DE69000341T2 - Verfahren und geraet zum perforieren von zigaretten oder dergleichen mittels laserstrahlen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Herstellungsmaschinen für belüftete Zigaretten, und genauer gesagt auf ein Verfahren zum Perforieren von Zigaretten oder ähnlichen stabförmigen Gegenständen. Gemäß diesem Verfahren wird eine Einheit aus Filterstopfen und Zigaretten, welche aus einem Filterstopfen doppelter Länge besteht, der zwischen zwei Zigaretten einfacher Länge eingesetzt ist und mit diesen verbunden ist durch Umwickeln und Verkleben mit einem Abdeckverbindungsband, an jedem Ende eines Filterstopfens, welcher zu der jeweiligen Zigarette gehört, mit zumindest einer Reihe von Löchern versehen, welche quer zu der Achse der Einheit aus Filterstopfen und Zigaretten verläuft und welche in dem Abdeckband hergestellt wird durch die Perforierwirkung zweier Laserstrahlen, die man erhält durch Aufteilen eines pulsierenden, primären Einzellaserstrahls in zwei Sekundärlaserstrahlen gleicher Energie und indem man veranlaßt, daß die Einheit aus Filterstopfen und Zigaretten sich um ihre Achse dreht, wobei Vorkehrungen getroffen werden für eine Abschlußüberprüfung des Ausmaßes bzw. Grades der Zigarettenbelüftung der Zigaretten, welche entsprechend dem Unterschied in dem gemessenen Wert des durchschnittlichen Belüftungsgrades einer vorbestimmten Anzahl von Zigaretten relativ zu einer Bezugsgröße des Ventilationsbelüftungsgrades der Zigaretten die Frequenz und Energie des pulsierenden Primärlaserstrahls beeinflußt. Ein solches Verfahren istbeispielsweise in der FR- A-2,3 94,256 offenbart.
• Bei diesem bekannten Verfahren zum Perforieren von Zigaretten wird der pulsierende Primärlaserstrahl mit Hilfe optischer Systeme in zwei Komponenten gleicher Intensität aufgeteilt. Während des Betriebs der Herstellungsmaschine für die belüfteten Zigaretten neigen die optischen Systeme dazu, oft verschmutzt zu werden, insbesondere aufgrund von Staub, welcher sich darauf niederschlägt und ein Ungleichgewicht in der Energieaufteilung des Primärlaserstrahls in die beiden Sekundärlaserstrahlen erzeugt. Wegen dieses Energieungleichgewichtes zwischen den beiden Sekundärlaserstrahlen ist der Perforiereffekt der beiden Strahlen unterschiedlich, so daß die Zigaretten, welche von einem der beiden Sekundärlaserstrahlen perforiert worden sind, einen Belüftungsgrad haben, der sich von dem derjenigen Zigaretten unterscheidet, welche durch den anderen Sekundärlaserstrahl perforiert worden sind. In diesem Fall ist es derzeit Dank der Abschlußüberprüfung des Zigarettenbelüftungsgrades möglich, lediglich die Frequenz und die Intensität des Primärlaserstrahls zu beeinflussen, um so zu bewirken, daß der durchschnittliche Belüftungsgrad der hergestellten Zigaretten innerhalb gewisser Toleranzgrenzen konstant und gleich einem Bezugswert gehalten wird. Eine solche Überprüfung berücksichtigt jedoch nicht den möglichen Unterschied des Belüftungsgrades zwischen den Zigaretten, welche von einem der beiden Sekundärlaserstrahlen perforiert worden sind, und den Zigaretten, welche von dem anderen Sekundärlaserstrahl perforiert worden sind, und daher ist diese Überprüfung nicht ausreichend, um zueinander passende Belüftungsgrade der Zigaretten zu garantieren, welche zu derselben Einheit gehören, die aus einem Filterstopfen und den beiden gleichzeitig perforierten Zigaretten besteht, und auch nicht um irgendwelche Aktionen zu fördern, die geeignet sind, den Unterschied zu beseitigen. Deshalb müssen derzeit, um genaue dieselbe Perforierwirkung durch die Sekundärlaserstrahlen wiederherzustellen, welche man aus der Aufteilung des Primärlaserstrahls erhält, die optischen Systeme in der Perforiervorrichtung gereinigt werden und für diesen Zweck muß die Zigarettenherstellungsmaschine gestoppt werden, was zu einem beträchtlichen Ausstoßverlust führt.
• Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens, welche eine Laserquelle zum Erzeugen lediglich eines pulsierenden, primären Einzellaserstrahls aufweist, einen ersten durchlässigen reflektierenden Spiegel aufweist für das Aufteilen des Primärlaserstrahls in zwei Sekundärlaserstrahlen dergleichen Energie, d. h. In einen Sekundärlaserstrahl, welcher durch den ersten Spiegel hindurchtritt und in einen Sekundärlaserstrahl, welcher in Richtung eines der Enden des Filterstopfens reflektiert wird, welcher zu einer Zigarette gehört, einen zweiten ausschließlich reflektierenden Spiegel aufweist, von welchem der Sekundärlaserstrahl, der durch den ersten durchlässigen Reflexionsspiegel hindurchtritt, als reflektierter Sekundärlaserstrahl in Richtung des Filterstopfenendes abgelenkt wird, welches zu der gegenüberliegenden Zigarette gehört, eine Fokussierlinse aufweist für jeden der reflektierten Sekundärlaserstrahlen für die Konzentration der Strahlen auf die entsprechende Oberfläche des Abdeckverbindungsbandes und eine Einrichtung zum Überprüfen des Belüftungsgrades der Zigaretten und zum Kontrollieren der Laserquelle für das Erzeugen des pulsierenden Primärlaserstrahles aufweist.
• Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise auch in der FR-A-2,394,256 offenbart.
• Wie oben beschrieben, wird in den bekannten Maschinen dieser Art ein Energieungleichgewicht der beiden reflektierten Sekundärlaserstrahlen durch das Vorhandensein von Staub auf dem (teil-) durchlässigen, reflektierenden Spiegel und dem ausschließlich reflektierenden Spiegel hervorgerufen. In diesem Fall ist die Wirkung von Staub auf den Spiegeln und dann das Ungleichgewicht der beiden reflektierten Sekundärlaserstrahlen für den Sekundärlaserstrahl größer, der zuerst durch den durchlässigen reflektierenden Spiegel hindurchtritt und anschließend durch den ausschließlich reflektierenden Spiegel reflektiert wird. Der ausschließlich reflektierende Spiegel empfängt tatsächlich einen Laserstrahl einer geringeren Energie als genau der Hälfte der Energie des Primärlaserstrahls aufgrund der geringeren Transparenz des durchlässigen, reflektierenden Spiegels, während die Wirkung von Staub auf die Reflexion auf beiden Spiegeln im wesentlichen die gleiche ist.
• Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zum Perforieren von Zigaretten der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art sowie eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 6 bereitzustellen, durch welche die vorstehend erwähnten Nachteile auf einfache und wirtschaftliche Art und Weise beseitigt werden können und durch welche Zigaretten, welche genau das gleiche Maß an Belüftung haben, gleichzeitig mit Hilfe jedes Laserstrahls jedes der Laserstrahlen) gleichzeitig erhalten werden können.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art, bei welchem in dem abschließenden Schritt des Überprüfens des Belüftungsgrades der Zigaretten der durchschnittliche Belüftungsgrad einer gegebenen Anzahl von Zigaretten, welche durch einen der beiden Sekundärlaserstrahlen perforiert worden sind, gemessen wird und der Durchschnittsgrad der Belüftung der Zigaretten gemessen wird, welche gleichzeitig durch den anderen Sekundärlaserstrahl perforiert worden sind, und wobei ein Ausgleich der Perforierwirkung durch die beiden Sekundärlaserstrahlen bewirkt wird, so daß mit jedem Sekundärlaserstrahl identische Gesamtbereiche von Belüftungslöchern erhalten werden entweder entsprechend dem Unterschied zwischen dem gemessenen Wert des durchschnittlichen Belüftungsgrades der Zigaretten, welche von einem der beiden Sekundärlaserstrahlen perforiert worden sind und dem gemessenen Wert des durchschnittlichen Belüftungsgrades der Zigaretten, welche durch den anderen Sekundärlaserstrahl perforiert worden sind, oder entsprechend der Unterschied zwischen einem Bezugswert des Belüftungsgrades der Zigaretten und dem gemessenen Wert des durchschnittlichen Belüftungsgrades der Zigaretten, welche von einem der beiden Sekundärlaserstrahlen perforiert worden sind und entsprechend dem Unterschied zwischen dem Bezugswert und dem gemessenen Wert des durchschnittlichen Belüftungsgrades der Zigaretten, welche durch den anderen Sekundärlaserstrahl perforiert worden sind.
• Entsprechend einem ersten Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung schlägt diese vor, den Ausgleich bzw. das Gleichgewicht der Perforierwirkung der Sekundärlaserstrahlen zu erreichen durch Ausgleichen der Energieaufteilung des pulsierenden Primärlaserstrahls auf die beiden Sekundärlaserstrahlen.
• Entsprechend einem modifizierten Verfahren gemäß der Erfindung wird der Ausgleich der Perforierwirkung der beiden Sekundärlaserstrahlen durchgeführt, indem man veranlaßt, daß zumindest einer der beiden Sekundärlaserstrahlen in einem unterschiedlichen Maße auf die entsprechende Oberfläche des Abdeckbandes konzentriert wird, so daß dadurch Löcher eines anderen Durchmessers erzeugt werden.
• Um dieses Verfahren durchzuführen, d. h. die Energieaufteilung des Primärlaserstrahles auf die beiden Sekundärlaserstrahlen auszugleichen, sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 6 beschriebenen Art vor, welche zum Ausgleich der Energieaufteilung des Primärlaserstrahls in die beiden Sekundärlaserstrahlen Einrichtungen vorsieht zum Verändern des Koeffizienten der Reflexionsübertragung von und durch den durchlässigen, reflektierenden Spiegel, wobei diese Einrichtungen von der Vorrichtung zum Überprüfen des Belüftungsgrades der Zigaretten kontrolliert werden.
• In einer modifizierten Ausführungsform, um eine unterschiedliche Konzentration der beiden Sekundärlaserstrahlen zu erreichen, welche auf die entsprechende Zone des Abdeckbandes reflektiert werden, so daß Löcher unterschiedlichen Durchmessers in dem Abdeckband erzeugt werden, und um identische Gesamtbereiche bzw. Gesamtflächen von Belüftungslöchern in jeder der beiden Zigaretten einer Einheit aus Filterstopfen und Zigaretten zu erhalten, sieht die Erfindung eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 6 beschriebenen Art vor, welche mit einer Einrichtung zum Verändern der Konzentration zumindest eines der reflektierten Sekundärlaserstrahlen versehen ist, so daß man eine Veränderung im Durchmesser des Fokuspunktes erhält, welcher von dem reflektierten Sekundärlaserstrahl hervorgerufen wird und zu einer Linse gehört, auf dem entsprechenden Bereich des Abdeckbandes, wobei diese Einrichtung von der Vorrichtung zum Überprüfen des Belüftungsgrades der Zigaretten gesteuert wird.
• Dank dieser Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung und der Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens wird der Zigarettenbelüftungsgrad jedes Paares von Zigaretten in einer Einheit, die aus einem Filterstopfen und zwei Zigaretten bestehen, welche gleichzeitig durch die Sekundärlaserstrahlen perforiert werden, immer auf demselben Wert gehalten und zwar auf automatische Weise und ohne Hilfe einer weiteren Überprüfungseinrichtung, im Gegensatz zu denjenigen, welche in den bekannten Vorrichtungen vorgesehen wurden. Deshalb erzielt die Erfindung nicht nur wichtige Vorteile bezüglich des Aufbaues der Vorrichtung und der Kosten für die technischen Vorgaben, sondern vermeidet auch jedes Stoppen der Herstellungsmaschine für belüftete Zigaretten, so daß ein beträchtliches Absinken der Produktivität vermieden wird.
• Zusätzliche Eigenschaften, die weiterhin das Verfahren und die Vorrichtung verbessern, bilden auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung und sind Gegenstand der anderen abhängigen Ansprüche.
• Die speziellen Merkmale der vorliegenden Erfindung und die Vorteile, die daraus entstehen, werden deutlicher hervortreten aus der Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen, die anhand von nicht beschränkenden Beispielen in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen:
• Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Perforieren von Zigaretten mit Hilfe von Laserstrahlen gemäß der Erfindung,
• Fig. 2 den durchlässigen, reflektierenden Spiegel, der in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verwendet wird,
• Fig. 3 schematisch eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung und
• Fig. 4 eine modifizierte Verwirklichung der Ausführungsform gemäß Fig. 3.
• Es wird jetzt auf Fig. 1 Bezug genommen, wo eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Perforieren von Zigaretten mit Hilfe von Laserstrahlen dargestellt ist, in welcher zwei filterlose Zigaretten S und S', die in einer Einheit S+2F+S' aus einem Filterstopfen und Zigaretten durch die Einfügung eines Filterstopfens 2F doppelter Länge miteinander verbunden sind, welcher mit den Zigaretten verbunden ist durch Einwickeln und Verkleben des Filterstopfens mit einem Abdeckverbindungsband 3, in dem Abdeckband 3 mit einer Reihe von Löchern 4, 5 versehen werden, die quer zu der Achse der Einheit S+2F+S' aus Filterstopfen und Zigaretten gerichtet sind und an jedem Ende des Filterstopfens 2F hergestellt werden, welcher zu der jeweiligen Zigarette S, S' gehört.
• Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist einen durchlässigen, reflektierenden Spiegel 1 (halbdurchlässigen Spiegel) und einen ausschließlich reflektierenden Spiegel 2 auf, die parallel zueinander angeordnet sind und derart beabstandet zueinander sind, daß dies im wesentlichen dem Abstand zwischen den Reihen von Löchern 4, 5 entspricht. Beide Spiegel sind relativ zu der Achse der Einheit S+2F+S' aus Filterstopfen und Zigaretten so geneigt, daß die Spiegel einen Strahl, der auf den gewünschten Bereich des Filterstopfens 2F auftrifft, reflektieren, d. h. auf das Band 3. Darüberhinaus ist zwischen jedem Spiegel 1, 2 und der Einheit S+2F + S' aus Filterstopfen und Zigaretten eine Linse L1, L2 vorgesehen für das weitere Konzentrieren des reflektierten Sekundärlaserstrahls R und R' auf die Oberfläche des Bandes 3.
• Wie aus Fig. 2 deutlich hervorgeht, ist die reflektierende Oberfläche des durchlässigen, reflektierenden Spiegels 1 in zwei Bereiche bzw. Zonen 101 bzw. 201 aufgeteilt, welche sich etwa über die Hälfte der Oberfläche erstrecken und welche unterschiedliche Reflexionskoeffizienten haben, die insbesondere 40% und 60% des einfallenden Laserstrahles betragen. Der durchlässige, reflektierende Spiegel 1 ist in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung so montiert, daß er in Querrichtung zu einem Primärlaserstrahl P und quer zu der Linie, welche die beiden Zonen 101 und 201 mit den beiden unterschiedlichen Reflexionskoeffizienten verschiebbar ist. Dieser durchlässige, reflektierende Spiegel 1 kann verschoben werden, wie durch den Pfeil A angedeutet wird, in beiden Richtungen des Pfeiles A, und zwar mit Hilfsmitteln (nicht dargestellt) zum Verschieben des Spiegels 1.
• Diese Vorrichtung ist weiterhin mit einer nicht dargestellten Laserquelle zum Erzeugen eines pulsierenden Primärlaserstrahles P versehen sowie mit einer Einrichtung zum Überprüfen des Grades der Belüftung der gleichzeitig perforierten Zigaretten S+F und S'+F, welche ebenfalls nicht dargestellt ist.
• Der pulsierende Primärlaserstrahl P, welcher auf den ersten durchlässigen reflektierenden Spiegel 1 auftrifft, wird anfänglich in zwei Sekundärlaserstrahlen aufgeteilt, d. h. in einen reflektierten sekundären Laserstrahl R und in eine sekundären Laserstrahl T, welcher durch den ersten durchlässigen, reflektierenden Spiegel 1 hindurchtritt und welcher als ein reflektierter Sekundärlaserstrahl R' durch den ausschließlich reflektierenden Spiegel 2 in Richtung des zugehörigen Bereiches der Einheit S+2F+S' aus Filterstopfen und Zigaretten reflektiert wird. Die beiden reflektierten Sekundärlaserstrahlen R und R' werden weiter auf den jeweiligen Bereich des Abdeckbandes 3 einer Einheit S+2F+S' aus Filterstopfen und Zigaretten konzentriert durch die Linsen L1 und L2 und die erwähnte Einheit wird gleichzeitig um ihre Achse gedreht, so daß in jedem Bereich des Bandes 3, welcher durch die reflektierten Sekundärlaserstrahlen R und R' getroffen werden, eine Reihe von Löchern 4, 5 quer zu der Achse der Einheit S+2F+S' aus Filterstopfen und Zigaretten erzeugt wird.
• Nachdem sie perforiert worden sind, werden die Zigaretten S+F und S'+F, welche immer noch eine einzelne Einheit S+2F+S' aus Filterstopfen und Zigaretten bilden, voneinander getrennt und werden einzeln einer Vorrichtung zum Überprüfen ihres Belüftungsgrades zugeführt. Diese (nicht dargestellte) Vorrichtung mißt den durchschnittlichen Belüftungsgrad einer gegebenen Anzahl von Zigaretten S+F, welche durch den reflektierten Sekundärlaserstrahl R perforiert worden sind, ebenso wie den durchschnittlichen Belüftungsgrad einer gleichen Anzahl von Zigaretten S'+F, welche durch den reflektierten Sekundärlaserstrahl R' perforiert worden sind, und bildet dann die Differenz zwischen den beiden gemessenen Werten und vergleicht auch jeden der gemessenen Werte mit einem Bezugswert für den durchschnittlichen Belüftungsgrad der Zigaretten, welcher in der Vorrichtung eingestellt ist.
• Unter normalen Betriebsbedingungen, d. h. wenn sich kein Staub oder dergleichen auf den Spiegeln 1 und 2 niedergeschlagen hat, wird die Energie des Primärlaserstrahls P im wesentlichen In der gleichen Art und Weise auf die beiden Sekundärlaserstrahlen R und T oder R' aufgeteilt und der durchschnittliche Belüftungsgrad der Zigarette S+F, welche durch den reflektierten Sekundärlaserstrahl R perforiert worden ist, ist näherungsweise der gleiche wie der der Zigaretten S'+F, welche durch den reflektierten Sekundärlaserstrahl R' perforiert worden sind.
• In diesem Fall ist die Differenz zwischen dem durchschnittlichen Belüftungsgrad der Zigaretten S+F, welche durch den reflektierten Sekundärlaserstrahl R perforiert worden sind, und dem durchschnittlichen Belüftungsgrad der Zigaretten S'+F, welche durch den reflektierten Sekundärlaserstrahl R' perforiert worden sind, gleich Null oder fast gleich Null oder ist auf jeden Fall niedriger als ein vorbestimmter Grenzwert, der in der Überprüfungseinrichtung vorliegt bzw. gespeichert ist. Diese Einrichtung verwendet dann den aus dieser Differenz resultierenden Wert zum Steuern der Einrichtung, welche vorgesehen ist für das Verschieben des durchlässigen, reflektierenden Spiegels 1, welche den Spiegel 1 in eine solche Position bewegen, daß eine Hälfte des primären Laserstrahls P auf die reflektierende Zone 101 fällt, die einen Reflexionskoeffizienten von 40% hat, während die andere Hälfte des Strahles P auf die reflektierende Zone 201 fällt, die einen Reflexionskoeffizienten von 60% hat, so daß die Einrichtung zu einer Aufteilung des Primärlaserstrahles P in zwei Sekundärlaserstrahlen R und T führt, die beide eine Energie haben, welche 50% der Energie des Primärlaserstrahls P ausmacht.
• Darüberhinaus wird die Überprüfungseinrichtung, wenn der durchschnittliche Belüftungsgrad der Zigaretten S+F und S'+F nicht innerhalb gewisser Toleranzgrenzwerte dem Durchschnittsbezugswert entspricht, welcher ebenfalls in der Überprüfungseinrichtung eingestellt ist, die Laserquelle zum Erzeugen des Primärlaserstrahls P so regeln, daß die Frequenz und/oder die Energie des Primärlaserstrahls P verändert wird, um einen Ausstoß von belüfteten Zigaretten zu erhalten, die einen gleichförmigen Belüftungsgrad haben.
• Mit den oben beschriebenen Bedingungen für den durchlässigen reflektierenden Spiegel 1 hat, wenn die Spiegel verschmutzt sind, beispielsweise durch darauf abgelagerten Staub, der reflektierte Sekundärlaserstrahl R' eine beträchtlich geringere Energie als der reflektierte Sekundärlaserstrahl R, da der Strahl R' durch den durchlässigen, reflektierenden Spiegel 1 hindurchtreten und auch durch den ausschließlich reflektierenden Spiegel 2 reflektiert werden muß, während der reflektierte Sekundärlaserstrahl R einen Verlust an Intensität nur an dem durchlässigen, reflektierenden Spiegel 1 erleidet. Unter diesen Umständen ist der Unterschied zwischen dem durchschnittlichen Belüftungsgrad der Zigaretten S+F, welche durch den reflektierten Sekundärlaserstrahl R perforiert worden sind, und dem durchschnittlichen Belüftungsgrad der Zigaretten, welche durch den reflektierten Sekundärlaserstrahl R' perforiert worden sind, größer als Null oder als der vorliegende, festgelegte Grenzwert, so daß die Überprüfungseinrichtung die Verschiebung des durchlässigen, reflektierenden Spiegels 1 so steuert, daß die Energieaufteilung des Primärlaserstrahls P auf die beiden Sekundärlaserstrahlen R und R' ausgeglichen wird und so, daß man näherungsweise gleiche Belüftungsgrade der Zigaretten S+F und S'+F erhält. Der durchlässige, reflektierende Spiegel 1 wird quer zu der Linie, welche die beiden Zonen 101 und 201 trennt, welche unterschiedliche Reflexionskoeffizienten haben, so verschoben, daß die Aufteilung des Primärlaserstrahls P auf die beiden Zonen 101 und 201 des durchlässigen, reflektierenden Spiegels 1 verändert wird, wodurch, je nachdem, ob der Primärlaserstrahl zu einem größeren Teil auf die eine Zone 101 oder auf die andere Zone 201 fällt, eine Abnahme oder Zunahme der Energie des reflektierten Sekundärlaserstrahls R auftritt, was dazu führt, daß die Energie des Sekundärlaserstrahls T, welcher durch den durchlässigen reflektierenden Spiegel 1 hindurchtritt, zunimmt oder abnimmt.
• Um einen vollständig gleichen Belüftungsgrad für alle hergestellten belüfteten Zigaretten zu erhalten, wie vorstehend im einzelnen beschrieben worden ist, steuert die Einrichtung zum Überprüfen des Belüftungsgrades der Zigaretten, falls erforderlich, auch eine Veränderung der Frequenz und/oder der Energie des Primärlaserstrahls P entsprechend der Differenz des durchschnittlichen Belüftungsgrades zwischen den belüfteten Zigaretten S+F und S'+F relativ zu einem festgelegten Bezugswert des Belüftungsgrades der Zigaretten.
• Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ist im wesentlichen wie die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform und weist im wesentlichen dieselben Bestandteile auf, die auch mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Jedoch ist in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der durchlässige, reflektierte Spiegel 1 stationär montiert und hat einen gleichförmigen Reflexionskoeffizienten auf seiner gesamten reflektierenden Fläche, während die Linse 1 zum Konzentrieren des Sekundärlaserstrahls R, welcher von dem durchlässigen, reflektierenden Spiegel 1 reflektiert wird, so montiert ist, daß sie in beiden Richtungen des reflektierten Sekundärlaserstrahls R verschiebbar ist, wie durch den Pfeil B1 in Fig. 3 angedeutet wird.
• Dank dieser ausgeklügelten Anordnung kann der Sekundärlaserstrahl R durch Verschieben der Linse L1 in einer der beiden Richtungen des Pfeiles B1 mehr oder weniger auf die Oberfläche des Bandes 3 konzentriert werden, wodurch in der Oberfläche dieses Bandes 3 Löcher hergestellt werden können, die größer oder kleiner sind als Löcher, die durch den Sekundärlaserstrahl R' erzeugt werden, dessen Linse L2 fest montiert ist, so daß der Strahl R' Immer denselben Konzentrationsgrad auf der Oberfläche des Bandes 3 hat. Deshalb kann, wenn die Spiegel 1 und 2 mit Staub bedeckt sind, so daß die reflektierten Sekundärlaserstrahlen R und R' nicht mehr dieselbe Energie haben und der durchschnittliche Belüftungsgrad der perforierten Zigaretten
• S+F nicht mehr im wesentlichen gleich dem durchschnittlichen Belüftungsgrad der Zigaretten S,+F ist, die Perforierwirkung durch die beiden Sekundärlaserstrahlen R und R' wieder ausgeglichen werden allein durch Verschieben der Linse L1. Auch in diesem Fall wird das Verschieben der Linse L1 entsprechend der durch die Überprüfungseinrichtung gemessenen Differenz zwischen dem durchschnittlichen Belüftungsgrad der Zigaretten S+F, welche durch den reflektierten Sekundärlaserstrahl R perforiert worden sind, und dem durchschnittlichen Belüftungsgrad der Zigaretten S'+F, welche durch den reflektierten Sekundärlaserstrahl R' perforiert worden sind, gesteuert, wodurch diese Differenz beseitigt oder minimal gemacht wird auf eine Art und Weise, die derjenigen der vorher beschriebenen Ausführungsform ziemlich ähnlich ist.
• Aus der vorstehenden Beschreibung gehen die Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung deutlich hervor. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in der Tatsache, daß der Belüftungsgrad der hergestellten Zigaretten gleichmäßig gemacht werden kann, und zwar nicht nur im Falle einer Veränderung der Zeitdauer des Zigarettenbelüftungsgrades, sondern auch im Fall eines Unterschiedes in dem Belüftungsgrad zwischen Zigaretten, die man gleichzeitig aus einer Einheit aus Filterstopfen und Zigaretten erhält. In beiden Fällen erreicht man dieses jeweils dadurch, daß man veranlaßt, daß die Frequenz und Energie des Primärlaserstrahls passend eingestellt wird und dadurch, daß man bewirkt, daß die Perforierwirkung durch die reflektierten Sekundärlaserstrahlen, insbesondere die Energieaufteilung des Primärlaserstrahls auf die Sekundärlaserstrahlen, welche man aus dem Primärlaserstrahl erhält, ausgeglichen wird.
• Die Vorteile der oben beschriebenen Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung liegen in dem außerordentlich einfachen und wirtschaftlichen Aufbau der Vorrichtung und in der ebenfalls zu berücksichtigenden Tatsache, daß eine solche Vorrichtung auch beim Vergrößern und Verändern irgendeiner Perforiervorrichtung der bekannten Maschinen zur Herstellung von belüfteten Zigaretten verwirklicht werden kann, ohne daß man übermäßige Konstruktionskosten tragen muß.
• Eine weitere Verbesserung der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, ist die modifizierte Ausführungsform, welche in Fig. 4 dargestellt ist. In dieser modifizierten Ausführungsform ist nicht nur die Linse L1, sondern auch die Linse L2 so montiert, daß sie in Richtung des reflektierten Sekundärlaserstrahls R' (Pfeil B2) verschiebbar ist, so daß sowohl die Perforierwirkung durch den Sekundärlaserstrahl R als auch die Perforierwirkung durch den Sekundärlaserstrahl R' gleichzeitig verändert werden können.
• Im Unterschied zu den vorher beschriebenen Ausführungsformen wird das Verschieben der Linse L1 und das Verschieben der Linse L2 jeweils unabhängig voneinander gesteuert und zwar auf der Basis des Unterschiedes des durchschnittlichen Belüftungsgrades zwischen einer vorbestimmten Anzahl der zugehörigen Zigaretten S+F, S'+F und (relativ zu) einem Bezugswert für den durchschnittlichen Belüftungsgrad, welcher in der Überprüfungseinrichtung eingestellt worden ist. Damit wird sowohl der erwünschte Ausgleich der Perforierwirkung der reflektierten Sekundärlaserstrahlen R und R' als auch die Veränderung, die erforderlich ist, um den Belüftungsgrad der Zigaretten konstant zu halten, während sie hergestellt werden, gleichzeitig erreicht, ohne daß jedoch die Frequenz und/oder die Energie des Primärlaserstrahls P auch geregelt werden muß, wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen.

Claims (14)

1. Verfahren zum Perforieren von Zigaretten oder ähnlichen stabförmigen Gegenständen mit Hilfe von Laserstrahlen, wobei eine Einheit aus Filterstopfen und Zigaretten (S+2F+S'), die aus einem Filterstopfen (2F) doppelter Länge, der zwischen zwei Zigaretten (S, S') eingesetzt ist, besteht und der mit diesen verbunden ist durch Einwickeln und Verkleben eines Abdeckverbindungsbandes (3) bzw. Deckstreifens, an jedem Ende des Filterstopfens (2F), der zu der jeweiligen Zigarette (S, S') gehört, mit zumindest einer Reihe von Löchern (4, 5) versehen ist, die quer zu der Achse der Einheit aus Filterstopfen und Zigaretten (S+2F+S') ausgerichtet ist, und welche in dem Abdeckband (3) durch eine Perforierung mit zwei Laserstrahlen (R, R') hergestellt ist, die man erhält durch Aufteilung eines pulsierenden, primären einzelnen Laserstrahls (P) in zwei Sekundärlaserstrahlen (R, T) gleicher Energie und dadurch, daß man veranlaßt, daß die Einheit aus Filterstopfen und Zigaretten (S+2F+S') sich um ihre Achse dreht, wobei Vorkehrungen getroffen werden für eine abschließende Überprüfung des Grades der Belüftung der Zigaretten (S+F, S'+F), welche entsprechend dem Unterschied des gemessenen Wertes zwischen dem durchschnittlichen Grad der Belüftung einer vorbestimmten Anzahl von Zigaretten (S+F, S'+F) relativ zu einem Bezugswert des Grades der Belüftung der Zigaretten, die Frequenz und die Energie des pulsierenden primären Laserstrahls (P) beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem abschließenden Schritt der Überprüfung des Belüftungsgrades der Zigaretten (S+F, S'+F) der durchschnittliche Belüftungsgrad von einer gegebenen Zahl von Zigaretten (S+F) gemessen wird, die durch einen (R) der zwei sekundären Laserstrahlen perforiert worden sind, und der durchschnittliche Belüftungsgrad der Zigaretten (S'+F) gemessen wird, die gleichzeitig von dem anderen sekundären Laserstrahl (R') perforiert worden sind, und daß ein solcher Ausgleich der Perforierwirkung durch die beiden sekundären Laserstrahlen (R, R') bewirkt wird, so daß mit jedem sekundären Laserstrahl identische Gesamtquerschnitte der Belüftungslöcher erhalten werden entweder aufgrund der Differenz des gemessenen Wertes des durchschnittlichen Belüftungsgrades der Zigaretten (S+F), die von einem (R) der zwei sekundären Laserstrahlen und dem gemessenen Wert des durchschnittlichen Belüftungsgrades der Zigaretten (S'+F), welche von dem anderen der sekundären Laserstrahlen (R') perforiert worden sind, oder entsprechend der Differenz zwischen einem Bezugswert des Belüftungsgrades für die Zigaretten und dem gemessenen Wert des durchschnittlichen Belüftungsgrades der Zigaretten (S+F), welche von einem (R) der beiden sekundären Laserstrahlen perforiert wurden und der Differenz zwischen dem Bezugswert und dem gemessenen Wert des durchschnittlichen Belüftungsgrades der Zigaretten (S'+F), welche von dem anderen sekundären Laserstrahl (R') perforiert wurden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen des Ausgleichs der Perforierwirkung durch die sekundären Laserstrahlen (R, R') die Energieaufteilung des pulsierenden primären Laserstrahls (P) auf die zwei sekundären Laserstrahlen (R, R') ausgeglichen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieaufteilung des primären Laserstrahls (P) auf die sekundären Laserstrahlen (R, T), die man durch Aufteilung des primären Laserstrahls (P) mit Hilfe eines durchlässigen, reflektierenden Spiegels (1) (halbdurchlässiger Spiegel) erhält, durch Veränderung des Reflexionskoeffizienten des durchlässigen, reflektierenden Spiegels (1) ausgeglichen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichen der Perforierwirkung durch die zwei sekundären Laserstrahlen (R, R') durchgeführt wird, indem man bewirkt, daß die sekundären Laserstrahlen (R, R') in unterschiedlichem Maße auf die entsprechende Oberfläche des Deckbandes (3) konzentriert werden, so daß dadurch Löcher von unterschiedlichem Durchmesser hergestellt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der sekundären Laserstrahlen (R, R') auf den jeweiligen Bereich des Abdeckbandes (3) verändert wird durch Verschieben zweier Fokussierlinsen (L1, L2), die jeweils zu einem der zwei sekundären Laserstrahlen (R, R') gehören, oder durch Verschieben nur einer der beiden Linsen in beiden Richtungen (Pfeil B1 und Pfeil B2) des jeweiligen sekundären Laserstrahles (R, R').

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, welche eine Laserquelle zum Erzeugen nur eines pulsierenden, primären, einzelnen Laserstrahles (P), einen ersten durchlässigen, reflektierenden Spiegel (1), zum Aufteilen des primären Laserstrahles (P) in zwei sekundäre Laserstrahlen (R, R') derselben Energie, d. h. in einen sekundären Laserstrahl (T), der durch den ersten Spiegel hindurchtritt und in einen sekundären Laserstrahl (R), der in Richtung eines der Enden des Filterstopfens (2F) reflektiert wird, welcher zu einer Zigarette (S) gehört, einen zweiten ausschließlich reflektierenden Spiegel (2), von welchem der sekundäre Laserstrahl (T),der durch den ersten durchlässigen, reflektierenden Spiegel (1) hindurchtritt, als ein reflektierter sekundärer Laserstrahl (R') in Richtung des Endes des Filterstopfens (2F) abgelenkt wird, der zu der gegenüberliegenden Zigarette (S') gehört, eine Fokussierlinse (L1, L2) für jeden der reflektierten sekundären Laserstrahlen (R, R'), um die Strahlen auf die jeweilige Oberfläche des Abdeckbandes (3) zu konzentrieren, eine Einrichtung zum Überprüfen des Belüftungsgrades der Zigaretten (S+F, S'+F) und eine Steuerung der Laserquelle zum Erzeugen des pulsierenden primären Laserstrahls (P) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der Energieaufteilung des primären Laserstrahles (P) auf die beiden sekundären Laserstrahlen (R, R'), Einrichtungen vorgesehen sind zum Verändern des Reflexions-/Transmissionskoeffizienten von und durch den durchlässigen, reflektierenden Spiegel (1), wobei die Einrichtung gesteuert wird durch die Einrichtung zum Überprüfen des Belüftungsgrades der Zigaretten (S+F, S'+F).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des durchlässigen reflektierenden Spiegels (1) in zwei Bereiche aufgeteilt ist, welche unterschiedliche Reflexionskoeffizienten haben, wobei jeder Bereich der Oberfläche mit einer Schicht aus reflektierendem Material (101, 201) mit jeweils einem unterschiedlichen Reflexionskoeffizienten beschichtet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Schicht (101) und die andere Schicht (201) aus reflektierendem Material einen unterschiedlichen Reflexionskoeffizienten hat, der jeweils 40% und 60% des einfallenden Strahles beträgt, wobei die beiden Schichten sich in etwa über die Hälfte der Oberfläche des durchlässigen, reflektierenden Spiegels (1) erstrecken und wobei die Linie, welche die beiden Schichten trennt, eine gerade Linie ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der pulsierende primäre Laserstrahl so gerichtet ist, daß er teilweise auf den einen reflektierenden Bereich (101) und teilweise auf den anderen reflektierenden Bereich (201) des durchlässigen, reflektierenden Spiegels (1) fällt und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um den durchlässigen, reflektierenden Spiegel (1) quer zu der Trennlinie der beiden Schichten (101, 201), welche einen unterschiedlichen Reflexionskoeffizienten haben, zu verschieben, und auch quer zu dem primären Laserstrahl (P), wobei die Einrichtungen von der Einrichtung zum Überprüfen des Belüftungsgrades der perforierten Zigaretten so gesteuert werden, daß der Teil des primären Laserstrahls (P), welcher auf den einen Bereich (101) des durchlässigen, reflektierenden Spiegels (1) fällt, relativ zu dem Teil des primären Laserstrahls (P) verändert wird, der auf den anderen Bereich (201) des Spiegels (1) fällt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verschieben des durchlässigen, reflektierenden Spiegels aus einer Mikrometerverschiebeeinrichtung besteht.

11. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß, um zu bewirken, daß die beiden reflektierten sekundären Laserstrahlen (R, R') unterschiedlich auf den jeweiligen Bereich des Abdeckbandes (3) konzentriert werden, wodurch Löcher unterschiedlichen Durchmessers in dem Abdeckband hergestellt werden, diese Vorrichtung mit Einrichtungen zum Verschieben der Linse (L1) zum Fokussieren eines (R) der reflektierten sekundären Laserstrahlen in beiden Richtungen (Pfeil B1) des Laserstrahles (R) versehen ist, so daß eine Veränderung des Durchmessers des Fokusfleckes erhalten wird, welcher von dem reflektierten sekundären Laserstrahl (R) auf der jeweiligen Fläche des Abdeckbandes (3) erzeugt wird, wobei die Einrichtungen zum Verschieben der Linse (L1) von der Einrichtung zum Überprüfen des Belüftungsgrades der Zigaretten gesteuert werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Linse (L1, L2) zum Fokussieren jedes reflektierten sekundären Laserstrahls (R, R') mit Einrichtungen zum Verschieben einer der Linsen unabhängig von der anderen Linse in beiden Richtungen (Pfeil B1 und Pfeil B2) der reflektierten Laserstrahlen (R, R') versehen ist, welcher zu der jeweiligen Linse gehört, wobei die Einrichtungen zum Verschieben der Linsen unabhängig voneinander durch die Einrichtung zum Überprüfen des Belüftungsgrades der Zigaretten gesteuert werden.

13. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorstehenden Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verschieben der Linsen (L1, L2) Mikrometerverschiebeeinrichtungen sind.

14. Verfahren und Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren und die Vorrichtung für das Perforieren beliebiger anderer Arten von stabähnlichen Gegenständen verwendet wird.