打孔设备制造技术

一种在细长圆柱形物体的圆周面上形成孔的打孔设备，它包括产生至少一高能光束的光源，光束用来在物体中形成孔；由引导光束跟踪使光束作用在通过工作区的物体上形成孔的引导跟踪装置形成的工作区；使物体在通过工作区同时围绕其纵向轴线转动以暴露在光束中的滚动装置；及在工作区中传送物体的传送装置。本发明专利技术还包括光折射装置，光束在到达工作区前通过光折射装置，从而在光束受引导跟踪时使光束保持聚焦在工作区中各部位上。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在细长圆柱形物体、特别是香烟的圆周面上形成孔的打孔设备，该设备包括一产生至少一高能光束的光源，以便用该光束在物体上形成孔；一工作区，该工作区可由一引导跟踪装置形成，该引导跟踪装置引导跟踪该光束，使得该光束在该工作区中作用在通过该工作区的一物体上而在该物体上形成孔；滚动装置，该滚动装置使得物体在通过该工作区的同时围绕它们的纵向轴线转动，以使其暴露在光束中；以及传送物体通过工作区的传送装置。这种设备是公知的。这种设备特别在烟草加工业中用来在烟草制品、特别是香烟中形成一透气区。该透气区通常形成在烟草制品或香烟的蒙皮中。大多形成在烟草制品末端区圆周面中的孔在烟草业中具有重大意义，因为如此打孔的烟草制品使吸烟者吸烟时可把周围大气中的冷空气加入到烟气中。该冷空气又影响尼古丁的比例并冷凝在烟气中。对于在一细长圆柱形物体、特别是香烟的圆周面中形成孔来说，重要的一点是可均匀、反复形成孔。为此，在现有技术中大多使用激光作为光源。此时，可通过激光光束的合适聚焦改变圆周面上孔的大小。在现有技术中，大多把滚筒或类似物用作待打孔香烟的传送装置。这些滚筒把其轴线横置的香烟传过激光光束的照射点。为了不仅在圆周面上的一个位置上，而且在圆周面的至少一部分上打孔，在用作传送装置的滚筒传送轴线横置的香烟同时，通常用滚动装置滚动香烟，该滚动装置在与滚筒相对一边上抵靠香烟。物体在两个表面之间如此滚动时重要的一点是，尽可能减小香烟或烟草制品所受压力。因为这类压力对香烟质量有不利的影响。使用激光的一种现有打孔设备例如可从US 5 148 818中了解到。该专利所公开的打孔设备把多个滚轮用作香烟的传送装置。一用作滚动装置的传送带在这些滚轮上转动，从而把香烟置于传送带与这些滚轮之间。由于传送带的移动速度与滚轮不同，因此位于传送带与滚轮之间的香烟围绕其轴线转动。此外，滚轮之一的中心有一激光，其激光光束也转动，从而在转动香烟中烧出孔来。该现有技术的一个缺点是，激光光束必须随着滚轮之一转动，且激光光束的转动必须与香烟的传送精确同步，因此这种结构的设备技术复杂，费用极高，从而成本极高。另一现有技术可见于DE 33 10 930。在该专利所公开的打孔设备中，香烟在一滚筒上环行，用一心形反光器在香烟蒙皮中形成合适的孔，一激光光束在该反光器中环行。该现有技术的缺点也是需要的技术复杂、费用极高，以便在转动心形反光器中的激光光束的同时与激光光束的转动或反射同步地转动香烟至合适位置，从而在香烟的蒙皮中均匀地形成孔。另一现有技术见于DE 34 31 051。在该专利中，激光也与一复杂的反光装置连接。在该例中，同样用布置得非常复杂的反光镜引导激光光束，把反光器转动到在一滚轮上转动的香烟的蒙皮上的打孔位置。该设备也非常复杂和昂贵，此外还很难实现同步。另一现有技术见于DE 34 31 067。该专利为上述两专利的组合。因此其缺点与上述两专利相同。另一打孔设备见于DE 42 18 266。在该设备中，被传送的香烟位于多个滚轮之间以便它们能在这些滚轮之间滚动。香烟的传送滚轮上有一多角镜把激光光束投射到待打孔的香烟上。这种结构的缺点也是必须用昂贵、复杂的多角镜对香烟打孔。此外，该设备的另一个缺点是，香烟分别位于三个滚轮之间，因此每一根香烟所受压力很大，对香烟造成不利影响。最后，DE 27 51 522公开了另一打孔设备。在表示本领域最相关的打孔设备中，香烟在一滚筒与一所谓的滚动台之间围绕其轴线转动。香烟在这一转动过程中也被一激光光束打孔。在滚筒与滚动台之间滚动过程中，香烟在如此形成的滚动路径中相对激光前行，激光光束受引导而跟踪在滚动路径中移动的香烟。在该现有打孔设备中使用其圆周面上有多个反光镜的一滚筒实现激光光束的引导跟踪。这种转动的多角反光镜结构的触发必须与香烟在由滚筒和滚动台构成的滚动路径中的移动完全同步。因此，为了打出满意的孔，该现有技术也需要很高的同步性和精度。除了上述缺点，该现有技术的另一个缺点是，只能在香烟围绕其轴线转动半圈的过程中对香烟打孔。因此在该现有技术中香烟完全用激光光束打孔。在该现有技术中，只有这样才能在滚动路径中对香烟的整个圆周面打孔。但是在香烟的生产中往往不希望如此刺穿整个香烟。因此，本专利技术的目的是消除现有技术中的上述缺点，提供这样一种打孔设备，其技术简单、费用低、无需复杂的同步就可对细长圆柱形物体、特别是香烟的整个圆周面打孔。在这方面，本专利技术还努力确保打孔时作用在物体上的力、特别是滚动装置的作用力尽可能小。在本说明书开始部分所述那类打孔设备中，为实现上述目的，按照本专利技术，提供一种静止的光折射装置，用来打孔的激光光束在到达实际工作区前穿过该光折射装置，从而在光束跟踪正通过工作区的物体时，光束聚焦在工作区中各部位。本专利技术的优点特别在于，本专利技术光折射装置无需使用复杂、昂贵的反光镜结构和复杂、昂贵的转动反光镜。相反，按照本专利技术，光有一个静止的光折射装置就够了，光束在到达工作区之前经过该光折射装置，光束在光束的整个移动中靠引导跟踪装置扫过工作区。按照本专利技术，该光折射装置最好为一焦点矫正透镜(F-theta透镜)。使用这种透镜可特别简单地实现本专利技术。因为可把这种透镜的主平面布置成与待打孔物体的传送路径平行，从而使得透镜在光束的整个引导跟踪区中位于照射到工作区的光束的路径中。在这种情况下，焦点矫正透镜(F-theta透镜)确保光束、特别是激光光束在覆盖工作区的整个引导跟踪运动过程中被透镜聚焦在工作区的各部位上的情况下照射到待打孔物体或其圆周面上。这是因为焦点矫正透镜(F-theta透镜)沿主平面的整个宽度上具有相同的焦距。因此，在使用这种透镜的情况下，光束或激光光束可在主平面上位移，而焦距和穿过这种透镜的激光光束的而焦点不改变。因此，使用这种透镜可使光束跟踪在横向传送带上滚动的移动物体，而光束不散焦。具有上述优点的透镜例如可从德国Laser Components GmbH ofOlching获得。在这方面，特别可使用该公司出品的平凸透镜、F-theta平面场凹凸透镜和球面ZnSe-theta平面场透镜。在本专利技术一特别优选实施例中，传送装置为一横向传送器。在本专利技术该实施例中，该横向传送器可为一传送带或一滚筒。该横向传送器传送其纵向轴线与传送方向垂直的待打孔物体、特别是香烟。待打孔物体用这种横向传送器移入光束的工作区中。然后，在由光束引导跟踪装置形成的光束工作区中，在与其轴线垂直方向上移动通过工作区的物体的圆周面上打孔。当物体移动通过工作区时，用最好为枢转反光镜的引导跟踪装置使得光束、特别是激光光束跟踪该物体，从而确保待打孔物体在工作区中的整个周期中受光源的照射，从而在物体在工作区中的整个周期中对物体的圆周面打孔。如要在物体的整个圆周面上打孔，物体在工作区中移动的同时必须转动。这用上述滚动装置实现。滚动装置使得物体围绕其轴线转动。在本专利技术一优选实施例中，该滚动装置为一与横向传送器正对的共同作用相配滚动面。该相配滚动面可为一相配滚动带或一相配滚筒。在这种结构中，相配滚动面与横向传送器的传送运动方向可以相反，也可相同。当相配滚动面为同一方向上的一传送件时，待打孔物体在横向传送器与相配滚动面共同作用的区域中滚动加速。当相配滚动面和横向传送器为相反方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在一细长圆柱形物体（１６）、特别是一香烟的圆周面上形成孔的打孔设备，该装置包括：产生至少一高能光束（２）的至少一个光源，通过该光束能在该物体（１６）上形成孔；至少一工作区，该工作区可由一引导跟踪装置（６）形成，该引导跟踪装置用于 引导该光束（２）进行跟踪，并且在该工作区中光束（２）作用在运动通过该工作区的一物体（１６）上而形成孔；滚动装置（２４、２８、４０、４２、５０），用于使该物体（１６）在通过工作区的同时围绕其纵向轴线转动，以使其圆周面暴露在光束（２）中；以 及用于传送物体（１６）通过工作区的传送装置（２０、４６）；其特征在于，该装置还包括：一个光折射装置（１２），激光光束（２）在到达工作区之前通过该光折射装置，使得在光束（２）受引导跟踪中，光束保持聚焦在工作区中各部位。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曼弗雷德东贝克，赫尔穆特福斯，
申请(专利权)人：豪尼机械工程股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]