前，还被传递到由搓滚通道14中的输送带62形成的一个传送区72中。当双滤嘴烟棒6从穿孔区52向传送区72过渡时，它们的转动运动中止。在传送区72，双滤嘴烟棒6被输送至卸料输送鼓筒66，烟棒不再转动。双滤嘴烟棒6在传送区72的间距和在进给输送鼓筒10上的间距、以及在卸料输送鼓筒66上的间距相同。最后，双滤嘴烟棒6被从卸料输送鼓筒66转移到鼓筒74上。总而言之，在图2的实施例1-2中，在进给输送鼓筒10、缠卷区50、穿孔区52、减速区72以及卸料输送鼓筒66上双滤嘴烟棒的间距之比依次为12∶9∶12∶12∶12。
图3表示了根据本发明的第三种实施例的装置1-3。图3中的实施例1-3区别于图2所示实施例之处只在于双滤嘴烟棒6在传送区72和卸料输送鼓筒66上的间距发生了变化。在实施例1-3中，该间距等于实施例1-2中的缠卷区50上的间距。此外，双滤嘴烟棒6在卸料鼓筒66上的间距相比于传送区72还减小了三分之一，因而总共只有进给输送鼓筒10上间距的一半。因而双滤嘴烟棒6在传送区72内的转动速度比在穿孔区52内更低。概括而言，在图3所示实施例1-3中，在进给输送鼓筒10、缠卷区50、穿孔区52、传送区72以及卸料输送鼓筒66上的间距之间之比依次为12∶9∶12∶9∶6。
图3所示实施例1-3的其它方面和图2所示实施例1-2相比并没有变化。
图4表示了根据本发明的第四种实施方式的装置1-4。实施例1-4区别于图3所示实施例1-3之处只在于：其采用由换向轮78绕过搓滚块30的一条输送带76，而不是两条输送带18和62。在图4所示实施例1-4中，各个间距之间的比例和图3所示实施例1-3中的间距比例相同。
图5表示了根据本发明的第五种实施方式的装置1-5，图5所示的实施例1-5基本上和图2所示的实施例1-2相对应。但和实施例1-2不同的是实施例1-5具有两个激光源46、两个可转动的镜面48、两个聚焦透镜49。相应地，就可以有两个双滤嘴烟棒6a和6b在穿孔区52-5中同时进行穿孔，穿孔区52-5的尺寸相比于实施例1-2中的穿孔区52加大了。虽然在穿孔区52-5中，双滤嘴烟棒6间的间距相比于在缠卷区50中的间距又缩短了三分之一，且双滤嘴烟棒6相应地滚转得更慢了，但由于激光束每次只是每隔一个地进行打孔，可对双滤嘴烟棒6进行穿孔操作的间隔距离却等于双滤嘴烟棒6在进给输送鼓筒10上的间距。此外，在图5所示的实施例1-5中，第一输送带16也从卸料输送鼓筒66上绕过。在该实施例中，输送带16包括三个相互平行延伸的部件(图中未示出)：一个中央部件和两个外侧部件。为了为穿孔区52-5留出穿孔口，输送带16的中央部件由换向轮77进行折向，而外侧部件则继续延续而形成搓滚通道14的搓滚表面，并最终绕过卸料输送鼓筒66。
在传送区72的开始端，双滤嘴烟棒6之间的间距又被设成双滤嘴烟棒6在缠卷区50中时那么长，而在最后从传送区72传递到卸料输送鼓筒66上时，双滤嘴烟棒6的间距又被设成进给输送鼓筒10上的原始大小。进给输送鼓筒10、缠卷区50、穿孔区52-5、传送区72以及卸料输送鼓筒66的间距之比依次为12∶9∶6∶9∶12。
图1所示实施例1-1通过适当的改进也可以采用两个激光光源46进行工作。
图6表示了根据本发明第六种实施方式的装置1-6。在该实施例中，双滤嘴烟棒6被从一个进给输送鼓筒2传递到一个搓滚鼓筒80上。搓滚鼓筒80在其外圆周表面84上具有相对较浅的凹槽或内陷82。一个搓滚块88的配对搓滚表面86与搓滚鼓筒80的圆周表面84(其作为搓滚表面)同心设置。圆周表面84和配对的搓滚表面86形成了一个搓滚通道90，该通道包括一个缠卷区92、一个穿孔区94以及一个传送区96。穿孔区94是由搓滚块88上的一个穿孔口98形成的，经此开孔激光束100a和100b通过可转动的镜面48和一个聚焦透镜49作用在双滤嘴烟棒6，并以此方式在外周表面上进行穿孔。
激光束100a和100b之间有一个夹角α。该夹角的选择应使得激光束100a和100b能同时对放置在穿孔区94上的相邻物品进行打孔。以此方式，可用来进行穿孔操作的时间相比于只使用一个激光束进行打孔的情况就翻了一倍，从而使得香烟的滚转运动可相应地更慢，因而也更轻柔、更细致。
为了保证双滤嘴烟棒6在搓滚通道90内不会翻滚过凹槽或内陷82的边缘102，凹槽或内陷82具有可径向延伸的举升板条104，这些板条在延伸之后，搓滚鼓筒80的外周面84就变成完全平滑的了。举升板条104的延伸运动用箭头108象征性地说明。箭头110示意地表示了为了再在圆周表面84内形成凹槽或内陷，举升板条104在径向进行的回缩运动，这样在凹槽或内陷中的、已经在缠卷区92中缠卷上了卷烟纸(图中未表示出)、并随后在穿孔区94中进行了穿孔、还在传送区96中进行输送的双滤嘴烟棒6就被再次转移到搓滚鼓筒80上。最后，以此制成的双滤嘴烟棒6由一个卸料鼓筒74从凹槽或内陷82中摘出去。
图7表示了双滤嘴烟棒6在离开搓滚通道14或搓滚通道90之后的状态。图中显示：在双滤嘴烟棒6的外表面112上通过穿孔而形成了一些孔洞114。图7所示的实施例表示了在这两种情况下都有两行沿圆周方向相互平行排列的孔洞114。
图8表示了形成图7所示两行孔洞114的生产工艺，这两行孔洞沿圆周方向相互并列设置。在这种情况下，几乎相互平行的激光束44a和44b分别照射到可转动的反射镜上，如图5所示的实施例1-5或图6所示的实施例1-6所示，以通过用箭头120表示的追踪运动而在滚转的双滤嘴烟棒6上打出几行孔。

Claims (20)

1.一种用来在烟草工业中制造棒形物品、尤其是过滤嘴香烟(6)的方法，其包括以下步骤：
-物品(6)在滚动的过程中用小纸片进行缠卷；以及
-在不中断滚转运动的情况下对物品(6)进行穿孔。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在穿孔步骤中，物品(6)滚转运动的旋转速度至少为缠卷操作时的速度。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：物品(6)被至少分两级而加速至穿孔操作中滚转运动的旋转速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：第一级加速发生在缠卷操作的开始区域(54)，而第二级加速发生在物品(6)从缠卷操作向穿孔操作过渡的区域(28)。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：物品(6)在穿孔操作时的转动速度大约为缠卷操作时速度的两倍。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：物品(6)从穿孔操作时的旋转运动到穿孔后转动停止的状态的减速过程是分至少两个阶段进行的。
7.一种用来在烟草加工工业中制造棒状物品的装置，其包括一个用小纸张(8)来缠卷物品(6)的搓滚通道(14)，其特征在于：搓滚通道的至少一部分是作为一个穿孔区(52，52-5，94)，在该区域中一个穿孔装置作用在物品(6)上以对其进行打孔。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：其中的搓滚通道(14)具有一个缠卷区(50，90)，在该区域中物品(6)用小纸张(8)进行缠卷，其中的缠卷区(50，90)和穿孔区(52，52-5，94)在相邻的边缘部分相互紧贴或部分重叠。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：搓滚通道(90)是由一个具有圆周表面(84)的搓滚鼓筒(80)和一个搓滚块(88)组成的，其中的搓滚块布置在圆周表面(84)的对侧，并具有一个配对的搓滚表面(86)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：穿孔区(94)是由搓滚块(88)上的穿孔口形成的，该穿孔口可使得穿孔装置作用于物品(6)。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：搓滚通道(14)至少部分是由相邻运转的第一搓滚带(16)和第二搓滚带(18)组成的。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于：至少搓滚通道(14)的缠卷区(50)是由相邻的带条形成的。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：在穿孔区(52、52-5)的搓滚通道(14)是由第一搓滚带(16)的一个带条和搓滚块(30)的搓滚表面(29)组成的。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：穿孔区(52、52-5)是由搓滚块(30)上的一个穿孔口形成的，该穿孔口使得穿孔装置可作用于物品(6)上。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：其中的穿孔区(52、52-5)是由第一搓滚带(16)上的一个穿孔口形成的。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于：其包括一个至少为两部件形式的第一搓滚带(16)，其中在穿孔区(52、52-5)的开始端设置了一个换向装置(77)，用来对第一搓滚带(16)上一个部件进行换向，以形成穿孔口。
17.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：在搓滚块(30)区域设置了一个第三搓滚带(32)，其在穿孔区(52)中只是部分地和物品(6)接触，来以这样的方式为穿孔装置留出穿孔口。
18.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：其中的穿孔装置是由两束激光(44)组成的，它们以不同的角度照射到一个用来对激光束(44)进行导向的可转动镜面(48)上。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于：激光束(44)之间形成一个夹角(α)，该夹角值与两个相邻的物品(6)之间的间距相对应。
20.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：其中搓滚鼓筒(80)上具有用来容纳物品(6)的凹槽(82)，该凹槽(82)具有可延伸的支撑表面(104)，这些表面在其延伸状态时桥联了搓滚鼓筒(80)上的凹槽(82)，这样就在搓滚鼓筒(80)上形成了平滑的圆周表面(84)。
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