DE4013642A1

DE4013642A1 - Verfahren und vorrichtung zum perforieren von zigaretten

Info

Publication number: DE4013642A1
Application number: DE4013642A
Authority: DE
Inventors: Alan Michael Aindow; Michael John Cahill; John Dawson
Original assignee: Molins Ltd
Current assignee: Mpac Group PLC
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1990-10-31
Also published as: IT9047891A0; JPH02303473A; GB2230688A; US5052414A; BR9001957A; GB9009385D0; IT1239445B; IT9047891A1; GB2230688B

Description

Die Erfindung befaßt sich mit der Zigarettenherstellung und betrifft insbesondere die Herstellung von ventilierten Ziga retten, bei denen im Bereich des Filter- oder Mundstückendes Perforationen vorgesehen sind.

Es ist bekannt, Perforationen in den Umhüllungen fertiger oder nahezu fertiger Zigaretten mit Hilfe eines fokussierten Laserstrahles herzustellen. Bei bekannten Systemen für die sen Zweck wird typischerweise die Zigarette um ihre eigene Achse gedreht, was für die Zigarette schädlich sein kann. Andererseits sind bekannte Systeme mechanisch oder optisch kompliziert oder haben einen extrem hohen Laser-Leistungsbe darf. Ein Ziel der Erfindung besteht darin, zumindest einige dieser Schwierigkeiten zu überwinden.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Perforieren von Zigaretten gekennzeichnet durch einen Förde rer, der eine Reihe beabstandeter Zigaretten in queraxialer Richtung bewegt, eine Lasereinrichtung, die einen Laser strahl auf eine Bahn richtet, einen Reflektor, der den Strahl auf der Bahn erfaßt, wobei der Reflektor mit dem För derer bewegbar ist und zumindest einen Teil des Strahls gegen mindestens eine auf dem Förderer befindliche Zigarette umlenkt, um eine Perforation in der Umhüllung der Zigarette zu erzeugen, während sich der Reflektor in der Bahn befin det. Vorzugsweise sind mehrere Reflektoren vorgesehen, wobei jeder Reflektor einer Zigarettenposition auf dem Förderer zugeordnet ist.

Wenngleich der Ausdruck "Laser" durchgehend verwendet wird, ist die Erfindung jedoch auf andere kohärente Strahlung anwendbar, die in der Lage ist, Perforationen in Zigaret tenumhüllungen einzubrennen oder in anderer Weise zu erzeu gen. Wenn ferner von "Zigaretten" die Rede ist, so sollen jedoch durch diesen Ausdruck nicht andere rauchbare Gegen stände bzw. unvollständige Zigaretten oder Zigarettenanord nungen ausgeschlossen werden. Beispielsweise erzeugt eine Filteransetzmaschine üblicherweise Doppellängenanordnungen, die anschließend zur Herstellung von Filterzigaretten in der Mitte durchgeschnitten werden: Die Erfindung ist selbstver ständlich auf die Perforation solcher Doppellängenanordnung ebenfalls anwendbar.

Der Reflektor ist vorzugsweise auf einer Bahn bewegbar, die die Bahn des Strahls traversiert. Mehr als ein Reflektor können gleichzeitig in der Bahn des Strahls angeordnet sein, wobei jeder Reflektor auf unterschiedliche Teile der glei chen Zigarette oder verschiedener Zigaretten auf dem Förde rer richtet. Es kann eine Anordnung von Reflektoren vorgese hen werden, die durch die Bahn des Strahls bewegbar ist, um Teile des Strahls auf unterschiedliche Teile der Zigaretten zu richten. Der Reflektor bzw. die Reflektoren können so angeordnet sein, daß sie nur einen Teil des Strahls und/oder den Strahl nur während eines Teils der Zeit auffangen. In diesem Fall kann derjenige Teil des Stahls, der nicht auf einen Reflektor auftrifft, auf einer weiteren Bahn zu verschiedneen Teilen der gleichen Zigarette oder verschiede ner Zigaretten auf dem Förderer gerichtet werden. Die weitere Bahn kann einen stationären Reflektor und/oder weitere mit dem Förderer bewegbare Reflektoren umfassen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Förderer eine Trommel ist, die die Zigaretten in beabstandeten Nuten trägt, und daß eine Anordnung von Reflektoren auf einem Ring abgestützt ist, der koaxial zu der Trommel angeordnet ist. Die Bahn des Laserstrahls ver läuft vorzugsweise parallel zur Drehachse der Trommel und des Rings. Der Ring kann eine Reihe von Reflektoren aufwei sen, von denen jeder aus einem Parabolspiegel (oder einer Kombination aus Spielgel und Linse) besteht, der so ausge bildet ist, daß er den Strahl auf einen bestimmten Teil einer Zigarette fokussiert, wenn sich der Reflektor in der Bahn des Strahls befindet. Jeder Reflektor kann somit einem bestimmten Teil einer Zigarette in einer bestimmten Nut zugeordnet werden. Eine Anzahl n solcher Reflektoren kann vorgesehen werden, um n in Umfangsrichtung beabstandete Per forationen in jeder Zigarette zu erzeugen. Wenn N Zigaretten von dem Förderer getragen werden, ist die erforderliche Anzahl der Reflektoren gleich n N.

Der die Reflektoren tragende Ring kann einen Durchmesser haben, der größer ist als der die Zigaretten tragende Trom mel, so daß zweckmäßigerweise die Reflektoren die Strahlung aus einer radial äußeren Richtung auf die Zigaretten fokus sieren. In diesem Fall ist vorzugsweise ein zweiter Ring aus Reflektoren vorgesehen, der Strahlung auf Teile der Zigaret ten richtet, die bezüglich der Trommel radial nach innen weisen. Der äußere Ring kann Elemente aufweisen, die dazu dienen, Strahlung zu dem inneren Ring zu richten. Diese Elemente können Zwischenräume zwischen Reflektoren in dem ersten Ring aufweisen; Strahlung kann durch diese Zwischen räume dringen, während der Ring durch die Bahn des Strahls umläuft, und wird auf einen stationären Reflektor gerichtet, der seinerseits die Strahlung auf einen inneren Ring aus Reflektoren richtet. Wie zuvor bei der Herstellung n Perfo rationen an N Zigaretten durch den inneren Ring sind auch hier vorzugsweise n N Reflektoren im zweiten Ring vorgese hen. Daraus folgt, daß der äußere Ring zweckmäßigerweise n N Reflektoren besitzt, die durch n N Zwischenräume getrennt sind.

Statt Zwischenräume vorzusehen, durch die die Strahlung am äußeren Ring vorbei gelangen kann, können einige oder alle Reflektoren an diesem Ring halbversilbert sein, damit ein Teil der Strahlung - z. B. durch den stationären Reflektor - auf den inneren Ring gerichtet werden kann.

Die Elemente des äußeren Rings, die dazu dienen, Strahlung auf den inneren Ring zu richten, können weitere Reflektoren aufweisen, die die Strahlung direkt gegen den inneren Ring richten. In diesem Fall kann die gesamte Fokussierung durch Reflektoren an dem äußeren Ring erfolgen, wobei der innere Ring aus einer Reihe ebener Reflektoren besteht.

Bei der bevorzugten Anordnung mit einem inneren und einem äußeren Ring ist der äußere Ring in gewisser Weise der primäre Ring, der Strahlung zu einer Zigarette oder zu einem inneren Ring lenkt. Es ist im Prinzip jedoch auch möglich, die Rollen des inneren und äußeren Ringes zu vertauschen, so daß der innere Ring der primäre Ring wird, der sich in der Bahn des Strahls befindet. Ein Grund, warum der äußere Ring vorzugsweise der primäre Ring ist, besteht darin, daß der Umfang des äußeren Ringes größer ist als der des inneren Ringes, so daß er leichter die größere Anzahl von Reflektor oder anderen Elementen, die der primäre Ring erfordert, auf nehmen kann.

Wenn in der Anmeldung von Reflektoren zum Fokussieren eines Laserstrahls die Rede ist, so versteht es sich, daß dieser Ausdruck auch eine Kombination von Reflektoren und getrenn ter Fokussierelemente, z. B. Linsen, umfaßt.

Da der Strahl automatisch zwischen verschiedenen Zigaretten teilen umgeschaltet wird, in dem Reflektoren (und/oder Zwischenräume) durch die Bahn des Strahls laufen, kann ein kontinuierlicher Laserstrahl statt des üblichen gepulsten Strahles verwendet werden. Dieser erlaubt eine bessere Aus nutzung des Lasers bzw. die Verwendung eines Lasers geringe rer Leistung. Insbesondere kann ein Wellenleiterlaser statt des bisher erforderlichen Hochleistungs-Niederdruck-Gasla sers verwendet werden (wenngleich die Verwendung derartiger Gaslaser nicht ausgeschlossen wird).

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Perforieren von Zigaretten dadurch gekennzeichnet, daß Zigaretten auf einer ersten Bahn in queraxialer Richtung gefördert werden, daß ein Strahl aus Laserstrahlung gerich tet wird, daß der Strahl aufeinanderfolgend von einer mit den Zigaretten bewegbaren Einrichtung erfaßt wird, um den Strahl in mehrere zweite Bahnen umzuleiten, wobei die zwei ten Bahnen die erste Bahn an auf der ersten Bahn beabstande ten Stellen und aus verschiedenen Richtungen schneiden, so daß eine Zigarette in Umfangsrichtung verteilte Perforatio nen von den Strahlen auf den zweiten Bahnen empfängt, während sie auf der ersten Bahn gefördert wird. Somit wird ein Laserstrahl oder ein Teil desselben zwischen verschie denen Teilen derselben Zigarette oder verschiedener Zigaret ten, die von einem Förderer getragen werden, mittels den Strahl auffangender Elemente umgeschaltet, die mit dem För derer durch den Strahl bewegbar sind, so daß eine Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeter Perforationen an der Ziga rette erzeugt werden, während sie vom Förderer getragen wird, ohne daß die Zigarette relativ zu ihrer eigenen Achse rotiert.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Strahl in Folge oder gleichzeitig auf Bahnen gerichtet werden, die anschließend auf gegenüberliegende Seiten einer Zigarette auf dem Föderer auftreffen. Wenn der Förderer eine Trommel ist, können sich die Bahnen zu radial inneren und radial äußeren Teilen der Zigarette relativ zur Trommel erstrecken.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten Perforationen in einer Zigarette erzeugt, während sie an einem gepulsten Laser strahl vorbeigefördert wird, wobei die Fokussierstelle des Strahls so gewählt wird, daß akzeptierbare Perforationen über einen größeren Teil des Umfangs (z. B. über einen Bogen, der sich bis zu 120° einer Zigarette erstreckt) hergestellt werden. Vorzugsweise wird die Zigarette so gefördert, daß sie sich nicht um ihre eigene Achse dreht, obgleich sie auf einem Drehförderer, z. B. einer genuteten Trommel gefördert werden kann. Wenn eine Zigarette ohne Drehung um ihre eigene Achse an einem fokusierten Strahl vorbeigefördert wird, ändern sich normalerweise der Abstand des Außenumfangs der Zigarette von der Laserquelle wie auch der Auftreffwinkel des Strahls auf der Zigarette, und zwar aufgrund der Krüm mung der Zigarette. Bei einem bevorzugten Ausführungsbei spiel wird die Fokussierposition so gewählt, daß der gering fügig größere Bereich des Strahls außerhalb seines echten Fokussierpunktes den veränderlichen Bereich der Umhüllung, auf den der Strahl auftrifft, kompensiert, wobei die Fokus sierposition so gewählt wird, daß die hergestellten Perfora tionen im wesentlichen die gleiche Fläche (wenn auch unter schiedliche Formen) haben. Mehr als ein Strahl kann zur Her stellung von Perforationen über mehr als den Umfang einer Zigarette verwendet werden, wie dies ohne Schwierigkeiten durch direkte Perforation mittels eines einzigen Strahles möglich wäre. Die zweiten oder weiteren Strahlen können durch Reflektion oder andere Umlenkung eines Teils des er sten Strahls auf einer anderen Bahn abgeleitet werden. Statt dessen können zwei oder mehr Laserquellen, z. B. Wellenleiter Laser, die Strahlen auf verschiedene Teile der Zigaretten richten, verwendet werden. Die Strahlen brauchen nicht gleichzeitig auf der gleichen Seite aufzutreffen und können zweckmäßigerweise auf beabstandete Stellen auf einer Förder bahn für die Zigaretten, z. B. auf in Winkelrichtung beab standete Stellen einer Fördertrommel, gerichtet werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden mindestens zwei in Umfangsrichtung beabstandete Perforationen in einer Zigarette erzeugt, während sie an einem gepulsten Laser strahl vorbeigefördert wird, wobei die Fokussieranordnung des Strahls so gewählt ist, daß akzeptierbare Perforationen an in Umfangsrichtung beabstandeten Stellen erzeugt werden. Vorzugsweise ist die Fokussieranordnung so gewählt, daß ein veränderliches Querschnittsprofil des Strahls zumindest in dem Bereich, in dem er auf dem Zigarettenumfang auftrifft, entsteht. Hierbei kann vorgesehen sein, daß das Profil so ausgebildet ist, daß es an den verschiedenen Stellen, an denen Perforationen erzeugt werden sollen, in Größe und/oder Form unterschiedlich ist, um zumindest teilweise Unter schiede bei mindestens einem der folgenden Parameter aus zugleichen, die sich auf den Umfangsabschnitt der Zigarette beziehen, auf den der Strahl während des Perforierens auftrifft: Abstand von der Fokusierstelle; Auftreffwinkel des Strahls; Geschwindigkeit der Zigarette bei ihrer Bewe gung relativ zum Strahl. Diese Kompensation erfolgt vorzugs weise so, daß Perforationen in wesentlichen gleicher Fläche entstehen; diese brauchen jedoch nicht die gleiche Form zu haben.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Perforieren von Zigaretten dadurch gekennzeichnet, daß Zigaretten in Folge an einem gepulsten Laserstrahl vorbeige fördert werden, der mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Perforationen in einem Teil jeder Zigarette erzeugt, wenn sie am Strahl vorbeiwandert, wobei ein Richten des Strahls in Zeitspannen stattfindet, in denen er die vorbeiwandernden Zigaretten nicht perforiert, so daß er Perforationen an zumindest einem anderen Teil einer Zigarette erzeugt. Der andere Teil kann sich an einer anderen Zigarette befinden, das heißt an einer Stelle, die verschieden ist von der der durchlaufenden Zigarette. Wenn beispielsweise der Strahl einer Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten Perforatio nen an einen Teil eines Umfangs einer durchlaufenden Ziga rette erfolgt, welcher Teil bezüglich einer die Zigaretten fördernden Trommel radial außen liegt, kann der Strahl über die Trommel zwischen die (oder um die) durchlaufenden Ziga retten gerichtet und refokussiert werden, so daß er eine Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten Perforationen an einem radial inneren Teil des Umfangs einer anderen Ziga rette praktisch gegenüber der durchlaufenden Zigarette erzeugt. Statt dessen können ein oder mehrere Spiegel dazu benutzt werden, den Strahl gegen radial innere Teile der durchlaufenden oder einer angrenzenden Zigarette zu richten.

Wenn die führende "Kante" jeder geförderten Zigarette mit 0° bezüglich der Zigarettenachse und die "Kante", die am dichtesten an der unmittelbaren Laserquelle vorbeiläuft, mit 90° bezeichnet wird, lassen sich relativ leicht Perfora tionen in dem Winkelbereich 30° bis 150° erzeugen, wenn die Zigarette jeweils am Strahl vorbeiläuft. In der gleichen Weise lassen sich durch das oben beschriebene Umlenken des Strahls Perforationen im Winkelbereich von 210° bis 330° erzielen. Um Perforationen im Winkelbereich 150° bis 210° und 330° bis 30°, z. B. bei 180° und 0°, herzustellen, kann ein Strahl, der radial auswärts bezüglich einer Fördertrom mel verläuft, z. B. ein an der Trommel vorbeilaufender umge lenkter Strahl oder ein durch einen Spiegel umgelenkter Strahl durch einen entsprechend gewinkelten und fokusierten Spiegel weiter umgelenkt werden, der so ausgebildet ist, daß er einen nahezu zur Trommel tangentialen Strahl erzeugt. Wenn statt dessen eine oder mehr Laserquellen geeigneter Leistungsstärke zum Perforieren in den Bereichen 30° bis 150° und 210° bis 330° verwendet werden, können ein oder mehrere Hilfslaser geringerer Leistungsstärke eingesetzt werden, um die wenigen Perforationen, die in den Bereichen 150° bis 210° und 330° bis 30° erforderlich sind, herzustel len. Es ist zu berücksichtigen, daß es ggf. nicht erforder lich ist, um den Zigarettenumfang herum gleichmäßig zu perforieren. So kann die Zigarette an denjenigen Teilen des Umfangs, die leichter zugänglich sind (z. B. 30° bis 150° und 210° bis 330°) perforiert werden, während andere Teile per forationsfrei bleiben. Um für eine gleichmäßigere Ventila tion der auf diese Weise hergestellten Zigaretten zu sorgen, können die Perforationen an den Enden der perforierten Bereiche breiter und/oder tiefer gemacht werden, so daß sie sich teilweise in die Bereiche angrenzend an den perfora tionsfreien Teilen des Zigarettenumfangs oder zumindest in Richtung auf diese Bereiche erstrecken.

Bei einer Filteransetzmaschine werden üblicherweise zwei Ströme von Filterzigaretten erzeugt, deren Filterenden in verschiedene Richtungen weisen. Der gleiche Laserstrahl kann zum Perforieren der Zigaretten in beiden Strömen verwendet werden, und zwar durch Einsatz eines oder mehrerer halb versilberter Spiegel zur Leistungsteilung des Strahls oder durch Einsatz einer Zeitteilvorrichtung, z. B. in Form einer umlaufenden Scheibe mit sich abwechselnden reflektierenden und klaren Segmenten. So wird bei einer bevorzugten Anord nung ein Strahl in eine Richtung gelenkt, die parallel zu den queraxial in zwei Strömen geförderten Zigaretten ver läuft, derart, daß der Strahl von einem reflektierenden Ele ment aufgefangen wird, das einen ersten Teil des Strahls auf den einen Zigarettenstrom richtet und einen zweiten Teil des Strahls zu dem anderen Zigarettenstrom durchläßt. Das reflek tierende Element kann aus einem halbversilberten Spiegel zur Leistungsteilung des Strahls oder einem umlaufenden Rad zur Zeitteilung des Strahls bestehen. Wenn das reflektierende Element ein umlaufendes Rad ist, wird dieses vorzugsweise mit Mitteln zum Pulsen des Laserstrahls synchronisiert, und es kann einem Chopperrad zugeordnet werden, das sich abwech selnd, bezüglich der Strahlung opake und transparente Signale aufweist und das so zeitgesteuert wird, daß es kurzzeitig den Strahl unterbricht, unmittelbar nachdem er infolge eines Impulses umgeschaltet worden ist, jedoch den übrigen Teil jedes Strahlungsimpulses zu dem reflektierenden Element durchläßt. Der Zweck des Chopperrades besteht darin, den Anfangsteil jedes Impulses zu unterbrechen, um transiente Stöße unmittelbar nach dem elektronischen Umschalten jedes Impulses zu vermeiden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Laser strahl - z. B. durch ein Prisma - auf mehrere Bahnen reflek tiert, so daß er auf mehrere Zigaretten an verschiedenen Stellen eines Förderers auftrifft und, nachdem aufeinander folgende Zigaretten diese Stellen durchlaufen haben, jede Zigarette eine Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten Perforationen erhalten hat.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrich tung zum Perforieren von Zigaretten gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung zum queraxialen Fördern von Zigaret ten in Folge, einer Lasereinrichtung zum Richten eines Laserstrahls auf ein Drehteil mit einer Bewegung, die zu der der Fördereinrichtung synchronisiert ist, wobei das Drehteil abgestufte reflektierende Flächen aufweist, die den Strahl nacheinander erfassen und ihn auf verschiedene Bahnen richten, und eine Fokussiereinrichtung, die den Strahl auf den verschiedenen Bahnen so fokusiert, daß jede Zigarette zumindest eine Perforation empfängt, wenn sie einen Strahl auf jeder Bahn schneidet, wobei die Perforationen an in Umfangsrichtung beabstandeten und/oder in Längsrichtung beabstandeten Stellen der Zigarette liegen. Die abgestuften reflektierenden Flächen können im wesentlichen parallele Strahlen erzeugen, die anschließend auf verschiedene Ziga retten (d. h. Zigaretten an verschiedenen Stellen) reflek tiert und fokusiert werden.

Bei bestimmten Zigarettentypen ist es erforderlich, die Perforationen in zwei (oder mehr) getrennten Reihen, die relativ zur Zigarettenlänge geringfügig beabstandet sind, anzuordnen. Die Perforationsreihen können auf unterschiedli che Weise hergestellt werden. Es können zwei (oder mehr) Laser verwendet werden. Statt dessen kann ein einziger Laserstrahl so aufgeteilt werden, daß er durch zwei gleiche optische Systeme läuft. Dies kann einen schwierigeren Aufbau und/oder häufigere Einstellungen zum Ausrichten des Systems erforderlich machen. Eine andere Möglichkeit zum Herstellen der beiden Perforationsreihen besteht darin, einen Laser strahl von einer Reihe zur anderen Reihe umzulenken. Dies kann mit Hilfe eines optoakustischen Kopplers erfolgen, der allerdings sehr teuer und auch trotz seiner Schnelligkeit bei hohen Frequenzen nicht leistungsfähig ist, oder mit Hilfe eines oszillierenden Spiegels, der zwar wirkungsvoll ist, jedoch eine relativ niedrige Geschwindigkeit hat.

Ein Verfahren zum Herstellen der beiden Perforationsreihen gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Drehteil mit abgestuften reflektierenden Flächen zu verwenden. Dies könnte offensichtlich zur Erzeugung getrennter Strahlen ein gesetzt werden, die dann getrennt fokussiert werden; dies könnte allerdings zu den oben beschriebenen Nachteilen füh ren. Wenn jedoch das Drehteil hinter der Fokussiereinrichtung angeordnet wird, bewirken die abgestuften Flächen, daß der fokussierte Strahl um einen Betrag bewegt wird, der dem Niveauunterschied zwischen den abgestuften Flächen ent spricht. Eine Komplikation, die bei Verwendung eines Dreh teils dieser Art auftritt, besteht darin, daß aufgrund der unterschiedlichen Bahnlängen von der Fokussiereinrichtung aus sowohl der Strahl seitlich verschoben wie auch die Fokussier ebene bewegt wird. Somit liegen die Fokussierstellen des Strahls in einer Ebene, die bezüglich des auf den reflektie renden Flächen auftreffenden Strahls geneigt ist. Zusätzli che Linsen oder Spiegel können dazu verwendet werden, den Strahl an der erforderlichen Stelle zu fokussieren. Statt dessen (und vorzugsweise) werden jedoch die Zigaretten (d. h. die Fördertrommel für die Zigaretten) und der ursprüngliche Auftreffwinkel des Strahls (d. h. die Laserquelle und/oder die Fokussiereinrichtung) so ausgebildet, daß die Fokussiere bene an der Oberseite der Zielzigaretten bleibt. Im allge meinen bedeutet dies, daß der ursprüngliche Laserstrahl bezüglich der Achse der die Zigaretten tragenden Trommel geneigt ist. Die Änderung der Bahnlänge von der Fokussierein richtung zur Zielzigarette kann durch Verwendung zusätzli cher stationärer Spiegel ausgeschaltet werden, die dazu dienen, die Bahnen von der Fokussiereinrichtung zur Zielziga rette gleichzumachen unabhängig davon, welche reflektierende Fläche des Drehteiles den Stahl auffängt.

Die Verwendung eines Drehteils mit abgestuften reflektieren den Flächen zur Herstellung getrennter Perforationsreihen ist eine sehr einfache und effektive Weise zum Umlenken des Strahls, und da der Übergang von der einen Bahn auf die anderen sehr schnell erfolgt, kann der Laser an der einen oder anderen Reihe praktisch kontinuierlich arbeiten, wodurch die zur Verfügung stehende Laserleistung optimal ausgenutzt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Herstellen in einer Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten Perforationen in einer Ziga rette gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung zum quer axialen Fördern von Zigaretten, eine Lasereinrichtung, die einen Laserstrahl in eine Richtung mit einer Komponente lenkt, die bezüglich einer zu den Zigaretten parallel verlaufenden Achse radial ist, eine Einrichtung, die den Strahl um seine Achse dreht, so daß er auf eine Reihe von Reflektorelementen auftrifft, die den Strahl auf verschie dene Teile einer Zigarette fokussieren, wobei die Drehung des Strahls und die Bewegung der Zigarette synchronisiert sind und die Reflektorelemente eine im wesentlichen kontinuierli che reflektierende Fläche aufweisen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung besteht ein Verfahren zum Perforieren einer in queraxialer Richtung geförderten Zigarette darin, daß ein Laserstrahl zumindest teilweise die Bewegung der Zigarette verfolgt, um eine Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten Perforationen in der Zigarette herzustellen. Dadurch, daß der Strahl der Ziga rette nachläuft, wobei er jedoch zur Herstellung in Umfangs richtung beabstandeter Perforationen eine gewisse Relativbe wegung ausführen kann, ist es möglich, die Zeitdauer, während der die Perforationen hergestellt werden, zu verlän gern, im Vergleich zu einer Anordnung, bei der die Zigarette an einem statischen Strahl vorbeibewegt wird. Aufgrund der längeren Zeitdauer, während der der Laserstrahl die Perfora tionen erzeugt, kann ein Laser geringerer maximaler Leistungsstärke verwendet werden. Ein nachlaufender Strahl, der im Bereich der sich bewegenden Zigarette fokussiert bleibt, läßt sich dadurch erzielen, daß ein zur Zigarette paralleler Strahl durch einen um eine parallele Achse umlau fenden Spiegel umgelenkt wird, um einen Strahl zu erzeugen, der in einer Richtung parallel zur Bewegung der Zigarette traversiert, und daß anschließend eine ebene Bildscanner linse zur Erzeugung eines fokusierten Strahls verwendet wird, der z. B. auf einer geraden Linie parallel zur Bewe gungsrichtung der Zigarette verläuft.

Selbstverständlich ist Zuverlässigkeit ein wichtiger Faktor unter allen Aspekten der Erfindung. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung läßt sich die Zuverlässigkeit (Betriebssicherheit) durch Verwendung zweier Laser erhöhen, die durch das gleiche optische System arbeiten. Die Strah lung von den beiden Lasern kann zur Vermeidung von Interfe renzproblemen in unterschiedlichen Richtungen polarisiert werden. Jeder dieser beiden Laser erzeugt normalerweise die Hälfte der erforderlichen Perforationen und kann daher von geringerer Leistungsstärke (und geringeren Kosten) als ein einzelner Laser, der sämtliche Perforationen herstellen muß, sein. Falls einer der beiden Laser ausfällt, kann mit Hilfe des anderen immer noch ein Betrieb mit bestimmten Kombina tionen von Perforationszahl und -größe, ggf. bei reduzierter Geschwindigkeit, aufrecht erhalten werden. Außerdem gibt es Laser mit einer "Superimpuls"-Betriebsart, bei der Impulse höherer Leistung, wenn auch geringerer Genauigkeit auf Kosten einer Lebensdauerverringerung erzeugt werden. Die Verwendung von Lasern dieser Art in einem Zweilasersystem erlaubt eine beschränkte Betriebsweise mit normaler Geschwindigkeit und normalem Ventilationsgrad (d. h. mit normaler Zahl und Größe der Perforationen), wenn nur ein Laser arbeitet. Die "Superimpuls"-Betriebsart kann auch zur Erzeugung eines außergewöhnlich hohen Ventilationsgrades für kurze Zeit eingesetzt werden. Extrem hohe Ventilationsgrade werden relativ selten benötigt, und es kann daher von Vor teil sein, eine Einrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der sich solche extrem hohen Ventilationswerte herstellen lassen, ohne daß jedoch die Kosten für teure Hochleistungs laser in Kauf genommen werden müssen. Die Verwendung von leistungsarmen mit "Superimpuls"-Betriebsart kann daher sehr zweckmäßig sein, und die Verringerung der Gesamtlebensdauer, die eine Folge der gelegentlichen Betriebsweise zur Erzeu gung hoher Ventilationswerte ist, kann in Kauf genommen werden.

Es versteht sich, daß die oben erläuterten verschiedenen Aspekte der Erfindung kombiniert bzw. in der gleichen Vor richtung verwendet werden können.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Perforieren von Zigaretten;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht in Blickrichtung des Pfeils III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbei spiels einer Vorrichtung zum Perforieren von Zigaretten;

Fig. 4A, 4B, 4C und 4D vergrößerte Ansichten von Ein zelheiten in Fig. 4;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Aus führungsbeispiels;

Fig. 6 einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbei spiels;

Fig. 7 eine andere Schnittansicht der Vorrichtung nach Fig. 6;

Fig. 8 eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung in den Fig. 6 und 7;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbei spiels;

Fig. 10 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbei spiels;

Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie XI-11 in Fig. 10,;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Aus führungsbeispiels;

Fig. 13 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbei spiels;

Fig. 14 eine vergrößerte Ansicht eines abgewandelten Teils der in Fig. 13 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 15 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbei spiels.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Fördertrommel 2, die mit gleichmäßig beabstandeten Nuten 4 (von denen nur eine in Fig. 1 zu sehen ist) zum Födern von Filterzigaretten 6 ver sehen ist. Koaxial zu und drehbar mit der Trommel 2 ist ein äußerer Ring 8, der eine Anordnung von beabstandeten fokussierenden Spiegeln 10 trägt, die durch Zwischenräume bzw. Öffnungen 12 getrennt sind. Ebenfalls koaxial zu und drehbar mit der Trommel 2 ist ein innerer Ring 14, der eben falls eine Anordnung beabstandeter fokussierender Spiegel 16 trägt.

Eine Laserquelle (nicht gezeigt) ist so ausgebildet und an geordnet, daß sie einen Laserstrahl 18 in eine Richtung par allel zur Drehachse der Trommel 2 richtet, derart, daß er den äußeren Ring 8 trifft. Derjenige Teil des Laserstrahls 18, der von einem Spiegel 10 aufgefangen wird, wird auf die Oberfläche einer Zigarette 6 auf der Trommel 2 fokussiert. Derjenige Teil des Laserstrahls 18, der durch einen Zwi schenraum 12 hindurchtritt, wird anschließend von einem stationären Spiegel 20 aufgefangen und auf den inneren Ring 14 gelenkt, wo ein Spiegel 16 ihn auf einen anderen Teil der Oberfläche einer Zigarette 6 fokussiert. Der Laserstrahl kann schmalere Abmessungen als die Spiegel 10 und Zwischenräume 12 haben, so daß normalerweise der gesamte Strahl den entsprechenden verschiedenen Bahnen folgt, wenn er anschließend auf die Spiegel und Zwischenräume des äußeren Rings 8 trifft.

Die fokussierenden Spiegel 10 und 16 sind so angeordnet, daß jeder spezielle Spiegel, der von dem Strahl getroffen wird, den Strahl (genauer gesagt, denjenigen Teil des Strahls, der auf den Spiegel auftrifft) auf den gleichen Teil der Ziga rette fokussiert, während die Ringe 18 und die Trommel 2 relativ zum Laserstrahl 18 umlaufen. Jeder Spiegel 10 bzw. 16 ist daher einer speziellen Nut 4 und insbesondere einem speziellen Teil der in dieser Nut liegenden Zigarette 6 zugeordnet, und fokuisert die Strahlung nur auf diesen Teil, während der Zeitdauer, in der er durch den Strahl 18 läuft (der im Fall der Spiegel 16 von dem Spiegel 20 abgelenkt wird).

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Wie ersichtlich, lassen sich zehn Perforierungen um den Umfang jeder Ziga rette 6 durch die fokussierenden Spiegel 10 A-10 E bzw. die Spiegel 16 herstellen, die den durch die Zwischenräume 12 A-12 E verlaufenden Teilen des Laserstrahls 18 zugeordnet sind. Wenn auch nach der Darstellung in Fig. 3 Strahlen von jedem der Spiegel 10 A-10 E ausgehen, ist der Laserstrahl 18 norma lerweise nicht breit genug, um auf allen diesen Spiegeln gleichzeitig aufzutreffen, und er kann sich beispielsweise über die Breite von nur drei Spiegeln erstrecken, wie in Fig. 1 angedeutet ist. Die Perforationen in jeder Zigarette 6 müssen somit nicht notwendigerweise gleichzeitig herge stellt werden; beispielsweise geht von dem Spiegel 10 A kein Strahl aus, bis er die Stelle des Spiegels 10 B in Fig. 3 erreicht. Es können jedoch Perforationen gleichzeitig an verschiedenen Zigaretten erzeugt werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die fokussierten Strahlen, die von den Spie geln 16 entsprechend den Zwischenräumen 12 A-12 E ausgehen, sind durch gestrichelte Linien in Fig. 3 angedeutet. Die Spiegel 10 A-10 E und die Zwischenräume 12 A-12 E (zusammen mit den entsprechenden Spiegeln 16 am inneren Ring 14) wirken zusammen, um zehn in Umfangsrichtung beabstandete Perfora tionen in der Umhüllung des Filterendes einer Zigarette zu erzeugen, während sie von der Trommel 2 durch einen Bereich angrenzend am Laserstrahl 18 gefördert wird. Die Ringe 8 bzw. 14 tragen gleiche Reihen aus fünf Spiegeln 10, 16 und fünf Zwischenräumen 12, die winkelmäßig an jeder Nut 4 der Trommel 2 zentriert sind.

Der Laserstrahl 18 kann kontinuierlich emittiert werden. Der Durchgang der entsprechenden Spiegel 10 und Zwischenräume 12 zerhackt den Laserstrahl 18, was zur Folge hat, daß jeder Teil einer Zigarette 6 Strahlung während einer vorgegebenen Zeit empfängt. Tatsächlich wirkt der äußere Ring 8 als opti scher Komutator. Die Leistung des Lasers und die Breite des Laserstrahls 18 werden relativ zu der Drehzahl der Trommel 2 so gewählt, daß jeder zu perforierende Teil einer Zigarette 6 Strahlung einer vorgegebenen Intensität während einer vorgegebenen Zeitspanne empfängt, die ausreicht, um die erforderlichen Perforationen zu erzeugen.

Verschiedene Abwandlungen des optischen Systems sind möglich. Die Spiegel 10 können aus einer Kombination von Spiegeln und Linsen bestehen, so daß ein Teil der Fokussie rung oder die gesamte Fokussierung durch Linsen erfolgt. Ein Teil der Fokussierung oder die gesamte Fokussierung für den inneren Ring 8 kann auch durch vom Ring getragene Linsen oder durch eine mit dem Spiegel 20 zusammenarbeitende stationäre Linse oder durch einen fokussierenden Spiegel oder eine Kombination aus fokussierendem Spiegel und Linse, die den Spiegel 20 ersetzt, erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der äußere Ring 8 statt der Zwischenräume 12 Spiegel trägt, die Strahlung auf den inneren Ring 8 lenken (wie durch die gestrichelte Linie 22 in Fig. 2 ange deutet ist), so daß ein stationärer Spiegel 20 nicht mehr erforderlich ist. Wenn die die Zwischenräume 12 ersetzenden Spiegel am äußeren Ring 8 fokussierende Spiegel sind (oder mit von dem äußeren Ring 8 getragenen fokussierenden Linsen zusammenarbeiten), kann die gesamte Fokussierung an dem Ring 8 erfolgen, so daß die Spiegel 16 am inneren Ring 14 nur eben zu sein brauchen. Alle Spiegel sowohl am Ring 8 wie auch am Ring 14 können eben sein, wenn die Fokussierung durch stationäre Spiegel und Linsen erfolgt, die in den Bahnen der zu den Zigaretten 6 auf der Trommel 2 laufenden einzelnen Strahlen angeordnet sind. Statt den äußeren Ring 8 mit einer Reihe von Spiegeln 10 und Zwischenräumen 12 zu versehen, so daß der Laserstrahl 8 bei Umlauf des Ringes "zeitgeteilt" wird, können die Spiegel 10 halbversilbert sein, so daß der Laserstrahl leistungsgeteilt ist zwischen den fokussierten Strahlen, die direkt zu der Zigarette 6 laufen, und denjeni gen, die über den Innenring 14 laufen. Da die Zwischenräume 12 dann nicht notwendig sind, können die Spiegel 10 in Winkelrichtung breiter ausgebildet werden, wodurch der Intensitätsverlust der direkt zur Zigarette 6 laufenden Strahlen dadurch kompensiert wird, daß sichergestellt wird, daß jeder Spiegel den Strahl länger auffängt. Eine Reihe von halbversilberten Spiegeln in dem äußeren Ring 8 könnte daher durchgehend ausgebildet sein.

Typischerweise hat jede Perforation in einer Zigarette 6 einen Durchmesser von ungefähr 0,2 mm. Der Laserstrahl 18, der oval sein kann, wobei eine Hauptachse sich ungefähr in Umfangsrichtung des Rings 8 erstreckt, kann eine Breite (in dieser Richtung) von 8-10 mm haben.

Die Herstellung der Ringe 8 und 4 kann durch Spritzgießen erfolgen, wobei die reflektierenden Flächen gold- oder molybdänplatiert sind.

Wenngleich der Laserstrahl 18 gepulst sein könnte, wird die Strahlung vorzugsweise kontinuierlich emittiert, wobei der Ring 18 dazu dient, den Laserstrahl bzw. Teile desselben auf die gewünschten Stellen zu lenken, wie oben erwähnt wurde. Der kontinuierliche Einsatz eines Lasers liefert einen bes seren Wirkungsgrad hinsichtlich der Leistungsausbeute, so daß physikalisch kleinere Laser geringerer Leistung verwen det werden können. Beispielsweise lassen sich im Zusammen hang mit der beschriebenen Anordnung Wellenleiterlaser mit einer Ausgangsleistung von bis zu 150 Watt einsetzen, was früher zum Perforieren von Zigaretten nicht möglich war.

Es ist bekannt, die Größe der Perforationen in Abhängigkeit von der gemessenen Ventilation vorher perforierter Zigaret ten zu steuern, um einen gewünschten Ventilationswert zu erzielen. Bei einem gepulsten Laser kann dies durch Ändern der Dauer des Impulses erreicht werden. Bei einem kontinu ierlich emittierenden Laser wird dieselbe Steuerung durch Ändern der Leistung des Lasers erreicht. Beispielsweise kann der Laserstrahl 18 so modifiziert werden, daß die resultie renden Strahlen auf den Zigaretten geringfügig defokussiert sind, d. h. einen geringfügig größeren Bereich überdecken, und die Leistung des Strahls kann geringfügig erhöht werden, um eine ausreichende Intensität aufrecht zu erhalten, wodurch geringfügig größere Perforationen hergestellt werden. Der gleiche Effekt kann durch Oszillieren des Laser strahls 18 erzielt werden, um ihn geringfügig nicht parallel zur Achse der Trommel zu machen, wiederum so, daß der Bereich der Zigarette, auf den der fokussierte Strahl auf trifft, variiert werden kann (möglicherweise mit einer Erhö hung der Impulsdauer und/oder -leistung).

Die Fördertrommel 2 ist zweckmäßigerweise am abstromseitigen Ende einer Filteransetzmaschine angeordnet, wo es zwei im wesentlichen parallele Reihen von Filterzigaretten gibt, deren Filterenden einander zugewandt sind, d. h. stromauf eines Zigarettenwenders. Fig. 1 zeigt eine zweite Förder trommel 24, die die andere Zigarettenreihe (nicht gezeigt) fördert. Die Zigaretten in der anderen Reihe können durch eine weitere Vorrichtung perforiert werden, die praktisch identisch ist mit der in Fig. 1 gezeigten, jedoch der Trom mel 24 zugeordnet ist.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung trägt eine der För dertrommel 2 entsprechende Fördertrommel 26 Filterzigaretten 28 in regelmäßig beabstandeten Nuten 30 (von denen nicht alle in der Zeichnung zu sehen sind). Die Fördertrommel 26 trägt die Filterenden der Zigaretten, die sich über das Ende der Fördertrommel, in gleicher Weise wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, an einem statischen Laserstrahl 32 vorbei erstrecken. Der Laserstrahl 32 wird von einer Linse 33 auf einen Punkt einer Linie 34 fokussiert, durch den die Zigaret ten 28 nacheinander von der Fördertrommel 26 bewegt werden. Der Laserstrahl 32 wird mehrfach (z. B. fünfmal) gepulst, während sich eine Zigarette 28 an der Stelle 28 A unterhalb des Laserstrahls vorbeibewegt, um mehrere Perforationen innerhalb eines Sektors 36 um einen oberen Teil des Umfangs einer Zigarette herum zu erzeugen. Der Laserstrahl ist auf der Oberfläche einer vorbeilaufenden Zigarette exakt fokus siert nur an Stellen zwischen dem oberen "Totpunkt" und den Enden des Sektors 36: eine solche Stelle ist bei einer Ziga rette in der Position 28 B in Fig. 4A dargestellt. Der Arbeitsvorgang stützt sich auf die Tatsache, daß der Laser strahl 32 angemessen Perforationen an Stellen innerhalb von ± 1 mm seines tatsächlichen Fokus erzeugen kann. Wie in Fig. 4A angedeutet ist, verläuft somit die Linie 34 unge fähr 1 mm unterhalb der oberen Totpunktstelle einer durch den Laserstrahl 32 wandernden Zigarette 28 und ungefähr 1 mm oberhalb des Punktes, in dem sich der Sektor 36 mit dem Umfang der Zigarette schneidet. Die Perforationen können daher an jeder vorbeilaufenden Zigarette durch Pulsieren des Laserstrahles 32 erzeugt werden, so daß er in Umfangsrich tung beabstandete Perforationen innerhalb des Sektors 36 produziert, wenn sich die Zigarette am Strahl vorbei bewegt. Der Sektor 36 erstreckt sich um ungefähr ± 60° um den Umfang der Zigarette 28 herum.

Falls der Laserstrahl 32 unter Verwendung zweier Laser geringer Leistung erzeugt werden soll, kann ein Polarisier spiegel 139 verwendet werden, der durchlässig bezüglich eines ersten Strahls 140 aus polarisierter Strahlung eines ersten Lasers ist, jedoch, wie in Fig. 4 gezeigt, bezüglich eines zweiten Strahls 141 aus anders polarisierter Strahlung eines zweiten Lasers reflektierend ist. Die beiden Laser bewirken eine Zeitteilung bei der Herstellung der Perfora tion und können daher von niedrigerer Leistung sein als bei der Erzeugung des Strahls 32 mittels eines einzigen Lasers.

Es brauchen nicht sämtliche Peforationen einer Zigarette die gleiche Form haben: So können die Perforationen an der Ober seite mehr kreisförmig sein, während die an den Seiten eine längliche Form haben. Die Größe der Perforationen kann während der Dauer der Impulse gesteuert werden. Vorzugsweise wird die Dauer jedes Impulses so gesteuert, daß die Perfora tionen ungefähr die gleiche Fläche haben. Ggf. können die Impulse bewußt verlängert werden, um Schlitze statt Löcher herzustellen: Dies nutzt den Laser besser aus. Um einen Ausgleich für die Tatsache zu schaffen, daß die Perforatio nen in der Nähe des Randes des Sektors 36 länger sind als in der Mitte (z. B. an der Oberseite einer Zigarette), kann der Laserstrahl 32 näher an einer durch die Ränder des Sektors 36 verlaufenden Linie (35 in Fig. 4A) oder sogar über dieser Linie hinaus fokussiert werden. Der Laserstrahl 32 ist somit geringfügig defokussiert und breiter an der Oberseite einer Zigarette und schmaler an der Seite, wo sich der Strahl in oder nahe an seinem Fokus befindet, wie dies in den Fig. 4B und 4C angedeutet ist, die Perforationen 37 bzw. 39 an der Oberseite bzw. der Seite einer Zigarette zeigen. Da die - insbesondere durch den Auftreffwinkel des Strahls 32 bedingte - Länge der Perforation größer ist als die durch die Zigarettenbewegung bedingte Länge der Perfora tion 37, kann Sorge dafür getroffen werden, daß der Breiten unterschied des die Perforationen 37 bzw. 39 bildenden Strahls 32 den Längenunterschied kompensiert, so daß die Flächen der Perforationen 37 und 39 ungefähr gleich sind. Wenn daher beispielsweise die Länge der Perforation 39 unge fähr zweimal so groß ist wie die der Perforation 37, können die Flächen der Perforationen dadurch ungefähr gleichgemacht werden, daß durch die Fokussierung des Strahls 32 seine Breite an der Perforation 37 ungefähr zweimal so groß wie an der Perforation 39 ist. Zu berücksichtigen ist, daß eine gewisse Längung der Perforationen 37 und 39 aufgrund der Zigarettenbewegung stattfindet und daß diese Längung nicht exakt die gleiche für jede Perforation ist, und zwar aufgrund der geringfügig unterschiedlichen Geschwindigkeiten an den verschiednen Radien der Fördertrommel 26.

Wie bei anderen optischen Systemen erzeugt eine Kombination von Linsen und/oder Spiegeln, die den Laserstrahl fokussieren sollen, einen Fleck einer Größe, die durch die Eigenschaften der speziellen Linsen und/oder Spiegel bestimmt wird. Die Strecke, über der der Fleck eine ungefähr konstante Größe hat, kann als Fokustiefe bezeichnet werden. Wegen der verän derlichen Auftreffwinkel und der geringfügig unterschiedli chen Geschwindigkeiten jeder Perforation oder Loch "Position" und da die pro Flächeneinheit erforderliche Ener gie zum Entfernen (d. h. Abbrennen) der Zigarettenumhüllung als konstant angesehen werden kann, muß für einen Strahl, der innerhalb seiner normalen Fokustiefe arbeitet, die Leistung des Strahls verändert werden, um die Löcher mit Effizienz zu erzeugen. Wenn ferner die Fläche der Löcher konstant sein soll, ist die Dauer der Impulse des jedes Loch erzeugenden Strahls veränderlich. Um die Komplikationen einer Regelung zu vermeiden, die zu diesem Zweck erforder lich wäre, wird erfindungsgemäß ein profilierter Strahl verwendet, dessen Größe (und möglicherweise Form) sich in Abhängigkeit von seinem Abstand zu der letzten Fokussierline bzw. dem letzten Fokussierspiegel so ändert, daß ein Aus gleich für den sich ändernden Auftreffwinkel und die Geschwindigkeit der Zielzigarette geschaffen wird, so daß die Intensität, d. h. die Energie pro Flächeneinheit auf der Zigarette konstant bleibt. Unter dieser Voraussetzung erzeu gen Impulse der gleichen Leistung und Dauer Löcher gleicher Fläche mit der gleichen Eindringtiefe. Die Form der Löcher ist nicht die gleiche an allen Stellen. Durch geeignete Auslegung der Fokussiereinrichtung kann das Strahlprofil dem erforderlichen Strahlprofil weitgehend angenähert werden, was eine beträchtliche Vereinfachung der Regelung bedeutet. Im übrigen haben nicht alle Laser die Fähigkeit, die Leistung zu regeln, wie dies bei vielen der Einrichtung mit "profiliertem Strahl" erforderlich wäre; diese Einrichtung erlaubt daher die Verwendung relativ billiger Laser, die diese Fähigkeit nicht haben.

Der gleiche Laserstrahl 32 kann zur Herstellung von Perfora tionen in anderen Teilen der Zigaretten 28 auf der Förder trommel 26 verwendet werden, indem er zu Zeiten betrieben wird, zu denen er nicht mit einer Zigarette an oder in der Nähe der Position 28 A ausgerichtet ist. Die in der Position 28 C befindliche Zigarette kann daher durch gepulste Strahlen 32 A in der gleichen Weise wie die Zigarette 28 perforiert werden. Eine zusätzliche Fokussierlinse 38 ist vorgesehen, um den Strahl 32 A auf eine Linie 40 zu fokussieren, die sich ungefähr 1 mm unterhalb der Oberseite der Zigarette an der Position 28 B befindet, so daß Perforationen in einem Sektor hergestellt werden können, der sich um ungefähr ± 60° um jede Zigarette herum erstreckt.

Um eine gerade Bahn für den Strahl 32 A zu ermöglichen, sollte eine Zigarette in der Position 28 C mit einem Zwischenraum zwischen den Zigaretten 28 an der Oberseite der Fördertrommel 26 ausgerichtet sein (d. h., die Zigaretten in der Position 28 A und 28 C sollten nicht zueinander ausgerich tet sein, wie in der Zeichnung gezeigt). Selbstverständlich kann, falls erforderlich, der Strahl 32 A durch einen oder mehrere Spiegel abgelenkt oder zurückgerichtet (oder zurück gerichtet und fokussiert) werden. Auf diese Weise kann der Strahl, der zwischen den Zigaretten an der Oberseite der Fördertrommel 26 durchläuft, von einem Spiegel 42 zurückge richtet und fokussiert werden, um die Unterseite einer Zigarette 28 mittels eines auf der Linie 44 fokussierten Strahles 32 B zu perforieren. Der Strahl 32 und die Linse 33 können geringfügig geneigt sein, so daß der Strahl 32 A die Mittelachse der Trommel 36 vermeidet, wo ein Hindernis (z. B. eine Antriebswelle) sein kann.

Die Strahlen 32 A und 32 B sind in der Lage, eine weitere Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten Perforationen zu erzeugen, die sich um ± 60° an der Unterseite der Zigarette erstrecken. Um Perforationen außerhalb des Bereiches der Strahlen 32 und 32 A bzw. 32 B herzustellen, ist ein weiterer Spiegel 45 vorgesehen, der eine oder mehrere Perforationen an den Seiten der Zigaretten mit Hilfe eines Strahls 32 C erzeugt. Es könnte noch ein weiterer Spiegel vorgesehen werden, der den Strahl 32 A (oder 32 B) ablenkt, um eine Per foration auf der anderen Seite jeder Zigarette zu erzeugen. Die Strahlen 32 A oder 32 B und 32 C arbeiten sämtlich durch den Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Zigaretten 28 oder zumindest in der Zeit, in der der Strahl nicht direkt auf die Oberseiten der Zigaretten an oder in der Nähe der Position 28 A einwirkt.

Statt Strahlen 32 C zu benutzen, um Perforationen außerhalb der mit den Strahlen 32 und 32 A oder 32 B erreichbaren norma len Bereichen herzustellen, kann eine zusätzliche Laser quelle zur Lieferung eines Strahls 132 verwendet werden, der von einer Linse 134 zu einem Strahl 132 A fokussiert wird, von dem ein Teil unmittelbar durch einen halbversilberten Spie gel 134 dringt, um auf eine Zigarette 31 aufzutreffen, und von dem ein anderer Teil 132 B von einem Spiegel 134 reflek tiert wird, um auf einer Zigarette 29 aufzutreffen. Da die Laserquelle für den Strahl 132 weniger Perforationen als die Laserquelle für den Strahl 132 erzeugt, kann sie von gerin gerer Leistung sein. Ein halbversilberter Spiegel entspre chend dem Spiegel 134 kann dazu benutzt werden, einen Teil des Spiegels 132 C zurückzurichten, so daß Perforationen an einem seitlichen Teil einer zusätzlichen Zigarette (z. B. 28 C) zur gleichen Zeit hergestellt werden können, wie an einem seitlichen Teil der Zigarette, der direkt von dem Strahl 32 C perforiert wird.

Eine andere Möglichkeit, die Zigaretten in Umfangsbereichen, die für die Strahlen 32 und 32 A oder 32 B nicht ohne weiteres zugänglich sind, mit einer Ventilierung zu versehen, ist in Fig. 4D veranschaulicht. Fig. 4D zeigt eine Zigarette 128, die von den Strahlen 32 und 32 A oder 32 B mit Perofrationen an gegenüberliegenden Teilen 129 ihres Umfangs versehen wird. Die Perforationen 133 und ihre Tiefe sind schematisch angedeutet: Durch Steuerung der Dauer und/oder Leistung der die äußeren Perforationen 133 A bildenden Impulse werden diese Perforationen größer und/oder tiefer, so daß eine Ven tilierung für die perforationsfrei ausgebildeten Umfangsbe reiche 135 vorhanden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 kann der Strahl 32 von der Laserquelle aus direkt radial auswärts statt radial einwärts gerichtet werden, beispielsweise durch Verwendung eines oder mehrerer Reflektoren, die einen parallel zur Achse der Trommel 26 verlaufenden Quellenstrahl zurücklen ken. In diesem Fall können Perforationen an den radial äußeren Teilen der Zigarette durch ortsfeste Spiegel erzeugt werden, die radial außerhalb der Trommel 26, z. B. an Stellen entsprechend der des Spiegels 45, angeordnet sind.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Laserstrahl 456, der sich parallel zur Achse einer Zigaret ten 50 tragenden Fördertrommel 48 verläuft, von einem sta tionären Prisma 52 aufgeteilt, um Strahlen 54 und 56 zu erzeugen, von denen die Stahlen 54 direkt auf einer oder mehrerer der Zigaretten auftreffen und die Strahlen 56 von ortsfesten Spiegeln 58 auf die Zigaretten reflektiert werden. Auf diese Weise läßt sich eine Reihe von Perforatio nen an jeder Zigarette 50 herstellen, während sie sich durch die verschiedenen Strahlen 54 und 56 bewegt. Jeder Strahl 54 und 56 wird von ortsfesten Linsen und/oder Spiegeln (die nicht alle gezeigt sind) fokussiert.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein System, das ein System entsprechend dem der Fig. 4 und 4A bis 4D verwendet und insbesondere zum Perforieren der beiden Ströme von Filterzi garetten geeignet ist, die aus einer Filteransetzmaschine austreten. Wie in Fig. 6 zu sehen ist, bewegen Fördertrom meln 60, 62 Zigaretten 64 an einem ersten Laserstrahl 66 vorbei, der auf eine umlaufende Scheibe 68 gerichtet ist, welche abwechselnd klare und reflektierende Segmente auf weist. Wenn ein reflektierendes Segment der Scheibe 68 den Strahl 66 auffängt, wird dieser durch die Fokussierlinse 70 auf eine von der Trommel 60 getragene Zigarette 64 reflek tiert. Wenn sich ein klares Segment der Scheibe 68 im Weg des Strahls 66 befindet, dringt der Strahl 66 durch die Scheibe 68, und er wird von einem ortsfesten Reflektor 72 durch eine Fokussierlinse 74 auf eine von der Trommel 62 getragene Zigarette 64 reflektiert. Die Linsen 70 und 74 fokussieren den Strahl in der gleichen Weise wie die Linsen 33 und 38 in Fig. 4.

Der Strahl 66 ist gepulst, und die Drehung der Scheibe 68 ist entsprechend zeitlich gesteuert, so daß eine Reihe von Perforationen in jeder der von den Trommeln 60 und 62 getra genen Zigaretten 64 erzeugt werden kann, während sie sich an der Stelle der Laserstrahlen vorbeibewegen.

Ein zweiter Laserstrahl 76 ist an einer anderen Winkelstelle der Trommeln 60, 62 angeordnet und arbeitet mit einer entsprechenden umlaufenden Scheibe 78 und einem ortsfesten Reflektor 80 zusammen, um Perforationen an den einwärts gerichteten Abschnitten der von den Trommeln 60, 62 getrage nen Zigaretten 64 zu erzeugen. Spiegel ähnlich dem Spiegel 45 in Fig. 4 können vorgesehen werden, um zusätzliche Perforationen zwischen den entsprechenden Reihen von Perfo rationen zu erzeugen, die von den in den Fig. 6 und 7 gezeigten Strahlen erzeugt sind. Statt getrennter Laser strahlen 66 und 76 kann ein einzelner Laserstrahl, wie in Fig. 4, verwendet werden: Die Anordnung der Fig. 6 und 7, bei der getrennte Strahlen verwendet werden, ist geeignet, wenn der Umfangsabstand zwischen den Zigaretten 64 zeitlich nicht ausreicht, damit während der Drehung der Trommeln 60, 62 ein dem Strahl 32 A entsprechender Strahl die radial inneren Umfangsteile der Zigaretten zwischen der Perforierung der radial äußeren Umfangsteile der Zigaretten perforieren kann.

Fig. 8 zeigt im Detail die umlaufende Scheibe 68, die aus den reflektierenden Segmenten 68 A und den klaren Segmenten 68 B besteht. Wenn der Strahl 66 an der Quelle gepulst wird, kann ein zusätzlicher Strahlchopper in Form eines mit der Scheibe 68 umlaufenden segmentierten Rades 82 vorgesehen werden, um insbesondere jedem Impuls eine saubere Vorder kante zu verleihen, (d. h. um transiente Stöße zu vermeiden, die andernfalls beim elektronischen Einschalten jedes Impul ses auftreten könnten). Die Segmente der Räder 82 werden somit zeitlich so gesteuert, daß sie kurzzeitig jeden Strahlimpuls unterbrechen, nachdem er an der Quelle einge schaltet worden ist.

Statt umlaufender Scheiben 68 und 78, die eine Zeitteilung des Laserstrahls bewirken, könnten halbversilberte Spiegel für eine Leistungsteilung des Strahles verwendet werden.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein gepulster Laserstrahl 84 auf von einer Fördertrommel 88 getragene Zigaretten 86 gerichtet wird und das das Grund prinzip der Fig. 4 verwendet. Der Laserstrahl 84 wird von einer umlaufenden Spiegelanordnung 90 mit vier abgestuften Flächen 90 A-90 D erfaßt, um vier parallele Strahlen 92 A-D zu erzeugen. Die Strahlen 92 A-D werden jeweils von einer Fokus sier-/Reflektieranordnung 94 (aus Spiegeln und Linsen) erfaßt, die so angeordnet sind, daß sie Strahlen 96 A-D mit den in Fig. 9 gezeigten Richtungen erzeugen. Die Strahlen 96 A und 96 D erzeugen Perforationen an den Seiten der Zigaretten 96. Der Strahl 96 B erzeugt eine Reihe von Perfo rationen an einem Umfangsabschnitt jeder Zigarette 86, der sich außerhalb der Trommel 88 befindet. Der Strahl 96 C erzeugt Perforationen an einem inneren Umfangsabschnitt jeder Zigarette 86. Die Strahlen 96 B und 96 C entsprechen somit den Strahlen 32 bzw. 32 A in Fig. 4. Es versteht sich, daß das Pulsen des Strahls 84, die Drehung der Spiegelanord nung 90 und die Drehung der Fördertrommel 88 synchronisiert sind. Da die Strahlen 96 A und 96 D jeweils weniger Perforationen als die Strahlen 96 B und 96 C erzeugen, können die entsprechenden Flächen 90 A und 90 D der Spiegelanordnung 90 entsprechend schmaler als die Flächen 90 B und 90 C sein.

Die Fig. 10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbei spiel, bei dem ein Laserstrahl 98 auf einer Bahn im wesent lichen parallel zur Achse einer Filterzigarette 102 tragen den Trommel 100 gerichtet verläuft. Der Strahl 98 wird von einem schräg angeordneten Spiegel 104 erfaßt, der den Strahl auf eine Bahn 106 in Richtung auf einen ortsfesten fokussie renden Spiegel 108 ablenkt, welcher einen auf eine Zigarette 102 fokussierten weiteren Strahl 110 erzeugt. Der Spiegel 104 ist um eine Achse drehbar, die parallel zu der des Strahls 98 verläuft, und bei seiner Drehung ändert sich die Lage der Bahn 106, wie bei 106 A-106 F in Fig. 10 angedeutet ist. Der Spiegel 108 ist so geformt, daß die entsprechenden fokussier ten Strahlen 110 A-110 F auf unterschiedliche Punkte am Umfang einer Zigarette 102 fokussiert sind, unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Fördertrommel 100 kontinuierlich umläuft, so daß sich die Zigarette bewegt.

Wie in Fig. 10 gezeigt, kann eine Reihe von Perforationen um den gesamten Umfang jeder Zigarette 102 durch zeitlich richtiges Pulsen des Strahls 98 und durch Wahl eines richtig geformten Spiegels 108 hergestellt werden. Es versteht sich wieder, daß das Pulsen des Strahls 98, das Drehen des Spie gels 104 und das Drehen der Fördertrommel 100 synchronisiert sind.

Statt kontinuierlich ausgebildet zu sein, kann der Spiegel 108 aus einer Reihe diskreter Abschnitte bestehen, wobei jeder Abschnitt einen fokussierten Strahl erzeugt, der einer speziellen Stelle auf einer Zigarette nachläuft. Bei dieser Anordnung schaltet der fokussierte Strahl automatisch von einer Stelle zur anderen um, wenn der von dem umlaufenden Spiegel 104 kommende Strahl sich von einem Abschnitt zum anderen bewegt. Der Strahl 98 kann daher in diesem Fall kontinuierlich sein, wobei das Umschalten zwischen verschie denen Stellen auf den Zigaretten automatisch dadurch erfolgt, daß der Strahl 106 zwischen diskreten Abschnitten des Spiegels 108 durchläuft.

Die Form des Spiegels 108 kann etwas vereinfacht werden, wenn nur ein Teil des Umfangs jeder Zigarette unter Verwen dung des Spiegels perforiert wird. Somit können zwei oder mehr Spiegel mit zwei oder mehr Laserstrahlen (die von einer einzigen Laserquelle geliefert werden können) zur Herstel lung einer vollständigen Reihe von Perforationen um jede Zigarette herum verwendet werden. Wenn zwei oder mehr Strah len verwendet werden, brauchen diese nicht in der gleichen Drehposition der Fördertrommel auf die Zigarette einwirken. Zweckmäßigerweise können zwei fokussierende Spiegel mit zwei geneigten Spiegeln (entsprechend dem Spiegel 104), die in entgegengesetzten Richtungen umlaufen, zusammenwirken: Die beiden fokussierenden Spiegel können dann symmetrische Formen haben.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 12 verläuft ein gerichteter Laserstrahl 112 auf einer Bahn parallel zur Achse einer Filterzigarette 116 tragenden Fördertrommel 114. Ein polygonaler Spiegel 118, der um eine parallele Achse umläuft, liefert einen Strahl 120, der auf eine lineare Scannervorrichtung 122 gerichtet ist. Spiegel wie der Spiegel 118 werden z. B. von der Firma Aryt Optical Indu stries Ltd., Israel geliefert. Die Scannervorrichtung 122, die eine ebene Bildscannerlinse ist, wie sie von der Firma Melles Griot, Frankreich unter der Bezeichnung 09LL5055 geliefert wird, erzeugt aus dem Strahl 120 einen fokussierten Strahl 124, der auf einer Linie 126 verläuft, der zumindest teilweise oder näherungsweise der Bahn einer Zigarette 116 folgt, wenn sie sich an der Scannervorrichtung 122 vorbeibe wegt. Durch Pulsen des Laserstrahles 112 läßt sich eine Reihe von Perforationen in jeder vorbeilaufenden Zigarette 116 herstellen. Statt dessen können ein oder mehrere Umfangsschlitze erzeugt werden. Die Dauer jedes Impulses kann zur Steuerung der Größe jeder Perforation (oder der Länge jedes Schlitzes) verwendet werden. Da sich der fokus sierte Strahl 124 zumindest teilweise mit jeder Zigarette mitbewegt, steht mehr Zeit zum Perforieren zur Verfügung. Somit kann ein Laser geringerer maximaler Leistung einge setzt werden.

Ein sich bewegender Strahl, wie er von einem umlaufenden Spiegel entsprechend dem polygonalen Spiegel 118 erzeugt wird, kann zur Erzeugung eines Strahls verwendet werden, der sich zumindest teilweise mit einer Zigarette mitbewegt, die auf einer Trommel in anderen Ausführungsbeispielen, z. B. denen der Fig. 4 oder der Fig. 6 bis 8, gefördert wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 13 ist eine umlaufen de Spiegelanordnung 200 mit zwei abgestuften Flächen 202, 204, von denen sich jede um 180° um eine Drehachse 201 der Anrodnung erstreckt (ähnlich jedoch einfacher als bei der Anordnung 90 in Fig. 9), jenseits einer letzten Fokussier linse 206 angeordnet. Während die Spiegelanordnung 200 um die Achse 201 umläuft, wird ein fokussierter Laserstrahl 208 auf eine Bahn 210 oder eine Bahn 212 abgelenkt, je nachdem, ob er von der Fläche 202 oder der Fläche 204 reflektiert wird. Die Brennpunkte der Strahlen auf den Bahnen 210 und 212 liegen auf einer Linie 214. Durch Anordnen der Zigaret ten in Querrichtung derart, daß ihr Umfang nacheinander die Linie 214 durchläuft, können zwei Reihen von Perforationen in jeder Zigarette erzeugt werden.

Wegen der Bahnlängenänderung aufgrund der Abstufung der Flächen 202, 204 ist die Linie 214 zur Richtung des auf die Linse 206 auftreffenden Laserstrahls 207 geneigt. Dies bedeutet, daß die Achse einer Trommel (nicht gezeigt), die die Zigaretten parallel zur Linie 214 fördert, nicht paral lel zum Strahl 207 verläuft. Falls dies unerwünscht ist, können ortsfeste reflektierende Spiegel verwendet werden, die mit der umlaufenden Spiegelanordnung zusammenwirken, um eine Längenänderung zwischen den verschiedenen Bahnen an verschiedenen reflektierenden Flächen zu eliminieren und somit die Fokussierlinie parallel zu einem ursprünglichen Laserstrahl zu halten. Dieses Prinzip ist in Fig. 14 veran schaulicht, wo die umlaufende Spiegelanordnung 200 mit den reflektierenden Flächen 202, 204 durch stationäre Spiegel 220, 222 ergänzt ist. Somit wird ein Strahl 228 zur Erzeu gung eines Strahls 230 von der Fläche 202 und anschließend von den Spiegeln 220, 222 und der anderen Fläche 204 oder statt dessen zur Erzeugung eines Strahls 232, wie durch gestrichelte Linien angedeutet, von der Fläche 204 und den Spiegeln 220, 222 und der anderen Fläche 202 reflektiert. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Strahlen 230 und 232 in Querrichtung beabstandet, so daß sie zwei Perfo rationsreihen erzeugen können. Da ferner die Bahnlängen der Strahlen 230 und 232 zu einer Linie 234, die quer zu den Strahlen 230, 232 und parallel zu dem Strahl 228 verläuft, gleich sind, liegen die Brennpunkte der Strahlen 230, 232 auf einer Linie, die parallel zu dieser Linie und somit parallel zum Strahl 228 verläuft.

Wenn in der Beschreibung (wie auch in den Ansprüchen) von einem Pulsen des Laserstrahls die Rede ist, bedeutet dies nicht notwendigerweise ein Pulsen an der Laserquelle (d. h. ein elektronisches Pulsen): So können auch mechanische Mittel wie ein Chopperrad zum Pulsen eines kontinuierlichen Laserstrahls verwendet werden. Wenn insbesondere die Lei stung des Lasers auf die Energie abgestimmt wird, die zum Herstellen der Perforationen erforderlich ist (d. h. je nach Anzahl und Größe pro Zeiteinheit), so kann es zweckmäßiger sein, den Laser kontinuierlich zu betreiben und auf externe Mittel zurückzugreifen, um die Zeit zu steuern, in der der Laserstrahl an einer speziellen Perforationsstelle verweilt. Typischerweise schalten die externen Mittel den Laserstrahl zwischen verschiedenen Stellen, möglicherweise an verschie denen Zigaretten, um. So können z.B. Scheiben entsprechend den Scheiben 68, 78 in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bis 8 dazu benutzt werden, einen kontinuierlichen Laser strahl zwischen Zigaretten auf den Trommeln 60 und 62 hin und her zu schalten.

Bei dem in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel können auf einer Trommel 302 geförderte Zigaretten 300 mit Perforatio nen versehen werden, die sich um + oder -60° auf ihren radial äußeren und radial inneren Seiten (d. h. in Bereichen entsprechend den Bereichen 129 in Fig. 4D) und auch in dazwischen liegenden Bereichen erstrecken, die nicht ohne weiteres den radial gerichteten Strahlen zugänglich sind (d. h. in den Bereichen 135 in Fig. 4D). Ein auftreffender Laserstrahl 332 erzeugt somit eine Reihe von Perforationen an den radial äußeren Teilen der sich vorbei bewegenden Zigaretten an einer Winkelstelle der Trommel 302, die durch das Bezugszeichen 334 angedeutet ist. In den Zwischenräumen zwischen den sich vorbei bewegender Zigaretten 300 wird der Strahl 332 von einer Einheit 336 zurückgerichtet und refokus siert, was eine Perforation der radial inneren Bereiche der Zigaretten an einer Stelle 338 zur Folge hat. Außerdem wird der Strahl 340, wenn er keine Perforationen bei 338 erzeugt, von ortsfesten Spiegeln 332, 344 und einer Linse 346 zurück gelenkt, so daß er auf einen Strahlteiler 348 (entsprechend einem halbversilberten ortsfesten Spiegel) auftrifft, um Strahlen 350, 352 zu erzeugen, um Perforationen in den vorderen und hinteren Bereichen der von der Trommel 302 geförderten Zigaretten herzustellen.

Wenn im vorliegenden von halbversilberten Spiegeln (z. B. Spiegel 348 in Fig. 15) die Rede ist, sind damit nicht notwendigerweise Vorrichtungen entsprechend Spiegeln gemeint wie sie für optische Frequenzen verwendet werden. Bei den Laserfrequenzen, wie sie zum Perforieren von Zigaretten üblicherweise eingesetzt werden, sind funktional entspre chende Vorrichtungen in Form sogenannter Strahlteiler (übli cherweise von multidielektrischem Aufbau) gebräuchlich.

Claims

1. Verfahren zum Perforieren von Zigaretten, dadurch gekennzeichnet, daß Zigaretten (6) auf einer ersten Bahn in queraxialer Richtung gefördert werden, daß ein Strahl (18) aus Laserstrahlung gerichtet wird, daß der Strahl aufeinan derfolgend von einer mit den Zigaretten bewegbaren Einrich tung (10) erfaßt wird, um den Strahl in mehrere zweite Bahnen umzuleiten, wobei die zweiten Bahnen die erste Bahn an auf der ersten Bahn beabstandeten Stellen und aus verschiedenen Richtungen schneiden, so daß eine Zigarette in Umfangsrichtung verteilte Perforationen von den Strahlen auf den zweiten Bahnen empfängt, während sie auf der ersten Bahn gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Zigaretten (6) bewegbare Einrichtung (10) dafür sorgt, daß die Strahlung sequentiell auf die zweiten Bahnen gelenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Zigaretten (6) bewegbare Einrichtung (10) dafür sorgt, daß Teile des Strahls gleichzeitig auf die zweiten Bahnen gelenkt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Bahnen im wesentli chen entgegengesetzte Teile einer Zigarette (6) auf der ersten Bahn schneiden.

5. Vorrichtung zum Perforieren von Zigaretten, insbe sondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Förderer (2, 24), der eine Reihe beabstandeter Zigaretten (6) in queraxi aler Richtung bewegt, eine Lasereinrichtung, die einen Laserstrahl (18) auf eine Bahn richtet, einen Reflektor (10), der den Strahl auf der Bahn erfaßt, wobei der Reflek tor (10) mit dem Förderer (2, 24) bewegbar ist und zumindest einen Teil des Strahls gegen mindestens eine auf dem Förde rer befindliche Zigarette umlenkt, um eine Perforation in der Umhüllung der Zigarette zu erzeugen, während sich der Reflektor in der Bahn befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Reflektor (10) auf einer Bahn bewegbar ist, die die Bahn des Strahls (18) traversiert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reflektoren (10) vorgesehen sind, wobei jeder Reflektor einer Zigarettenposition (4) auf dem Förderer (2) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß mehrere Reflektoren (10) so angeordnet sind, daß sie sich gleichzeitig in der Bahn des Strahls befinden, wobei jeder Reflektor einen Teil des Strahls (18) auf verschiedene Teile der gleichen Zigarette oder verschiedener Zigaretten (6) auf dem Förderer (2) richtet.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor bzw. die Reflekto ren (10) so angeordnet sind, daß zumindest ein Teil des Strahls (18) während zumindest eines Teils der Zeit nicht unterbrochen wird, wobei dieser nicht unterbrochene Teil des Strahls auf einer weiteren Bahn gegen verschiednene Teile der gleichen Zigarette oder verschiedener Zigaretten (6) auf dem Förderer (2) gerichtet wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch weitere Reflektoren (16), die mit dem Förderer (2) bewegbar sind, um den von dem besagten Reflektor bzw. den besagten Reflektoren (10) nicht erfaßten Teil des Strahls zu erfas sen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer eine Trommel (2) ist, die die Zigaretten (6) in beabstandeten Nuten (4) trägt, und daß eine Anordnung von Reflektoren (10) auf einem Ring (8) abgestützt ist, der koaxial zu der Trommel angeord net ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß der Ring (8) eine Reihe von Reflektoren (10) aufweist, von denen jeder den Strahl (18) auf einen bestimm ten Teil einer Zigarette (6) fokussiert, wenn sich der Reflektor in der Bahn des Strahls befindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen weitern Ring (14) aus Reflektoren (16), der koaxial zur Trommel (2) angeordnet ist, wobei dieser weitere Ring aus Reflektoren Strahlung auf andere Teile der Zigaretten (6) auf der Trommel richtet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß der Ring (8) Elemente (12) aufweist, die dazu dienen, Strahlung auf einer Bahn gegen den besagten weiteren Ring (14) zu richten.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, daß die Elemente Zwischenräume (12) zwischen den Re flektoren (10) in dem Ring (8) aufweisen, wobei Strahlung durch diese Zwischenräume hindurchtritt, während der Ring durch die Bahn des Strahls läuft, und zu dem besagten weite ren Ring (14) umgelenkt wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Ring (8) und der besagte weitere Ring (14) an radial äußeren Stellen bzw. an radial inneren Stellen relativ zur Bahn der Zigaretten (6) auf der Trommel (2) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Reflekto ren (10) auf dem besagten Ring (8) halbversilbert sind, damit zumindest ein Teil der Strahlung auf einer Bahn gegen den besagten weiteren Ring (14) gerichtet werden kann.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Ring (8) weitere Reflektoren aufweist, die Strahlung (22) gegen den besagten weiteren Ring (14) richten.

19. Verfahren zum Perforieren von Zigaretten, dadurch gekennzeichnet, daß Zigaretten (28; 64; 86) auf einer Bahn in queraxialer Richtung gefördert werden, daß ein Laser strahl (32; 66, 76; 84) gegen diese Bahn gerichtet und der Strahl an einer Stelle auf oder angrenzend an der Bahn fokus siert wird und daß der Strahl zumindest in der Nähe der Bahn gepulst wird, derart, daß zumindest zwei in Umfangsrichtung beabstandete Perforationen in jeder vorbeiwandernden Ziga rette erzeugt werden, wobei die Perforation unterschiedliche Abstände zu der Fokussierstelle des Strahls haben.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzei chent, daß die Fokussierstelle des Strahls (32; 66, 76; 84) so gewählt wird, daß akzeptierbare Perforationen über einen größeren Teil des Umfangs einer vorbeiwandernden Zigarette (28; 64; 86) erzeugt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich net, daß der Strahl (32; 66; 76; 84) so fokussiert wird, daß ein veränderliches Querschnittsprofil des Strahls zumindest in dem Bereich, in dem er auf den Umfang einer Zigarette (28; 64; 86) auftrifft, erzeugt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich net, daß das Profil so ausgebildet ist, daß es an den verschiedenen Stellen, an denen Perforationen erzeugt werden sollen, in Größe und/oder Form unterschiedlich ist, um zumindest teilweise Unterschiede bei mindestens einem der folgenden Parameter auszugleichen, die sich auf den Umfangs abschnitt der Zigarette (28; 64; 86) beziehen, auf den der Strahl (32; 66, 76; 84) während des Perforierens auftrifft: Abstand von der Fokussierstelle; Auftreffwinkel des Strahls; Geschwindigkeit der Zigarette bei ihrer Bewegung relativ zum Strahl.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich net, daß das Profil so ausgebildet ist, daß Perforationen von im wesentlichen gleicher Fläche in verschiedenen Teilen des Umfangs der Zigarette (28; 64; 86) erzeugt werden.

24. Verfahren zum Perforieren von Zigaretten, dadurch gekennzeichnet, daß Zigaretten in Folge an einem gepulsten Laserstrahl (32; 66, 76; 84; 332) vorbeigefördert werden, der mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Perforationen in einem Teil jeder Zigarette (28; 64; 86) erzeugt, wenn sie am Strahl vorbeiwandert, wobei ein Richten des Strahls (32 A, 32 B; 69 C; 340, 350, 352) in Zeitspannen stattfindet, in denen er die vorbeiwandernden Zigaretten nicht perforiert, so daß er Perforationen an zumindest einem anderen Teil einer Zigarette erzeugt.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich net, daß das besagte Richten ein Richten des Strahls auf eine Bahn umfaßt, die zwischen den in Folge geförderten Zigaretten (28; 64; 86) hindurch verläuft.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, bei dem Zigaretten auf einer Trommel (26; 60, 62; 88; 302) gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten Perforationen an Teilen jeder Zigarette (28; 64; 86) erzeugt wird, die radial außen bezüg lich der Trommel liegen, wenn die Zigarette an dem Strahl vorbeiwandert, und daß der Strahl umgelenkt wird, um andere Teile einer Zigarette auf einer Bahn zu perforieren, die sich zumindest teilweise radial innen bezüglich der Positio nen der Zigaretten auf der Trommel befinden.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzei chent, daß der umgelenkte Strahl (32 A; 96 C) im wesentlichen quer über die Trommel (26; 60, 62; 88) verläuft, um radial innere Teile einer Zigarette (28; 64; 86) zu perforieren.

28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der umgelenkte Strahl aus einer radial inneren Position relativ zur Trommel (26; 60, 62; 302) weiter umgelenkt wird in eine radial äußere Position, von der aus der umgelenkte Strahl (32 C, 350, 352) auf eine andere Zigarette gerichtet wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich net, daß der auf die andere Zigarette (28) gerichtete Strahl (32 C; 350, 352) eine im wesentlichen tangentiale Richtungs komponente relativ zur Trommel besitzt, um zumindest eine Perforation an der Rück- und/oder Vorderseite dieser anderen Zigarette relativ zu ihrer durch die Trommel (26; 302) bestimmten Förderrichtung zu erzeugen.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23 in Verbindung mit einem der Ansprüche 24 bis 29.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen von Perforationen (133) in jeder Zigarette (28; 128) gebildet werden, wobei diese Reihen in im wesentlichen entgegengesetzten Umfangsab schnitten (36; 129) der Zigarette liegen.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich net, daß die Perforationen in zumindest einer der Reihen nacheinander erzeugt werden, während die Zigarette (28) sich an einem gepulsten Laserstrahl (32) vorbeibewegt.

33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichent, daß zumindest eine Perforation getrennt erzeugt wird in einem Umfangsbereich der Zigarette (28), der zwischen den die Perforationsreihen enthaltenden Bereichen liegt.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gkennzeichnet, daß zumindest eine Perforation (133 A) an oder neben dem Rand des die Perforationsreihen (133) ent haltenden Umfangsbereiches der Zigarette (128) wesentlich breiter und/oder tiefer als andere Perforationen in dieser Reihe ist, so daß sie sich zumindest teilweise in einen Sektor (135) hinein bzw. in Richtung auf einen Sektor (135) erstreckt, der dem die Perforationsreihen nicht enthaltenden Umfang der Zigarette entspricht.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallele Ströme von Ziga retten (28; 64) gefördert werden und vom selben Laserstrahl (32; 66, 76) Perforationen in beiden Strömen erzeugt werden.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeich net, daß der Strahl (66, 76) abwechselnd auf den einen oder anderen Zigarettenstrom gerichtet wird.

37. Verfahren anch Anspruch 35, dadurch gekennzeich net, daß der Strahl in Teile aufgeteilt wird, von denen der eine auf einen der Zigarettenströme und der andere auf den anderen Zigarettenstrom gerichtet wird.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (66) elektro nisch gepulst wird, wobei der Anfangsteil jedes Stahlungsim pulses unterbrochen wird, um transiente Stöße zu vermeiden, die unmittelbar nach Umschalten jedes Impulses auftreten könnten.

39. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 19 bis 38.

40 Vorrichtung zum Perforieren von Zigaretten, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (88) zum quer axialen Fördern von Zigaretten (86) in Folge, eine Laser einrichtung zum Richten eines Laserstrahls (84) auf ein Drehteil (90; 200) mit einer Bewegung, die zu der der Fördereinrichtung synchronisiert ist, wobei das Drehteil abgestufte reflektierende Flächen (90 A-D; 202, 204) auf weist, die den Strahl nacheinander erfassen und ihn auf verschiedene Bahnen richten, und eine Fokussiereinrichtung (94; 206), die den Strahl auf den verschiedenen Bahnen so fokussiert, daß jede Zigarette zumindest eine Perforation empfängt, wenn sie einen Strahl auf jeder Bahn schneidet, wobei die Perforationen an in Umfangsrichtung beabstandeten und/oder in Längsrichtung beabstandeten Stellen der Ziga rette liegen.

41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeich net, daß das Drehteil (90; 200) so ausgebildet ist, daß im wesentlichen parallele Strahlen (92 A-D; 210, 212, 230, 232) erzeugt werden und daß die Fokussiereinrichtung (94; 206) so ausgebildet ist, daß sie die Strahlen auf die Zigaretten (86) an deutlich verschiedenen Stellen des Förderers (88) richtet.

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeich net, daß jede Zigarette (86) in Umfangsrichtung beabstandete Perforationen von den Strahlen (92 A-D; 210, 212, 230, 232) empfängt, während sie von der Fördereinrichtung (88) geför dert wird.

43. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeich net, daß das Drehteil (200) so ausgebildet ist, daß im wesentlichen parallele Strahlen (210, 212, 230, 232) erzeugt werden, und daß die Fokussiereinrichtung (206) so ausgebildet ist, daß die Strahlen an in Längsrichtung beabstandeten Stellen jeder Zigarette und anschließend an im wesentlichen der gleichen Stelle fokussiert werden.

44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 43, dadurch gekennzeichent, daß die Fokussiereinrichtung sowohl Linsen wie auch Reflektorelemente (94, 206) aufweist.

45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiereinrichtung Kompen sationsmittel (206, 220, 222) aufweist, die eine Verschie bung der Fokussierposition ausgleichen, welche durch unter schiedliche Lagen der abgestuften Reflektorflächen (202, 204) verursacht ist.

46. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzei chent, daß die Fokussiereinrichtung eine Linse aufweist, deren Achse zum Auftreffwinkel eines Strahls geneigt ist und die so ausgebildet ist, daß sie ein in einer ersten Ebene liegendes Bild refokussiert, so daß es in einer zweiten nicht parallelen Ebene liegt.

47. Vorrichtung nach Anspruch 45 oder 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsmittel eine Einrichtung (220, 222) aufweisen, die die Bahnlänge eines ersten Strahls, der von einer der abgestuften reflektierenden Flä chen (202) reflektiert wird, relativ zur Bahnlänge eines Strahls, der von einer anderen abgestuften reflektierenden Fläche (200) reflektiert wird, vergrößert.

48. Vorrichtung zum Perforieren von Zigaretten, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (48) zum quer axialen Fördern von Zigaretten (50), eine Lasereinrichtung, die einen Laserstrahl (46) gegen ein Reflektorelement (52) richtet, wobei das Reflektorelement den Strahl in mehrere Bahnen (54) reflektiert, so daß er auf mehrere Zigaretten an verschiedenen Stellen der Fördereinrichtung auftrifft und, nachdem aufeinanderfolgende Zigaretten sich an diesen Stel len vorbeibewegt haben, jede Zigarette eine Reihe von in Umfangsrichtung beabstandeten Perforationen erhalten hat.

49. Vorrichtung zum Perforieren von Zigaretten, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (100) zum quer axialen Fördern von Zigaretten (102), eine Lasereinrichtung, die einen Laserstrahl (106 A-F) in eine Richtung mit einer Komponente lenkt, die bezüglich einer zu den Zigaretten parallel verlaufenden Achse radial ist, eine Einrichtung, die den Strahl um seine Achse dreht, so daß er auf eine Reihe von Reflektorelementen (108) auftrifft, die den Strahl auf verschiedene Teile einer Zigarette fokussieren, wobei die Drehung des Strahls und die Bewegung der Zigeratte synchronisiert sind und die Reflektorelemente eine im wesentlichen kontinuierliche reflektierende Fläche aufwei sen.

50. Vorrichtung zum Perforieren von Zigaretten, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (110) zum quer axialen Fördern von Zigaretten (116), eine Lasereinrichtung, die einen Laserstrahl (112) auf die sich bewegenden Zigaret ten richtet, um in Umfangsrichtung beabstandete Perforatio nen in jeder Zigarette zu erzeugen, wobei eine Nachlaufein richtung (118, 122) vorgesehen ist, die den Strahl zumindest teilweise die Bewegung der Zigarette verfolgen läßt, während sie von der Fördereinrichtung gefördert wird.

51. Vorrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeich net, daß die Lasereinrichtung Richtmittel aufweist, die den Strahl (112) in eine Richtung parallel zu den Zigaretten richtet, und daß die Nachlaufeinrichtung ein Reflektorele ment (118) aufweist, das um eine zu der besagten Richtung parallele Achse umläuft.

52. Vorrichtung nach Anspruch 50 oder 51, dadurch gekennzeichnet, daß eine ebene Bildlinse (122) zwischen dem Reflektorelement (118) und der zu perforierenden Zigarette (116) angeordnet ist, um einen fokussierten Strahl zu erzeu gen, der zumindest teilweise mit der Zigarette mitläuft.