DE102019124541A1

DE102019124541A1 - Bearbeitungsverfahren für Umhüllungsmaterial stabförmiger Artikel

Info

Publication number: DE102019124541A1
Application number: DE102019124541.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Meissner; Ralf Grassmel
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2021-03-18
Also published as: WO2021048317A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten von Umhüllungsmaterial eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie zum unterbrechungsfreien und sicheren Bearbeiten, insbesondere zum Perforieren des Umhüllungsmaterials. Die Vorrichtung umfasst ein Transportelement, eine Druckluftstation, eine Lasereinrichtung zum Perforieren des Umhüllungsmaterials der stabförmigen Artikel und eine Schutzgasstation zur Bereitstellung von Schutzgas, wobei die Schutzgasstation eine Aufbereitungseinrichtung ausweist, die das Schutzgas durch Aufbereiten der Druckluft erzeugt und das Schutzgas in den Wirkbereich des Laserstrahls weiterleitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten von Umhüllungsmaterial eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeiten Industrie zum unterbrechungsfreien und sicherem Bearbeiten, insbesondere zum Perforieren des Umhüllungsmaterials.
Die DE 32231221 offenbart die Verwendung eines Schutzgases bei der Perforation von Umhüllungsmaterial stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie, um Ablagerungen von bei der Perforation entstehenden Teilchen und Partikeln auf dem Strahlungskopf der Laservorrichtung zu verhindern. Das Schutzgas ist von außen gegen den Strahlungskopf gerichtet, sodass eine unterbrechungsbehaftete Reinigung des Strahlenkopfs durch diese Maßnahme zu vermeiden ist.
Die WO 2015149103 A2 offenbart eine Perforationsvorrichtung die beispielsweise mit einem Plasmaperforations- oder einer Laservorrichtung ein bahnartiges Papiermaterial bearbeitet. Das lonisierungsverhalten, die Kompression und die Zusammensetzung des Schutzgases haben Auswirkungen auf die zu erzeugenden Lochdurchmesser und die Lochdurchmesser sind mittels dieser Parameter regelbar. Zusätzlich vermeidet die Verwendung von Schutzgas eine Oxidation an der Oberfläche des Materials, insbesondere findet eine sichtbare Minimierung von Brandspuren statt.
Im Stand der Technik werden die Schutzgase in Tanks oder Gasflaschen bereitgestellt, die in regelmäßigen Abständen auszuwechseln sind. Dies führt beim Austauschen der Tanks und der Gasflaschen zu einer Unterbrechung des Bearbeitungsvorgangs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten von Umhüllungsmaterial für stabförmige Artikel der tabakverarbeitenden Industrie bereitzustellen, die bzw. das zuverlässig, unterbrechungsfrei und unter Einhaltung hoher Qualitätsstandards betrieben werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Umhüllungsmaterial, insbesondere einem Papier, Kunststofffolie, Aluminiumfolie und/oder tabakhaltige Folie enthaltendem Umhüllungsmaterial, eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend mind. ein angetriebenes Transportelement, das Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln aufweist, welche insbesondere voneinander beabstandet sind, bevorzugt abschnittsweise äquidistant, und das die stabförmigen Artikel entlang einer Förderstrecke, insbesondere in einlagiger Reihe, fördert, eine Druckluftstation, welche Druckluft, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 12 %, bereitstellt, eine Lasereinrichtung zur Bearbeitung des den stabförmigen Artikel umhüllenden Umhüllungsmaterials, insbesondere zur Perforation des Umhüllungsmaterials, die ein Laserstrahl erzeugt, wobei die Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln derart ausgebildet sind, dass die stabförmigen Artikel zumindest zeitweise und/oder abschnittweise entlang der Förderstrecke drehbar in den Aufnahmen aufgenommen sind, eine Schutzgasstation zur Bereitstellung von Schutzgas, insbesondere im Wesentlichen Kohlendioxid und/oder Stickstoff enthaltend, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgasstation durch ein Verbindungselement, insbesondere eine Leitung, mit der Druckluftstation verbunden und mit Druckluft, insbesondere im Wesentlichen durchgehend oder unterbrechbar, versorgbar ist, wobei das Verbindungselement insbesondere ausgebildet ist, die Schutzgasstation mit einem Lieferdruck zwischen 3 und 10 bar, bevorzugt zwischen 5 und 8 bar, besonders bevorzugt von 6,5 bar und/oder einer Liefervolumen pro Zeit zwischen 10 und 50 m³/h, bevorzugt zwischen 15 und 38 m³/h, besonders bevorzugt zwischen 19,5 und 31,5 m³/h zu versorgen, wobei die Schutzgasstation eine Aufbereitungseinrichtung ausweist, die das Schutzgas durch Aufbereiten der Druckluft erzeugt, insbesondere mit einem Restgehalt an Sauerstoff von weniger als 7,5 %, 5%, 3 %, 2 % oder 1 %, und dass die Vorrichtung ein Verbindungselement und/oder ein Beförderungselement aufweist, das das Schutzgas in mindestens einen Abschnitt des Laserstrahls, insbesondere in den Wirkbereich des Laserstrahls, in dem der Laserstrahl auf das Umhüllungsmaterial trifft, weiterleitet. Die Schutzgasstation der Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass eine kontinuierliche und unterbrechungsfreie Versorgung der Laservorrichtung mit Schutzgas erfolgt und das Schutzgas in einen Abschnitt des Laserstrahls befördert wird, um Oxidationen auf dem Umhüllungsmaterial und/oder Entflammungen durch den Laserstrahl zu verhindern.
Das angetriebene Transportelement weist insbesondere voneinander beanstandete Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln auf, welche besonders bevorzugt äquidistant angeordnet sind und führt insbesondere einen Transport der stabförmigen Artikel in einlagiger Reihe durch. Durch diese Weiterbildung der Vorrichtung ist eine Bearbeitung auf einem beliebigen Abschnitt des Umhüllungsmaterials durch die Lasereinrichtungen durchführbar.
Die Druckluftstation stellt Druckluft, bevorzugt mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 12 %, besonders bevorzugt von mindestens 10 %, bereit. Hierbei handelt es sich um Druckluft, die insbesondere aus der Umgebungsluft hergestellt ist, und mit geringem Aufwand bereitzustellen ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist ein Verbindungselement vorgesehen, welches die Schutzgasstation mit der Druckluftstation verbindet und mit Druckluft, insbesondere im Wesentlichen durchgehend oder unterbrechbar, versorgt, wobei das Verbindungselement insbesondere ausgebildet ist, die Schutzgasstation mit einem Lieferdruck zwischen 3 und 10 bar, bevorzugt zwischen 5 und 8 bar, besonders bevorzugt von 6,5 bar und/oder einem Liefervolumen pro Zeit zwischen 10 und 50 m³/h, bevorzugt zwischen 15 und 38 m³/h, besonders bevorzugt zwischen 19,5 und 31,5 m³/h, zu versorgen. Durch ein derartiges Verbindungselement ist eine im Wesentlichen durchgehende Versorgung der Laservorrichtung mit Schutzgas zu gewährleisten, wobei durch einen entsprechenden Lieferdruck und/oder eine entsprechende Liefermenge ein Abschnitt des Laserstrahls und/oder der Wirkbereich der Laservorrichtung derart mit Schutzgas ausgefüllt ist, dass ein sicheres Bearbeiten des Umhüllungsmaterial gewährleistet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Schutzgasstation, die eine Aufbereitungseinrichtung aufweist, derart ausgebildet, dass der Restgehalt an Sauerstoff des Schutzgases weniger als 7,5 %, 5%, 3 %, 2 % oder 1 % beträgt. Durch einen derartigen Restgehalt an Sauerstoff ist die Funktion des Schutzgases als oxidationshemmendes Gas für diesen Anwendungsfall gegeben.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung einen Puffertank, insbesondere mit einem Puffervolumen zwischen 10 I und 300 I, bevorzugt zwischen 100 I und 200 I, besonders bevorzugt von 150 I, auf, der das erzeugte Schutzgas der Schutzgasstation speichert. Insbesondere weist die Schutzgasstation eine Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung auf, die die Füllmenge des Puffertanks derart steuert und/oder regelt, um ein konstanten, einen abschnittsweise konstanten oder einen unterbrechbaren Schutzgasfluss (Volumen/Zeit), insbesondere zwischen 1 und 30 m³/h, bevorzugt zwischen 3 und 20 m³/h und besonders bevorzugt zwischen 5,3 und 15 m³/h, und/oder insbesondere um das Schutzgas unter einem vorgegebenem Druck, insbesondere zwischen 1 bar und 10 bar, bevorzugt zwischen 3 bar und 7 bar, besonders bevorzugt bei 5 bar, bereitzustellen. Durch einen derartigen Puffertank ist selbst bei Unregelmäßigkeiten der Druckluft- oder Schutzgasbereitstellung eine unterbrechungsfreie Versorgung der nachfolgend angeordneten Vorrichtungen gegeben.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung eine Filter- und/oder Reinigungseinrichtung für das durch die Schutzgasstation bereitgestellte Schutzgas auf und die Filter- und/oder Reinigungseinrichtung ist stromaufwärts und/oder stromabwärts des Puffertanks oder in dem Puffertank integriert angeordnet. Auf diese Weise gelangt und/oder verlässt ausschließlich gereinigtes Schutzgas den Puffertank, wodurch Beschädigungen und/oder Ablagerungen im Puffertank, der angrenzenden Mechanik oder Bauteilen sowie an stromabwärts angeordneten Einrichtungen der Vorrichtung vermieden und verringert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist am stromabwärts gelegenen Ende des Verbindungselements und/oder Beförderungselements, welches das Schutzgas in mindestens einen Abschnitt im Wirkbereich des Laserstrahls leitet, eine Richtdüse angeordnet, die das Schutzgas derart auf den Wirkbereich des Laserstrahls richtet, dass der Abschnitt im Wirkbereich des Laserstrahls vom Schutzgas im Wesentlichen ausgefüllt, überströmt und/oder bedeckt ist. Durch diese Weiterbildung wird das Schutzgas vorteilhaft in den Wirkbereich der Lasereinrichtung geleitet und es entstehen keine Verfärbungen, Oxidation und ungewollte Verbrennungen auf dem Umhüllungsmaterial. Weiterhin ist der Wirkbereich von dem Schutzgas umgeben, wodurch in diesem Bereich ein Entfachen oder Entflammen von Staubpartikeln vermieden wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Richtdüse derart ausgebildet und angeordnet, dass das Schutzgas und der Laserstrahl sich abschnittsweise überdeckende, kreuzende und/oder schneidende Förderbahnen, insbesondere bezogen auf einen der Richtdüse stromabwärts angeordneten Abschnitt der Förderbahnen, aufweisen und insbesondere der Laserstrahl vollumfänglich von Schutzgas umgeben ist. Durch eine derartige Anordnung ist der Laserstrahl in einem Abschnitt der Förderbahn von dem Schutzgas umgeben und in diesem Abschnitt werden eine Oxidation, ein Entfachen oder ein Entflammen von Staubartikeln vermieden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Richtdüse derart angeordnet, dass das Schutzgas und der Laserstrahl stromabwärts der Richtdüse einen gemeinsamen Abschnitt in ihren Förderbahnen bis zum Auftreffen auf das Umhüllungsmaterial aufweisen oder bilden. Ist der Laserstrahl von der Richterdüse bis zum Umhüllungsmaterial von dem Schutzgas umgeben, treten weder Oxidationen, Verfärbungen oder ungewünschte Verbrennungen auf dem Umhüllungsmaterial auf, noch entstehen auf diesem Abschnitt der Förderband des Laserstrahls Entflammungen, sodass die Brandgefahr deutlich vermieden wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Lasereinrichtung einen Bahnführungskanal eines Laserstrahls auf, wobei der Bahnführungskanal ein Segment mit mindestens einer Zuführöffnung aufweist, welche insbesondere am stromabwärts gelegenen Endbereich des Bahnführungskanals angeordnet ist, wobei insbesondere die Zuführöffnung von einer Akkumulierungskammer umgeben ist, die mit Schutzgas beaufschlagbar ist, und das Segment durch das Verbindungs- und/oder Beförderungselement an die Schutzgasstation angeschlossen ist. Durch ein derartiges Segment ist die Zuführung des Schutzgases in den Bahnführungskanal eines Laserstrahls vorteilhaft umgesetzt. Vorteilhaft ist dieses Segment stromaufwärts der Richtdüse angeordnet, sodass das Schutzgas und der Laserstrahl auf einem deckungsgleichen Abschnitt der Förderbahnen, insbesondere gleichzeitig, der Richtdüse zuführbar sind. Durch eine am Segment angeordnete Akkumulierungskammer, ist ein Pufferraum gegeben, sodass die Zuführung des Schutzgases in den Bahnführungskanal unterbrechungsfrei und gleichmäßig umgesetzt ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung eine Abfördervorrichtung, insbesondere eine Absaugvorrichtung, sowie ein Verbindungs- und/oder Beförderungselement auf, wobei die Abfördervorrichtung am oder benachbart zum Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung oder Lasereinrichtung angeordnet ist und das Schutzgas abfördert, wobei das Verbindungs- und/oder Beförderungselement die Abfördervorrichtung mit der Schutzgasstation und/oder mit dem Puffertank verbindet und, bevorzugt teilweise, das Schutzgas der Schutzgasstation und/oder dem Puffertank zuführt, wobei insbesondere die Vorrichtung eine Filter- und/oder Reinigungseinrichtung aufweist, die das abgeförderte Schutzgas nachbearbeitet, reinigt und/oder gefiltert. Durch eine derartige Abfördervorrichtung ist das Schutzgas der Schutzgasstation und/oder dem Puffertank, insbesondere gereinigt und/oder aufbereitet, zuführbar und erneut verwendbar.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung einen Sensor, der den Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung oder Lasereinrichtung überwacht, und eine Auswerteeinheit auf, die insbesondere durch Bewertung des Gefahrenpotenzials, insbesondere einer möglichen Entflammbarkeit von Staubpartikeln, die Menge des Schutzgases im Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung steuert und/oder regelt. Durch die derartige Weiterbildung ist eine Unter- und/oder Überversorgung des Wirkbereichs der Lasereinrichtung mit Schutzgas detektierbar, um die Zufuhr von Schutzgas zu erhöhen oder zu verringern. Es werden Kleinstentflammungen und/oder Verfärbungen auf dem Umhüllungsmaterial und/oder im Wirkbereich erfasst, die Rückschlüsse auf die Menge des Schutzgases liefern, sodass die Menge des Schutzgases vorteilhaft zu steuern und/oder zu regeln ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist der Sensor als optischer Sensor, insbesondere als Kamera, ausgebildet, der den Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung oder Lasereinrichtung erfasst, und die Auswerteeinheit eine Auswertung anhand einer Bildanalyse durchführt, insbesondere zur Detektion von Funken, Verfärbungen und/oder Kleinstentflammungen. Durch die Verwendung eines optischen Sensors, insbesondere einer Kamera, lassen sich Oxidationen, Verfärbungen und/oder Kleinstentflammung leicht und kostengünstig detektieren.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Lasereinrichtung folgendes auf: Einen Lasergenerator, insbesondere einen Kohlendioxid-Laser, mindestens ein den Laserstrahl total oder teilweise reflektierendes Element, insbesondere einen Spiegel, ein Powermeter zur Erfassung und/oder Überprüfung der Energie des Laserstrahls und ein Strahlenteiler, der ein zumindest abschnittsweise und/oder teilweise den Laserstrahl reflektierendes Element und ein zumindest abschnittsweise und/oder teilweise den Laserstrahl durchdringendes Element zur gleichzeitigen Bereitstellung von mindestens zwei Laserstrahlen aufweist, wobei insbesondere der reflektierte Teil des Laserstrahls im Wesentlichen dem transmittierten Teil des Laserstrahls entspricht, und eine Bündelungsvorrichtung, bevorzugt eine Linse und/oder Blende, zur Bündelung des Laserstrahls, bevorzugt angeordnet am stromabwärts gelegenen Ende des Bahnführungskanals. Durch die aufgeführten Bestandteile der Lasereinrichtung lässt sich auf vorteilhafte Weise ein Laserstrahl erzeugen, auf engsten Bauraum zu dem zu bearbeitenden Umhüllungsmaterial umlenken, die Leistung des Lasers überprüfen und ein oder mehrere erzeugte Laserstrahlen durch eine Bündelungsvorrichtung bündeln sowie den Querschnitt des Laserstrahls durch die Bündelungsvorrichtung nahezu beliebig ausbilden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist ein Laserstrahl eine Leistung zwischen 100 W und 500 W, bevorzugt zwischen 200 W und 400 W, besonders bevorzugt von 250 W und/oder eine effektive Leistung von maximal 15 kW, maximal 12 kW, maximal 10,5 kW, maximal 8 kW oder maximal 6,5 kW auf. Durch eine derartige Leistung und/oder eine derartige effektive Leistung sind einerseits ein vorteilhaftes Bearbeiten des Umhüllungsmaterials durchführbar, und andererseits die Gefahr der Entflammbarkeit, der Verfärbungen und Oxidationen minimiert.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Bündelungsvorrichtung ausgebildet und eingerichtet, sodass die Projektion auf dem Umhüllungsmaterial des Laserstrahls einen im Wesentlichen punktförmigen, rechteckigen, runden, kreisringförmigen oder linienartigen Bereich bildet. Durch eine derartige Projektionsfläche des Laserstrahls auf dem Umhüllungsmaterial ist eine vorteilhafte Bearbeitung, insbesondere Perforation, durchführbar. Im Falle einer Perforation, die beispielsweise die Ventilation eines stabförmigen Rauchartikels beeinflusst, sind die Perforationsöffnungen von wesentlicher Bedeutung.
Die Aufgabe wird ebenfalls durch die Verwendung einer Vorrichtung zum Bearbeiten von Umhüllungsmaterial, insbesondere Papier, Kunststofffolie, Aluminiumfolie und/oder tabakhaltige Folien enthaltendem Umhüllungsmaterial, eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, gelöst, wobei die Vorrichtung mind. ein angetriebenes Transportelement, das Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln aufweist, welche insbesondere voneinander beabstandet sind, bevorzugt abschnittsweise äquidistant, und das die stabförmigen Artikel entlang einer Förderstrecke, insbesondere in einlagiger Reihe, fördert, eine Druckluftstation, welche Druckluft, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 12 %, bereitstellt, eine Lasereinrichtung zur Bearbeitung des den stabförmigen Artikel umhüllenden Umhüllungsmaterials, insbesondere zur Perforation des Umhüllungsmaterials, die mindestens ein Laserstrahl erzeugt, wobei die Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln derart ausgebildet sind, dass die stabförmigen Artikel zumindest zeitweise und/oder abschnittweise entlang der Förderstrecke drehbar in den Aufnahmen aufgenommen sind, eine Schutzgasstation zur Bereitstellung von Schutzgas, insbesondere im Wesentlichen Kohlendioxid und/oder Stickstoff, aufweist dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgasstation durch ein Verbindungselement, insbesondere eine Leitung, mit der Druckluftstation verbunden und mit Druckluft, insbesondere im Wesentlichen durchgehend oder zeitweise, versorgbar ist, wobei das Verbindungselement insbesondere ausgebildet ist, die Schutzgasstation mit einem Lieferdruck zwischen 3 bar und 10 bar, bevorzugt zwischen 5 bar und 8 bar, besonders bevorzugt von 6,5 bar und/oder einer Liefervolumen pro Zeit zwischen 10 und 50 m³/h, bevorzugt zwischen 15 und 38 m³/h, besonders bevorzugt zwischen 19,5 und 31,5 m³/h zu versorgen, wobei die Schutzgasstation eine Aufbereitungseinrichtung ausweist, die das Schutzgas durch Aufbereiten der Druckluft erzeugt, insbesondere mit einem Restgehalt an Sauerstoff von weniger als 7,5 %, 5%, 3 %, 2 % oder 1 %, und dass die Vorrichtung ein Verbindungselement und/oder ein Beförderungselement aufweist, das das Schutzgas in mindestens einen Abschnitt des Laserstrahls, insbesondere in den Wirkbereich des Laserstrahls, in dem der Laserstrahl auf das Umhüllungsmaterial trifft, weiterleitet.
Die für die Vorrichtung aufgeführten Weiterbildungen gelten analog als Weiterbildungen für die Verwendung einer derartigen Vorrichtung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden die Weiterbildungen und die damit einhergehenden Vorteile nicht wiederholt.
Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zum Perforieren von Umhüllungsmaterial, insbesondere Papier, Kunststofffolie, Aluminiumfolie und/oder tabakhaltige Folien enthaltendem Umhüllungsmaterial, eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie gelöst, umfassend die Schritte: Fördern eines stabförmigen Artikels entlang einer Förderstrecke, insbesondere in einlagiger Reihe, bevorzugt voneinander beabstandet, insbesondere abschnittweise äquidistant, Bereitstellen von Druckluft, Erzeugen mindestens eines Laserstrahls, zeitweises und/oder abschnittsweises Drehen eines stabförmigen Artikels, bevorzugt um die Längsachse des Artikels, während der Förderung auf der Förderstrecke, Bearbeiten, insbesondere Perforieren, mindestens eines Teilbereiches des Umhüllungsmaterials eines stabförmigen Artikels, Bereitstellen von Schutzgas, insbesondere ein im Wesentlichen Kohlendioxid und/oder Stickstoff enthaltendes Schutzgas, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgas, insbesondere unmittelbar, aus der bereitgestellten Druckluft, insbesondere mit einem Lieferdruck zwischen 3 und 10 bar, bevorzugt zwischen 5 und 8 bar, besonders bevorzugt von 6,5 bar und/oder insbesondere mit einem Liefervolumenfluss zwischen 10 und 50 m³/h, bevorzugt zwischen 15 und 38 m³/h, besonders bevorzugt zwischen 19,5 und 31,5 m³/h, erzeugt und bereitgestellt wird, insbesondere mit einem Restgehalt an Sauerstoff von weniger als 7,5 %, 5%, 3 %, 2 % oder 1 %, und das Schutzgas in einen Wirkbereich des Laserstrahls, in dem der Laserstrahl auf das Umhüllungsmaterial des stabförmigen Artikels trifft, weitergeleitet wird, wobei insbesondere der Wirkbereich des Laserstrahls im Wesentlichen vollumfänglich vom Schutzgas ausgefüllt, bedeckt und/oder überströmt ist.
Die aus dem Betrieb der in dieser Anmeldung aufgeführten Vorrichtung resultierenden Verfahrensmerkmale stellen Weiterbildungen des aufgeführten Verfahrens dar. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden diese Weiterbildungen sowie die damit einhergehenden Vorteile nicht explizit wiederholt.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Patentansprüchen zu entnehmen. Es zeigen:

1 Maschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
2 Vorrichtung zum Bereitstellen von Schutzgas
3 Perforationsvorrichtung
4 Aufbau einer Laservorrichtung
5 Alternative Ausgestaltung einer Perforationsvorrichtung
6 Alternative Vorrichtung zum Bereitstellen von Schutzgas

Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen. In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Bearbeiten von Umhüllungsmaterial mit mindestens einem angetriebenen Transportelement ausgebildet als Trommelkörper 10, der Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln 12 aufweist, die um den Umfang verteilt, beispielsweise äquidistant, angeordnet sein können, und in Form von Mulden 11 ausgebildet sind. Der Trommelkörper 10 ist über ein Verbindungselement in Form einer Leitung 13, mit der Saugluftstation 4 verbunden. Durch die Saugluftstation 4 ist der Trommelkörper 10 mit Saugluft beaufschlagbar, sodass die Artikel 12 durch in den Mulden 11 angeordneten Bohrungen 25 durch die Saugluft in den Mulden 11 gehalten werden. Die Vorrichtung 1 weist eine Druckluftstation 2 auf, die Druckluft erzeugt und über ein Verbindungselement in Form einer Leitung 14, mit der Schutzgasstation 3 verbunden ist. Die Schutzgasstation 3 erzeugt aus der Druckluft ein Schutzgas, welches über die Verbindungselemente, die Leitungen 15, 16, an die Lasereinrichtungen 17, 18 weitergeleitet wird. Die Lasereinrichtungen 17, 18 weisen jeweils ein Laserstrahlerzeuger 5, 6, Umlenkelemente, in Form von Spiegeln 19 bis 22, und jeweils eine Bündelungsvorrichtung auf, die als Linse 23, 24 ausgebildet ist. Die Lasereinrichtungen 17, 18, insbesondere die Laserstrahlerzeuger 5, 6, werden durch eine Steuereinheit 9 gesteuert. Auf dem Trommelkörper 10 ist ein stabförmiger Artikel 12 in der Mulde 11 angeordnet und wird durch die Drehung der Trommel 10 in Drehrichtung D1 in dem Wirkbereich 26 der Lasereinrichtungen 17, 18 gefördert. Wenn sich der stabförmige Artikel 12 in den Wirkbereich 26 der Laservorrichtungen 17, 18 befindet, startet die Steuereinheit 9 die Laserstrahlerzeuger 5, 6 und die Laserstrahlen 7, 8 werden über die Spiegel 19 bis 22 in den Wirkbereich 26 geleitet. Auf der Förderbahn 28, 29 wird der Laserstrahl 7,8 durch jeweils eine Bündelungsvorrichtung in Form einer Linse 23, 24 gebündelt und trifft auf das Umhüllungsmaterial des stabförmigen Artikels 12. Der Trommelkörper 10 dreht sich in Drehrichtung D1 und eine Rolltrommel 27, die alternativ auch als rotationsfester Rollklotz ausgebildet sein kann, dreht sich in Drehrichtung D5, sodass der sich im Wirkbereich 26 der Lasereinrichtungen 17, 18 befindende stabförmige Artikel 12 durch die Rolltrommel 27 in Rotation versetzt wird. Die Steuereinheit 9 steuert den Laserstrahlerzeuger 5, 6 mit einer an die Rotation des stabförmigen Artikels 12 angepasste Frequenz, sodass eine gewünschte Perforation auf dem Umhüllungsmaterial des stabförmigen Artikels 12 entsteht. Während des Perforationsvorgangs wird über die Leitungen 15, 16 Schutzgas an die Lasereinrichtungen 17, 18 geleitet. Das Schutzgas wird im Bereich der Linse 23, 24 in die Förderband 28, 29 des Laserstrahls 7, 8 eingebracht. Das Schutzgas kann durch eine nicht dargestellte Richtdüse 30 derart ausgerichtet werden, dass es entlang der Förderbahn 28, 29 des Laserstrahls 7, 8 in den Wirkbereich 26 der Lasereinrichtungen 17, 18 geleitet wird. Die gezeigte Vorrichtung 1 kann alternativ auch nur eine Lasereinrichtung 17 aufweisen. Ist das Umhüllungsmaterial des stabförmigen Artikels 12 bearbeitet, befördert der Trommelkörper 10 den stabförmigen Artikel 12 in Drehrichtung D1 zum benachbart angeordneten Trommelkörper 31, der mit einer Drehrichtung D2 umläuft. Danach wird der stabförmige Artikel 12 durch nachfolgend angeordnete Trommelkörper 32, 33 mit den Drehrichtungen D3, D4 weiterbefördert und gegebenenfalls bearbeitet. Die Drehrichtung D1 ist entgegengesetzt zur Drehrichtung D2. Die Drehrichtungen D1, D2, D3 und D4 wechseln ihre Orientierung, wonach sie abwechselnd im oder entgegen dem Uhrzeigersinn ausgerichtet sind.
2 zeigt eine Schutzgasstoffstation 3, die über eine nicht dargestellte Druckluftstation 2 über die Leitung 37 mit Druckluft versorgt wird und durch den Filter 35, insbesondere mit einem 1-µm-Filter, gefiltert und gereinigt wird. Die gefilterte und/oder gereinigte Druckluft wird über die Leitung 37 einem Stickstoffgenerator 41 zugeführt, vorzugsweise mit einem Druck von 6,5 bar und mit einem Volumenfluss von 19,5-31,5 m³/h. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist die Druckluft in der unter 1.4.1 der DIN ISO 8573.1 festgelegten Qualität bereitgestellt. Der Stickstoffgenerator 41 ist über eine Leitung 39 mit einem Puffertank 34 verbunden. Der Puffertank 34 weist ein Speichervolumen von 150 I auf und umfasst eine Druckentlastungsventil 42, welches am oberen Ende des Puffertanks angeordnet ist.
Der Puffertank ist über eine Leitung 38, in der der Stickstoff durch einen Filter 36, insbesondere einem 1-µm-Filter, gefiltert und/oder gereinigt wird, mit dem Stickstoffgenerator verbunden, der den Stickstoff über eine Leitung 40 für die weitere Verwendung in der Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere der Lasereinrichtung 17, 18, zur Verfügung stellt. Der Stickstoff wird mit einem Druck von ca. 5 bar und einem Restsauerstoffgehalt zwischen 0,5-5 % bereitgestellt. Die Lieferleistung des Stickstoffgenerators beträgt zwischen 5,3 und 15 m³/h.
In 6 ist eine alternative Ausführungsform einer Schutzgasstation 3 gezeigt. Die Druckluftstation 2 führt Druckluft über die Leitung 37 der Schutzgasstation 3 zu. Die Druckluftzuführung erfolgt bevorzugt in der Qualität 1.4.2 nach DIN ISO 8573-1: 2010 und erfolgt bevorzugt mit einer Liefermenge größer als 38,6 m³/h bei einem Druck von 6,5 barü. Die Druckluft der Druckluftstation 2 wird einem Hinterdruckregler 81 zugeführt und in die Schutzgasstation 3 geleitet. Die Druckluft wird durch einen Filter 35 gereinigt und dem Stickstoffgenerator 41 zugeführt. Der Filter 35 besteht bevorzugt aus mehreren Filtereinheiten 35, die beispielsweise Koaleszenzfilter und/oder Aktivkohlefilter beinhalten. Der Stickstoffgenerator 41 erzeugt, beispielsweise durch ein Membranverfahren, ein Schutzgas welches durch die Leitung 86 einem Durchflussregler 83 zugeführt wird. Bevor das Schutzgas durch die Verbindungselemente 15,16 weitergeleitet wird, erfolgt über die Messvorrichtung 84 eine Sauerstoffmessung des Schutzgases, wobei der Sauerstoffgehalt überwacht und angezeigt wird, sowie bei einem zu hohen Sauerstoffgehalt eine Alarmmeldung erfolgt. Bevorzugt erfolgt eine Regelung oder eine Steuerung, sodass die Messvorrichtung 84 ein Signal an die Stickstoffstation 41 sendet, um das Erzeugen des Schutzgases auf Basis der Messwerte der Messvorrichtung 84 anzupassen. Die Schutzgasstation stellt ein Schutzgas mit einem Durchfluss von 16,8 m³/h mit max. 5 % Restsauerstoffgehalt und einem Druck von 5,5 barü bereit. Durch die Leitung 85 wird der überschüssige Sauerstoff, der von der Schutzgasstation 3 separiert wurde, abgeführt. Dies erfolgt bevorzugt mit einem Durchfluss von 21,8 m³/h und einem Restsauerstoffgehalt von ca. 33 %.
3 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Lasereinrichtung 17, wobei ein Laserstrahl 7 entlang einer Förderbahn 28 in einem Bahnführungskanal 43 auf einen Beam-Splitter (Strahlenteiler) 44 geführt wird, der ein halbdurchlässiges Prisma 45 und ein total reflektierendes Element, in Form eines Spiegels 46, aufweist. Durch diesen Strahlenteiler 44 wird der Laserstrahl 7 in zwei Laserstrahlen 47, 48 aufgesplittet, vorzugsweise in zwei Laserstrahlen 47, 48 mit jeweils der gleichen Leistung. Die Laserstrahlen 47, 48 werden durch eine Richtdüse 30, 49, welche vorzugsweise eine nicht dargestellte Bündelungsvorrichtung, bevorzugt eine Linse oder eine Blende, aufweist, geleitet und auf das Umhüllungsmaterial des stabförmigen Artikels 12 gerichtet. Die Schutzgasstation 3 stellt ein Schutzgas, insbesondere Stickstoff, bereit und ist über eine Verbindungsleitung 16 mit der Lasereinrichtung 17 verbunden. Das Schutzgas wird über die Verbindungsleitung 16 in eine Akkumulierungskammer 51 geleitet, die einen Teilbereich der Richtdüsen 30, 49 umschließt. In diesem Teilbereich der Richtdüsen 30, 49 sind Öffnungen 50, 51 angeordnet, durch die das Schutzgas 101 in den Bahnführungskanal 43 eindringt. Das stromabwärts gelegene Ende 52, 53 der Richtdüse 30, 49 ist durch eine Verengung ausgebildet, die das Schutzgas 101 um den Laserstrahl 48, 47 fokussiert und in den Wirkbereich 26 der Laservorrichtung 17 richtet.
4 zeigt eine Ausführungsform einer Lasereinrichtung 17, 18, die einen Laserstrahlerzeuger 5, 6 aufweist, wobei der Laserstrahlerzeuger 5, 6 einen CO2-Laser 54 zum Erzeugen eines Laserstrahls 7, 8 und zwei Spiegel 55, 56 zum Umlenken des Laserstrahls 7, 8 auf eine teilweise durchlässige Umlenkungsvorrichtung, beispielsweise einen nicht vollständig reflektierenden Spiegel oder ein Prisma, die in diesem Ausführungsbeispiel als Ausrichtspiegel 57 ausgebildet ist, und ein Powermeter 58 aufweist. Der Ausrichtspiegel 57 und das Powermeter 58 sind bevorzugt derart angeordnet, dass der vom Ausrichtspiegel reflektierte Teil des Laserstrahls 7, 8 auf eine Austrittsöffnung 59 des Laserstrahlerzeugers 5, 6 gerichtet ist und der durch den Ausrichtspiegel 57 transmittierte Teil des Laserstrahls 7, 8 auf das Powermeter 58 gerichtet ist. Über das Verhältnis der vom Ausrichtspiegel 57 reflektierten und transmittierten Teile des Laserstrahls 7, 8 ist über die im Powermeter 58 ermittelte Leistung des transmittierten Teil des Laserstrahls 7, 8 die Leistung des reflektierten Laserstrahl 7, 8 zu bestimmen. Dieses Powermeter 58 ist bevorzugt mit dem CO2-Laser 54 derart verbunden, dass die Leistung des erzeugten Laserstrahls 7, 8 steuer- und/oder regelbar ist. Stromabwärts der Austrittsöffnung 59 des Laserstrahlerzeugers 5, 6 ist der Laserstrahl 7, 8 in dem Bahnführungskanal 43 geführt und, bevorzugt über eine Umlenkvorrichtung 60, zum Fokussierungsbereich 61 des Lasereinrichtung 17, 18 weitergeleitet. Die Umlenkvorrichtung 60 kann einen abknickenden, insbesondere rechtwinklig abknickenden, Bahnführungskanal 43 mit mindestens zwei Umlenkelementen, bevorzugt zwei Spiegeln 62, 63, aufweisen. Der Fokussierungsbereich 61 umfasst in der in 4 gezeigten Ausführungsform einen Strahlenteiler 44, der ein halbreflektierendes Prisma 45 und einen Spiegel 46 aufweist, welche den Laserstrahl 7, 8 in zwei Laserstrahlen 47, 48 mit einer im Wesentlichen identischen Leistung aufteilen. Stromabwärts des Strahlenteilers 44 sind zur Bündelung jedes Laserstrahls 47, 48 jeweils eine Linse 23, 24 angeordnet, um den Laserstrahl 7, 8 auf das Umhüllungsmaterial des stabförmigen Artikels 12 zu fokussieren und zu bündeln. Die Fokussierungseinheit 61 entspricht bevorzugt der Ausführungsform gemäß 3.
In 5 ist eine Fördertrommel 10 mit als Mulden 11 ausgebildete Aufnahmen zur Aufnahme von doppeltlangen stabförmigen Artikeln 12 gezeigt. Benachbart zur Trommel 10 ist eine Lasereinrichtung 17, 18 zum Bereitstellen eines Laserstrahls 7,8 und entsprechenden Umlenkelementen 44, 45, 62, 63, die den Laserstrahl 7, 8 in zwei Laserstrahlen 47, 48 mit im Wesentlicher identischer Leistung aufteilen und auf dem Umhüllungsmaterial des stabförmigen Artikels 12 fokussieren. Stromabwärts des Strahlenteilers 44 sind die Linsen 23, 24 und die Richtdüsen 30, 49 angeordnet. Die Fokussierungseinheit 61, die Richtdüsen 30, 49 und/oder die Lasereinrichtung 17, 18 sind bevorzugt gemäß der in 3 gezeigten Ausführungsform ausgebildet. Die Richtdüsen 30, 49, und, falls vorhanden die Akkumulierungskammer 51, sind mit der Schutzgasstation 3 über Verbindungselemente 15, 16 verbunden und mit Schutzgas versorgbar. Die Schutzgasstation 3 ist über ein Verbindungselement 14 mit der Druckluftstation 2 verbunden. Durch die Rotation des Trommelkörpers 10 befindet sich der stabförmige Artikel 12 kurzzeitig in dem Wirkbereich 26 der Lasereinrichtung 17, 18. Damit die Laserstrahlen 47, 48 das Umhüllungsmaterial des stabförmigen Artikels 12 auf einem beliebigen Abschnitt des Umfangs bearbeiten können, sind Rolltrommeln 27 vorgesehen, die drehbar gelagert und/oder antreibbar ausgebildet sind. Die Rolltrommeln 27 sind wahlweise durch einen festen Rollklotz oder eine fest angeordnete Rollhand zu ersetzen. Die Schutzgasstation 3 stellt das Schutzgas bereit und leitet das Schutzgas über die Verbindungsleitung 15, 16 zu den Richtdüsen 30, 49 und entlang der Förderbahn der Laserstrahlen 47, 48 in den Wirkbereich der Lasereinrichtung 17, 18. In dem Wirkbereich 26 der Lasereinrichtung 17,18 entstehen Staubpartikel, die sich durch die entstehende Wärme des Laserstrahls 47, 48 entzünden und einen Maschinenbrand verursachen können. Das Schutzgas, dass aus den Richtdüsen 30, 49 in den Wirkbereich 26 strömt, verhindert ein Entflammen der Staubpartikel.
Damit das Schutzgas wiederverwendbar und gegebenenfalls wiederaufbereitbar ist, ist benachbart zum Wirkbereich 26 der Lasereinrichtung 17, 18 eine Absaugvorrichtung 64, 65 angeordnet. Diese Absaugvorrichtung 64, 65 mit den entsprechenden Anschlüssen an die Schutzgasstation 3, die Druckluftstation 2 und/oder den Puffertank 34 ist unabhängig von den anderen Merkmalen dieser Ausführungsform zu betrachten und stellen vorteilhafte Weiterbildungen jeder erfindungsgemäßen Ausführungsform dar. Die Absaugvorrichtung 64, 65 kann einseitig oder beidseitig, benachbart zur Fördertrommel 10 und zum Wirkbereich 26 der Lasereinrichtung 17, 18 angeordnet sein. Als eine beispielhafte Ausführungsform ist die Absaugvorrichtung 64 als Abdeckhaube mit auf der zur Fördertrommel 10 zugewandten Seite versehenen Öffnungen 66 ausgebildet, durch die das Schutzgas-Luft-Gemisch eingesaugt wird, bevorzugt durch einen Filter 67 gefiltert und gereinigt, und über eine Verbindungsleitung 68 beispielsweise mit der Schutzgasstation 3, mit dem Puffertank 34, oder mit der Druckluftstation 2 verbunden ist. Das Schutzgas-Luft-Gemisch ist somit wieder aufbereitbar und erneut verwendbar. Die Absaugvorrichtung 65 ist alternativ zur Absaugvorrichtung 64 als eine Absaugleitung mit zum Wirkbereich 26 zeigenden Öffnungen 69 zur Aufnahme des Schutzgas-Luft-Gemisches versehen. Alternativ zur durch die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie bereitgestellten Saugluft ist die Saugluft zur Absaugung des Schutzgas-Luft-Gemisches durch einen separaten Aktuator 73 bereitstellbar, die bevorzugt durch einen benachbart angeordneten Filter 72 filterbar ist und mittels einer Verbindungsleitung 74 mit den Öffnungen 69 verbunden ist. Die Absaugvorrichtungen 64, 65 können in Kombination, einzeln, in einer beidseitigen oder doppelten Ausführung vorgesehen sein. In der 5 sind diese beiden Ausführungsformen der Absaugvorrichtung 64, 65 in Kombination gezeigt, um eine doppelte Beschreibung der Vorrichtung zu vermeiden.
Unabhängig von den anderen Merkmalen dieser Ausführungsform ist in 5 eine Überwachungsvorrichtung 70 des Wirkbereichs 26 der Lasereinrichtung 17, 18 vorgesehen. Diese Überwachungsvorrichtung 70 weist eine Kamera 71 auf, die den Wirkbereich 26 der Lasereinrichtung 17, 18 aufnimmt und anhand einer nicht dargestellten Analyse- und/oder Bildverarbeitungseinrichtung einen der folgenden Zustände bestimmt: Schutzgaszuführung erhöhen, Schutzgaszuführung verringern, Absaugung erhöhen, Absaugung verringern, Leistung des Laserstrahls 7, 8, 47, 48 erhöhen, Leistung des Laserstrahls 7, 8, 47, 48 verringern. Diese Zustände sind beispielsweise über eine Bildverarbeitungseinrichtung zu ermitteln. Sind auf den aufgenommenen Bildern verstärkte Verfärbung auf dem Umhüllungsmaterial, erhöhte Oxidationen am Umhüllungsmaterial und/oder Kleinstentflammungen im Wirkbereich 26 der Lasereinrichtung 17, 18 zu erkennen, ist die Schutzgaszuführung zu erhöhen. Ist die Position der stabförmigen Artikel 12 durch eine zu hohe Zuführung des Schutzgases nachteilig beeinflusst oder wird der stabförmige Artikel 12 durch die Schutzgaszuführung beschädigt und/oder nachteilig positioniert, ist die Schutzgaszuführung zu verringern. Die Absaugvorrichtung 64, 65 ist an die Schutzgaszuführung anzupassen. Ist insbesondere auf den Aufnahmen der Kamera 71 eine erhöhte Partikelansammlung zu erkennen, ist die Absaugung zu erhöhen. Wird die Position der Artikel nachteilig durch die Absaugvorrichtung 64, 65 beeinflusst, ist die Absaugung zu verringern.
Die Kamera 71, die Fördertrommel 10, die Druckluftstation 2, die Schutzgasstation 3, die Lasereinrichtung 17, 18 und/oder die Absaugvorrichtung 64, 65 sind an eine Steuereinheit 9 angeschlossen, sodass diese durch die Steuereinheit 9 steuer- und/oder regelbar sind.
Die Merkmale die nicht funktional untereinander gekoppelt sind, aber lediglich in einem der Ausführungsbeispiele offenbart sind, sind auf die anderen Ausführungsformen übertragbar. Beispielsweise ist die Ausgestaltung der Schutzgasstation 3, der Druckluftstation 2, der Fördertrommel 10, der Lasereinrichtung 17, 18, der Fokussierungsvorrichtung 61, des Transport- und Beförderungssystem des Schutzgases und der Druckluft, der Richtdüsen 30, 49 und der Akkumulierungskammer 51 für das Schutzgas, der Absaugvorrichtung 64, 65 und der Überwachungsvorrichtung 70 von den spezifischen Merkmalen jeder Ausführungsform zu trennen und stellen vorteilhafte Weiterbildungen aller erfindungsgemäßer Ausführungsformen da.
Ausführungsbeispiele

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Umhüllungsmaterial, insbesondere einem Papier, Kunststofffolie, Aluminiumfolie und/oder tabakhaltige Folie enthaltendem Umhüllungsmaterial, eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend
1. a. mind. ein angetriebenes Transportelement, das Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln aufweist, welche insbesondere voneinander beabstandet sind, bevorzugt abschnittsweise äquidistant, und das die stabförmigen Artikel entlang einer Förderstrecke, insbesondere in einlagiger Reihe, fördert,
2. b. eine Druckluftstation, welche Druckluft, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 12 %, 15 % oder 20 %, bereitstellt,
3. c. eine Lasereinrichtung zur Bearbeitung des den stabförmigen Artikel umhüllenden Umhüllungsmaterials, insbesondere zur Perforation des Umhüllungsmaterials, die ein Laserstrahl erzeugt,
4. d. wobei die Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln derart ausgebildet sind, dass die stabförmigen Artikel zumindest zeitweise und/oder abschnittweise entlang der Förderstrecke drehbar in den Aufnahmen aufgenommen sind,
5. e. eine Schutzgasstation zur Bereitstellung von Schutzgas, insbesondere im Wesentlichen Kohlendioxid und/oder Stickstoff enthaltend, dadurch gekennzeichnet, dass
6. f. die Schutzgasstation durch ein Verbindungselement, insbesondere eine Leitung, mit der Druckluftstation verbunden und mit Druckluft, insbesondere im Wesentlichen durchgehend oder unterbrechbar, versorgbar ist, wobei das Verbindungselement insbesondere ausgebildet ist, die Schutzgasstation mit einem Lieferdruck zwischen 3 und 10 bar, bevorzugt zwischen 5 und 8 bar, besonders bevorzugt von 6,5 bar und/oder einer Liefervolumen pro Zeit zwischen 10 und 50 m³/h, bevorzugt zwischen 15 und 38 m³/h, besonders bevorzugt zwischen 19,5 und 31,5 m³/h zu versorgen, wobei die Schutzgasstation eine Aufbereitungseinrichtung ausweist, die das Schutzgas durch Aufbereiten der Druckluft erzeugt, insbesondere mit einem Restgehalt an Sauerstoff von weniger als 7,5 %, 5%, 3 %, 2 % oder 1 %, und
7. g. dass die Vorrichtung ein Verbindungselement und/oder ein Beförderungselement aufweist, das das Schutzgas in mindestens einen Abschnitt des Laserstrahls, insbesondere in den Wirkbereich des Laserstrahls, in dem der Laserstrahl auf das Umhüllungsmaterial trifft, weiterleitet.
2. Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Puffertank, insbesondere mit einem Puffervolumen zwischen 10 I und 300 I, bevorzugt zwischen 100 I und 200 I, besonders bevorzugt von 150 I, aufweist, der das erzeugte Schutzgas der Schutzgasstation speichert, und insbesondere die Schutzgasstation eine Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung aufweist, die die Füllmenge des Puffertanks derart steuert und/oder regelt, um ein konstanten, einen abschnittsweise konstanten oder einen unterbrechbaren Schutzgasfluss (Volumen/Zeit), insbesondere zwischen 1 und 30 m³/h, bevorzugt zwischen 3 und 20 m³/h und besonders bevorzugt zwischen 5,3 und 15 m³/h, und/oder insbesondere um das Schutzgas unter einem vorgegebenem Druck, insbesondere zwischen 1 bar und 10 bar, bevorzugt zwischen 3 bar und 7 bar, besonders bevorzugt bei 5 bar, bereitzustellen.
3. Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Filter- und/oder Reinigungseinrichtung für das durch die Schutzgasstation bereitgestellte Schutzgas aufweist und die Filter- und/oder Reinigungseinrichtung stromaufwärts und/oder stromabwärts des Puffertanks oder in dem Puffertank integriert angeordnet ist.
4. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass am stromabwärts gelegenen Ende des Verbindungselements und/oder Beförderungselements, welches das Schutzgas in mindestens einen Abschnitt im Wirkbereich des Laserstrahls leitet, eine Richtdüse angeordnet ist, die das Schutzgas derart auf den Wirkbereich des Laserstrahls richtet, dass der Abschnitt im Wirkbereich des Laserstrahls vom Schutzgas im Wesentlichen ausgefüllt, überströmt und/oder bedeckt ist.
5. Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtdüse derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das Schutzgas und der Laserstrahl abschnittsweise überdeckende, kreuzende und/oder schneidende Förderbahnen, insbesondere bezogen auf einen der Richtdüse stromabwärts angeordneten Abschnitt der Förderbahnen, aufweisen und insbesondere der Laserstrahl vollumfänglich von Schutzgas umgeben ist.
6. Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtdüse derart angeordnet ist, dass das Schutzgas und der Laserstrahl stromabwärts der Richtdüse einen gemeinsamen Abschnitt in ihren Förderbahnen bis zum Auftreffen auf das Umhüllungsmaterial aufweisen.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung einen Bahnführungskanal eines Laserstrahls aufweist, wobei der Bahnführungskanal ein Segment mit mindestens einer Zuführöffnung aufweist, welche insbesondere am stromabwärts gelegenen Endbereich des Bahnführungskanal angeordnet ist, wobei insbesondere die Zuführöffnung von einer Akkumulierungskammer umgeben ist, die mit Schutzgas beaufschlagbar ist, und das Segment durch das Verbindungs- und/oder Beförderungselement an die Schutzgasstation angeschlossen ist.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Abfördervorrichtung, insbesondere eine Absaugvorrichtung, und ein Verbindungs- und/oder Beförderungselement aufweist, wobei die Abfördervorrichtung am Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung angeordnet ist und das Schutzgas abfördert, und das Verbindungs- und/oder Beförderungselement die Abfördervorrichtung mit der Schutzgasstation und/oder mit dem Puffertank verbindet und zumindest teilweise das Schutzgas der Schutzgasstation und/oder dem Puffertank zuführt, wobei insbesondere die Vorrichtung eine Filter- und/oder Reinigungseinrichtung aufweist, die das abgeförderte Schutzgas nachbearbeitet, reinigt und/oder gefiltert.
9. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangen Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Sensor, der den Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung überwacht, und eine Auswerteeinheit aufweist, die insbesondere durch Bewertung des Gefahrenpotenzials, insbesondere einer möglichen Entflammbarkeit von Staubpartikeln, die Menge des Schutzgases im Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung steuert und/oder regelt.
10. Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als optischer Sensor, insbesondere als Kamera, ausgebildet ist, der den Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung erfasst, und die Auswerteeinheit eine Auswertung anhand einer Bildanalyse durchführt, insbesondere zur Detektion von Funken und/oder Kleinstentflammungen.
11. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung folgendes aufweist:
1. a. einen Lasergenerator, insbesondere einen Kohlendioxid-Laser,
2. b. mindestens ein den Laserstrahl total oder teilweise reflektierendes Element, insbesondere einen Spiegel,
3. c. ein Powermeter zur Erfassung und/oder Überprüfung der Energie des Laserstrahls und
4. d. einen Strahlenteiler, der ein zumindest abschnittsweise und/oder teilweise den Laserstrahl reflektierendes Element und zumindest abschnittsweise und/oder teilweise den Laserstrahl durchdringendes Element aufweist, wobei insbesondere der reflektierte Teil des Laserstrahls im Wesentlichen dem transmittierten Teil des Laserstrahls entspricht, zur gleichzeitigen Bereitstellung von mindestens zwei Laserstrahlen und
5. e. eine Bündelungsvorrichtung, bevorzugt eine Linse und/oder Blende, zur Bündelung des Laserstrahls, bevorzugt angeordnet am stromabwärts gelegenen Ende des Bahnführungskanals.
12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laserstrahl eine Leistung von 100 bis 500 W, bevorzugt von 200 bis 400 W, besonders bevorzugt 250 W und/oder eine effektive Leistung von maximal 15 kW, maximal 12 kW, maximal 10,5 kW, maximal 8 kW oder maximal 6,5 kW aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Bündelungsvorrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, sodass die Projektion auf dem Umhüllungsmaterial des Laserstrahls einen im Wesentlichen punktförmigen, rechteckigen, runden, kreisringförmigen oder linienartigen Bereich bildet.
14. Verwendung einer Vorrichtung zum Bearbeiten von Umhüllungsmaterial, insbesondere Papier, Kunststofffolie, Aluminiumfolie und/oder tabakhaltige Folien enthaltendem Umhüllungsmaterial, eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend
1. a. mind. ein angetriebenes Transportelement, das Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln aufweist, welche insbesondere voneinander beabstandet sind, bevorzugt abschnittsweise äquidistant, und das die stabförmigen Artikel entlang einer Förderstrecke, insbesondere in einlagiger Reihe, fördert,
2. b. eine Druckluftstation, welche Druckluft, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 12 %, 15 % oder 20 %, bereitstellt,
3. c. eine Lasereinrichtung zur Bearbeitung des den stabförmigen Artikel umhüllenden Umhüllungsmaterials, insbesondere zur Perforation des Umhüllungsmaterials, die mindestens ein Laserstrahl erzeugt,
4. d. wobei die Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln derart ausgebildet sind, dass die stabförmigen Artikel zumindest zeitweise und/oder abschnittweise entlang der Förderstrecke drehbar in den Aufnahmen aufgenommen sind,
5. e. eine Schutzgasstation zur Bereitstellung von Schutzgas, insbesondere im Wesentlichen Kohlendioxid und/oder Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, dass
6. f. die Schutzgasstation durch ein Verbindungselement, insbesondere eine Leitung, mit der Druckluftstation verbunden und mit Druckluft, insbesondere im Wesentlichen durchgehend, versorgbar ist, wobei das Verbindungselement insbesondere ausgebildet ist, die Schutzgasstation mit einem Lieferdruck zwischen 3 und 10 bar, bevorzugt zwischen 5 und 8 bar, besonders bevorzugt von 6,5 bar und/oder einer Liefervolumen pro Zeit zwischen 10 und 50 m³/h, bevorzugt zwischen 15 und 38 m³/h, besonders bevorzugt zwischen 19,5 und 31,5 m³/h zu versorgen, wobei die Schutzgasstation eines Aufbereitungseinrichtung ausweist, die das Schutzgas durch Aufbereiten der Druckluft erzeugt, insbesondere mit einem Restgehalt an Sauerstoff von weniger als 7,5 %, 5%, 3 %, 2 % oder 1 %, und
7. g. dass die Vorrichtung ein Verbindungselement und/oder ein Beförderungselement aufweist, das das Schutzgas in mindestens einen Abschnitt des Laserstrahls, insbesondere in den Wirkbereich des Laserstrahls, in dem der Laserstrahl auf das Umhüllungsmaterial trifft, weiterleitet.
15. Verfahren zum Perforieren von Umhüllungsmaterial, insbesondere Papier, Kunststofffolie, Aluminiumfolie und/oder tabakhaltige Folien enthaltendem Umhüllungsmaterial, eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend die Schritte:
1. a. Fördern eines stabförmigen Artikels entlang einer Förderstrecke, insbesondere in einlagiger Reihe, bevorzugt voneinander beabstandet, insbesondere abschnittweise äquidistant,
2. b. Bereitstellen von Druckluft, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 12 %, 15 % oder 20 %,
3. c. Erzeugen mindestens eines Laserstrahls,
4. d. zeitweises und/oder abschnittsweises Drehen eines stabförmigen Artikels während der Förderung auf der Förderstrecke,
5. e. Bearbeiten, insbesondere Perforieren, mindestens eines Teilbereiches des Umhüllungsmaterials eines stabförmigen Artikels,
6. f. Bereitstellen von Schutzgas, insbesondere Kohlendioxid und/oder Stickstoff enthaltendes Schutzgas, , dadurch gekennzeichnet, dass
7. g. das Schutzgas, insbesondere unmittelbar, aus der bereitgestellten Druckluft, insbesondere mit einem Lieferdruck zwischen 3 und 10 bar, bevorzugt zwischen 5 und 8 bar, besonders bevorzugt von 6,5 bar und/oder einer Liefervolumenfluss zwischen 10 und 50 m³/h, bevorzugt zwischen 15 und 38 m³/h, besonders bevorzugt zwischen 19,5 und 31,5 m³/h, erzeugt wird, insbesondere mit einem Restgehalt an Sauerstoff von weniger als 7,5 %, 5%, 3 %, 2 % oder 1 %, und
8. h. das Schutzgas in einen Wirkbereich des Laserstrahls, in dem der Laserstrahl auf das Umhüllungsmaterial des stabförmigen Artikels trifft, weitergeleitet wird, wobei insbesondere der Wirkbereich des Laserstrahls im Wesentlichen vollumfänglich vom Schutzgas ausgefüllt, bedeckt und/oder überströmt ist.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 32231221 [0002]
WO 2015149103 A2 [0003]

Claims

Vorrichtung zum Bearbeiten von Umhüllungsmaterial, insbesondere einem Papier, Kunststofffolie, Aluminiumfolie und/oder tabakhaltige Folie enthaltendem Umhüllungsmaterial, eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend a. mind. ein angetriebenes Transportelement, das Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln aufweist und das die stabförmigen Artikel entlang einer Förderstrecke fördert, b. eine Druckluftstation, welche Druckluft bereitstellt, c. eine Lasereinrichtung zur Bearbeitung des den stabförmigen Artikel umhüllenden Umhüllungsmaterials, insbesondere zur Perforation des Umhüllungsmaterials, die ein Laserstrahl erzeugt, d. wobei die Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln derart ausgebildet sind, dass die stabförmigen Artikel zumindest zeitweise und/oder abschnittweise entlang der Förderstrecke drehbar in den Aufnahmen aufgenommen sind, e. eine Schutzgasstation zur Bereitstellung von Schutzgas, insbesondere im Wesentlichen Kohlendioxid und/oder Stickstoff enthaltend, dadurch gekennzeichnet, dass f. die Schutzgasstation durch ein Verbindungselement, insbesondere eine Leitung, mit der Druckluftstation verbunden und mit Druckluft versorgbar ist, wobei die Schutzgasstation eine Aufbereitungseinrichtung ausweist, die das Schutzgas durch Aufbereiten der Druckluft erzeugt, insbesondere mit einem Restgehalt an Sauerstoff von weniger als 7,5 %, 5%, 3 %, 2 % oder 1 %, und g. dass die Vorrichtung ein Verbindungselement und/oder ein Beförderungselement aufweist, das das Schutzgas in mindestens einen Abschnitt des Laserstrahls, insbesondere in den Wirkbereich des Laserstrahls, in dem der Laserstrahl auf das Umhüllungsmaterial trifft, weiterleitet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Puffertank, insbesondere mit einem Puffervolumen zwischen 10 I und 300 I, bevorzugt zwischen 100 I und 200 I, besonders bevorzugt von 150 I, aufweist, der das erzeugte Schutzgas der Schutzgasstation speichert, und insbesondere die Schutzgasstation eine Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung aufweist, die die Füllmenge des Puffertanks derart steuert und/oder regelt, um ein konstanten, einen abschnittsweise konstanten oder einen unterbrechbaren Schutzgasfluss bereitzustellen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Filter- und/oder Reinigungseinrichtung für das durch die Schutzgasstation bereitgestellte Schutzgas aufweist und die Filter- und/oder Reinigungseinrichtung stromaufwärts und/oder stromabwärts des Puffertanks oder in dem Puffertank integriert angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am stromabwärts gelegenen Ende des Verbindungselements und/oder Beförderungselements, welches das Schutzgas in mindestens einen Abschnitt im Wirkbereich des Laserstrahls leitet, eine Richtdüse angeordnet ist, die das Schutzgas derart auf den Wirkbereich des Laserstrahls richtet, dass der Abschnitt im Wirkbereich des Laserstrahls vom Schutzgas im Wesentlichen ausgefüllt, überströmt und/oder bedeckt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtdüse derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das Schutzgas und der Laserstrahl abschnittsweise überdeckende, kreuzende und/oder schneidende Förderbahnen, insbesondere bezogen auf einen der Richtdüse stromabwärts angeordneten Abschnitt der Förderbahnen, aufweisen und insbesondere der Laserstrahl vollumfänglich von Schutzgas umgeben ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtdüse derart angeordnet ist, dass das Schutzgas und der Laserstrahl stromabwärts der Richtdüse einen gemeinsamen Abschnitt in ihren Förderbahnen bis zum Auftreffen auf das Umhüllungsmaterial aufweisen.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung einen Bahnführungskanal eines Laserstrahls aufweist, wobei der Bahnführungskanal ein Segment mit mindestens einer Zuführöffnung aufweist, welche insbesondere am stromabwärts gelegenen Endbereich des Bahnführungskanal angeordnet ist, wobei insbesondere die Zuführöffnung von einer Akkumulierungskammer umgeben ist, die mit Schutzgas beaufschlagbar ist, und das Segment durch das Verbindungs- und/oder Beförderungselement an die Schutzgasstation angeschlossen ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Abfördervorrichtung, insbesondere eine Absaugvorrichtung, und ein Verbindungs- und/oder Beförderungselement aufweist, wobei die Abfördervorrichtung am Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung angeordnet ist und das Schutzgas abfördert, und das Verbindungs- und/oder Beförderungselement die Abfördervorrichtung mit der Schutzgasstation und/oder mit dem Puffertank verbindet und zumindest teilweise das Schutzgas der Schutzgasstation und/oder dem Puffertank zuführt, wobei insbesondere die Vorrichtung eine Filter- und/oder Reinigungseinrichtung aufweist, die das abgeförderte Schutzgas nachbearbeitet, reinigt und/oder gefiltert.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Sensor, der den Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung überwacht, und eine Auswerteeinheit aufweist, die insbesondere durch Bewertung des Gefahrenpotenzials, insbesondere einer möglichen Entflammbarkeit von Staubpartikeln, die Menge des Schutzgases im Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung steuert und/oder regelt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als optischer Sensor, insbesondere als Kamera, ausgebildet ist, der den Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung erfasst, und die Auswerteeinheit eine Auswertung anhand einer Bildanalyse durchführt, insbesondere zur Detektion von Funken und/oder Kleinstentflammungen.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung folgendes aufweist: a. einen Lasergenerator, insbesondere einen Kohlendioxid-Laser, b. mindestens ein den Laserstrahl total oder teilweise reflektierendes Element, insbesondere einen Spiegel, c. ein Powermeter zur Erfassung und/oder Überprüfung der Energie des Laserstrahls und d. einen Strahlenteiler, der ein zumindest abschnittsweise und/oder teilweise den Laserstrahl reflektierendes Element und zumindest abschnittsweise und/oder teilweise den Laserstrahl durchdringendes Element aufweist, wobei insbesondere der reflektierte Teil des Laserstrahls im Wesentlichen dem transmittierten Teil des Laserstrahls entspricht, zur gleichzeitigen Bereitstellung von mindestens zwei Laserstrahlen und e. eine Bündelungsvorrichtung, bevorzugt eine Linse und/oder Blende, zur Bündelung des Laserstrahls, bevorzugt angeordnet am stromabwärts gelegenen Ende des Bahnführungskanals.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laserstrahl eine Leistung von 100 W bis 500 W, bevorzugt von 200 W bis 400 W, besonders bevorzugt 250 W und/oder eine effektive Leistung von maximal 15 kW, maximal 12 kW, maximal 10,5 kW, maximal 8 kW oder maximal 6,5 kW aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bündelungsvorrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, sodass die Projektion auf dem Umhüllungsmaterial des Laserstrahls einen im Wesentlichen punktförmigen, rechteckigen, runden, kreisringförmigen oder linienartigen Bereich bildet.
Verwendung einer Vorrichtung zum Bearbeiten von Umhüllungsmaterial, insbesondere Papier, Kunststofffolie, Aluminiumfolie und/oder tabakhaltige Folien enthaltendem Umhüllungsmaterial, eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend a. mind. ein angetriebenes Transportelement, das Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln aufweist, welche insbesondere voneinander beabstandet sind, bevorzugt abschnittsweise äquidistant, und das die stabförmigen Artikel entlang einer Förderstrecke, insbesondere in einlagiger Reihe, fördert, b. eine Druckluftstation, welche Druckluft, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 12 %, bereitstellt, c. eine Lasereinrichtung zur Bearbeitung des den stabförmigen Artikel umhüllenden Umhüllungsmaterials, insbesondere zur Perforation des Umhüllungsmaterials, die mindestens ein Laserstrahl erzeugt, d. wobei die Aufnahmen zur Aufnahme von stabförmigen Artikeln derart ausgebildet sind, dass die stabförmigen Artikel zumindest zeitweise und/oder abschnittweise entlang der Förderstrecke drehbar in den Aufnahmen aufgenommen sind, e. eine Schutzgasstation zur Bereitstellung von Schutzgas, insbesondere im Wesentlichen Kohlendioxid und/oder Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, dass f. die Schutzgasstation durch ein Verbindungselement, insbesondere eine Leitung, mit der Druckluftstation verbunden und mit Druckluft, insbesondere im Wesentlichen durchgehend, versorgbar ist, wobei das Verbindungselement insbesondere ausgebildet ist, die Schutzgasstation mit einem Lieferdruck zwischen 3 und 10 bar, bevorzugt zwischen 5 und 8 bar, besonders bevorzugt von 6,5 bar und/oder einer Liefervolumen pro Zeit zwischen 10 und 50 m³/h, bevorzugt zwischen 15 und 38 m³/h, besonders bevorzugt zwischen 19,5 und 31,5 m³/h zu versorgen, wobei die Schutzgasstation eines Aufbereitungseinrichtung ausweist, die das Schutzgas durch Aufbereiten der Druckluft erzeugt, insbesondere mit einem Restgehalt an Sauerstoff von weniger als 7,5 %, 5%, 3 %, 2 % oder 1 %, und g. dass die Vorrichtung ein Verbindungselement und/oder ein Beförderungselement aufweist, das das Schutzgas in mindestens einen Abschnitt des Laserstrahls, insbesondere in den Wirkbereich des Laserstrahls, in dem der Laserstrahl auf das Umhüllungsmaterial trifft, weiterleitet.
Verfahren zum Perforieren von Umhüllungsmaterial, insbesondere Papier, Kunststofffolie, Aluminiumfolie und/oder tabakhaltige Folien enthaltendem Umhüllungsmaterial, eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend die Schritte: a. Fördern eines stabförmigen Artikels entlang einer Förderstrecke, insbesondere in einlagiger Reihe, bevorzugt voneinander beabstandet, insbesondere abschnittweise äquidistant, b. Bereitstellen von Druckluft, c. Erzeugen mindestens eines Laserstrahls, d. zeitweises und/oder abschnittsweises Drehen eines stabförmigen Artikels während der Förderung auf der Förderstrecke, e. Bearbeiten, insbesondere Perforieren, mindestens eines Teilbereiches des Umhüllungsmaterials eines stabförmigen Artikels, f. Bereitstellen von Schutzgas, insbesondere Kohlendioxid und/oder Stickstoff enthaltendes Schutzgas, dadurch gekennzeichnet, dass g. das Schutzgas, insbesondere unmittelbar, aus der bereitgestellten Druckluft, insbesondere mit einem Lieferdruck zwischen 3 und 10 bar, bevorzugt zwischen 5 und 8 bar, besonders bevorzugt von 6,5 bar und/oder einer Liefervolumenfluss zwischen 10 und 50 m³/h, bevorzugt zwischen 15 und 38 m³/h, besonders bevorzugt zwischen 19,5 und 31,5 m³/h, erzeugt wird, insbesondere mit einem Restgehalt an Sauerstoff von weniger als 7,5 %, 5%, 3 %, 2 % oder 1 %, und h. das Schutzgas in einen Wirkbereich des Laserstrahls, in dem der Laserstrahl auf das Umhüllungsmaterial des stabförmigen Artikels trifft, weitergeleitet wird, wobei insbesondere der Wirkbereich des Laserstrahls im Wesentlichen vollumfänglich vom Schutzgas ausgefüllt, bedeckt und/oder überströmt ist.