EP2858815A2 - Vorrichtung zum prägen und/oder perforieren von folien für tabakwaren - Google Patents

Vorrichtung zum prägen und/oder perforieren von folien für tabakwaren

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Publication number
EP2858815A2
EP2858815A2 EP13742277.0A EP13742277A EP2858815A2 EP 2858815 A2 EP2858815 A2 EP 2858815A2 EP 13742277 A EP13742277 A EP 13742277A EP 2858815 A2 EP2858815 A2 EP 2858815A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
embossing
teeth
unit
perforation
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13742277.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Charles Boegli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boegli Gravures SA
Original Assignee
Boegli Gravures SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boegli Gravures SA filed Critical Boegli Gravures SA
Priority to EP13742277.0A priority Critical patent/EP2858815A2/de
Publication of EP2858815A2 publication Critical patent/EP2858815A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/08—Pressure rolls
    • D21F3/086—Pressure rolls having a grooved surface
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/005—Treatment of cigarette paper
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/005—Treatment of cigarette paper
    • A24C5/007—Perforating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/07—Embossing, i.e. producing impressions formed by locally deep-drawing, e.g. using rolls provided with complementary profiles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
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    • B31F2201/00—Mechanical deformation of paper or cardboard without removing material
    • B31F2201/07—Embossing
    • B31F2201/0784—Auxiliary operations
    • B31F2201/0797—Perforating

Definitions

  • the present invention is based on a device aiming embossing and / or perforating films for tobacco products.
  • the term "film” here comprises a Cigarette
  • enveloping foil, z "B. of paper which may be preprinted or embossed and which may also have LIB (Low Ignition Propensity) zones or stripes, or which may be the subject of a publicity stating the substance;
  • Packaging foils are processed or coined the paper and the ink, also known as tipping; for wrapping the individual. Cigarette. When processing cigarette paper and vors. Mouthpiece is next to the
  • Time interval will bring itself to extinction. This is achieved by means of a fire retardant substance which
  • the LI ⁇ -ions e.g. may consist of a coating inside the cigarette paper to. Since then, it has been proven that this zone-by-layer coating is too costly for one mass production and therefore the trend has prevailed. ⁇ All the cigarette paper wr wr
  • perforations become necessary to achieve the required void space.
  • the per orations can not indiscriminately practice the length of the cigarette but must be placed at specific locations.
  • the term tafoak arenherstariasigsmaschine a device sam enveloping individual labakwaren pieces such as cigarettes understood.
  • This machine is referred to in this Pu a: dune with "mower”.
  • the embossed film can be direct or indirectly via a robotic olen. Maker. Both methods are referred to as oil-in process.
  • bi.ft8 also called “packer” for short, in which a Jtez & il iSigaretten are sold, Xn present .Ammei ang
  • the area in which the cigarette paper is porous can be embossed such that the rö.garettenpapier. this place is geweilt, so that when wrapping this Eigarettenpapiers with the Mund Swisspapi he additional luftieitende areas arise that the
  • Perforations may be applied by means of a prism, the perforations also being able to be applied only to certain places, eg B * outside the ldp ⁇ 3ons, which after a certain hardening of the extinction of the pigaretts. In this WQ-filing is v. a. It is important that the perforations do not weaken the film so much that it causes it to break when it is being handled
  • This object is .with a device according to
  • F o. 1A shows a processed film with 1.1? ⁇
  • Fig. 1B shows a wrapped cigarette with IIP
  • FIG. 2 shows in detail de Quaiticiansprüfer from the
  • FIG. 1 show various embossing roller pairs in Patrizen-M trizen spregewal enansseneni show, schematically and strongly, increases possible arrangements of Perforationeschwen and associated wells;
  • Figures 20A-20D show different hole patterns, created basing the embossing! ren 17 - 19; show, sc ama ny strongly magnified f 'variations of teeth and arranged depressions and possible arrangements of the embossing pairs;
  • Fig. 37 shows an embodiment of a test tube
  • Figs. 38 and 38A show a variant of the invention: z rsi
  • Milling pot according to Fig. 37 and 3 1t * B'ig. I shows a possible flow chart for embossing and perforating cigarettes
  • Print patterns or other markings are detected by a position sensor.
  • the various, if necessary, z-taking markings, dark and 2onen on the slide are by the term "texture"
  • the film 1 to be processed first passes through a first position sensor. then optionally a per se, known embossing unit 2 with three here
  • the question unit 2 can be a printer before or instead of switched, whose control is analogous to the control of the embossing unit,
  • Process cycle P be defined, for example, by a per unit time of the mowers zürmenden length section of the film 1, on soft is working cycle of the embossing unit 2 in the pretreatment of the film 1 to be demism mues ⁇ D m corresponds to a positionally accurate arrangement of the
  • the surface structures may be, for example, one or more Lagos, which is achieved by removing or changing vo tusks on one or more loops. It can also be printed patterns.
  • the embossing unit 2 can also be a patri en-matrices
  • the Syxvehronisationse 3 contains eixva
  • Irradiation B where s, P, is a continuous optical detection of the position of the surface structure which is imprinted on the foil 1 in the embossing unit 2. The detection takes place on the
  • Transport path of the film is through a Puff purity? Auffa gene, which is arranged behind the embossing unit 2nd,
  • the device To establish and control the working stroke ⁇ 2 of the perforation device 5, the device also comprises a control unit 10, which includes one
  • Perforation unit 5 extended perforation structures on Foie 1, bxv. iE.
  • optical Synchronisisrsignaie electronic Synchronisiersignaie or mechanical
  • Synchronisierini ttei be used ./ such as a plurality of track wheels and / or belts, the Mt ei he; indictive and / or positional locking mechanisms
  • Reiativposition on the film IE have. 2iB ", the positioning device 12 for manual and / or
  • the markings 40 can serve on the embossing rollers.
  • a coupling zira Entkuppein the perforation 13 of the waizenantrieb 15 is conceivable. This also allows a if necessary or
  • Working cycle AI is synchronized by the synchronization unit .3 already adt dexa state P.
  • Buffer unit ⁇ is the need Jinderang the
  • the suitable pressure transducer 16 is about a control unit 1? regulated. .
  • Aeus the Scheda of Fig, 1 shows that the control unit 17 from the Froaesstekt P and 'voii a signal of: one or both of sensors 4, 4A is applied to control au from the pressure transducer 16,
  • the embossed holes in the perforation device may be allowed to pass through the perforation device, but it is advantageous and, for many applications, not essential for the pattern of perforation. Control through the perforation tables and ev ⁇ intervene in the control loop. For this twec1 is after the
  • the quality sprayer unit 6 is connected to the control unit 17, ras. but the pressure sender 1.6 the In addition, this is
  • Unit 6 is connected to a currency unit 19, only
  • a film IE with PerforationsEonen 72 is shown - the intervening next, release the LLP regions "It is, l.iP f for ignition Mow propensitv '', where f ei nerhawmendes material lying on de inner side of the skins! is upset »It can also be about;.
  • IP ⁇ zones hail; which are applied in front of dun marks word n.
  • Feg. 18 is a wrapped with a foil IE cigarette 7Q shown on the perforation sonan 72 and the intervening IIP Be oak 71 and the mouthpiece 73 and the filter 74 are visible.
  • Correlation detector 2 receives the image of the hole pattern 25A or 25D scmu the corresponding pattern of the template 20, from where it comes au an evaluation unit 28 with Ausnceaigoris us ? which also comprises a computer, from where the result is transmitted to the external unit 19.
  • the computer unit 28 is connected to the control unit 17.
  • the template 20 serves both as a template for the production of the perforating aal the embossing rollers as well as to control the embossed hole pattern on the film. This can be a reliable and easy au checking
  • the control unit 11 is equipped to regulate, to enter into the process if the different sonnets change. Various parameters can influence this
  • Patriaenwaize 13A has pyramidal: teeth 33 with square Grimdriss, v ⁇ obei the schematic
  • the mists D of the rows depend on the gevdin.seb.ten permeability, which depends inter alia on the number and size of the holes,
  • the region which has the diameter smaller than the diameter where the embossing elements are arranged is expedient to provide the region which has the diameter smaller than the diameter where the embossing elements are arranged.
  • the length L of this zone 32 is e greater than the width of the film 1 »The lowering S ka n on one or both.
  • the Matrisenwalsre 14A has de perforation Ionessäh.nen 33 on the Fatri zenwalze 12A associated recesses 34 au f.
  • the recesses 34 are not necessarily identical in congruence with the teeth 33 and can be used on the. Teething deviant
  • Recesses 36 has. The rest .
  • the design of this pair of whales is the same as the dl ren aar of Fig.
  • the pair 13C and 14C ger-ass Fig. 5 has the same conical cream and recesses 35 and 36 as shown in FIG. 4, the difference being that both bal n each have a lowered zone 32 and 32M f iron, wherein the subsidence 52, S3 need not be the same as in the previous examples Canal In. 6, the rollers 13D and 14D have no countersinking.
  • the dummy pair 13E and I E of FIG. 7 have teeth, basins 37 and 33, which are pyramid-shaped and have a triangular outline.
  • the feeder unit 13E has a lowering S1.
  • the alrancru 13F and 14F of Fig. 8 has the tapered. Teeth ⁇ hzw * recesses 35 and 36, wherein no de rollers has a reduction. ais ; Training variant, however, are the steeper 39, in particular the 3sbne at. the Matri envcaice 13P are arranged, sublime. Babel corresponds to this increase tw the thickness of the film "The remaining parts of the old pair are similar to the
  • the pair of salts I3G and 14G according to FIG. 3 is the same as the ase a according to FIG. 31c. 4 With the exception of
  • the difference cwlach n the pair of rollers 13G and X4G according to FIG. 9 and 13H and 14H according to FIG. 10 consists in the positioning marker 40 being attached to the pair of rollers according to FIG. 1 after each row of stitches.
  • the male roll 13h is the same as that shown in FIG. 4, which has the atricene roll 1J recesses 41 associated with the teeth 35, which are less deep than the associated cream.
  • the whale pair 131 and 14 according to FIG. 12 differs from that according to FIG. 3 in that the teeth 42 have a rectangular and not a square basic drift
  • the tube d is the rectangles in the device according to FIG. 12 with their larger dimensions along the longitudinal axis directed si cd, the rectangular lug 4 and the associated recesses 45 according to FIG, 13 in their longer extension perpendicular cur longitudinal axis Aligned, flanks of both rectangular and square.
  • Angle cur longitudinal axis can be arranged, the for example, between. . 10 "and 80 s may be ,.
  • the remaining parts of the two rollers 13L and 1 L are the same as previously, the v ⁇ aizencru I3 and 14H straight F:... 14 differs from the Walsencru 13F and 1 F of FIG.
  • the patroller 13M has both the raised teeth 39 and a counterbore 54.
  • the matri zsnwaixe 14 ⁇ is the same as the pair of the Pig ⁇ 3, and the cheeses 33 are the same As on the patrice counter 13A, wipe the rows of teeth, the male roller 13N has
  • Aaprass strirers 46 which approach the task of tensioning the foil. The arrangement is clearly illustrated in the section of FIG.
  • FIGS. 17 to 36 show schematically and strongly
  • Teething teeth may be square or rectangular ground plan or tapered cream or teeth may have a different triangular plan.
  • both rollers have depressions, and it is on the male roller 13F1.
  • the tooth 33 or 35 corresponds to the Recess 34 or 36 in the Matrizenwaiae 13 Mi w honeycomb; the opposite flanks of the recess einscniiessen an angle 8, wherein smaller than ß.
  • the difference between the two angles is B, the tooth height is CT, and the depth of the indentation in the lattice is equal to the area between the tooth surface and the base of the
  • Exemplary dimensions are: greater than Od 05 a, typically ⁇ , 2 to 0, 4 i,
  • pitch is defined as the distance between two adjacent teeth.
  • n can be selected.
  • FIGS. 18 and 19 the film IS is shown strongly, schematically and enlarged after embossing, and it can be seen that the film contacts.
  • the edges, where there are no Perforation® teeth or recesses, are somewhat compressed while the foil is inside
  • the tipping paper has a slightly greater thickness.
  • IS is the Patriae 13P2 below and 13 2 o s.
  • Fig. 18 a variant is shown, in which the film was perforated by the teeth 35, while the smaller teeth 3SS deform the film only, but not perforate. These deformations also serve better ventilation, since there the film is not tight and thus Luf permeable.
  • FIG. 18 each have a subsidence Si, S2 as n.
  • FIGS. 20A to 2OD 4 different possible examples of rows of holes are indicated, wherein the
  • Rows of holes 2SA diagonally, the rows of holes 2 SR rhombnsförmig, the rows of holes. 25C perpendicular ar igarettenldicasachse but not with the same length and the rows of holes 2SD also, perpendicular to the Zigarettenilvesmitteiachse are arranged, however, have the same lengths. Between. Rows of holes are Li? TM zones,
  • FIGS. 21 to 36 only one patrone tooth and one scraper recess are schematically shown, wherein in each case alternately a pair of patrixes with the patrix at the top and the matrix at the bottom, or vice versa
  • Suction-guided film is not homogeneous, but is structured in thickness and optionally each have a different surface area r, one can in each case different structure arise, - whether the Patr iserrwalie is arranged above or below,
  • Fig. 21 shows a patrice M. a riz & np & a.z with a .Patrize S 13,21 and a die 14,21, both the Z.ah & 35.21 as
  • the recess 36 »21 have an opening angle ⁇ , $; in this example 60 bt ag. Both have a subsidence Sl t S2, so that a
  • the arrow 1 indicates the surface of the cigarette paper.
  • Reductions in the present example is 0.02 sis.
  • the patriae is placed at the bottom and the matxis above, whereby the action of the patina on the paper is reversed, that is, from. done below.
  • the Patrice F13.23 and the Piatrire M14,23 have the same cream. 35.21 and the same recess 36.21 as in the previous one
  • male and female parts are reversed able *
  • the paper sheet is each currency the end. Punching process pinched,
  • the paper foil is not glued during the piercing process.
  • the suiame of the leucoses is either distributed on both rollers, or only on one ounce.
  • the patrix, 13, 25 has a tooth 35/25 as well as a
  • the paper is clamped in a manner similar to the exemplary embodiments according to FIGS. 25-28, which have a relatively large reduction of 514 ⁇ m.
  • the flanks of a diu Kol between 40 ° and 90 * may include, while the wells arranged öf 36..33 same frungswirke1 ß of 60 ° have * in these examples, the depressions on both loosen in the examples according to figures 33 and 34 :: vernein, while in the embodiments according to figures 35 and 36, the Abse k ng is present only on the PatriEenwalze.
  • the clockwise dimension n are the same.
  • Hassnal aen Furthermore, there is the requirement that Hassnal aen.
  • Orphans of a sentence form independently of each other, ie. That not only the Patrizenwaize and physically dependent on the die roller must be formed, Eur Eeit this is for the required precision and Hersannonszeit preferably when using a suitable Laseraniage conceivable, which allows not only PatriaenwalKen but also Matrisenvairen rationally, exactly and above all very quoinanoanoe :: to produce.
  • An example of a laser system can contain a laser. / the one unit contains: a beam splitter soile abustc-optic or electro-optic modulators or
  • the deflection unit and one Foknssieroptik and Ablenkspiegai form a Gravureinheu t, which are linearly displaced in the X - axis can.
  • Workpiece creates a constant helix, which allows a giehenhmässig machining.
  • a deflection unit for example, one or more beam splitters and electro-optical or acousto-optical modulators or one or more
  • Polygonal mirror allows the splitting of the original laser beam into two or more
  • Aaisserdaia can make the span between the times of the individual pulses so great that a ternai thing
  • FIG. 3? and 38 show two different housings for receiving a pair of embossing tongs »In.
  • Figure 3? is a housing 50 shown? in which the Patriz.envalze 13K and di atrizenwal e 14 ' K au are taken. The
  • Embossed crowns 13K and 14K have s 42, resp.
  • Recesses 43 according to Figure 12, as can be seen in Figure 37A, is. In this example, both bills show a reduction.
  • the housing 50 has two longitudinal sides 51 and two broad sides S2 and S2B, wherein the
  • the die roller 1 is for attachment and removal by a corresponding
  • Patrizen-Matrizenwaizencontract acts - whose teeth, zzw.
  • Housing be mounted- One of the adjusting means in the direction of the longitudinal axis of
  • Middle ring 56 f of the two rings SS su are torstatt, thus a close alignment of both rolls in the longitudinal direction can be achieved.
  • An option in the radial direction is the production of the gears 31 and 32 which produce a very precise radial movement
  • a pneumatic block 59 On the housing is a pneumatic block 59, which is controlled, the pressure and d derived on the
  • the housing, the embossing rollers and the pneumatic block are the same, too.
  • the storage of the lower i ⁇ aire, the matris' roller is the same. "The difference between the two versions is in the storage of the upper one, here the Patriseuwaire 13, which storage is shown very graphically.”
  • brackets 61 inserted from behind in the drawing and fixed.
  • the brackets can be rarschoben in their Lenge, irc. to adjust the distance of the two whales from each other. This becomes Iranc mi.

Landscapes

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  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung zum Prägen und/oder zum Perforieren von Folien für Tabakwaren enthält :ein Paar Prägewalzen,- wobei eine der Prägewalzen Zähne (33) zum Perforieren der Folie (1) aufweist, wobei die Gegenwalze zur Prägewalze (13A) mit den Zähnen zum Perforieren eine Matrizenwalze (14A) ist, die den Zähnen (33) auf der Patrizenwalze (13A) zugeordnete Vertiefungen (34) aufweist und beide Prägewalzen in einer Perforationseinrichtung (5) angeordnet sind und die Vorrichtung ausgebildet ist, in einer Tababwaren-Herstellungsmaschine direkt oder indirekt online betrieben zu werden. Die Verwendung von Patrizen-Matrizenprägewalzen ermöglicht eine grosse Vielfalt von Perforationen, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit (17) aufweist, die ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der zu bearbeitenden Folie (1) den genauen Ort, die Grösse und Anordnung der Perforationen zu steuern,

Description

Vorrichtung z Prägen und /oder Pe fo ieren von Folien für Tabak,waren
Dia orliegende Erfindung beliebt sieh auf eine Vorrichtung aimi Prägen und/ode Perforieren on Folien für Tabakwaren^ ait omora Paar Präg walzen, wobei eine de Prägewalzen Zä ne zum Perforieren der Folie aufweist, gemäss Patentanspruch 1. Der Segriff "Folie" umfasst hier eine eine Zigarette
umhüllende Folie, z„B. aus Papier, die eventuell vorbedruckt oder vorgeprägt ist und soga LIB (Low Ignition Propensity) -- Zonen oder -Streifen, aufweisen kann oder ganz sunt einer f euerheEaTie den Subst nz versehen ist sowie das
Hundstückpapier, das sogenannte Tipping-Fapier, das um den Zigaretten-Filter gewickelt wird.
Pragevorrichtnnge des Standes der Technik mit balzen werden vorwiegend zum. Prägen von Verpacknngsfollen verwendet, z.B. für die Lebensrd.ttelinauatrie, di Pharmaindustrie und insbesondere für die Tabakwaren.industrie . I der
Tababwarenindustrie werden Vor chtungen mit Prägewaiaen seit -ober 30 J hren zum Prägen von Verpackung sfollanf insbesondere von sog . Innerlinern verwendet, wobei diese Innerliner nicht nur mit Dekorationseffekten versehen werden sondern auch mit Äutbentifizternngsmerkmalen. Dabei wird der Papieranteii derart stabilisiert, dass die Folie in der nachfolgenden. Verpackungsanlage anstandslos verarbeitet werden kam
Es werden jedoch, in der Tabakwarenindustrie nicht nur
Verpackungsfolien bearbeitet bzw« geprägt soxxiern auc das Papier and das undsfück, auch Tipping genannt; für das Umhüllen der einzelnen. Zigarette. Bei der Bearbeitung von Zigarettenpapier und vors. Mundstück wird neben dem
Dekorationseffekt vor allem danach getrachtet, im Sigarettenpapier hrw< im. Mundstück gesielt Perforationen anzubringen um den Luftdurchsatz beim Rauchen zu erhöhen,
Gegenteilig zum erhöhten Lui durchsatz: einer Zigarette beim Z ehen sind in verechtedarren Staaten, auch hei der EU, gesetzliche Vorschriften erlassen oder in Verhereitung, dass di Sigaretten bem Nichtrauchen nach einer- bestimmten
Zeitintervall sich selbst zum Erlösche bringen. Dies wird, mittels einer feuerhemraenden Substanz erzielt, die
anfänglich in den LI Ρ-·· tonen aufgebracht wurde, die z.B. aus einer Beschichtung im Innern des Zigarettenpapiers bestehen kann, um. die Porosität zu mindern, in l tzt r Seit hat es sich erwiesen, dass diese zonenweise Beschichtung für eins Massenproduktion zu aufwendig ist und es hat sich daher der Trend durchgesetzt .< das ganze Eigarettenpapier wr dem
Bearbeiten mit der feuerhemmenden Substanz zu versehen.
Daraus ergibt sich, dass Perforationen notwendig werden, lim den benötigten iu f leerersetz zu erzielen. Jedoch können sich die Per orationen nicht wahllos übe die Länge der Zigarette erstrecken sonder müssen an bestimmten Steilen angeordnet werden .
Die meisten rur Leih bekannten Vorrichtungen zur Erzeugung von. Perforationen in igarettenpapier werden, mitteis einer Laseraniäge durchgeführt/ da im Prinzip die Lochmenge und Lochgrösse damit gut eingestellt werde können,. Solche
Laseranlagen zur Erzeugung von relativ grossem Löchern sind jedoch sehr aufwendig und können nicht online in einer
Zigare11en erst 11engsaaschi.ne ver endet we den,
Im Rahmen vorliegender Erfindung wird unter dem Begriff Tafoak arenhersteiluiigsmaschine eine Einrichtung sam Umhüllen von einzelnen labakwaren-Stücke wie Zigaretten verstanden., wobei diese Maschine in dieser Pu a: dune mit "Mäher" bezeichnet wird. Dabei kann die geprägte Folie direkt oder indirekt über eine .Roboter olen. Maker zugeleitet werden. Beide Verfahren werden als ö iin -Verfahren, bezeichnet. Vor: dort gelangen die Zigaretten in eine Ta akwarenverp ekri§s~ Mas. bi.ft8, auch kurz "Packer" genannt, in weichem eine Jtez&hl δ iSigaretten verpaeht werden, Xn vorliegender .Ammei ang
interessiert n r der dem Perforieren folgende Kaker.
Bei der Verwendung von porösem Zigarettenpapier zur Erhöhung des Sudes beim Rauchen kann der Bereich, in weichem das0 Zigarettenpapier porös ist geprägt werden, derart, dass das rö.garettenpapier an. dieser Stelle geweilt wird, so dass beim umhüllen dieses Eigarettenpapiers mit dem Mundstückpapi er zusätzliche luftieitende Bereiche entstehen, die die
Lüftmsnge beim Ziehen erhöben, Beispiele für solche
,5 Perrorationsanlagen werden in den US 3, 596, 663, EPO 136 407 AI und GB 2 133 269 m offenbart.
Es ist auch bekannt, -z.B. ans de WO 201.1/ 1.31529 AI,
Perforationen mitteis Prage aizen anzubringen, wobei die0 Perforationen auch nur an bestimmte Stellen angebracht sein können, z , B* ausserhalb der ldP~3onen, die das Erlöschen der Pigaretts nach einer gewissen hart bew rken . In diese WQ-Änmeldnng wird v . a . Wert darauf gelagt, dass durch die Perfora ionen die Folie nicht derart geschwächt wird, dass5 beim Weiterbehanüeln ein Einreissen derselben verursacht
werden kann, Für die Perforationen werden die an. sich seit langem bekannte Zähne in Pinup-Konsteilation verwendet, wobei die Eähne als pyramidenförmig offenbart sind. Die WO- Anmeldung offenbart ebenfalls eine Kontrolieinheit, die die0 Folie nach der Prägen untersucht, um verschiedene
Eigenschaften der geprägten Fe 1 i e r ermitteln und um im Hinblick auf die Serreissf stigkeit den gegenseitigen Druck der Prägewaizen und damit die Eindringtiefe der Kähn in das Papier zu steuern. Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Prägen und/oder Perforieren von Folien für abakwaren anzugeben, mit der es möglich ist/ diese Folien, zur Weiterverarbeitung in. einer Tahakwarenoerstellungsmaschine online an bestimmten Steilem genau zu perforieren, wobei die Perforationen auch als Dekoration dienen können und vorgegebene Normen bezüglich iure- und Anslöschquaiität der Zigarette erfüllt werden.
Diese Aufgabe wird .mit einer Vorrichtung gemäss
Pa entanspruch 1 gelöst.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Eexehmmgen von Äusfuhriingsfoeispielen näher e laut: Flg. 1 zeigt ein AblaufSchema einer
Prägevorrichrono für igarettenpepi
Onlineb trieb;
F o . 1Ä zeigt eine verarbeitete Folie mit 1,1?■■■ und
Perforationsi-Zonen,
Fig. 1B zeigt eine umhüllte Zigarette mit IIP- und
Ferfor&txone-Zonen, Fig. 2 zeigt im Detail de Quaiitätsprüfer aus dem
AblaufSchema von Fig. 1; zeigen verschiedene Prägewalzenpaare in Patrizen-M trizenprägewal enanordnungeni zeigen, schematisch und stark, vergrössert mögliche Anordnungen von Perforationezahnen und zugeordneten Vertiefungen; Figuren 20Ä-20D zeige verschiedene Lochmuster, erzeugt aalt den Prägens! ren 17 - 19; zeigen, sc ama isch nud stark vergrqssertf 'Vari tionen von Zähn und angeordneten Vertiefungen und .möglich« Anordnungen der Prägeva1z npaar ;
Fig. 37 zeigt eine Ausführung eines Pr ge topfe-; mit
Prägewalzen gemäss Fig, 37A und
F · gu reu 38 nnd 38A zeigen eine Äusrührmgsvariante: z rsi
Prägetopf gem ss Fig» 37 und 3 1t* B'ig. I zeigt ein mögliches Ablaufschema für das Prägen, und Perforieren von Zigarettenur&hnXluBgsfolien, zu 2eit
vorwiegend ans Papie oder von sog, Tipping olien, im.
folgenden kurz "Folie" benannt, Falls die Folie bereite aufgebrachte LXP-Zonen aufneisvp Flüsse ailfäliig Präge- oder Druckmuster sowie die
Lochr&oster in örtlicher hlbxangigkeit von diesen LXP- onen angebracht werden, Äser auch falls die ganze Folie bereits ganz mit einer feue ne;naeuden Substanz behandelt ist, Müssen. die anfälligen Präge- ode Druckmuster sowie die Lochmuster an bestimmten Stellen erzeugt werden. Dabei können das geeignete Markierung, sog. "eyes raarks *, bereits vorhanden sein oder laufend aufgebracht werden. Diese Zo ip
Druckmuster oder sonstige Markierungen werden durch einen Positionssensor erfasst. Die verschiedenen, gegebenenfalls z berücksichtigenden Markierungen, Finster und 2onen auf der Folie werden durch den Begriff "Beschaffenheit"
z osaTi Tiengef sst - Gemäss Figur 1 durchläuft die zu verarbei ende Folie 1 zuerst einen ersten Positionssenso . dann gegebenenfall eine an sich, bekannte Prägeeinheit 2 mit hier drei
Prägewsieen 2A, 2B und 2C, dann eine Synchronis.ationseinheit 3 zur Erfassung der Relativposition des Arbeitstaktes AI der Prägeeinheit 2 ir. Bezug auf den Procesatakt P des Mähers, Anschliessend durchläuft die Folie eine erste Fuffereinlrait 7 f einen o siten Positionssensor 4Ä suis Erfassen von Präge · und Dmcks rsiktere i eine Perforationsei richtuavg 5 und anschliessend einen Ouafitätsprüfer 6 zu Plrfassung der perforierten Muster mit Dmck:regeI---Sensor %®.t dann Über eine sweite Puffsreinheit 7A entweder direkt oder Uber einen Roboter £um nicht eixxg zeichneten Mäke zu gelangen. De Frageeinheit 2 kann ein Drucker vor- nach oder anstatt geschaltet sein, dessen Steuerung analog der Steuerung der Prägeeinheit ausgebildet ist,
Falls die Frägeeinhait 2 verwendet wird, kann der
Prozesstakt P beispielsweise durch einen pro Zeiteinheit des Mähers ztmrfehrenden Längenabschnitt der Folie 1. definiert sein, auf weichen dar Arbeitstakt der Prägeeinheit 2 bei der Vorbehandlung der Folie 1 abgestismit sein mues< D m entspricht eine positionsgenaue Anordnung der von der
Prägesinheit aufgeprägten Oberflächenstrüberer auf dem jeweils r.uxeführenden Längenabschnitt der Folie, Bei den Oberflächenstrukturen kann es sich beispielsweise um ein oder mehrere Lagos handeln, die durch Entfernen oder Ändern vo Kähnen auf einer ais oder auf mehreren lsen ereeugt wird. Es kann sich auch um gedruckte Muster handeln. Die Prägeeinheit 2 kann auch ein Patri en-Matrixen
Prägewa12enp&ar enthalten.
Die Syxvehronisationse heit 3 enthäl eixva
Bestiraeungseinr iebtung B, wobei dies s ,P, ein fortlaufendes optisches Erfassen der Position der Oberflächenstruktur beinhalten kann, die in der Prägeeinheit 2 auf der Folie 1 aufgeprägt «erd n . Die Erfassung erfolgt auf dem
Transportweg rwi sehen der Prageeinheit 2 und der
Perforatienseinrichrung 5, Der ermittelte Arbeitstakt i wi d; in einer Positioniereinriehtung 9 an den Proaesstakt P angepasst* Hierzu ist ein manuelles und/oder automatisierte Anpassungsverfah eu denkbar» E.B. kann die Frageweise von Prägeeinheit 2 temporär vom Antrieb entkoppelt werden, um derart den Transportweg der Folie 1. uns. ein gewünschtes Mass zu verlängern, welches dann rsit dem Prosesstakt P im
Einklang ist. Die bedartsweise Verlängerung des
Transportweges der Folie wird durch eine Puff reinheit ? aufgefa gen, weiche hinter de Prägeeinheit 2. angeordnet ist,
Zur Festlegung und der Kontrolle des Arbeitstaktes Ά2 der Perforationseinriehtung 5 rinraset di Vorrichtung ausätniich eine Regelungseinheit 10, Diese -beinhaltet eine
Vergleichseinrichtung 11, durch weiche ein Erfassen einer quantitativen Abweichung zwischen den Arbeitstakten AI nnd A2 dar Prägeeinheit und der Perforationseinrichtnng
ermöglicht ist» Dias kann s.B, fortlaufend optisch, mittels einer harpe erfolgen, die nach Art einas Stroboskops ru regelmässig zeitlich heabstandeten Licbteinstrahlungen auf die Folie ausgebildet ist» Die Einstrahlungaf equen
entspricht bevorzugt dera Prosesstakt P, Derart erfolgt eine optische Erkennung der Relativposi ion zwischen den in der Pragseinheit 2 aufgebrachten Mustern und den in der
Perforationseinheit 5 ausgeferraten Perforationsstruktaren auf der Foiie 1, bxv. iE.
Neben der optischen Synchronisierung sind auch andere Mittel denkbar, z .3 , eine visuelle Erfassung oder eine manuelle Einstellung der Positioniereinrichtnngi durch welche der Arbeitstakt AI der Synchronisationseinbeit 3 tsit dem Arbeitstakt &2 der egeleinhsit 10 synchronisiert wird, Anstelle optische Synchronisisrsignaie können elektronische Synchronisiersignaie oder auch mechanische
Synchronisierini ttei eingesetzt werde ./ wie beispielsweis eine Mehrzahl von Bahnräder und/oder Riemen, die Mt ei er; inkei- und/odsr Positionsverste11nngsmechanisraαs
ausgestattet »ein können.
Anstelle eine Synchron!sierung der Regeieinheit 10 über Synehronisationseinheit 3 ist auch der umgekehrte Vorgang einer Anpassung des Arbeitstaktes der von der Regeieinheit 3 gesteuerten Prägeeinheit 2 durch die Segeleinheit 10 denkbar,, um dadurch eine einheitliche Einbindung in den Prozesstakt P zu erzielen. Bei beiden Synchronisationsarten erfolgt eine .zweistufige Synchronisation in Serie/ um di ev< Abweichungen des Arbeitstaktes beider Prageeinheiten. sowohl vom .Prozesstakt P als auch untereinander zu erfassen, wodurch ein feinerer Abgleich erzielt wird, Die derart ermittelte Information -wird In einer
Positioniereinrichtung 12. weiter verwandet, um den
Arbeitstakt A2 an den Arbeitstakt ;Vi derart anzupassen, dass die ausgebildeten Perforationsmuster 25 die gewünschte
Reiativposition auf der Folie IE aufweisen. 2iB„ kann die Positioniereinrichtung 12 zum manuellen und/oder
automatisierten Einstellen der umfänglichen Reiativpösitiön der angetriebenen Perforationswal e 13 bezüglich, der Folie 1 ausgebildet sein. Dazu können die Markierungen 40 auf den Prägewalzen dienen. Hierzu ist eine Kupplung zira Entkuppein der Perforationswaize 13 von dem waizenantrieb 15 denkbar. Dies ermöglicht zusätzlich eine bedarfsweise oder
prozessabhängige Änderung der Relattuposition der
Perforationsmuster 25 auf der Folie 1. örner kann die Vetgleichseinrichtung 11 auch aum Erfassen der Reiativabweichung dea Arbeitstaktes A2 vom Prore stakt P he ng zoge Wa den, zur nochmaligen Oberprüfung der
Synchronisierung mit den anschliessenden umhüllungsprosess » Ferner können auch aar" diese weise indirekte Rückschlüsse auf eine ungewollte A weic ung des Arbeitstaktes A.2
bezüglich des Arbeitstaates AI erhalten aerd in da der
Arbeitstakt AI isittels der S rrchronisationseinheit .3 bereits adt dexa Ptozesstaat P synchronisiert ist. Die zaerto
Puffereinheit ΊΆ ist zur bedarfsweise Jinderang das
Transportweges der Folie 1 bei einem Eingreifen der
Positio:ni,eretnrich ung 12 nach der Perforationseinheit 5 vorgesehen, Wie weiter unten noch ausführlicher dargelegt wird, werden sowohl der übstand der beiden Perforstionswaiaen 13 and 1 als auch der Druck der einen alae auf die andere Waise gesteuert, um die gewünschten Perforationsmaster au
erzeugen. Der dazu geeignete Druckgeber 16 wird Über eine Steuereinheit 1? geregelt. Äus dem Scheda der Fig., 1 geht hervor , dass die Steuereinheit 17 vom Froaesstekt P sowie 'voii einem Signal des: einen, oder der beiden Sensoren 4, 4A beaufschlagt wird aus den Druckgeber 16 au steuern, Bei einer vereinfachten Vorrichtung ist es mögtIch, die geprägte Fo · e iE nach der Perforationseinrichtung sam Ms aar gelangen tu lassen,- doch ist es vorteilhaft und für viele Anwendu ge unerltssiic!b- das Lochmuster nach dem. Bearbeiten durch die PerforatiönswaiEen zu kontrollieren und ev< in den Regelkreis einzugreifen. Zu diesem twec1 ist nach dem
Lochwalrenpaar und vor der zweiten Puffereinheit 7Ä ein Qualitätsprüfer 6 mit Druckrege1sex».sor 18 angeordnet.
Die Qualitatsprufereinheit 6 ist mit der Steuereinheit 17 verbunden,, ras. aber den Druckgeber 1.6 das Perforationswaitenpaar z steuern... Ausserdem ist diese
Einheit 6 Tßrt einer Änswerteeinuait 19 verbunden, nur
Quali ätsprdfereinheit gehört ferner eine Vorlage 20
(Template) , die hier in elektronischer Form vorliegt.
In Fig. 1A. ist eine Folie IE mit PerforationsEonen 72 dargestellt,- die dazwischen und daneben, die LlP-Bereiche freilassen» Dabei steht !,l.iP!f für Mow ignition propensitv'' , wo ei f nerhawmendes Material auf de Innen zu liegenden Seite der Felle aufgebracht ist» Es kann sich auch um ;. I P ·· Zonen ha deln; die vor dun Prägen aufgebracht word n sind. Vor dem Perforieren von Tip ing-Papie sind keine LXP~
ereichef jedoch eventuell geprägte oder bedruckte Kon n vorhanden ,
In Feg. 18 ist eine mit einer Folie IE umhüllte ligarette 7Q dargestellt auf der die Perforationssonan 72 und die dazwischen, liegenden IIP-Be eiche 71 sowie das Mundstück 73 und das Filter 74 ersichtlich sind.
Der Qualltätsprüfer 6 ist in Fig. 2 im Detail erläutert. Recht unten erkennt man s ei der möglichen Lochmuster der Folie 1A und IBg die Muster 2SÄ und SD < Ein Signal aus der Steuereinhei 17 gelangt ειι einem t&serblitser 21 und von dort su einer . roildangsopttk 22 und rra einer Messmaske 23. Der Vosset:: an 1 22M durchleuchtet die Folie und dort das Muster 25A oder 2SD de geprägten Folie Ith dessen Abbildung zu einem Hochgeschwtndigkeitsbild-Sensor 24 gelangt und dort zu einem Speicher 26, wo es abgelegt wird. Der
Korrelationsdetektor 2 erhalt die Abbildung des Lochmusters 25Ä oder 25D scmu das entsprechende Muster der Vorlage 20, von wo es au einer Auswerteeinheit 28 mit Auswerteaigoris us gelangt? die ausserdem einen Rechner umfasst, Von dort wird das Ergebnis auf die Äusse teeinheit 19 übermittelt. Die Rechnereinhei 28 ist rdt der Steuereinheit 17 verbunden. Die Vorlage 20 dient sowohl als Vorlage für die Herstellung der Perforationsorgane aal den Prägawalzen als auch zur Kontrolle der geprägten Lochmuster auf der Folie. Dadurch kann eine zuverlässige und leicht au überprüfende
Äuthentifi zierung der von solchen Folien umhüllten
Zigaretten oder anderen. Rauchwaren o genommen werden.
Mit der vorgehend beschriebenen ilbiaufkontrolle ist es:
möglich, sowohl die LIP-Zonen als auch die dekorati en
Muste auf der Folie genau zu positionieren, um die
Lochreihen an. den gewünschten Stellen erzeugen zu können. Die Steuereinheit 11 ist dam ausgerüstet, regelnd, in das Verfahren einzugreif n, falls sich die verschiedenen Sonan ä dern. wobei verschiedene Para eter darauf Einfluss nehmen kö nen
In den Figuren 3 bis 16 sind verschiedene Formen der
Paferiuen alze 13 und der Matri en aise 14 dargasteilt. Deisel ist jeweils eine der Walzen durch einen Riemenantrieb 29 angetrieben und dieser Antrieb wird über die Zahnräder 30 ünd 31 auf die andere Walze übertragen. Sowohl der Antrieb 19 als auch das Synohronisafionsgatriebe 30, .31 können durch geeignete elektronische Mittel ersetzt werden. Die
Patriaenwaize 13A weist pyramiden örmige: Zähne 33 mit quadratischem Grimdriss auf, v^obei die schematisch
gezeichneten Sänne hier in jeweils drei Reihen angeordnet sind. Der Mistend D der Reihen voneinander richtet sich nach der gevdin.seb.ten Permeabilität, die unter anderem von der Anzahl und Grösse der Löcher abhängt,
Om eine bessere Prägungsquaiität zu erhalten, die unter anderer!, von der schwankenden Papierdicke abhängig ist, ist es zweckmässig, den Bereich, der d taan mit einem kleineren Durchmesser au versehen, wo die Prägeorgane angeordnet sind. Die Länge L dieser Zone 32 ist e was grösser als die Breite der Folie 1» Die Absenkung S ka n auf einer oder beiden.
Prägewalren angeordnet sein, wobei dann die G samta Senkung dieselbe ist,
Die Matrisenwalsre 14A weist de Perforat Ionssäh.nen 33 auf der Fatri zenwalze 12A zugeordnete Vertiefungen 34 au f . Die Vertiefungen 34 sind nrcnt notwendiger eise irrvers kongruent den Zähnen 33 und können v:on den. Zahnen abweichende
Forme und geometrische Abmessungen aufweisen?- wie aus der Beschreibung vo Fig. 17 hervorgehen wird.
Die Patrisenwalze 13 B in Fig. 4 'eist konische Zaies 35 a-u-f, wahrend die Matrisenwalze 14B denen, zugeordnete
Vertiefungen 36 aufweist. Die übrige..Ausgestaltung dieses Waleenpaares ist dieselbe wie das d l ren aar von Fig, 3«
Das alaenpaar 13C and 14C ger-ass Fig. 5 weist dieselben konischen Sahne und Vertiefungen 35 und 36 wie gemäss Fig. 4 auf, wobei der Unterschied darin besteht,: dass beide bal n je eine abgesenkte Zone 32 und: 32M f eisen, wobei die Absenkungen 52, S3 nicht dieselbe sein missen wie in den vorhergehenden Beispielen ». In. der Aasführungsvariante von Fig. 6 weisen die Walzen 13D und 14D keine Absenkung auf.
Das Via irrenpaar 13E und I E vo Fig. 7 weist Zähne, bzwa Vertiefungen 37 und 33 auf, die pyramidenförmig geformt sind und einen, dreieckigen Grundriss aufweisen. Die Fatriersnwaize 13E weist eine .Absenkung Sl auf.
Das alranpaar 13F und 14F von Fig.. 8 weist die konisch zulaufenden. Zähne ι hzw* Vertiefungen 35 und 36 auf, wobei keine de Walzen eine Absenkung aufweist. Ais ; .usbildungsVariante sind jedoch die Steiler 39, an dene die 3sbne bei. der Matri envcaice 13P angeordnet sind, erhaben. Babel entspricht diese Erhöhung tw der Dicke der Folie« Die übrigen Teile des altenpaares sind ahnlich des
Kaisenpaares X3B und 14B ausgestaltet.
Das alzenpaar I3G und 14G gemäss Fig. 3 ist dasselbe wie das alse a gemäss 31c . 4 Mit Ausnähme der
Positionsmarkierong 40 auf. beiden alcsrp um die Waleer mit oe/a Prozesstakt P und den Arbeitstakten synchronisieren au könne .,
Der Unterschied cwlach n dem Walzenpaar 13G und X4G gemäss Fig« 9 und 13H und 14H gemäss Fig. 10 besteh darin, öass die Positioniermarkierung 40 eim Walzenpaar gemäss Fig. 1Ό nach jedem Zahureihenabsch.nitt angebracht wi d.
Beim ^ahnwalzenpaa gemäss Fig. Ii ist die Patrizenwalce 13h dieselbe wie gemäss Fig. 4 clhrecd die atricenwalze 1 J den Zahnen 35 zugeordnete Vertiefungen 41 aufweist, die weniger tief sind, als die zugeordnete Sahne 33«
Das Walsenpaar 131 und 14 gemäss Fig, 12 unterscheidet sich vo demjenigen gemäss Fig. 3 darin, dass die Zähne 42 einen rechteckigen und nicht einen quadratischen Grnndriss
aufweisen. Dementsprechend ist der Grundriss der
zugeordneten Vertiefungen 43 ebenfall rechteckig, ähre d die Rechtecke in der Vorrichtung gemäss Fig. 12 mit ihren grösseren Abmessungen entlang der Längsachse gerichtet s i cd , sind die rechteckigen Fahne 4. und die zugeordneten Vertiefungen 45 gemäss Fig, 13 in ihrer längeren Ausdehnung senkrecht cur Längsachse ausgerichtet, Die Flanken sowohl der rechteckigen als auch der quadratischen. Sänne kennen auch i einem. Winkel cur Längsachse angeordnet sein, der beispielsweise zwischen. 10" und 80s liegen kann,. Die übrigen Teile der beiden Walzen 13L und 1 L sind dieselben wie vorhergehend . Das v^aizenpaar I3 und 14H gerades F.:. . 14 unterscheidet sich vom Walsenpaar 13F und 1 F gemäss Fig. 8 dadur h, dass die Patrizenwalze 13M sowohl die erhöhten Zo e 39 als auch eine Ähsenkung 54 aufweist. e.irn alzenpaar gemäss Fig. 15 ist die Matri zsnwaixe 14Ά dieselbe wie bei der Paar gemäss Pig< 3 und die Kä ne 33 sind auch dieselben wie auf der Patrizenwaize 13A, wische den Zahnreihen jedoöh, weist die Patrizenwalze 13N
Aaprassstreiren 46 auf,- die die Aufgabe nahen, die Folie au spannen« Die Anordnung ist anschaulich, im Schnitt der Fig» 16 dargestellt.
Die Figuren 17 pis 36 zeigen schematisiert and stark
■yargrossert in eins®. Radialschnitt di kooperierenden
Strukturen der Fahr Isen- und Matr i.zenwaiaen , Daraus geht hervor, dass die den. erhabenen Strukturen der Fatri enwalze entsprechenden Vertiefunger auf der Matrizen alae nicht streng invers kongruent sind, sondern A weic n en, in einem gewissen Rahmen beinhalten können., I die Di ensionen und deren Abweichungen besser charakterisieren, au können, sind in Fig, 17 einige Winkel und Massangaben eingezeichnet.
Dabei kann es sich bei den Zahnen um Kähne mit quadratischem oder rechteckigem Grundriss oder konisch zulaufende Sahne oder Zähne mit einem anderein- beispielsweise dreieckigen Grundriss handeln.
In Fig. 17 weisen, beide Walzen Absenkungen auf und es ist auf der Patrizenwalze 13F1 ein. Kahn 33 , oder 35
eingeseich.net f dessen gegenüberliegenden Flanken einen
Winkel uaischiiessen . Dem Zahn 33 oder 35 entspricht die Vertiefung 34 oder 36 in der Matrizenwaiae 13 Mi,, wabe ; die gegenüberliegenden Flanken dar Vertiefung einen Winkel 8 einscniiessen, wobei kleiner als ß ist. Die Differenz beider Winkel bet agt B, die Zahnhöhe beträgt CT und die Tiefe der Vertiefung in der Ma rize beträgt Ob Der .A st nd zwischen der Zahnoberfläche und der Grundfläche der
Vertiefung beträgt Er die Verminderung des bmfanges an der Patrisien- und an der Mafrizenwalxe betragen Sl und Sah
Beispielhafte Abmessungen sind: grösser als Od 05 a, typischerweise Ö, 2 bis 0, 4 i ,
grösse als Ö, 1 xara, typischerweise
Q, 1 bis 4 i«,
Winkel et 8 1.0b bis S0%
Differenz ß - C bis 80"
Verminderung S 0, 02 bis 2 a;n
des I anges,
wobei der Pitch als Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen definiert ist.
Diese Angaben sind wie oben geschrieben beispielhaft und sind nicht als Grenzen aufzufassen. Je nach Anwendungen können auch grossere, gegebenenfalls auch kleinere
Abmessung n gewählt werden.
In den Figuren 18 und 19 ist stark, schematisiert und vergrossert die Folie IS nach dem Prägen dargestellt und es ist ersichtlich^ dass dre Folie an. den Rändern, wo keine Perforation® zahne oder -Vertiefungen vorhanden sind, etwas zusamnenges taucht ist während die Folie innerhalb dar
Zahnreißen die normale Dicke von 20 - 50 Mlkrostecer
aufweist» Das Tipping-Papier bann, eine etwas grössere Dicke aufweisen. In Pig, IS befindet sich die Patriae 13P2 unten und 13 2 o en. Aus Fig. 18 ist eine Variante dargestellt, in der die Folie durch die Zähn 35 perforiert wurde, wahrend die kleineren Zahne 3SS die Folie nur deformieren, jedoch nicht perforieren. Diese Deformationen dienen ebenfalls der besseren tüftung, da dort die Folie nicht dicht anliegt und somit Luf durchlässiger ist. Auch im Beispiel von. Fig, 18 weisen beide als n je eine Absenkung Si , S2 auf.
Im Walzenpaar der Fig, 19 befindet sich die Patric 13P3 oben, und die Matrize 14M3 untern. Die Pätrxzenwaise ·.3P3 weist eine relativ grosse Absenkung 33 f so dass die Folie ausserhalb der Zähne nicht susammengepresst wird. Die Sahne 35VS der Patrize sind gegenüber den anderen Zähnen relativ iioin und desgleichen die angeordneten Yerti fimgen. 38Ϋ3 in der Matrize, die der Deformation dienen. ie bereits gesagte handelt es sich bei. den Figure 18 und 19 um stark scherna isiert Zeichnungen
In den Figuren 20A bis 2OD si d 4 verschiedene, iaogliche Beispiele von Lochreihenanordnungen angegeben wobei die
Lochreihen 2SA schräg, die Lochreihen 2 SR rhombnsförmig, die Lochreihen. 25C senkrecht ar igarettenlängsachse jedoch nicht mit gleicher Länge und die Lochreihen 2SD ebenfalls, senkrecht zur Zigaretteniängsmitteiachse angeordnet sind jedoch gleiche Längen aufweisen. Zwischen, den. Lochreihen befinden sich Li?™Zonen ,
In den Figuren 21 bis 36 sind schematisiert jeweils nur je ein Patrizenzahn und eine Katrizenvertiefung dargestellt, wobei jeweils abwechselnd ein Patrixen-Matrizenpaar mit de Patriae oben und der Matrize unten, oder umgekehrt
dargestellt sind. Da die sugeführte Folie nicht homogen, ist, sondern in der Dicke strukturiert und gegebenenfalls je eine verschiedene Oberfläche aufweisen r un, kann jeweils eine verschiedene Struktur entstehen,- ob die Patr iserrwalie oben oder unten angeordnet ist,
Fig. 21 zeigt ein Patrizen-M.a riz&np&a.z mit einer .Patrize S 13,21 und einer Matrize 14,21, Sowohl der Z.ah& 35.21 als
auch die Vertiefung 36 »21 weisen einen Öffnungswinkel ά, $ auf; die in vorliegendem Beispiel 60 b t ag . Beide alsen weisen eine Absenkung Slt S2 auf, so dass ein
regelmässige Prägung möglich ist, Der Pfeil 1 weist auf die0 Oberfläche des £igarettenpapiers hin. Die Surae beider
Absenkungen beträgt in vorliegendem Beispiel 0,02 sis. In Figur 22. ist die Patriae unten angeordnet und die Matxise obe , wodurch die Einwirkung des Pat r sene nnes auf das Papier umgekehrt, also von. unten erfolgt.
5
Im Patrisen-Katrizenpaar gemäss Figur 23 weist di Patrice F13.23 und die Piatrire M14,23 denselben Sahn. 35.21 sowie dieselbe Vertiefun 36.21 auf wie im vorher gehenden
Beispiel,- wobei jedoch nur die Patrize eine Absenkung vonö hier 0, 02. m aufweist/ wahrend die Matrize nicht abgesenkt ist. In Figur 24 sind Patrize und Matrize in der Lage vertauscht* In den Ausführungen emäss den Figuren 21 ™ 24 wird die Papierfolie jeweils wäh end dem. Lochungsvorgang eingeklemmt ,
5
In den Äusführungstaeispieien gemäss den Figuren 25 - 28 wird, die Papierfolie wahrend dem Lochvorgang nicht eingeklebt. In. diesem Falle beträgt die Suiame der lüosenkungen,- entweder auf beiden Walzen verteilt ode nur auf einer alre 0,140 XORU Die Patrize ?13,25 weist einen Zahn 35/25 sowie eine
Vertiefung 36P25 auf/ deren öffnungswinkei , ß ebenfalls 60* beträgt« Infolge der relativ grossen Absenkung ist der Lochdurchraesser für gleiche z h e und Vertiefungen kleiner als beim vorher gehenden Beispiel, Es ist ersichtlich, dass5 mit de Grösse der Absenkung bei sonst gleichbleibenden Abmessungen der ähne der Loehdurehriesser verändert werden kann. Der Unterschied zwische den Figuren 25 und 26 sowie 27 und 28 liegt darin dass die Absenkung S4, S5g S6 eimsal auf beiden Walzen erfolgt und beim zweiten Beispiel nur auf der. Patriaeuwalre .
In den Ausführungen gemäss den 'Figuren 29 - 32 wird das rapie wieder fes tg kleewti da die gesamte Absenkung, ob auf beiden b lz verteilt oder nur auf einer Waise 0*02 m beträgt. Sie Patriza P13,29 weist Zähne 35.29 auf, die einen Kinkel 2 vo 45* nmsch l iessen. Der Öf nungswinkei der eugeordneten Vertiefung beträgt ß ~ 6'.0'J, Während die
Absenkungen in. den Äusf hrungs ormen gemäss Figuren 29 und 30 auf beid älzen 'verteilt sind weist in den
Äueführungsformen gemäss den Figuren 31 und 32 nur die
Fatr ie n alse PI 3.31 eine Absenkung auf, während die
Matrisenwai£e M14,31 keine A senkun aufweist»
In den folgenden Äus ührungsbeispieien 33 ·· 36., di analog den .Areführungsbeispielen gemäss den Figuren 25 - 28 die relativ grosse Absenkung von 0514 xm aufweisen, wird das Papier iebt festgeklemmt. In den AusfÜhrungsbeispieien gemäss den Figuren 33 und 34 weist die Patrize PI 3 < 33 Zähne 35.33 auf, deren Flanken einen diu Kol zwischen 40° und 90* umfassen können, während die angeordneten Vertiefungen 36..33 denselben öf frungswirke1 ß von 60° aufweisen * Auch in diesen Beispielen sind in den Beispielen gemäss den Figuren 33 und 34 die Absenkungen auf beide lsen, vernein::, während in den Beispielen gemäss Figuren 35 und 36 die Abse k ng nur auf der PatriEenwalze vorhanden ist. Die uhrigen Abmessung n sind dieselben.
Infolge der sehr aufwendigen Teehurk bei der Herstellung eines Patriaen-d^atriKen- aiKenpaares mittels mechanischen Werkzeugen oder mit der Ätztechnik ist deren Arn^endang für industrielle Zwecke sehr beschränkt» Im Allgemeinen werden solche Systeme für Einzelanferti.guB.gen oder für Sonderswecke ••ervercet . Ausserdem weist ein herkömmliches Patrizen™
Hatrizen-Systert mit invers kongruenten Strukturen unter nde em, den gravierenden Nacht il auf,- dass die Folie, insbesondere ach der Prägung von. Reihenstrukturen, eine Verzerrung in Querrichtung aufweist , die das
elterverarbeiten in eirieis H ber sehr erschwert. Ausgehend von obiger Beschreibung wird für eine wesentliche Verbesserung der Prägemöglichkeiten und -quaiitat und vor allem auch für einen Einsatz int Online-Verfahren in erster Linie gefordert^ dass die Oberflächenstrukturen der do.I anf insbesondere der Mg-tri enwalzen, in einer grösseren Vielfalt sowie rationeller und vor allem genauer hergestellt werden können, Während die Genauigkeit gemäss Stand der Technik durch Ätzen, oder durch -mechanische Bearbeitung mit grossem Aufwand gewährleistet -werden könnte gilt die nicht für die rationeile und dadurch auch schneilere Herstellung der
Fatrizen-Matrizenwalzen in einer grossen Vielfalt der
Perforationsorgane ,
Des Weiteren besteht die .Anforderung, dass Hassnal aen.
ergriffen erd «, -um die Querspannungen in der geprägten Folie? die bei invers kongruenten Strukturen verstärkt auftreten.; derart herabzusetzen, dass sie für die weitere Verarbeitung nicht mehr störend sind.
Sine Lösung liegt darin, die Oberflächenstrukturen der
Waisen eines Satzes unabhängig voneinander zu formen, d.h.. dass nicht zuerst die Patrizenwaize und davon physikalisch abhängig die Matrizenwalze geformt werden muss, 2ur Eeit ist dies für die geforderte Präzision und Hersteilungszeit vorzugsweise bei Verwendimg einer geeigneten Laseraniage denkbar, die es ermöglicht, nicht nur PatriaenwalKen sondern auch Matrisenvairen rationell , genau und vor allem sehr vielgestaltig und unabhängig vonoinanoe:: herzustellen .
Eine bei pielhafte Laseranlage kann einen Laser enthalten./ der eins Abienksinheit enthält :eit einen Strahlteiler soile abustc-optische oder elektro-optischa Modulatoren oder
Polygonspiegel . Die Ablenkeinheit und eins Foknssieroptik und Ablenkspiegai bilden eine Gravureinheu t, die linear in der X--Achse verschoben werden, kann. Es kann aber auch vorgesehen werden, die geinnere Läservorrichtung in der X--
Achse au aar schieben, Das sich drehende Werkstück wird durch einen Antrieb angetrieben. Durch, die Kombination der
LinearVerschiebung der Gravureinheit und 'Drehung des
Werkstücks entsteht eine konstante Schraubenlinie,, die eine gieiehmässige Bearbeitung ermöglicht.
Die Verwendung einer Ablenkeinheit, die beispielsweise einen oder mehrere Strahlteiler sowie siektro-optische oder akustö-optische Modulatore oder ein oder mehrere
Polygonspiegel enthalten kann, ermöglicht die Au spaltung, des ursprünglichen Laserstrahls in swei oder mehrere
Laserstrahlen, die auf zwei oder mehrere Spuren, gleichzeitig a ftreiben, aber einen derartigen Abstand voneinander aufweisen,- dass sie sich gegenseitig nicht stören, Aaisserdaia kann die reitspanne zwischen den Au tref en der einzelnen Pulse so gross gevnLb.it werdeiu dass eine tneraiiache
überbeanapruchung nicht erfolgt.
Durch die Verwendung von urapulsiasern deren Laserpulse zwischen 10 Femtosekunden und 100 Picosekunden liegen, wird die Energie in eineai sehr kurzen Seiträum aufgebracht f so dass eins sogenannte "kalte n tragung" möglich wird/ bei der das Material ohne inakzeptable Erhitzung des benachbarten Materials sehr schnell rarrann: wird. Der unerwünschte flüssige anstand des Materials, der Kraterränder und Spritse erzeugt; kann dabei praktisch vollst ndig vermieden werden. Die gewünschten Strukturen werden auf einem Computer erzeugt, der die Lassraniage steuert; so dass es keine Rolle spielt, ob eine öberflächenstruktur für ein Patrizenwai.se oder für eine Matrirenwaise erzeugt wird. Für die lzen, bzw. deren Oberfläche, wird zum Beispiel ein geeigneter Stahl, Hartmetall oder Keramik verwendet.
In den Figuren 3? und 38 sind zwei verschiedene Gehäuse zu Aufnahme eines Prägewaizenpaares dargestellt» In. Figur 3? ist ein Gehäuse 50 dargestellt? in welchem die Patriz.envalze 13K und di atrizenwal e 14'K au genommen sind. Die
Prägewa 1 zen 13K und 14K weisen die S h e 42, bzw.
Vertiefungen 43 gemäss Figur 12 auf, wie dies ans Figur 37A ersichtlich, ist. In diesem Beispiel weisen beide b lzen eine Absenkung auf. Das Gehäuse 50 weist zwei Längsseiten 51 sowie zwei Breitseiten S2& und S2B auf, wobei die
Längsseiten, je ein Fenster S3 aufweisen, Die untere
irägowai ze, in vorliegendem Fall die Matrizenwalze 1 wird zur Befestigung und Entnahme durch eine entsprechende
Öffnung in der Querseita 52J1 ein- oder herausgeschoben und das dchaar-ende in der anderen Querseite 52S drehbar
gelagert, hie Lagerung mittels Nadel and Kugellager ist an sich beg nnt,
Die Pat izenwaiza 13 wird von der hinteren, nicht sichtbaren Öffnung 53 eingeschoben and in einer enaue?) Position befestigt» In Figur 3? ist diese Beiestigangsart symbolisch durch eine Schraube Sdl dargestellt. Da es sich um ein
Patrizen-Matrizenwaizenpaar handelt,- dessen Zähne, zzw .
Vertiefungen einander angeordnet sind, müssen die beiden Malzen in einem sehr genauen Verhältnis zueinander im
Gehäuse montiert werden- Eines der Justiermittel in Richtung der Längsachse der
Walzen besteht darin, sui einer der Kaisen hier die
Matri en aire,- zwei sehr genau gearbeitete Justierringe 55 herzustellen, und auf der Gegenwalre einen, exakten
Mittelring 56:f der ewiseher den beiden Ringen SS su liegen toramt, aniit kann eine seh genaue Ausrichtung beider Walzen in Längsrichtung srsielt werden. Eine JnstiermögliGhkeit in radialer Richtung besteht in der ge auen Herstellung der Zahnrader 31 und 32, die eine sehr genaue radiale
Positionierung eruKigliehen ,
.Auf dem Gehäuse befindet sich ein pneumatischer Block 59, der gesteuert ist, de Druck und d on abgeleitet die
Distanz indische« den beiden fai en genau einzustellen* Die nicht angetriebene alee - hier die obere felze - ist an ihren. Achsen derart gelagert, dass ein Ausweichen der Achsen in allen drei Koordinaten niöglich ist. Dadurch wird, die genaue Synchronisation der Zähn und Vertiefungen möglich* Femer ist in der Zeichnung der Anschieneflansch S8 der Achse de unteren ais ersiehe! ich, an dem die untere Walze. angetrieben, wird«
In der An fuhrungs iante gemäss Figur 38 sind das Gehäuse, die Prägewslzen sowie der pneumatische Block dieselben, auch. die Lagerung der unteren i^aire, der Matrisenwalze, ist dieselbe» Der Unterschied beider Äusführungsvarianten liegt in der Lagerung der oberen, hier der Patriseuwaire 13, wobei diese Lagerung sehr sc a isch dargestellt ist« Die beiden Enden der Achse 57 f der euer n lze 13 werden, in
entsprechende Ausnehmungen IC von zwei Halterungen 61, von in der Zeichnung hinten eingeschoben und befestigt. Die Halterungen können in ihrer Lenge rarschoben werden, irc. den Abstand der beiden Walsen voneinander einzustellen.. Dies wird syr- olisch mi den. Stellschrauben 62 angedeutet.- Auch hier kann die obere Waise derart gelagert sein, dass deren Achse in den drei Dimensionen bewegbar ist. Wie bereits angedeutet, können dia beide Kairen vertauscht sein, d.h. die PatrinenwalKe unten und angetrieben und die
Matrizenwaise oben. Diese Verdenscnimg de Lag de Dalse entspricht auch- de Darstellungen der .Fl oren 21 36..

Claims

1. Vorrichtung zum Prägen und/oder anm Perforieren von Folien für Tabakwaren, mit e ne Paar Fragesätzen, wobei eine der Prägevalzen Zahne um Perforieren der Folie
aufweist, dadurch gekennze chnet, dass die Gegen alae zur Prägewalze (135 mit den Zähnen (33, 35, 3?,: 42, 44] suia Perforieren eine hlatriaenwalze (14) ist, die den Zähnen, auf der Patrixenwaise (13) zugeordnete Vertiefungen (34, 36, 38.,· 41, 43, 45) aufweist und beide Präge alzen in einer
Perforationseinrichtung (5; angeordnet sind und die
Vorrichtung ausgab; cet ist, in einer Tabakwaten- Herstallongsrinschine direkt oder indirekt online betrieben zu werden, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit {17} aufweist, die ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der
Bescha enheit de zu bearbeitenden Folie (D den genauen Ort, die Grösse und di Anordnung der Perforationen su
teuern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da s die Stertereinheit (17} von mindestens einem Sensor ;4, Ah, 6} zur Erkennung der Bescnaffenheit der Folie {1} beaufschlagt ist, um die genaue Position von LI?-Zonen oder Präge- oder Druckmuster zu erfassen und zu definieren und die Perforationseinheit (5) derart au steuern, dass die
Perforationen (25A - 25D) genau an den gewünschten Steile erfolgen .
3, Vorrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Regeiungseinheit (10) mit einer
Positioniereinrichtung (125 zum Einstellen der umfänglichen Relativposition der Prägewalsen, zur Polle (1, iE} enthalt,- wobei die Prägewal san Synchron!sationsmarVierunge (40) aufweisen.
4, Vcrtrchroug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch S gekennz ichnet,- dass der Perforationseinrichtung (5) ein
Drucker und/oder eine Prägaeinheit (3.) , die mi deste s, -z ei Frägewalzen ;2.ö, 20, 2C) aufweist, vorgeschal et ist.
St Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,0 dass die Regeiungseinheit (10) eine Vergieiehseinrichtimg {11} suaa Erfassen einer quantitativen: Abweichung zwis he den Arbeitstakten (AI, r : der Prägeeinheit (2) und der Perxorationseixirichtuig (55 enthält, 5 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen der Perforationseinriehtung (Si nachgeschalteten Q aiitätsprüfer (6) aufweist/ der ausgebildet ist,- die Lochmuster (2SÄ - ΖΒΌ) auf der
gelochten Folie (IE.) au prüfen, mit einer Verlage (20) zu0 vergleiche und die Perforationseinrichtung zu steuern,
7 , Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Quaixtätsprüfer (6) einen. Korrelationsdetektor (27) aufweist, der ausgebildet ist, die Abbildungen der gelochten.5 Huster mit der zugehörigen Vorlage zu vergleichen und das
Ergebnis an eine Auswerteeinheit (28) su leiten, die rd r. der Steuereinheit (27) verbunden ist,
8» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch0 gekennzeichnet^ dass die Per orationszahne (33, 35, 37, 42, 44) der hrb: i zernval ze (13) sich snr Spitze hin verjüngen und einen quadratischen, rechteckigen/ dreieckigen oder runden Querschnitt aufweisen und die zugeordneten Vertiefungen (34, 36, 38, 43, 45} der Katr zenwalze (14) entsprechend geformt sind, wobei die rechteckigen äh e (42, 44) und Vertiefungen {43, 45; längs oder quer oder in eine Winkel zur L ngeechse der Prägewatzen angeordnet sein, können. , Vorrichtung nach Anspruc 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Formen und/oder öffn ngswinkei iß) der Vertiefungen den Fornien und/oder Flankenwinkeln ( ) der Zähne
entsprechen,
10, Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Formen und/oder öifnnngswin,kel (fj) d Vertiefungen vor den Fern n und/oder Flankenwinkeln ; 2 :■ der Sänne perschieden sind.
11, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrischen JVfoffiessungen der Mhne und der zugeordneten Vertiefungen voneinander verschieden sind,
12 , Vorrichtung nach, eine/ der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägewalzen Syuchronisationsiaittel
(30, 315 und eine der Prägewalzen zwei Justierringe (55) und die andere Prägewaise einen d zw.lscb.en zu liegen könn den Justierring (5.6} zur Bestimmung der axialen Position der Prägewal reu aufweisen,
13, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daes beide kooperierende Prägewalzen über eine Länge (!) , die etwas grösser ist als die Breite der
Folie (!}., einen vereindorren Ursfang aufweisen, wobei diese Verminderung (Sl ·· 86; auf beiden t ägew lu-er. verteilt oder nur auf einer Frägewaize sein kann«.
1 Vorrichtung nach o.mov?; der Anspr ch 1 bis 13:i dadurch gekennzeichnetf das« die Oberfläche der Fräge"wairen isit den Strukturen mittels einer Poctc- oder rikose'tond.sn--- Laser nl ge hergestellt wurden.
15, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 f dadurch gekennzeichnet, dass die Prage alsen (13K, 14 ) i einem. Gehäuse (50) derart angeordnet si d; dass sie einzeln und unabhängig voneinander ausgewechsel werden kö ne , wobei die anget iebene Prägewal sa durch eine Öffnung in. de
Querwand (52A) des Gehäuses eingeschoben ist und die zweite P äg ^ lze oberhalb: der ersten durch eine Öffnung (53) in der Längswand (51) eingesehenen ist.
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