DE4122274C2 - Filterbestückungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filterbestückungsmaschine, d. h. eine Maschine zum Ansetzen von Filtern an Zigarettenabschnitten, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Inbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Filterbestückungsmaschine zur Herstellung von sog. "belüfteten" Zigaretten, d. h. Zigaretten mit Belüftungs- oder Ventilationslochungen, die in dem den Filter bedeckenden und mit dem Zigarettenabschnitt verbindenden Streifen ausgebildet sind.

Bei Filterbestückungsmaschinen dieser Art werden die Belüftungslöcher unter Verwendung einer Laserstrahl-Perforiervorrichtung hergestellt, die normalerweise eine eine zu hohe Leistung aufweisende, relativ kostspielige Laserstrahlquelle umfaßt, wodurch die Vorrichtung üblicherweise für andere als spezielle Anwendungsfälle ungeeignet gemacht wird.

Eine Filterbestückungsmaschine der eingangs genannten Art ist aus der DE 37 05 627 A1 bekannt. Bei dieser Filterbestückungsmaschine wird der Primär- Laserstrahl mittels der Teileinrichtung in wenigstens zwei Sekundär- Laserstrahlen geteilt. Die Sekundär-Laserstrahlen sind zur Perforiervorrichtung hin gerichtet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filterbestückungsmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen wirtschaftlichen Gebrauch der Laserstrahlquelle ermöglicht, indem diese nicht nur zur Ausbildung der Belüftungslöcher, sondern auch für wenigstens eine zusätzliche Funktion verwendet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Filterbestückungsmaschine sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Eine die Erfindung nicht beschränkende Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, teilweise Blockdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filterbestückungsmaschine;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Einzelheit der in Fig. 1 dargestellten Maschine;

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung in vergrößertem Maßstab einer Einzelheit aus der Fig. 2.

Die Filterbestückungsmaschine 1 von Fig. 1 empfängt aufeinanderfolgend Zigarettenabschnitte 2 von doppelter Länge (Zweifachabschnitte) vom Austragende 3 einer Fertigungsmaschine 4, die im gezeigten Beispiel eine Zweistrang-Zigaretten-Fertigungsmaschine ist.

Die Zweifachabschnitte 2 werden vom Austragende 3 auf die Eingangswalze 5 der Bestückungsmaschine 1 durch eine bekannte Überführungsvorrichtung 6 der in der US 4 645 063 beschriebenen Art überführt und durch eine Nachlaufwalze 7 durch eine Schneidstation 7a hindurch transportiert, in welcher jeder Zweifachabschnitt 2 in zwei fluchtende Einzelabschnitte 8 getrennt wird. Jedes Paar von Einzelabschnit­ ten 8 wird dann durch die Walze 7 zu einer Axialbeabstan­ dungsvorrichtung 9 der in der US 4 531 629 offenbarten Art gefördert.

In axialer Richtung beabstandete Einzelabschnitte 8 werden durch die Vorrichtung 9 einer Überführungswalze 10 zuge­ führt, die durch eine tangierende Zufuhrtrommel 11 mit Doppelfiltern 12 versorgt wird, von denen jeder in den Raum zwischen zwei fluchtenden Einzelabschnitten 8 einge­ führt wird, um eine Einheit 13 zu bilden. Die Einheiten 13 werden aufeinanderfolgend durch die Walze 10 einer Zufuhr­ vorrichtung 14 zugeführt, welche Streifenabschnitte 15 (s. Fig. 2 und 3), die durch eine Schneidvorrichtung 17 von einem kontinuierlichen Streifen 16 abgeschnitten wer­ den, heranführt und um die Doppelfilter 12 legt, um sie mit den Enden der jeweils angrenzenden Abschnitte 8 zu verbinden und auf diese Weise Doppelzigaretten 18 zu er­ zeugen. Diese Doppelzigaretten 18 werden innerhalb einer Rollvorrichtung 19 der in der US 4 745 932 beschriebenen Art gebildet, wobei die Doppelzigaretten 18 durch eine Trennstation 20 hindurch transportiert werden, in welcher sie quer in zwei Zigaretten 21 halbiert werden, die mit ihren Filtern einander zugewandt sind und sich berühren.

Die Rollvorrichtung 19 führt jedes Paar von einander ge­ gegenüberliegenden Zigaretten 21 zu einer Wendevorrichtung 22 der in der US 4 483 351 offenbarten Art, welche die Zigaretten 21 Seite an Seite anordnet, wobei alle Filter in die gleiche Richtung zeigen.

Bei Verlassen der Wendevorrichtung 22 werden die Zigaret­ ten 21 anschließend durch eine Überführungstrommel 23 zu einer Perforier- oder Lochvorrichtung der in der IT-Pat.-Anm. 3516A/89, angemeldet am 13. Juni 1989, beschriebenen Art, auf welche Lochvorrichtung im Interesse einer ausführlichen Offenbarung Bezug genommen wird, über­ führt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt diese Perforiervor­ richtung 24 eine für eine Drehung an einem Träger 26 gela­ gerte Trommel 25, die eine Anzahl von axialen, um ihre Achsen drehenden Aufnahmeelementen 27 aufweist, von denen je­ des einen Sitz für eine jeweilige Zigarette 21 bestimmt, de­ ren Filter aus dem Aufnahmeelement nach außen ragt und einem Laserstrahl-Perforierkopf 28 zugewandt ist, welcher um seine Achse und koaxial mit der Trommel 25 umläuft. Der Laserstrahl-Perforierkopf 28 empfängt längs eines durch den Träger 26 hindurch ausgebildeten und mit der Trommel 25 koa­ axialen Kanals 30 einen Laserstrahl 29 und sorgt für eine Ausbildung einer Rings von (nicht dargestellten) Belüf­ tungslöchern in Filterstreifen einer jeden in einem zuge­ ordneten Element 27 aufgenommenen Zigarette 21.

Nach Verlassen der Perforiervorrichtung 24 werden die Zi­ garetten 21 mittels einer Folge von Überführungstrommeln 31, 32 und 33 einer Austragtrommel 34 zugeführt, durch welche sie nacheinander auf eine Förderrinne 35 abgege­ ben werden, und welche tangierend zu einer Abnehmerein­ richtung 36 der in der IT-Pat.-Anm. 3386A/88, angemeldet am 21. März 1988, beschriebenen Art angeordnet ist.

Wie in Fig. 2 und vor allem in Fig. 3 dargestellt ist, empfängt die Schneidvorrichtung 17 einen Laserstrahl 37 längs eines durch den Träger 26 hindurch parallel zum Kanal 30 ausgebildeten Kanals 38.

In der Schneidvorrichtung 17 wird der kontinuierliche Streifen 16 ununterbrochen durch eine Zufuhrvorrichtung 39 mit einer Walze 40, die durch einen (nicht dargestellten) Antrieb um die Achse 41 einer mit dem Träger 26 verbundenen Welle 42 gedreht wird, transportiert. Um den Streifen 16 zu transportieren, weist der Außenumfang der Walze 40 eine Anzahl von radialen Durchlässen 43 auf, die in bekannter Weise mit einem (nicht dargestellten) Saugsystem in Ver­ bindung stehen. Ferner besitzt die Walze 40 eine Anzahl von peripheren Kehlen 44, die zur Achse 41 parallel und um die Walze 40 herum gleich beabstandet sind, wobei die Abstände zwischen den Kehlen 44 der geforderten Länge der Streifenabschnitte 15 gleich sind.

Die Walze 40 fördert den Streifen 16 durch eine Schneidsta­ tion 45, in der der kontinuierliche Streifen 16 in Strei­ fenabschnitte 15 geschnitten wird, die von der Walze 40 nacheinander einer tangierenden Austragwalze 46, die eben­ falls bekannte Saugeinrichtungen besitzt, zugeführt wer­ den.

Die Austragwalze 46, die der Einfachheit halber in Fig. 1 nicht dargestellt ist, fördert die Streifenabschnitte 15 nacheinander zur Rollvorrichtung 19.

Die Schneidvorrichtung 17 umfaßt ein Schneidaggregat 47, das seinerseits eine vom Träger 26 parallel zum Kanal 38 vor­ stehende Wand 48 besitzt, die mit einer zylindrischen Muf­ fe 49 ausgestattet ist, deren Achse 50 mit der Achse eines Laserstrahls 51 zusammenfällt, welcher durch Ablenken des Sekundärstrahls 37 um 90° mittels eines Ablenk­ gliedes 52 erzeugt wird.

In der Muffe 49 ist ein durch (nicht dargestellte) Antriebs­ einrichtungen mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit um die Achse 50 in Umdrehung versetzter drehender Schneidkopf 53 aufgenommen, der eine auf der zum Ablenkglied 52 entgegen­ gesetzten Seite außerhalb der Muffe 49 angeordnete hohl­ zylindrische Trommel 54 umfaßt. Die Trommel 54 ist zur Achse 50 koaxial und weist eine zylindrische Seitenwand 55 auf, die auf der der Muffe 49 zugewandten Seite durch ein erstes, ebenes Ringwandstück 56 und auf der entgegen­ gesetzten Seite durch ein zweites, durchgehendes, flaches Wandstück 57, das zum Ringwandstück 56 parallel und zur Achse 50 rechtwinklig ist, abgeschlossen ist. Vom Innenumfang des Ringwandstücks 56 erstreckt sich ein zur Achse 50 koaxialer hohlzylindrischer Ansatz oder Man­ tel 58 nach außen, der mit der Innenfläche der Muffe 49 durch zwischengefügte Lager 59 in Verbindung steht. An dem dem Ablenkglied 52 zugewandten Ende ist der Mantel 58 von einem weiteren Ringwandstück 60 abgeschlossen, von dessen Innenumfang sich zum Ablenkglied 52 hin ein zweiter, hohl­ zylindrischer Ansatz oder Mantel 61 erstreckt, dessen frei­ es, offenes Ende zum Ablenkglied 52 hin gerichtet ist und den Einlaß für den Laserstrahl 51 in den Schneidkopf 53 bildet.

Das Wandstück 57 trägt einen inneren Vorsprung oder Schaft 62, der zur Achse 50 koaxial ist und auf der dem Ablenk­ glied 52 zugewandten Seite von zwei ebenen Reflexionsflä­ chen 63 sowie 64 begrenzt wird, die durch ihre Verbindung einen rechtwinkligen Zweiflächner bilden, dessen dem Ablenk­ glied 52 zugewandte Kante die Achse 50 kreuzt. Beide Re­ flexionsflächen 63 und 64 bilden mit der Achse 50 einen Winkel von im wesentlichen 45°, um jeweilige Hälften des Strahls 51 abzufangen und jeweilige reflektierte Strah­ len 65 sowie 66 zu bestimmen, die radial auswärts auf zugeordnete, in jeweiligen radialen Löchern 69, die die Seitenwand 55 durchsetzen, gehaltene Fokussierlin­ sen 67 und 68 gerichtet werden.

Die Linsen 67 und 68 fokussieren die jeweiligen reflek­ tierten Strahlen 65 und 66 auf zugeordnete Brennpunkte F, welche auf Grund der Drehung des Schneidkopfes 53 um die Achse 50 längs einer Umlaufbahn 70, die die Bahn des Strei­ fens 16 in der Schneidstation 45 kreuzt, sich be­ wegen.

Die Umlaufbahn 70 liegt in einer zur Achse 50 rechtwinkligen Ebene und bildet einen (nicht dargestellten) Winkel mit einer Erzeugenden der Walze 40 quer über die Achse 50, d. h. mit der Achse von irgendeiner der Kehlen 44, wobei der Sinus dieses Winkels im wesentlichen gleich dem Ver­ hältnis zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit des Strei­ fens 60 und der Geschwindigkeit, mit welcher sich jeder Brennpunkt F längs der Umlaufbahn 70 bewegt, ist. Auch ist das Geschwindigkeitsverhältnis der Walze 40 und des Schneid­ kopfes 53 derart festgesetzt, daß ein längs der Umlaufbahn 70 sich bewegender Brennpunkt F die Schneidstation 45 gleich­ zeitig mit dem stromauf mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des Brennpunkts F längs der Umlaufbahn 70 angeordneten Ende einer Kehle 44 erreicht.

Um die Muffe 49 herum ist die Wand 48 mit im wesentlichen horizontalen Trägern 71 versehen, die eine mit der Seiten­ wand 55 koaxiale und außenseitig von dieser befindliche ge­ krümmte Platte 72 tragen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wirkt die Platte 72 als eine Abschirmvorrichtung, die nahezu den gesamten Schneidkopf 53 umschließt und ein der Schneidstation 45 zugewandtes seit­ liches Fenster 73 besitzt, das weit genug ist, um jedem reflektierten oder abgelenkten Strahl 65 und 66 die Möglich­ keit zu geben, zum Streifen 16 zu gelangen und durch die­ sen hindurch einen Schnitt zu fertigen.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, werden die Sekundär- Laserstrahlen 29 und 37 durch eine Teilvorrichtung erzeugt, die einen von einer einzigen Laserstrahlquelle 76 ausge­ sandten Primär-Laserstrahl 75 teilt. Im gezeigten Bei­ spiel besteht diese Teilvorrichtung aus einem halbdurch­ lässigen Spiegel 77, der einen Teil des Strahls 75 durch­ läßt, um den längs des Kanals 30 zur Perforiervorrichtung 24 hin gerichteten Sekundär-Laserstrahl 29 zu bestimmen, und den verbleibenden Teil des Primär-Laserstrahls 75 umlenkt, um den Sekundär-Laserstrahl 37 zu bestimmen, welcher längs des Kanals 38 und über das Ablenkglied 78 zum Ablenkglied 72 gerichtet wird.

Um den Primär-Laserstrahl 75 in mehr als zwei Sekundär-La­ serstrahlen für zusätzliche Verwendungsvorrichtungen an der Maschine 1 zu teilen, können selbstverständlich mehr als ein halbdurchlässiger Spiegel 77 zur Anwendung kommen.

Claims (6)

1. Filterbestückungsmaschine mit einer Laser-Perforiervorrichtung (24) zur Ausbildung von Belüftungslöchern in den die Filter (12) mit den Zigarettenabschnitten (8) verbindenden Streifenabschnitten (15), mit einer einen Primär-Laserstrahl (75) für die Perforiervorrichtung (24) aussendenden Laserstrahlquelle (76) und mit einer die verbindenden Streifenabschnitte (15) von einem kontinuierlichen Streifen (16) erzeugenden Schneidvorrichtung (17), wobei eine Teileinrichtung (77) den Primär-Laserstrahl (75) in wenigstens zwei Sekundär-Laserstrahlen (29, 37) teilt, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Sekundär-Laserstrahl (29) zur Perforiervorrichtung (24) und der andere Sekundär-Laserstrahl (37) zur Schneidvorrichtung (17) hin gerichtet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Schneidvorrichtung (17) Transport- und Führungsmittel (39), die den kontinuierlichen Streifen (16) ununterbrochen längs einer vorbestimmten Bahn zu­ führen, eine auf der Länge dieser Bahn angeordnete Schneidstation (45) und ein Schneidaggregat (47), das aufeinanderfolgend eine Reihe von Transversalschnitten (74) durch den kontinuierlichen Streifen (16) hindurch fertigt, umfaßt,
• - daß das Schneidaggregat (47) einen Schneidkopf (53) sowie eine erste Trageinrichtung (48), mit der der Schneidkopf um eine Achse (50) drehbar gekoppelt ist, enthält,
• - daß der Schneidkopf (53) Reflexionsglieder (63, 64), die über Ablenkglieder (78, 52) einen zu der genannten Achse (50) im wesentlichen parallelen Sekundär-Laser­ strahl (51) empfangen und wenigstens einen reflektierten Transversalstrahl (65, 66) bilden, Linsenelemente (67, 68), die den reflektierten Strahl (65, 66) auf einen Brennpunkt (F) fokussieren, und eine zweite Trageinrich­ tung (54), die die Reflexionsglieder (63, 64) sowie die Linsenelemente (67, 68) lagert, umfaßt, und
• - daß die zweite Trageinrichtung (54) um die genannte Achse (50) dreht, um den Brennpunkt (F) längs einer ringförmigen Umlaufbahn (70) zu bewegen, deren Ebene die Zufuhrbahn des Streifens (16) in der Schneidsta­ tion (45) kreuzt und einen vorgegebenen Winkel mit einer die Zufuhrbahn des Streifens kreuzenden Linie bildet.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transport- und Führungsmittel (39) eine den konti­ nuierlichen Streifen (16) durch die Schneidstation (45) fördernde Saugwalze (40) enthalten, die periphere Keh­ len (44) besitzt, über welche sich der Streifen (16) in Längsrichtung in der Schneidstation (45) erstreckt.

4. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexiongsglieder zwei zueinander rechtwinklige Reflexionsflächen (63, 64), von denen jede einen Win­ kel von im wesentlichen 45° mit der genannten Achse (50) bildet, umfassen und jede Reflexionsfläche einen jeweiligen reflektierten Strahl (65, 66), der durch ein zugeordnetes der Linsenelemente (67, 68) tritt, um auf einen jeweils zugehörigen Brennpunkt (F) fokussiert zu werden, bestimmt.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trageinrichtung eine mit der genannten Achse (50) koaxiale, hohlzylindrische Trommel (54) ist, die eine im wesentlichen zylindri­ sche, die Linsenelemente (67, 68) lagernde Seitenwand (55) und eine die Reflexionsglieder (63, 64) lagernde Stirnwand (57) besitzt.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch Abschirmeinrichtungen (72), die den reflektierten Strahl (65, 66), wenn sich der jeweilige Brennpunkt (F) außerhalb der Schneidstation (45) befindet, abfangen.