專利名稱：生產(chǎn)通氣香煙的打孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)通氣香煙的打孔裝置。
如美國專利5105 833號(hào)中所述，這種所謂的“通氣”香煙或“具有通氣孔”的香煙的生產(chǎn)使用打孔設(shè)備，其打孔“工具”包括一聚焦于香煙上的激光束，以在每根香煙上形成一圈通氣孔，即多個(gè)沿香煙的同一圓周排列的孔。
本發(fā)明的目的是提供一種用于生產(chǎn)通氣香煙的直接和價(jià)廉的打孔裝置，在每一根這種香煙上具有至少兩圈通氣孔。
按照本發(fā)明，提供了一種用于生產(chǎn)通氣香煙(即具有通氣孔的香煙)的打孔裝置，這種裝置包括輸送裝置，用于沿一通道連續(xù)地輸送香煙，該通道沿一第一軸線方向延伸并與香煙的第二軸線方向交叉；與上述輸送裝置連接的旋轉(zhuǎn)裝置，當(dāng)香煙沿上述通道輸送時(shí)，所述的旋轉(zhuǎn)裝置用于使每根香煙繞各自的第二軸線旋轉(zhuǎn)；一用于沿第一軸線發(fā)射一激光束的激光源；一活動(dòng)的反射聚焦裝置；以及一繞上述第一軸線旋轉(zhuǎn)的反射元件，用于接收所述的激光束并在香煙的給定點(diǎn)形成一聚焦的激光束；其特征在于所述的活動(dòng)裝置包括至少一個(gè)衍射光學(xué)元件，用于將聚焦的光束分解成一給定數(shù)目的相同的更多的激光束，以在每根香煙上形成多圈與上述給定數(shù)目相等的通氣孔。
下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例的方式來描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于本實(shí)施例，附圖中

圖1給出了本發(fā)明所述的裝置的一優(yōu)選實(shí)施例的橫剖面圖；圖2示出的是圖1的簡(jiǎn)要詳圖，部分零件移去，以便清晰地表示。
附圖中，標(biāo)號(hào)1表示一激光打孔裝置，用于在多支香煙4的一端形成至少兩圈2平行的通氣孔3，以此來生產(chǎn)具有通氣孔的香煙(下面簡(jiǎn)稱“通氣香煙”)。
裝置1包括一輸送裝置5，而輸送裝置5則依次包括一輸送鼓6，該輸送鼓6由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)使其大體上以一恒定的第一角速度繞軸7旋轉(zhuǎn)，并且沿一通道P連續(xù)地輸送香煙4，所述的通道P繞軸線7延伸，并處于一與香煙4的縱軸線8的方向橫交，所述的縱軸線8平行于軸線7。
裝置1還包括一旋轉(zhuǎn)裝置9，該旋轉(zhuǎn)裝置9采用熟知的方式安裝于鼓6并由鼓6驅(qū)動(dòng)，并且對(duì)于每根香煙4來說，還包括一吊籃(gondola)10，其上具有一座11，用于以熟知的方式夾住每一根從座11上突出的香煙4，并使每根香煙4繞著座11平行于軸線7的軸線12旋轉(zhuǎn)，所述的軸線12大體上與軸線8同軸。
裝置1還包括一激光源13a，用于沿與鼓6的軸線7一致的一軸線方向發(fā)射一激光束13；一活動(dòng)的反射和聚焦裝置14，以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝于鼓6上，通過其中的軸承15而繞軸線7旋轉(zhuǎn)；以及一反射元件16，該反射元件16成截頭的規(guī)則的棱錐形，其軸線與軸線7共軸，而其錐頂朝向遠(yuǎn)離鼓6的方向，并且通過其中的一鐘形罩17，使該棱錐16與鼓6連為一體，所述的鐘形罩17由鼓6向活動(dòng)裝置14方向延伸，其凹口朝向鼓6?；顒?dòng)裝置14以及反射元件16用于把光束13射到每根香煙4上，以形成由通氣孔3組成的孔圈2。
活動(dòng)裝置14包括一管狀軸18，安裝成可繞軸線7在鼓6內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并且在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下以一第二角速度旋轉(zhuǎn)，相對(duì)于所述的第一角速度，該第二角速度可根據(jù)所需而變化，并隨在每根香煙4之每一孔圈2上要形成的孔3的數(shù)目成正比增大。活動(dòng)裝置14還包括一以凸裝方式在鐘形罩17前端之前安裝于軸18上的前端19；而激光源13a則位于鼓6上與前端19相對(duì)的另一端，并且沿著一位于軸18內(nèi)的軸管20發(fā)射光束13，進(jìn)入前端19內(nèi)。
前端19包括一杯形體21，以使其凹穴面向鐘形罩17的方式安裝于軸18的一圓柱形端部22上，該圓柱形端部22伸出于鐘形罩17前端之外；所述的杯形體21包括一垂直于軸線7的端壁23、以及一圓柱形的側(cè)壁24，該側(cè)壁24與軸線7同軸，并且從端壁23處開始延伸越過鐘形罩17；在端壁23上設(shè)置有一中央通孔25，軸18的端部22安裝于該中央通孔25中。
通孔25的前端由一蓋26封閉，該蓋26用螺釘27安裝于端壁23的前表面上，還設(shè)置有一管狀附件28，該管狀附件31在端部22內(nèi)延伸，其前端由一柱塞29封住，而柱塞29則由螺釘30安裝在蓋26上。蓋26還具有一在孔32內(nèi)延伸的附件31，而該孔32則是通過附件28與軸7同軸地形成。
附件28的后端為一環(huán)形表面33，該環(huán)形表面33位于端部22內(nèi)并且適當(dāng)?shù)貎A斜，例如，相對(duì)于軸線7基本上傾斜45°，并且其上裝有一塊半透明的鏡子34，用于將光束13分成兩條相同的光束35和36。光束35由鏡子34通過一第一徑向孔37向外偏轉(zhuǎn)，所述的第一徑向孔37形成于端部22內(nèi)，光束同時(shí)也通過一第二孔38向外偏轉(zhuǎn)，該孔38與孔37同軸，并形成于壁23內(nèi)?？?8端接在形成在壁23上的傾斜孔39內(nèi)，并且該傾斜孔39朝向反射元件16延伸，而反射元件16上設(shè)置有一傾斜的環(huán)形表面40，該環(huán)形表面40上依次具有用于每一吊籃10的各個(gè)反射表面或鏡子41，每個(gè)反射表面或鏡子41則面向香煙4從各個(gè)吊籃10上伸出的部分。
孔39內(nèi)嵌入一空心塞42，該空心塞42包括一前端壁43、及一圓柱形側(cè)壁44，側(cè)壁44上具有一與孔38一致的側(cè)孔45。端壁43上裝有一附件46，該附件46伸入側(cè)壁44內(nèi)，并由一傾斜的反射表面47限定，該反射表面47用于接收和反射光束35，并通過一聚焦透鏡48以及一衍射光學(xué)元件49將光束35沿軸線7方向偏轉(zhuǎn)，所述的聚焦透鏡48嵌置于側(cè)壁44內(nèi)并與側(cè)壁44交叉，而衍射光學(xué)元件49則構(gòu)成活動(dòng)裝置14的一部分，并安裝于側(cè)壁44上，例如安裝于透鏡48的相對(duì)于反射表面47的另一側(cè)。
光學(xué)元件49上設(shè)置有一面向透鏡48的平直的前表面50，該前表面還與光束35的入射方向交叉；以及至少兩個(gè)平直的后表面51，所述的后表面51相對(duì)于前表面50傾斜一給定的角度A，從而使光學(xué)元件49形成楔形形狀，并且其楔頂朝向軸7。光學(xué)元件49用于將光束35分解成多個(gè)與表面51的數(shù)目相等的相同光束，而這些表面51則由光學(xué)元件49所提供。
透鏡48與光學(xué)元件49配合以使光束52在軸7的各個(gè)聚焦點(diǎn)(未示出)處聚焦，但在實(shí)際使用中，光束52是由鏡子41進(jìn)行折射，各鏡子41把光束52通過一形成于壁24內(nèi)的徑向孔53朝外反射，從而在以各個(gè)吊籃10上伸出的香煙4的端部的圓周上形成各個(gè)反射的聚焦點(diǎn)54。
附件31在其后端由一傾斜表面55收尾，相對(duì)于表面33來說，該傾斜表面55適當(dāng)?shù)貎A斜，并且該表面上支承有一鏡子56，用于將光束36通過一形成在附件28內(nèi)的孔57形成在端部22的孔58以及形成在壁23內(nèi)的孔59向外偏轉(zhuǎn)，孔59與孔57、58同軸線，而孔59端接一傾斜的孔60，所述的傾斜孔60形成于壁24內(nèi)并且伸向鏡子41。
孔60內(nèi)嵌有一空心的柱塞61，該柱塞61包括一前端壁62和一圓柱形側(cè)壁63，而所述的側(cè)壁63上則具有一與孔59一致的側(cè)孔64。壁62上裝有一伸入壁63內(nèi)的附件65，該附件65由一傾斜的反射表面66限定，反射表面用于接收光束36并將其向軸線7的方向偏轉(zhuǎn)，通過一聚焦透鏡67以及一衍射光學(xué)元件68，所述的聚焦透鏡67嵌套于壁63內(nèi)并與之交叉，而衍射光學(xué)元件68則構(gòu)成活動(dòng)裝置14的一部分并且安裝于壁63內(nèi)相對(duì)于反射表面66的透鏡67的另一側(cè)上。
光學(xué)元件68上具有一平直的前表面69，面向透鏡67并且與光束36的入射方向交叉；以及至少兩個(gè)平直的后表面70，其相對(duì)于表面69傾斜一給定的角度A，以使光學(xué)元件69構(gòu)成一楔形并且其楔頂面向軸線7。光學(xué)元件68用于將光束36分解成多個(gè)與表面70的數(shù)目相等的相同光束71，而這些表面70則由光學(xué)元件68所提供。
透鏡67與光學(xué)元件68相配合使光束71在軸線7的相應(yīng)的聚焦點(diǎn)(未示出)處聚焦，但在實(shí)際使用中，光束71是由鏡子41進(jìn)行折射，各鏡子41反射光束71通過一形成于壁24內(nèi)的徑的孔72朝外，從而在從各個(gè)吊籃10上伸出的香煙4的末端的圓周上形成各個(gè)反射聚焦點(diǎn)73。
在實(shí)際使用中，香煙4是在其輸送過程中在橫向于其各自軸線8的方向、沿著一給定的小于360°的打孔弧進(jìn)行打孔，該打孔弧一般是在一裝載位置(未示出)和一卸載位置(未示出)間延伸，香煙4在其裝載位置處裝載于鼓6上，而在卸載位置處，已打過通氣孔的香煙4則從鼓6上卸下。香煙4沿打孔弧橫向地輸送，并且由各個(gè)吊籃10以一恒速使其繞各香煙4軸線8旋轉(zhuǎn)，從而在打孔弧的起點(diǎn)與終點(diǎn)之間可完成給定數(shù)目的繞各個(gè)軸線8的完整的旋轉(zhuǎn)。
在打孔過程中，活動(dòng)裝置14繞軸7以與鼓6相同的方向旋轉(zhuǎn)，但其旋轉(zhuǎn)角速度的絕對(duì)值大于鼓6的角速度值，該旋轉(zhuǎn)角速度絕對(duì)值正比于需在每一孔圈2上形成的孔3的數(shù)目。當(dāng)活動(dòng)裝置14繞軸線7旋轉(zhuǎn)時(shí)，光束52和71沿每一鏡子42掃描，并且在各個(gè)點(diǎn)54及73處聚焦，直至其在每一香煙4上打完孔。例如，給定打孔弧為240°，并且當(dāng)香煙沿該打孔弧輸送時(shí)，假定每一香煙4繞其各自的軸線8進(jìn)行兩次完整的旋轉(zhuǎn)，并且在每根香煙4上需形成20個(gè)通氣孔，則該可移動(dòng)裝置14將以大約為鼓6的角速度的15倍的一角速度旋轉(zhuǎn)。
在上述操作條件下，對(duì)于活動(dòng)裝置14繞軸線7的每一次完整的旋轉(zhuǎn)，裝置1在打孔弧內(nèi)每一根香煙4的每一孔圈2上形成兩個(gè)孔3，并且離開打孔弧的每根香煙4具有至少兩圈2各20個(gè)孔3，每圈孔沿香煙4相同的圓周排列。
用于生產(chǎn)具有一圈2通氣孔3的通氣香煙4的公知的激光打孔裝置，只需在沿激光束的一給定點(diǎn)處設(shè)置所述類型的一光學(xué)元件，就可轉(zhuǎn)換成用于具有至少兩圈2通氣孔3的通氣香煙4的激光打孔裝置?；蛘?，可僅使用與上述基本上相同的光學(xué)元件就可形成更多圈2的通氣孔3，或在每一個(gè)孔圈2上可形成附加的通氣孔3，但是其特點(diǎn)在于與兩個(gè)后表面51，70不同，可根據(jù)對(duì)香煙4進(jìn)行打孔的需要，采用給定數(shù)量的平直的后表面，其范圍在最少為2至最多為6之間。
對(duì)于前端19來說，相應(yīng)于反射表面47，透鏡48及光學(xué)元件49的光學(xué)裝置，或者相應(yīng)于反射表面66、透鏡67以及光學(xué)元件68的光學(xué)裝置，在數(shù)量上可不只是兩個(gè)，實(shí)際上前端19可裝有1或3個(gè)或4個(gè)這種光學(xué)裝置。如果使用的不只是兩個(gè)光學(xué)裝置，則用于分解光束的裝置34、56必須由一進(jìn)行適當(dāng)修改的裝置取代，以將進(jìn)入的光束分解成所需的數(shù)目的光束。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)通氣香煙(4)的打孔裝置(1)，該裝置包括輸送裝置(5)，用于沿一通道(P)連續(xù)地輸送香煙(4)，該通道(P)沿一第一軸線(7)方向延伸并與香煙(4)的第二軸線(8)交叉；與該輸送裝置(5)相連的旋轉(zhuǎn)裝置(9)，用于當(dāng)香煙(4)沿上述通道(P)輸送時(shí)使每根香煙(4)繞其各自的第二軸線(8)旋轉(zhuǎn)；一激光源(13a)，用于沿所述第一軸線(7)發(fā)射一激光束(13)；一活動(dòng)的反射和聚焦裝置(14)；以及一繞所述第一軸線(7)旋轉(zhuǎn)的反射元件(16)，用于接收所述的光束(13)并把一聚焦的光束(35；36)射到香煙(4)的給定點(diǎn)處，其特征在于所述的活動(dòng)裝置(14)包括至少一個(gè)衍射光學(xué)元件(49；68)，用于將聚焦的光束(35；36)分解成給定數(shù)目的相同的更多的光束(52；71)，以在每根香煙(4)上形成與上述給定數(shù)目相等的多圈(2)通氣孔(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的衍射光學(xué)元件(49；68)具有一個(gè)平直的前表面(50；69)，它與所述的聚焦光束(35；36)交叉，以及給定數(shù)目的平直的后表面(51；70)；所述的后表面(51；70)相對(duì)于所述的前表面(50；69)傾斜一給定的角度(A)，以將所述聚焦光束(35；36)分解成上述給定數(shù)目的更多的激光束(52；71)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的給定數(shù)目為2。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述活動(dòng)裝置(14)還包括一面向衍射光學(xué)元件(49；68)的所述前表面(50；69)的聚焦透鏡(48；67)。
5.如上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述的輸送裝置(5)包括一鼓(6)，用于輸送所述的香煙(4)并以第一角速度使香煙繞所述第一軸線(7)旋轉(zhuǎn)；所述的旋轉(zhuǎn)裝置(9)上設(shè)置有多個(gè)座(11)，用于放置各個(gè)所述的香煙(4)，并相對(duì)于所述的鼓(6)均勻地間隔設(shè)置，每一座(11)繞其各自的軸線(12)旋轉(zhuǎn)，該軸線(12)在使用中實(shí)質(zhì)上與每一所述香煙(4)的第二軸線(8)重合。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所安裝的所述的反射元件(16)，用于以第二角速度繞所述的第一軸線(7)旋轉(zhuǎn)；所述的第一和第二角速度的比值為在每根香煙(4)之每一所述孔圈(2)上形成的通氣孔(3)的數(shù)目的正函數(shù)。
7.如上述權(quán)利要求之任一所述的裝置，其特征在于它還包括分解裝置(34)，用于將所述的激光束(13)分解成至少兩個(gè)分光束(35；36)；所述的活動(dòng)反射和聚焦裝置(14)包括一用于每一所述分光束(35；36)的所述的衍射光學(xué)元件(49；68)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述的分解裝置(34)包括一半透明的鏡子(34)。
全文摘要
一種用于生產(chǎn)通氣香煙(4)的打孔裝置(1)，其中激光源(13a)沿軸線(7)發(fā)射激光束(13)通過一活動(dòng)的反射和聚焦裝置(14)及一反射元件(16)進(jìn)行反射和聚焦，裝置(14)和元件(16)都繞軸線(7)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一聚焦的光束(35；36)，直射于沿著光束(13)的軸線(7)以及香煙自身的軸線(8)兩者輸送的一系列香煙(4)的給定的點(diǎn)處；活動(dòng)裝置(14)上設(shè)置有至少一個(gè)衍射光學(xué)元件(49；68)，用于將聚焦光束(35；36)分解成給定數(shù)目的相同的更多的光束(52；71)，以在每根香煙(4)上形成與上述給定數(shù)目相等的若干圈(2)通氣孔(3)。
文檔編號(hào)B23K26/08GK1148481SQ96111419
公開日1997年4月30日 申請(qǐng)日期1996年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月24日
發(fā)明者菲奧倫佐·德拉格赫蒂, 羅伯托·波洛尼 申請(qǐng)人:吉第聯(lián)合股份公司