DE3127213A1 - Vorrichtung zum perforieren eines huellmaterialstreifens fuer artikel der tabakverarbeitenden industrie - Google Patents
Vorrichtung zum perforieren eines huellmaterialstreifens fuer artikel der tabakverarbeitenden industrieInfo
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Description
Stw„: Zigarettenpapier perforieren-Laser-Reinigungsluft-Erg
Zusatz - Hauni-Akte 1636., Bergedorf, den 7. Juli 1981
Vorrichtung zum Perforieren eines Hül!material Streifens
für Artikel der tabakverarbeitenden Industrie
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Perforieren einer bewegten Material bahn, insbesondere eines Hüllmateriaistreifens
für stabförmige Artikel der tabakverarbeitenden Industrie., mit einem eine Optik zum Fokussieren einer
kohärenten Strahlung auf die zu perforierende Partie der Materialbahn aufweisenden Strahlungskopf, welcher als
ein die Optik enthaltendes geschlossenes Gehäuse mit einem Strahleneintrittsfensters einer den Austritt eines Gasstromes
erlaubend ausgebildeten Strahlenaustrittsöffnung und
einer Gaseintrittsöffnung ausgebildet ist, mit einer mit Abstand vor der Strahlenaustrittsöffnung angeordneten, an
einer im Strahlengang der aus dem Strahlungskopf austretenden Strahlung liegenden Stelle mit einer öffnung versehenen
Deckplatte, welche mit dem Gehäuse oder einem das Gehäuse umgebenden Tragkörper einen geschlossenen Raum
bildet, der eine Gasaustrittsöffnung aufweist, wobei zwischen
der Gaseintrittsöffnung des Strahlungskopfs und der Gasaustrittsöffnung des geschlossenen Raums ein Druckgefälle
herstellbar ist, nach Patent ....... (Patentanmeldung P 31 14 603.1 ).
Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent erlaubt den Dauerbetrieb ohne Verschmutzung und ohne hohe Erhitzung des Strahlungskopfes
bei geringem Raum- und Materialbedarf. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bei der Perforation aus der
Ebene der Materialbahn herausgeschleuderten Abbrandteil-
Stw.: Zigarettenpapier perforieren-Laser-Reinigungsluft-Erg,
Zusatz - Hauni-Akte 1636, Bergedorf, den 7. Juli 1981
chen dazu neigen, sich vor der Strahlenaustrittsöffnung des Strahlungskopfes, insbesondere an den der Perforationsstelle
benachbarten Rändern der Deckplatte, festzusetzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung nach dem Hauptpatent so zu verbessern, daß
eine Verschmutzung im Bereich vor der Strahlenaustrittsöffnung des Strahlungskopfes durch Abbrandpartikel , welche
den Austritt der Strahlung zur Materialbahn beeinträchtigen kann, zuverlässig vermieden wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß
die in der Deckplatte im Strahlengang vorgesehene öffnung als ein sich in Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckender
Schlitz ausgebildet ist. Vorzugsweise erstreckt sich der Schlitz in Bewegungsrichtung der Materialbahn über
die Strahlenaustrittsöffnung hinaus. Auf diese Weise wird vermieden, daß sich bei der Perforation entstehende Abbrandteilchen
an den Begrenzungen der in der Deckplatte vorgesehenen Strahlendurchtrittsöffnungen festsetzen können. Dadurch
wird auch ein teilweises oder vollständiges Zusetzen der öffnung verhindert, das zu einer Schwächung der die
Perforation bewirkenden Strahlung und damit zu einer Beeinträchtigung
der Qualität der Perforation führen kann.
Ist ein Tragkörper mit mehreren in Bewegungsrichtung der Materialbahn hintereinander angeordneten Strahlungsköpfen
Stw.: Zigarettenpapier perforiere η-Laser-Reiηigungsluft-Erg.-Zusatz
- Hauni-Akte 1636., Bergedorf, den 7. Juli 1981
versehen, so erstreckt sich nach der Erfindung ein Schlitz in der Deckplatte über die Strahlenaustrittsöffnungen mehrerer
Strahlungsköpfe hinweg. Sind in einem Tragkörper in mehreren nebeneinander liegenden Reihen in Bewegungsrichtung
der Materialbahn hintereinander und quer zur Bewegungsrichtung zueinander versetzt je mehrere Strahlungsköpfe
angeordnet, so sind nach der Erfindung in der Deckplatte nebeneinander mehrere sich über die Strahlenaustrittsöffnungen
jeweils einer Reihe von Strahlungsköpfen erstreckende
Schlitze vorgesehen.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der
zwischen der Deckplatte und dem Gehäuse eines Strahlungskopfes oder dem Tragkörper liegende Raum als Kanal ausgebildet
ist, in welchen die Strahlenaustrittsöffnungen der Strahlungsköpfe hineinragen und der mit Mitteln zum Aufrechterhalten
einer Gasströmung verbunden ist. Besonders bevorzugt ist eine Ausbildung der Erfindung, bei der
zwischen der Deckplatte und dem Tragkörper in Bewegungsrichtung der Materialbahn mindestens ein Kanal verläuft,
in den die Strahlenaustrittsöffnungen aller in einer Reihe
hintereinander angeordneten Strahlungsköpfe hineinragen
und der mit Mitteln zur Aufrechterhaltung einer Gasströmung
in Bewegungsrichtung der Materialbahn verbunden ist.
Als Mittel zum Aufrechterhalten einer Gasströmung in dem
Kanal zwischen der Deckplatte und der Oberfläche des Tragkörpers bzw. dem Gehäuse des Strahlungskopfes sind vorzugsweise
eine eingangsseitig an den Kanal angeschlossene überdruckquelle und eine ausgangssei tig mit dem Kanal ver-
Stw.: Zigarettenpapier perforieren-Laser-Reinigungsluft-Erg
Zusatz - Hauni-Akte 1636, Bergedorf, den 7. Juli 1981
bundene Unterdruckquelle vorgesehen. Auf diese Weise ist
eine geschlossene Gasführung durch den Kanal möglich. Da auch durch die Strahlungsköpfe selbst ein permanenter Gasstrom
hindurchgeführt ist, derart, daß aus der Strahlenaustrittsöffnung
während des Betriebs immer ein Gasstrom austritt, der in die durch den Kanal geführte Strömung
mündet, ist ein besonders zuverlässiger Betrieb gewährleistet,
da einerseits keine Fremdkörper zur Optik gelangen können und andererseits die Perforationsrückstände
abgesaugt werden.
Als besonderer Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Vorrichtung ist anzusehen, daß nicht nur der Strahlungskopf selbst frei von Abbrandteilchen bleibt, sondern auch
die vor der Strahlenaustrittsöffnung des Strahlungskopfes
liegenden Teile der Vorrichtung, speziell die Strahlendurchtrittsöffnung
der Deckplatte. Die Ausbildung der Offnungen in der Deckplatte als Schlitze und die Führung eines Gasstromes
durch in Bewegungsrichtung der Materialbahn verlaufende Kanäle bedingen eine rasche Abführung der bei der
Perforation entstehenden Abbrandteilchen , die sich somit
nicht an den Strahlungsköpfen benachbarten Teilen der Vorrichtung
absetzen können. Dadurch ergibt sich auch langfristig ein freier Strahlendurchgang zur Materialbahn und
damit eine fehlerfreie Perforation bei weitgehender Wartungsfreiheit
der Vorrichtung.
Stw.: Zigarettenpapier perforieren-Laser-ReinigungsTuft-Erg,
Zusatz - Hauni-Akte 1636,, Bergedorf, den 7. Juli 1981
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch eine Perforiereinrichtung
nach der Erfindung und
Figur 2 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung nach
der Erfindung in schematischer Darstellung.
Stw.: Zigarettenpapier perforieren-Laser-Reinigungs1uft-Erg
Zusatz - Hauni-Akte 1636, Bergedorf, den 7. Juli 1981
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Perforiervorrichtung,
die speziell für den Einsatz in Filteransetzmaschinen für
die Herstellung von Filterzigaretten ausgebildet ist, in
der sie zur Perforation eines Belagpapierstreifens dient.
Die Einsatzmöglichkeiten der Vorrichtung sind dadurch aller
dings weder erschöpft noch eingeschränkt. Die Vorrichtung nach der Erfindung erlaubt unabhängig vom Maschinentyp
die Perforation unterschiedlichster Materialbahnen, z. B.
aus Papier, Pappe, Zellstoff, Kunststoff und anderen.
Die in Figur 1 in einem Längsschnitt gezeigte Vorrichtung zum Perforieren eines Belagpapierstreifens 13 besteht aus
einem Tragkörper 38, in dem in Förderrichtung (Pfeil 15)
der zu perforierenden Materialbahn 13 in einer Reihe hinter einander Strahlungsköpfe 41a, 41b und 41c angeordnet sind.
Jeder Strahlungskopf besteht aus einem Gehäuse 42, das im
dargestellten Fall von dem Tragkörper 38 gebildet wird. Der
Strahlungskopf kann natürlich auch mit einem eigenen Gehäuse
als selbständiges Bauteil ausgebildet und als solches
in den Tragkörper eingesetzt sein. Zur Aufnahme des Strahlungskopfs ist in den Tragkörper 38 eine Bohrung eingebracht,
in welche eine von einer ringförmigen Fassung gehaltene Sammellinse 46 als Strahleneintrittsfenster eingesetzt
ist. Die Strahlenaustrittsöffnung 44 wird von
einem Düsenring 47 gebildet, der ebenfalls in die Bohrung des Tragkörpers 38 eingesetzt ist. Der Düsenring 47 und
die als Strahleneintrittsfenster dienerde Linse 46 bilden einen Innenraum 51, in welchen eine mit einer Überdruckquelle
76 in Verbindung stehende Zuleitung 52 mündet (vgl. Fig. 2).
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r- B-
Stw.: Zigarettenpapier perforieren-Laser-Reinigungs1uft-Erg
Zusatz - Hauni-Akte 1636, Bergedorf, den 7. Juli 1981
Wie die Figur 2 zeigt, ist im Tragkörper 38 etwa parallel
zur ersten Reihe von Strahlungsköpfen 41a, 41b, 41c eine
zweite Reihe von Strahlungsköpfen 39a, 39b und 39c angeordnet.
Die Bohrungen im Tragkörper,, in welche die Strahlungsköpfe eingesetzt sind, münden in zwei parallele Kanäle
68 und 68', welche ihrerseits etwa rechtwinklig in einen
weiteren Kanal 67 münden.
In den Kanälen 67, 68 und 68' sind Mittel zum Teilen und
Umlenken der kohärenten Strahlung 69 zu den Strahlungsköpfen vorgesehen. In den Kanal 67 sind ein halbdurchlässiger
Reflektor 7Ί' und ein total reflektierender Reflektor 71
eingesetzt. Diese Reflektoren bilden zwei Teilstrahlen,
die in die beiden senkrecht zum Kanal verlaufenden Kanäle 68 und 68' umgelenkt werden. Wie insbesondere aus Figur 1
zu ersehen ist, sind in den Kanälen 68 wiederum Reflektoren 72a, 72b und 72c angeordnet, welche den jeweiligen Teilstrahl
ein weiteres Mal aufteilen und umlenken. Der Reflektor 72a ist so gewählt, daß er ein Drittel der Strahlenintensität
zum Strahlungskopf 41a umlenkt und zwei Drittel des Strahls durchtreten läßt. Der Reflektor 72b reflektiert
die Hälfte des auftreffenden Strahls in den Strahlungskopf
41b und läßt die andere Hälfte des Strahls hindurch, die am total reflektierenden Reflektor 72c in den Strahlungskopf 41c reflektiert wird. Die Sammellinsen 46 der Strahlungsköpfe
fokussieren die auftreffenden Strahlen 69 in die Ebene der zu perforierenden Materialbahn 13. Mit anderen
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- Vr- 40 -
Stw.: Zigarettenpapier perforieren-Laser-Reinigungsluft-Erg
Zusatz - Hauni-Akte 1636, Bergedorf, den 7. Juli 1981
Worten heißt das, die Brennpunkte der Sammellinsen 46 liegen
in der Ebene der Materialbahn 13, so daß dort eine genau definierte Perforation erfolgen kann. Zur Erzeugung eines
Bündels kohärenter Strahlung ist ein Laser 77 vorgesehen, der seine Strahlung nach Umlenkung mittels eines
Reflektors 78 in die Strahlungseintrittsöffnung der Bohrung 67 abgibt.
Mit Abstand vor der Strahlenaustrittsöffnung 44 des Düsenringes
47 ist eine Deckplatte 48 angebracht, deren Außenseite als Gleitfläche für die zu perforierende Materialbahn
13 ausgebildet ist. Um den freien Zutritt der Strahlung zu der zu perforierenden Materialbahn 13 zu gewährleisten,
sind im Strahlengang der Strahlung 69 in der Deckplatte 48
öffnungen vorgesehen, die gemäß der Erfindung als Schlitze
79 und 79' ausgebildet sind. Die Schlitze 79 und 79' verlaufen
in Bewegungsrichtung der zu perforierenden Materialbahn 13 und erstrecken sich jeweils über die Strahlenaustrittsöffnungen
44 aller in einer Reihe hintereinander angeordneten Strahlungsköpfe 39a, 39b, 39c bzw. 41a, 41b,
41c. Die Schlitze 79 und 79' enden in Bewegungsrichtung der
Materialbahn gesehen ein Stück hinter der Strahlenaustrittsöffnung
des letzten Strahlungskopfes 39c bzw. 41c der jeweiligen Reihe von Strahlungsköpfen.
Die Deckplatte 48 auf dem Tragkörper 38 ist in Laufrichtung der zu perforierenden Materialbahn 13 gewölbt, so daß diese
zwischen den Umlenkrollen 73 einen Bogen beschreibt, wobei sie auf der Gleitfläche der Deckplatte 48 fest anliegt. Dadurch
ergibt sich im Bereich der Strahlungsköpfe eine definierte
Materialbahnführung.
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Stw.: Zigarettenpapier perforieren-Laser-Reinigungsluft-Erg,-Zusatz
- Hauni-Akte 1636, Bergedorf, den 7. Juli 1981
Zwischen der Deckplatte 48 und der Oberfläche des Tragkörpers 38 verlaufen zwei etwa parallele Kanäle 81 und
81'. Die Kanäle verlaufen etwa in Bewegungsrichtung des Materialstreifens
13. Sie sind so angeordnet, daß die Strahlenaustrittsöffnungen 44 der Strahlungsköpfe in die Kanäle münden.
Eingangsseitig sind die Kanäle 81 und 81' mit einer
Kammer 82 verbunden, an weiche eine überdruckquelle 83 angeschlossen
ist. Ausgangsseitig münden die Kanäle in eine Kammer
84, weiche mit einer Unterdruckquelle 86 in Verbindung
steht.
Auf der den Strahlungsköpfen abgewandten Seite der Materialbahn
13 ist eine Abdeckung 87 angebracht, die mit der Materialbahn
bzw. der Deckplatte 48 einen nahezu geschlossenen Raum bildet, aus dem auf diese Seite der Materialbahn gelangende
Abbrandpartikel durch einen oder mehrere Saugluftanschlüsse
88 unmittelbar abgesaugt werden.
Die Funktionsweise der dargestellten Vorrichtung ist wie
folgt:
Während ein zu perforierender Belagpapierstreifen 13 über
die Umlenkroilen 73 und den Bogen über die Gleitfläche der
Deckplatte 48 geführt und dabei so gespannt gehalten wird, daß er im Bereich der Strahlungsköpfe der Perforiereinrichtung
dicht an der Gleitfläche der Deckplatte 48 anliegt, wird ein kohärentes Strahlenbündel 69, das vorzugsweise
von einem gepulsten Laser 77 ausgeht, nach Teilung und Umlenkung durch die Strahlungsköpfe in die Ebene des
Belagpapierstreifens 13 fokussiert, der dadurch perforiert
- 13 -
Stw.: Zigarettenpapier perforieren-Laser-Reinigungsluft-Erg.
Zusatz - Hauni-Akte 1636, Bergedorf, den 7. Juli 1981
wird. Durch die Wahl der Impulsfrequenz der Laserstrahlung
und der Fördergeschwindigkeit des Belagpapierstreifens wird
der Abstand der in den Materialstreifen erzeugten Perforationen
vorgegeben. Die beiden Reihen der Strahlungsköpfe 39a, 39b und 39c sowie 41a, 41b und 41c sind so schräg
zum Hüllmaterialstreifen angeordnet, daß zwei Bahnen 75
und 75' mit je drei Reihen nebeneinander!legender Perforationen
entstehen (vgl. Fig. 2).
Während des Betriebs der Vorrichtung wird ein Gasstrom, Luftoder ein Schutzgas, von der überdruckquelle 76 durch die
Leitungen 52 in das Innere der Strahlungsköpfe geleitet und tritt aus den Strahlenaustrittsöffnungen 44 der Strahlungsköpfe aus. Dieser Luftstrom verhindert, daß bei der Perforation
entstehende Abbrandteilchen in die Strahlungsköpfe eintreten
und diese verschmutzen können. Gleichzeitig sorgt er für eine ausreichende Kühlung der Optik der Strahlungsköpfe.
Ein zweiter Luftstrom wird ausgehend von der überdruckquelle
83 durch die Kammer 82 in den Kanälen 81 und 81' aufrechterhalten. Dieser Luftstrom durch die Kanäle 81
und 81' führt bei der Perforation von der Materialbahn abgesprengte Abbrandteilchen , die sich an der als Schlitz
ausgebildeten Durchlaßöffnung in der Deckplatte nicht
festsetzen können, durch die Absaugkammer 84 zur Unterdruckquelle 86 ab. In den Raum oberhalb der bewegten Materialbahn
gelangte Abbrandteilchen werden gleichzeitig durch die Saugluftöffnungen 88 abgesaugt. Dadurch werden
auch Verschmutzungen auf dieser Seite der Materialbahn 13,
- 14 -
Stw.: Zigarettenpapier perforieren-Laser-Reinigungsluft-Erg.
Zusatz - Hauni-Akte 1636, Bergedorf9 den 7 „ Juli 1981
die langfristig zu Störungen führen können und die eine regelmäßige Wartung der Maschine erfordern, weitgehend
ausgeschlossen.
Die Ausbildung der Strahlendurchtrittsöffnungen durch die
Deckplatte 48 als Schlitze und die Führung eines permanenten Luftstroms in Bewegungsrichtung der zu perforierenden Materialbahn,
in den auch die aus den Strahlungsköpfen austretenden Luftströme münden, bewirken, daß die bei der Perforation
entstehenden Verunreinigungen nicht zu Unterbrechungen
des Strahlengangs der Laserstrahlung und damit zu Betriebsunterbrechungen
der Vorrichtung führen können. Die Vorrichtung nach der Erfindung gewährleistet daher stets
gleichbleibende Qualität der Perforation bei weitgehender
Wartungsfrei heit der Vorrichtung.
Claims (5)
- Stw.": Zi garettenpapier perforieren-Laser-Reinigungsluft-Erg, Zusatz - Hauni-Akte 16363 Bergedorf, den 7. Juli 1981Patentansprüche\ly Vorrichtung zum Perforieren einer bewegten Material bahn, insbesondere eines Hünmaterialstreifens für stabförmige Artikel der tabakverarbeitenden Industrie, mit einem eine Optik zum Fokussieren einer kohärenten Strahlung auf die zu perforierende Partie der Materialbahn aufweisenden Strahlungskopf, welcher als ein die Optik enthaltendes geschlossenes Gehäuse mit einem Strahleneintrittsfenster, einer den Austritt eines Gasstroms erlaubend ausgebildeten Strahlenaustrittsöffnung und einer Gaseintrittsöffnung ausgebildet ist, mit einer mit Abstand vor der Strahlenaustrittsöffnung angeordneten, an einer im Strahlengang der aus dem Strahlungskopf austretenden Strahlung liegendfin Stelle mit einer Öffnung versehenen Deckplatte, welche mit dem Gehäuse oder einem das Gehäuse umgebenden Tragkörper einen geschlossenen Raum bildet, der eine Gasaustrittsöffnung aufweist, wobei zwischen der Gaseintritts-Öffnung des Strahlungskopfs und der Gasaustrittsöffnung des geschlossenen Raumes ein Druckgefälle herstellbar ist, ....... (Patentanmeldung P 31 14 603.1), dadurch gekennzeichnet, daß die in der Deckplatte (48) im Strahlengang vorgesehene Öffnung als ein sich in Bewegungsrichtung der Materialbahn (13) erstreckender Schlitz (79, 79') ausgebildet ist.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (79, 79') sich in Bewegungsrichtung der Materialbahn (13) über die Strahlenaustrittsöffnung (44) hinaus erstreckt.Stw.: Zigarettenpapier perforieren-Laser-Reinigungsluft-Erg Zusatz - Hauni-Akte 1636, Bergedorf, den 7. Juli 1981
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tragkörper (38) mit mehreren in Bewegungsrichtung der Materialbahn (13) hintereinander angeordneten Strahlungsköpfen (39a, 39b, 39c; 41a, 4Tb5 41c) vorgesehen ist und daß ein Schlitz (79, 79') in der Deckplatte (48) sich über die Strahlenaustrittsöffnungen (44) mehrerer Strahlungsköpfe hinweg erstreckt.
- 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Tragkörper (38) in mehreren nebeneinanderliegenden Reihen in Bewegungsrichtung der Materialbahn (13) hintereinander und quer zur Bewegungsrichtung zueinander versetzt je mehrere Strahlungsköpfe(39a, 39b, 39c und 41a, 41b, 41c) angeordnet sind und daß in der Deckplatte (48) nebeneinander mehrere sich über die Strahlenaustrittsöffnungen (44) jeweils einer Reihe von Strahlungsköpfen erstreckende Schlitze (79, 79') vorgesehen sind.
- 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Deckplatte (48) und dem Gehäuse (42) eines Strahlungskopfes oder einem Tragkörper (38) in Bewegungsrichtung der Materialbahn (13) mindestens ein Kanal (81, 81') verläuft, in den die Strahlenaustrittsöffnungen (44) aller in einer Reihe hintereinander angeordneten Strahlungsköpfe (39a, 39b, 39c bzw. 41a, 41b, 41c) hineinragen und der mit Mitteln (83, 86) zur Aufrechterhaltung einer Gasströmung in Bewegungsrichtung der Materialbahn verbunden ist.
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