DE2932421C2 - Device for the production of a perforation matrix in flat material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zurThe invention relates to a device for

ίο Herstellung einer Perforationsmatrix in flächenhaftem Material gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, wie sie in der DE-OS 29 22 976 bereits vorgeschlagen wurde.ίο Production of a perforation matrix in a flat area Material according to the preamble of the main claim, as already proposed in DE-OS 29 22 976 became.

Ein solches perforiertes flächenhaftes Material wird insbesondere als Zigarettenfilter-Mundstückpapier verwendet. Such a perforated sheet-like material is used in particular as a cigarette filter tip paper.

In der älteren Anmeldung DE-OS 28 28 754 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von pulsierenden Strahlen, ausgehend von einer Laserstrahlquelle, beschrieben. Hierzu ist eine rotierende, optische Zerhackereinrichtung vorgesehen. Der fokussierte Laserstrahl wird an längs der Achse des fokussierten Strahls aufeinanderfolgenden und in einem Abstand 'zueinander liegenden Stellen auf jeweils in den {Teilbereichen reflektierenden und den Strahl jeweils ablenkenden Flächen zur Erzeugung von pulsierenden Strahlen gerichtet. Die so erhaltenen pulsierenden Strahlen werden dann auf das flächenhafte Material in der Transportebene zur Erzeugung der PerforierungenIn the older application DE-OS 28 28 754 is a device for generating a variety of pulsating Rays, starting from a laser beam source, described. This is a rotating, optical Chopper provided. The focused laser beam is focused on along the axis of the Ray successive and at a distance 'from each other points on each in the {Partial areas reflecting and the beam deflecting surfaces to generate pulsating Rays directed. The pulsating rays obtained in this way are then applied to the sheet-like material in the transport level for creating the perforations

direkt übertragen. Die rotierenden Zerhackerscheiben, auf dte der fokussierte Laserstrahl trifft, sind daher in einem festen vorbestimmten Winkel zur Transportebene und daher zum flächenhaften Material ausgerichtet. Auch die ältere Anmeldung DE-OS 29 22 976 beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung einer Perforationsmatrix in flächenhaftem Material, bei der ausgehend von einem fokussierten Laserstrahl mehrere pulsierende Strahlen erzeugt werden. Diese pulsierenden Strahlen werden durch eine gemeinsame Fokussierlinse als Fokussiereinrichtung geleitet und dann auf die Materialbahn gerichtet. Bei der Reihen- und Kolonnenperforation sind bei diesen Vorrichtungen komplizierte Einrichtungen zur Ausführung von Präzisionsbewegungen erforderlich und zudem bereiten Schwingungen und Relativbewegungen von Reflektoren in den Strahlengängen der pulsierenden Strahlen Schwierigkeiten, da sie sich hierdurch in ihrer Bezugsebene oder sogar aus dieser heraus bewegen können. Hierunter leidet die Gleichmäßigkeit der Perforierungen in der Perforationsmatrix. transferred directly. The rotating chopper discs, where the focused laser beam strikes are therefore at a fixed, predetermined angle to the plane of transport and therefore aligned to the flat material. The older application DE-OS 29 22 976 also describes a device for the production of a perforation matrix in two-dimensional material, in which starting from Multiple pulsating beams can be generated from a focused laser beam. These pulsating rays are passed through a common focusing lens as a focusing device and then onto the material web directed. The row and column perforations in these devices are complicated Facilities for performing precision movements required and also prepare vibrations and Relative movements of reflectors in the beam paths of the pulsating rays Difficulties because as a result, they can move in their reference plane or even out of it. This suffers from Uniformity of the perforations in the perforation matrix.

Aus der US-PS 32 56 524 ist eine Laser-Aufzeichnungsvorrichtung bekannt, die Strahlungsteilungsspiegel und mehrere selektiv bewegliche Spiegel enthält, die die mit Hilfe der Strahlungsteilungsspiegel geteilten Strahlen des Ausgangslaserstrahls ablenken und sie auf ein Biitzsystem richten, mittels dem sie auf einen Aufzeichnungsträger zur Markierung von Stellen gelenkt werden. In Fig. 1 der US-PS 32 56 524 ist im Strahlengang eine einzige als Fokussiereinrichtung dienende Fokussierlinse vorgesehen. Bei der Auslegungsform nach Fig. 2 der US-PS 32 56 524 enthält das Linsensystem mehrere Linsen, die in unterschiedlichen Abständen von der Transportebene angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung einer Perforationsmatrix in flächenhaftem Material nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß sie auf konstruktiv möglichst einfache und zuverlässige Weise gleichmä-From US-PS 32 56 524 a laser recording device is known which contains beam splitting mirrors and a plurality of selectively movable mirrors which deflect the beams of the output laser beam split with the help of the beam splitting mirror and direct them onto a bit system, by means of which they are onto a recording medium for marking be steered by places. In Fig. 1 of US-PS 32 56 524 a single focusing lens serving as a focusing device is provided in the beam path. In the embodiment according to FIG. 2 of US Pat. No. 3,256,524, the lens system contains several lenses which are arranged at different distances from the plane of transport.
The invention is based on the object of designing a device for producing a perforation matrix in planar material according to the preamble of claim 1 so that it is uniform in a structurally simple and reliable way.

ßige und einheitliche Perforierungen in einem sich bewegenden flächenhaften Material herstellt.produces regular and uniform perforations in a moving sheet-like material.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing part of the main claim.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous refinements emerge from the subclaims.

Bei der ei findungsgemäßen Vorrichtung ist die Querschnittsflächenausdehnung der erzeugten pulsierenden Strahlen in der Transportebenc: etwa gleichmäßig, in der sich das flächenhafte Material bewegt. Die in den Lichtwegen der erzeugten pulsierenden Strahlen angeordneten Fokussiereinrichtungen haben eine annähernd gleiche Brennweite und einen annähernd gleichen Abstand von der Transportebene. Zur Vergleichmäßigung des Lichtweges der erzeugten pulsierenden Strahlen, die an im Absland befindlichen Stellen erzeugt werden, sind fichtleitende Einrichtungen vorgesehen, die die erzeugten pulsierenden Strahlen auf gesonderten Lichtwegen zu gesonderten Fokussiereinrichtungen führen. Die lichtleitenden Einrichtungen enthalten Reflektoren zur Mehrfachreflexion, so daß der Lichtweg um den Abstand zwischen den Stellen zur '«Erzeugung der pulsierenden Strahlen derart verändert ;"werden kann, daß die Lichtwege etwa gleich sind. Daher .kommen die pulsierenden Strahlen in den zugeordneten ^Fokussiereinrichtungen mit annähernd gleicher Querschnittsflächenausdehnung an. Da die Fokussiereinrichtungen annähernd gleiche Brennweiten und annähernd gleiche Abstände von der Transportebene haben, werden die pulsierenden Strahlen durch die Fokussiereinrichtungen auf die Transportebene mit annähernd gleichen aber wesentlich kleineren Querschnittsflächenausdehnungen auf das sich bewegende flächenhafte Material gerichtet, so daß man gleichgroße Perforierungen im flächenhaften Material zuverlässig erhält.In the device according to the invention, the cross-sectional area expansion is the pulsating generated Blasting in the transport plane: approximately evenly, in which the flat material moves. Those in the light paths of the pulsating rays generated arranged focusing devices have approximately the same focal length and approximately the same Distance from the transport level. To even out the light path of the generated pulsating Beams that are generated in offshore locations are provided with light-conducting devices, the generated pulsating beams on separate light paths to separate focusing devices to lead. The light-conducting devices contain reflectors for multiple reflection, so that the light path around the distance between the points for the generation of the pulsating rays ; "it can be that the light paths are roughly the same. Hence the pulsating rays come in the assigned ^ Focusing devices with approximately the same cross-sectional area at. Since the focusing devices have approximately the same focal lengths and approximately the same distances from the transport plane, the pulsing beams through the focusing devices on the transport plane with approximately however, they are much smaller cross-sectional areas on the moving two-dimensional Material directed so that perforations of the same size are reliably obtained in the sheet-like material.

Bei der Ausbildung der Vorrichtung nach Anspruch 2 sind drehbewegliche lichtleitende Einrichtungen vorgesehen, die eine leichte Einstellung der Lage der Perforierungen in der Perforationsmatrix ohne ein Lösen der einzelnen Reflektoren gestatten. Auch wird gleichzeitig eine einfache Einjustierung der Längen der Licht wege ermöglicht.In the embodiment of the device according to claim 2, rotatable light-guiding devices are provided, the easy adjustment of the position of the perforations in the perforation matrix without a Allow loosening of the individual reflectors. A simple adjustment of the lengths of the Light paths made possible.

Bei den Vorrichtungen nach den Ansprüchen 3 bis 6 ist eine Rohranordnung angegeben, die sich leicht ausbilden und einstellen läßt.In the devices according to claims 3 to 6, a pipe arrangement is specified, which is easy trained and employed.

Die Ausbildung der Vorrichtung nach Anspruch 7 gibt eine spezielle Auslegungsform wieder, mit der sich die Längen der Lichtwege zweckmäßig einstellen lassen.The design of the device according to claim 7 is a special design again with which have the lengths of the light paths adjusted appropriately.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigtThe invention is explained in more detail below using examples with reference to the drawing. In this shows

F i g. 1 eine schematische Ansicht in Form eines Blockschaltbildes einer Vorrichtung zur Herstellung einer Perforationsmatrix in flächenhaftem Material,F i g. 1 is a schematic view in the form of a block diagram of an apparatus for manufacturing a perforation matrix in two-dimensional material,

F i g. 2 eine schematische Ansicht der Scheiben von Fig. 1, die die jeweils in Teilbereichen reflektie.-enden und den Strahl jeweils ablenkenden ersten und zweiten Flächen bilden,F i g. 2 shows a schematic view of the panes from FIG. 1, each of which ends in partial areas and forming first and second surfaces respectively deflecting the beam,

Fig.3 und 4 Schaubilder zur Verdeutlichung des no Strahlengangs bei der Auslegungsform der Vorrichtung zur Herstellung einer Perforationsmatrix in einem flächenhaften Material nach F i g. 1,Fig. 3 and 4 diagrams to clarify the no Beam path in the design of the device for producing a perforation matrix in one sheet-like material according to FIG. 1,

Fig.5 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungcform einer Vorrichtung zur Herstellung einer Perforationsmatrix in flächenhaftem Material mit mehreren zusätzlichen als Reflektoren dienenden Scheiben,5 shows a schematic view of a further embodiment of an apparatus for manufacturing a perforation matrix in flat material with several additional serving as reflectors Discs,

F i g. 6 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung der Auslegungsform der Scheiben bei der Vorrichtung nach Fig. 5,undF i g. 6 is a schematic view to illustrate the configuration of the disks in the device according to Fig. 5, and

F i g. 7 eine schematische Anseht zur Erläuterung von veränderlichen Perforationsmairizen, die sich mil der Vorrichtung nach F i g. 5 erstellen lassen.F i g. 7 is a schematic view for explaining FIG variable perforation cornices, which differ with the Device according to FIG. 5 can be created.

Wie Fig.! zeigt, wird ein bahnförmiges flächenhaftes Material in einer Transportebene IO vorgeschoben und von einer Aufnahmetrommel 12 aufgewickelt. Die Aufnahmetrommel 12 wird von einer Antriebseinheit 14 mit einer Geschwindigkeit zur Drehung angetrieben, welche von einem Steuersignal einer Leitung 16 abhängig ist, die ein Potentiometer 18 enthält.Like fig.! shows, becomes a sheet-like planar Material advanced in a transport plane IO and wound up by a take-up drum 12. the Take-up drum 12 is driven to rotate by a drive unit 14 at a speed which is dependent on a control signal of a line 16 which contains a potentiometer 18.

Ein Potentiometer 20 liefert ein weiteres Signal an eine Leitung 22 zur Steuerung der Antriebseinheit 24 einer Lichtreflektoranordnung 26, die eine Welle 28 aufweist, weiche durch die Antriebseinheit 24 zur Drehung angetrieben wird, ferner zur Strahlablenkung dienende Scheiben 30 und 32 und ein Abstandsstück 34, das au' die Welle 28 mit den Scheiben zur Drehung mit diesen aufgekeilt ist.A potentiometer 20 supplies a further signal to a line 22 for controlling the drive unit 24 a light reflector assembly 26, which has a shaft 28, soft by the drive unit 24 to Rotation is driven, also serving for beam deflection discs 30 and 32 and a spacer 34, that au 'the shaft 28 with the disks is keyed for rotation therewith.

Ein Laser 36 erzeugt einen kontinuierlichen Aus- -gangsstrahl 38, der durch eine Linse 40 fokussiert und •auf die Scheiben M> und 32 trifft. Die durch die Scheiben 30, 32 reflektierten und abgelenkten Strahlen gehen durch lichtleitende Einrichtungen 42 und 44, die am Ausgang je eine Fokussiereinrichtung 46 bzw. 48 aufweisen und durch einen festen Rahmen 50 zur unabhängigen Drehung um die Achsen 52a und 54a der pulsierenden Strahlen getragen werden.A laser 36 generates a continuous output beam 38 which is focused through a lens 40 and • hits targets M> and 32. The one through the panes 30, 32 reflected and deflected rays pass through light-guiding devices 42 and 44, which are located on Output each have a focusing device 46 or 48 and through a fixed frame 50 to independent rotation about axes 52a and 54a of the pulsating beams.

F i g. 2 zeigt nebeneinander angeordnet schematisch die Scheibe 30 und die Scheibe 32, wobei die letzter, rechts von der Scheibe 30 in F i g. 1 gesehen dargestellt ist. Die Scheiben 30, 32 sind auf die Welle 28 an einer Stelle aufgekeilt, an welcher sich die Linien 56 und 58 in einer gemeinsamen Ebene mit der Wellenachse 60 befinden. Bei der in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform weisen die Scheiben 30,32 lichtdurchlässige, in gleichmäßigen Abständen vorgesehene Flächen 62 und 64 auf, die zueinander versetzt sind und zwischen sich reflektierende Facetten als Teilbereiche 66 und 68 begrenzen. Werden fünfundvierzig solcher Facetten 66 verwendet, erstreckt sich jede Facette 66 über vier Bogengrade (Winkel 70 und 76) und jede lichtdurchlässige Teilbereich 62,64 über vier Bogengrade (Winkel 74 und 72). Wenn sich der lichtdurchlässige Teilbereich 62a mit seiner Vorderkante in Ausfluchtung mit der Linie 56 befindet und der lichtdurchlässige Teilbereich 64a in Abstand von der Linie 58 um den Winkel 76, sind die Scheiben zur abwechselnden Reflexion des Laserstrahls richtig ausgerichtet. Der fokussiert ί iserstrahl 38 geht durch den lichtdurchlässigen Teilbeieich 62a hindurch, um an der im Uhrzeigersinn des durchlässigen Teilbereichs 64a liegende Facette reflektiert zu werden. Die lichtdurchlässigen Teilbereiche sind Öffnungen in den Scheiben 30, 32 von einer für den freien Durchtritt des Laserstrahls ausreichenden Größe. Das Abstandsstück 34 wird mit einer solchen Erstreckung längs der Achse 60 gewählt, daß sich die Scheiben 30 und 32 an den gewünschten Ursprungsstellen der ion den Scheibenfacetten reflektierten modifizierten Strahlen befinden. Obwohl sich die Scheibe 32 auch ohne lichtdurchlässige Teilbereiche herstellen läßt, da sie vom Laser aus die letzte Scheibe ist, wird durch die beschriebene Anordnung eine unerwünschte Reflexion des Laserausgangsstrahls durch die Scheibe 32 während der Konfrontation der Facetten der Scheibe 30 mit demF i g. 2 schematically shows the disk 30 and the disk 32 arranged side by side, the latter being to the right of the disk 30 in FIG. 1 is shown. The disks 30, 32 are keyed onto the shaft 28 at a point at which the lines 56 and 58 are in a common plane with the shaft axis 60. In the case of the FIG. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the panes 30, 32 have light-permeable surfaces 62 and 64 which are provided at regular intervals and which are offset from one another and which delimit reflective facets as partial areas 66 and 68 between them. If forty-five such facets 66 are used, each facet 66 extends over four degrees of arc (angles 70 and 76) and each translucent portion 62, 64 extends over four degrees of arc (angles 74 and 72). When the front edge of the translucent portion 62a is in alignment with the line 56 and the translucent portion 64a is spaced from the line 58 by the angle 76, the disks are properly aligned for the alternating reflection of the laser beam. The focused ί iserstrahl 38 passes through the light-permeable sub-area 62a in order to be reflected on the facet lying in the clockwise direction of the permeable sub-area 64a. The transparent partial areas are openings in the panes 30, 32 of a size sufficient for the laser beam to pass freely through. The spacer 34 is of such a dimension along the axis 60 chosen that the discs 30 and 32 are at the desired locations of the origin ion the disc facets reflected rays modified. Although the disk 32 can also be produced without translucent partial areas, since it is the last disk from the laser, the arrangement described prevents an undesired reflection of the laser output beam by the disk 32 during the confrontation of the facets of the disk 30 with the

Laserstrahl gemildert, d, li, der Laserausgangsstrahl-Übertritt über die Scheibe 28 hinaus tritt lediglich durch die Öffnungen der Scheibe 32 hindurch.Laser beam softened, d, left, the laser output beam crossover passes beyond the disk 28 only through the openings in the disk 32.

Wie sich aus Fig.3 ergibt, führt jede Konfrontation einer Facette der Scheibe 30 mit dem Strahl 3S zur Fortpflanzung einer modifizierten Version des Laserausgangsstrahls, welcher modifizierte pulsierende Strahl 52 eine Mittelachse 52a, d. h. eine Symmetrieachse hat, die durch die Ausrichtung der Scheibe 30 parallel zur optischen Achse 42a der lichtleitenden Einrichtung 42 verläuft. Der Strahl 52 hat Außenstrahlen 526 Und 52c, welche von der Strahlmittelachse 52a entgegengesetzt divergieren. Das virtuelle Bild oder der Ausgangspunkt des Strahls 52 ist bei 52c/gezeigt.
, Bei jeder Konfrontation einer Facette der Scheibe 32 mit dem Strahl 38 wird ein weiterer modifizierter pulsierender Strahl 54 erzeugt, der eine Mittelachse 54a '(Strahlsymmetrieachse) aufweist, die zur optischen Achse 44a der lichtleitenden Einrichtung 44 parallel ist. Der Strahl 54 hat divergierende Außenstrahlen 546 und 54c und einen Punkt 54c/für das virtuelle Bild oder den Ursprung. Mit dx> ist sowohl der Abstand zwischen der Scheibe 30 und dem Strahiursprung 38o längs der Achse 38a als auch der Abstand zwischen der Scheibe 30 und der ursprünglichen Lage 52c/ längs der Achse 52a bezeichnet. In gleicher Weise ist mit d₃₂ sowohl der Abstand zwischen der Scheibe 32 und dem Strahlursprung 38o längs der Achse 38a als auch der Abstand zwischen der Scheibe 32 und der ursprünglichen Lage 54c/ längs der Achse 54a bezeichnet. Der Abstand der Scheibe 30 von der Scheibe 32 längs der Achse 38a ist mit (/,bezeichnet.As can be seen from FIG. 3, each confrontation of a facet of the disk 30 with the beam 3S leads to the propagation of a modified version of the laser output beam, which modified pulsating beam 52 has a central axis 52a, ie an axis of symmetry which is parallel due to the orientation of the disk 30 runs to the optical axis 42a of the light-guiding device 42. The beam 52 has outer beams 526 and 52c which diverge in opposite directions from the beam center axis 52a. The virtual image or the origin of ray 52 is shown at 52c /.
Each time a facet of the disk 32 is confronted with the beam 38, a further modified pulsating beam 54 is generated which has a central axis 54a '(beam symmetry axis) which is parallel to the optical axis 44a of the light-guiding device 44. The ray 54 has diverging outer rays 546 and 54c and a point 54c / for the virtual image or origin. Both the distance between the disk 30 and the jet origin 38o along the axis 38a and the distance between the disk 30 and the original position 52c / along the axis 52a are designated by dx>. In the same way, d ₃₂ denotes both the distance between the disk 32 and the beam origin 38o along the axis 38a and the distance between the disk 32 and the original position 54c / along the axis 54a. The distance between the disk 30 and the disk 32 along the axis 38a is denoted by (/,.

Wie sich aus Fig.4 ergibt, weist die lichtleitende Einrichtung 42 ebene Reflektoren 426 und 42c auf. Der Reflektor 42c befindet sich in Ausfluchtung mit der am Ausgang vorgegebenen Fokussiereinrichtung 46, die eine F.intrittsebene 46a aufweist. Die lichtleitende Einrichtung 44 v/eist ebene Reflektoren 44b und 44c auf. Der Reflektor 44c befindet sich in Ausfluchtung mit der am Ausgang vorgesehenen Fokussiereinrichtung 48, deren Eintrittsebene ebenfalls die Ebene 46a ist.As can be seen from FIG. 4, the light-guiding device 42 has planar reflectors 426 and 42c. The reflector 42c is in alignment with the focusing device 46 provided at the exit, which has an entrance plane 46a. The light-guiding device 44 has flat reflectors 44b and 44c. The reflector 44c is in alignment with the focusing device 48 provided at the exit, the entrance plane of which is also plane 46a.

Wenn die Fokussiereinrichtungen 46 und 48 in direkte Ausfluchtung mit den Scheiben 30 und 32 gebracht und die Reflektoren 42b, 42c, 44b und 44c weggelassen werden würden, ergäbe sich ein Abstand D zu jedem der Lichtwege, die sich von der Scheibe zur Fokussiereinrichtung erstrecken. Der Lichtweg vom Laserstrahlursprung 38o für den von der Scheibe 30 reflektierten Strahl würde dann c/30 + D betragen und für den von der Scheibe 32 reflektierten Strahl c/30 + D_s + D. Unter Berücksichtigung der Reduktionsfaktoren, d. h. des Verhältnisses von Bildgröße zu Objektgröße, ergibt die vorliegende Anordnung verschiedene Reduktionsfaktoren, die auf solchen Lichtwegen von verschiedener Länge beruhen. Das Erreichen gleicher Perforations-Iochgrö8en für jeden Strahl ist offensichtlich bei einer solchen Anordnung nicht erreichbar, bei welcher eine Kompensation für die Lichtwege von verschiedener Länge nicht erreicht wird, beispielsweise durch verschiedene Fokussierungseigenschaften der Fokussiereinrichtungen 46 und 48. Bei der Verwendung der licirtleitenden Einrichtungen 42 und 44 lassen sich Reduktionsfaktoren von gleicher Größe für jeden pulsierenden Strahl und etwa gleiche Perforalionsiochgrößen erzielen, ohne daß stark unterschiedliche optische Systeme vorgesehen sind.If the focusers 46 and 48 were brought into direct alignment with the disks 30 and 32 and the reflectors 42b, 42c, 44b and 44c were omitted, there would be a distance D to each of the light paths extending from the disk to the focuser. The light path from the laser beam origin 38o for the beam reflected by the disk 30 would then be c / 30 + D and for the beam reflected by the disk 32 c / 30 + D _s + D. Taking into account the reduction factors, ie the ratio of image size to Object size, the present arrangement gives different reduction factors based on such light paths of different lengths. Achieving the same perforation hole sizes for each beam is obviously not achievable with such an arrangement in which a compensation for the light paths of different lengths is not achieved, for example through different focusing properties of the focusing devices 46 and 48 44, reduction factors of the same size for each pulsating beam and approximately the same perforation hole sizes can be achieved without providing very different optical systems.

Zwischen der Scheibe 30 und dem Reflektor 42b ist längs der Achse 52a ein Abstand d„ gewählt. Ein Abstand db ist gewählt längs einer Achse, die zur Strahlachse 38a zwischen den Reflektoren 42b und 42c parallel ist. Ein Abstand d_c ist längs einer Achse gewählt, die zur Achse 52a zwischen dem Reflektor 42c Und der Eintrittsebene 46a der Fokussiereinrichtung 46 parallel ist. Da iie Divergenz des Strahls 52 über den ganzen Durchlauf durch die lichtleitende Hinrichtung 42 konstant und durch die Divergenz des Strahls 38 bestimmt wird, lassen sich Strecken längs der Achse 38a abtragen, die der Lage der Reflektoren 426 und 42c entsprechen, um die Divergenz des Strahls 52 im Laufe seines Durchtritts durch die lichtleitende Einrichtung 42 zu bestimmen. Der Reflektor 42c ist beispielsweise von der Ursprungsstelle 52c/durch die Summe der Abstände A distance d ″ is selected along the axis 52a between the disk 30 and the reflector 42b. A distance db is chosen along an axis which is parallel to the beam axis 38a between the reflectors 42b and 42c. A distance d _c is chosen along an axis which is parallel to the axis 52 a between the reflector 42 c and the entry plane 46 a of the focusing device 46. Since the divergence of the beam 52 is constant over the entire passage through the light-guiding direction 42 and is determined by the divergence of the beam 38, distances along the axis 38a, which correspond to the position of the reflectors 426 and 42c, can be plotted by the divergence of the beam 52 to be determined in the course of its passage through the light-guiding device 42. The reflector 42c is, for example, from the point of origin 52c / by the sum of the distances

J30, d_a und db entfernt. Die Linie 42c', die quer über den Strahl 38 gezogen ist, bezeichnet bei einem solchen zusammengesetzten Abstand die Divergenz, die beim Reflekior 42c auftritt. Die Divergenz an der Ebene 46a wird dadurch erhalten, daß längs der Achse 38a der zusammengesetzte Abstand c/30, d_s, db und d_c abgetragen wird, welche Divergenz durch die Linie 46a' längs der Achse 38a angegeben ist. Das virtuelle Bild 52c/ist vom Reflektor 42c durch die Summe der Abstände i/30, d_s und ctentfernt.J30, d _a and db removed. The line 42c 'drawn across the beam 38 denotes the divergence that occurs at the reflector 42c at such a composite distance. The divergence at the plane 46a is obtained in that along the axis 38a the composite distance c / 30, d _s , db and d _{c is} plotted, which divergence is indicated by the line 46a 'along the axis 38a. The virtual image 52c / is removed from the reflector 42c by the sum of the distances i / 30, d _s and ct.

Die Abstände dj, db' und de der lichtleitenden Einrichtung 44 entsprechen in ihrer Art den Abständen da, db und de Die Divergenz am Reflektor 44b ist durch die Linie 44b' längs der Achse 38a angegeben, d. h. in einem Abstand vom Ursprung 38₀, der gleich der Summe von c/32 und c/a'ist.The distances dj, db ' and de of the light-guiding device 44 correspond in their nature to the distances da, db and de. The divergence at the reflector 44b is indicated by the line 44b' along the axis 38a, ie at a distance from the origin 38 ₀ , the is equal to the sum of c / 32 and c / a '.

Bei dem virtuellen Bild 54c/ mit identischem Abstand von der Fokussiereintrittsebene 46a als virtuelles Bild 52c/ wird eine gleiche Querschnittsfläche für jeden Strahl an der Ebene 46a erhalten. Mit anderen Worten, es treten gleiche Reduktionsfaktoren bei den Strahlen auf, die vom Ursprung 38o zur Transportebene i0 des flächenhaflen Materials geleilet werden, unabhängig davon, ob der Laserstrahl durch die Scheibe 30 oder die Scheibe 32 reflektiert wird. Für diesen Zweck wird die zusammengesetzte Weglänge für die durch die Scheibe 32 reflektierten Strahlen, d. h. die Summe von c/30, ds, d_a', db und de gleich der vorangehend angegebenen zusammengesetzten Weglänge für die von der Scheibe 30 reflektierten Strahlen, nämlich die Summe von c/30, d_a, dbundde,gemacht.In the case of the virtual image 54c / with an identical distance from the focussing entry plane 46a as the virtual image 52c /, an identical cross-sectional area is obtained for each beam at the plane 46a. In other words, the same reduction factors occur in the beams which are directed from the origin 38o to the transport plane i0 of the sheet-like material, regardless of whether the laser beam is reflected by the disk 30 or the disk 32. For this purpose, the composite path length for the rays reflected by the disk 32, ie the sum of c / 30, ds, d _a ', db and de becomes equal to the composite path length given above for the rays reflected by the disk 30, namely the Sum of c / 30, d _a , dbundde, made.

Als v/eiteres Beispiel sei angenommen, daß sich die am Ausgang vorgegebene Fokussiereinrichtung 48 in Überdeckung mit der Scheibe 32 befindet (Reflektoren 44b und 44c weggelassen). Die direkte Rückstrahlungswegiänge ist nun D für den durch die Scheibe 32 zur Fokussiereinrichtung 48 reflektierten Strahl. Die zusammengesetzte Weglänge dieses Strahls ist c/30 + d_s + D. Für gleiche Lichtweglängen bringt man einfach die Feflektoren 42b und 42c in einen Abstand d_s voneinander, so daß die zusammengesetzte Weglänge des von dem von der Scheibe 30 reflektierten Strahls ebenfalls c/₃₀ + d_s + D ist.As a further example, it is assumed that the focusing device 48 specified at the output is located in overlap with the disk 32 (reflectors 44b and 44c omitted). The direct return path length is now D for the beam reflected by the disk 32 to the focusing device 48. The composite path length of this beam is c / 30 + d _s + D. For the same optical path lengths, simply move the deflectors 42b and 42c at a distance d _s from one another, so that the composite path length of the beam reflected by the disk 30 is also c / ₃₀ + d is _s + D.

In F i g. 5 sind vier Scheiben 30', 32', 78 und 80 längs der Welle 28 durch Abstandsstücke 34, 82 und 84 voneinander angeordnet. Zusätzliche lichtleitende Einrichtungen 86 und 88 haben an der Strahlaustrittsseite Fokussiereinrichtungen 90 und 92. Modifizierte pulsierende Strahlen 94 und 96 werden durch die Facetten als reflektierende Teilbereiche der Scheiben 78 und 80 erzeugt. Der Strahl 82 dievergiert um eine Symmetrieachse, die mit der optischen Achse 86a der lichtleitenden Einrichtung 86 zusammenfällt. Der Strahl 88 divergiert um eine Symmetrieachse, die mit der optischen AchseIn Fig. 5 four disks 30 ', 32', 78 and 80 are longitudinal of the shaft 28 by spacers 34, 82 and 84 from each other. Additional light-guiding devices 86 and 88 have focusing devices 90 and 92 on the beam exit side. Modified pulsating ones Rays 94 and 96 are defined by the facets as reflective portions of the panes 78 and 80 generated. The beam 82 which narrows about an axis of symmetry that coincides with the optical axis 86a of the light-guiding Facility 86 coincides. The beam 88 diverges about an axis of symmetry that coincides with the optical axis

88a der lichtleitenden Einrichtung 88 zusammenfällt, jede lichtleitende Einrichtung 42, 44, 86 und 88 hat die Form eines Rohres. Das Rohr 88 ist typisch für alle Rohre und umfaßt vertikale Abschnitte SSb und 88c, einen waagrechten Abschnitt SSd und Reflektoren 88e und 88/: Der waagrechte Abschnitt SSd hat geschraubte Endverbindungen mit Reflektoren tragenden Blöcken 88e-l und 88e-2, wodurch eine Feineinstellung der Gesamtrohrlänge erhalten wird und die Veränderung der Länge des Lichtweges von seiner bestimmten Länge ermöglicht wird, so daß man gleiche Querschnittsflächen der Strahlen bei ihrem Austritt aus den als Rohre ausgebildeten lichtleitenden Einrichtungen 42,44,86,88 erhält.88a of the light-guiding device 88 collapses, each light-guiding device 42, 44, 86 and 88 has the shape of a tube. The tube 88 is typical of all tubes and comprises vertical sections SSb and 88c, a horizontal section SSd and reflectors 88e and 88 /: The horizontal section SSd has screwed end connections to reflector-bearing blocks 88e-1 and 88e-2, which allow fine adjustment of the Total tube length is obtained and the length of the light path can be changed from its specific length, so that the same cross-sectional areas of the rays are obtained when they exit from the light-conducting devices 42,44,86,88 designed as tubes.

Ebene Reflektoren 88e-3 und 88e-4 sind an den 'Blöcken 88e-l und 88e-2 lösbar befestigt. Die Fokussier-'^inrichtung 92 ist mit ihren Linsenhalter 92a in einem Gehäuse 92b befestigt, welches mit dem vertikalen Abschnitt 88c verschraubt ist, wodurch die Einstellung üer Linsenstellung mit bezug auf die Transportebene 10 ermöglicht wird. Die Rohre 40, 42, 86 und 88 werden ^gemeinsam durch ein Gehäuse 98 getragen, wobei die ,waagrechten und unteren vertikalen Abschnitte um den Oberen vertikalen Abschnitt drehbar sind. Die Rohre sind so gewählt, daß sie einen Innendurchmesser haben, der größer als der maximale Querschnitt der durch sie gebenden Strahlen ist, d. h, durch die Rohrwände werden die Strahlen nicht aufgefangen oder reflektiert. Die Rohre dienen daher als Gehäuse, in welchem die Reflektoren so getragen werden, daß aufeinanderfolgende Reflektoren, beispielsweise 42b und 42c (F i g. 4) in einem zueinander festen räumlichen Verhältnis gehalten werden, und beide gemeinsam um die Mittelachse de? Strahls drehbar sind, der auf den ersten Reflektor trifft. Als praktische Sicherheitsmaßnahme dienen die Rohre ferner zur Beinhaltung der Strahlen und um Betriebsstörungen auf einem Mindestmaß zu halten.Flat reflectors 88e-3 and 88e-4 are releasably attached to the blocks 88e-1 and 88e-2. The focusing device 92 is fastened with its lens holder 92a in a housing 92b which is screwed to the vertical section 88c, whereby the adjustment of the lens position with respect to the transport plane 10 is made possible. The tubes 40, 42, 86 and 88 are jointly supported by a housing 98 with the horizontal and lower vertical sections being rotatable about the upper vertical section. The tubes are chosen so that they have an inner diameter which is greater than the maximum cross-section of the rays passing through them, i. In other words, the pipes do not intercept or reflect the rays. The tubes therefore serve as a housing in which the reflectors are supported in such a way that successive reflectors, for example 42b and 42c (FIG. 4), are kept in a fixed spatial relationship to one another, and both together around the central axis de? Beam are rotatable, which hits the first reflector. As a practical safety measure, the pipes also serve to contain the rays and to keep operational disruptions to a minimum.

F i g. 6 zeigt die Gestaltungen der Scheiben 30', 32', 78 und 80. Wenn alle Scheiben nach in einer gemeinsamen Ebene liegenden Verkeilungslinien 100,102,104 und 106 verkeilt sind und 45 Facetten als reflektierende Teilbereiche je Scheibe wie nach der Vorrichtung gemäß Fig. 1—3 angenommen ist, erstrecken sich die Facetten als reflektierende Teilbereiche aller Scheiben je über zwei Bogengrade und die öffnungen derselben erstrecken sich über sechs Bogengrade. Die Facette 108 der Scheibe 32' fällt mit ihrer Vorderkante im Uhrzeigersinn mit der Verkeilungslinie 102 zusammen. Die Facetten 110,112 und 114 der Scheibe 30', 78 und 80 befinden sich mit ihren Vorderkanten im Uhrzeigersinn in Abstand von den Verkeilungslinien 100,104 bzv/. 106 um zwei, sechs und vier Bogengrade 116, 118 und 120. Bei dieser Gestaltung ergibt sich, daß eine Uhrzeigersinndrehung der Welle 28 eine aufeinanderfolgende Fortpflanzung modifizierter pulsierender Strahlen 54, 52,96 und 94(F i g. 5) zur Folge hat.F i g. 6 shows the designs of the disks 30 ', 32', 78 and 80. If all of the disks follow key lines 100, 102, 104 and 106 lying in a common plane are wedged and 45 facets as reflective partial areas per pane as according to the device 1-3, the facets extend as reflective portions of all panes each over two arc degrees and the openings of the same extend over six arc degrees. The facet 108 the front edge of the disk 32 ′ coincides with the wedging line 102 in the clockwise direction. The facets 110, 112 and 114 of the disk 30 ', 78 and 80 are located with their front edges clockwise at a distance from the wedging lines 100,104 or v /. 106 by two, six and four degrees of arc 116, 118 and 120. With this configuration it is found that a clockwise rotation of the shaft 28 is a successive one Propagation of modified pulsating rays 54, 52, 96 and 94 (Fig. 5) result.

In F i g. 7 bestimmen die kreisförmigen Bahnen 122, 124,126 und 128 die möglichen Lagen der Fokussiereinrichtungen am Ende der Rohre 42, 44, 86 und 88. Wie angegeben, stören die Bahnen einander in ihrer Erstreckung nach links, während sie einander im übrigen Bereich rechts nicht stören. Bei einer beispielsweisen Einstellung zur Herstellung einer Perforationsmatrix sind die Rohre so eingestellt, daß das Rohr 42 die Perforationsreihe 130 bildet, das Rohr 44 die Reihe 132, das Rohr 86 die Reihe 134 und das Rohr 88 die Reihe 136. Der Abstand Si zwischen den Reihen 130 und 134 wird durch die relative Einstellung der Rohre 42 und 86 zueinander erhalten. Der Abstand Si zwischen den Reihen 132 und 136 wird durch die Einstellung der Rohre 44 und 88 mit bezug aufeinander erreicht. Die Einstellungen der Rohre 42 und 44 ergeben ferner Abstände Si und S₄ der Reihen 130 und 132 von der Mittellinie der Transportebene 10. Die dargestellte Perforationsanordnung ist beispielsweise bei der Zigarettenherstellung zum Perforieren des Filtermundstückpapiers anwendbar. Gewöhnlich werden entgegengesetzte Tabakstrangabschnitte und ein dazwischen befindliches Doppelfilterglied endweise aneinander gebracht und perforiertes Filtermundstückpapier (Bahn 10) wird aufgebracht um die Tabakstrangabschnitte und das dazwischen befindliche Doppelfilterglied miteinander zu verbinden. Nachfolgend wird ein Schnitt symmetrisch zum Ganzen, d. h. iängs der Mittellinie der Transportebene 10 ausgeführt. Auf diese Weise werden zwei gesonderte Zigaretten hergestellt, von denen jede konzentrische in Abstand befindliche Reihen von Perforationen mit gleichem Abstand vom Filterende aufweist.In Fig. 7, the circular paths 122, 124, 126 and 128 determine the possible positions of the focusing devices at the end of the tubes 42, 44, 86 and 88. As indicated, the paths interfere with one another in their extension to the left, while they do not interfere with one another in the remaining area on the right. In an exemplary setting to produce a perforation matrix, the tubes are set so that tube 42 forms row 130 of perforations, tube 44 forms row 132, tube 86 forms row 134, and tube 88 forms row 136. The distance Si between the rows 130 and 134 is obtained by adjusting the tubes 42 and 86 relative to one another. The distance Si between rows 132 and 136 is achieved by adjusting the tubes 44 and 88 with respect to one another. The settings of the tubes 42 and 44 also result in distances Si and S _{4 of} the rows 130 and 132 from the center line of the transport plane 10. The perforation arrangement shown can be used, for example, in the manufacture of cigarettes for perforating the filter tip paper. Usually opposing tobacco rod sections and an intermediate double filter member are brought together end to end and perforated tipping paper (web 10) is applied to bond the tobacco rod sections and the intermediate double filter member together. A section is then made symmetrically to the whole, ie along the center line of the transport plane 10. In this way two separate cigarettes are made, each having concentric spaced rows of perforations equidistant from the filter end.

Eine Perforationsmusteränderung läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß die Rohre oder lichtieitenden Einrichtungen neu eingestellt werden. Die Perforationsdichte in solchen Reihen ist durch die Einstellungen der Drehgeschwindigkeit der jeweiligen Scheibenanordnung und die Vcrschubgeschwindigkeii der Bahn regelbar. Die Lochgröße wird unter den Reihen auf vorstehend beschriebene Weise völlig gleichmäßig gemacht, indem die Lichtwege gleich lang gemacht werden.A perforation pattern change can be achieved in a simple manner that the tubes or light conducting facilities are to be re-employed. the Perforation density in such rows is determined by the settings of the rotation speed of the respective Disc arrangement and the feed speed of the web adjustable. The hole size will be below the Rows made completely even in the manner described above, by making the light paths the same length be made.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen »30 235/410 7 sheets of drawings »30 235/410

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Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: I. Vorrichtung zur Herstellung einer Perforationsmatrix in flächenhaftem Material während dessen Vorschubs in einer Transportebene, mit einer Quelle, die einen fokussieren Laserstrah! erzeugt, der an zwei längs der Achse des fokussieren Strahls aufeinanderfolgenden in einem Abstand zueinander liegenden ersten und zweiten Stellen auf jeweils in Teilbereichen reflektierenden, den Strahl jeweils ablenkenden ersten und zweiten Flächen zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten pulsierenden Strahls trifft und mit einer Fokussicreinrichtung für den ersten und zweiten pulsierenden Strahl auf ihren Wegen zu der Transportebene, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiereinrichtung für die pulsierenden Strahlen erste und zweite Fokussiereinrichtungen (46, 48) mit annähernd gleicher Brennweite enthält, die in einem annähernd gleichen Abstand von der Transportebene (10) angeordnet sind, und die den ersten und zweiten pulsierenden Strahl (52, 54) in der Transportebene *·. > ·-:|f( 10) fokussieren, und daß lichtleitendc Einrichtungen , ΐ(42,44) vorgesehen sind, die jeweils den ersten und ; den zweiien pulsierenden Strahl (52, 54) gesondertI. Device for the production of a perforation matrix in planar material during its advance in a transport plane, with a source that focuses a laser beam! generated, which strikes at two successive first and second points located at a distance from one another along the axis of the focused beam on first and second surfaces reflecting in partial areas, each deflecting the beam to generate a first and a second pulsating beam and with a focus device for the first and second pulsating beam on their way to the transport plane, characterized in that the focusing device for the pulsating beams contains first and second focusing devices (46, 48) with approximately the same focal length, which are at approximately the same distance from the transport plane (10) are arranged, and the first and second pulsating beam (52, 54) in the transport plane * ·. > · -: | f (10) focus, and that photoconductive devices, ΐ (42,44) are provided, each of the first and; the two pulsating beams (52, 54) separately ,. über erste und zweite Lichtwege von der ersten und zweiten Stelle zu der jeweils zugeordneten ersten Und zweiten Fokussiereinrichtung (46, 48) übertra-Ί gen, in denen die jeweiligen Strahlenquerschnittsflä-"*' jehen vergleichmäßigbar sind, wobei die lichtleitenjden Einrichtungen (42, 44) ferner Reflektoren (426, , "42c) in dem ersten Lichtweg für eine Mehrfachrefle- : ! xion des ersten pulsierenden Strahls (52) enthalten,. Via first and second light paths from the first and second point to the respectively assigned first and second focusing devices (46, 48), in which the respective beam cross-sectional areas are always comparable, the light-guiding devices (42, 44 ) further reflectors (426 ,, "42c) in the first light path for a multiple reflection:! xion of the first pulsating beam (52) included \ % i- und dem ersten Lichtweg dadurch eine Länge ': \ .: ^gegeben ist, die um den Abstand zwischen der ersten \% i- and the first light path is given a length ': \.: ^ which is the distance between the first (30) und der zweiten Stelle (32) größer ist als die .Länge des zweiten Lichtweges.(30) and the second point (32) is greater than the length of the second light path. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ■■"■■ zeichnet, daß in einem oder beiden der Lichtwege2. Device according to claim 1, characterized in that ■■ "■■ is that in one or both of the light paths ,: .ijeweils zwei von den lichtleitenden Einrichtungen "'(42, 44) getragene Reflektoren (42b, 42c, 44b, 44c) angeordnet sind, die jeweils gsmeinsam um die Achse (52a, 54a) des jeweiligen der beiden pulsierenden Strahlen (52,54) drehbar gelagert sind. ,:. In each case two reflectors (42b, 42c, 44b, 44c ) carried by the light-conducting devices "'(42, 44) are arranged, each of which is about the axis (52a, 54a) of the respective one of the two pulsating beams (52, 54) are rotatably mounted. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtleitenden Einrichtungen Rohrleitungen (42, 44) sind, die den jeweiligen Lichtweg umschließen und in denen die Reflektoren (42b, 42c, 44b, 44c) gelagert sind.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the light-guiding devices are pipes (42, 44) which enclose the respective light path and in which the reflectors (42b, 42c, 44b, 44c) are mounted. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fokussiereinrichtung (46) an der zugeordneten Rohrleitung (42) translatorisch zu dieser bewegbar gelagert ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the first focusing device (46) on the associated pipeline (42) is mounted so as to be movable in translation relative to this. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rohrleitung (42,44) einen ersten Abschnitt im Bereich des Eintritts des jeweiligen an der zugeordneten Stelle (30, 32) reflektierten und abgelenkten pulsierenden Strahls (52, 54), einen dritten Abschnitt im Bereich des Strahlaustritts in Richtung auf die Transportebene (10) und einen zweiten Abschnitt zwischen dem ersten und dem dritten Abschnitt umfaßt.5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that each pipeline (42,44) has one first section in the area of entry of the respective at the assigned point (30, 32) reflected and deflected pulsating beam (52, 54), a third section in the area of the Beam exit in the direction of the transport plane (10) and a second section between the first and third sections. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (42b, 42c·, 44b, 44c) jeweils an den Verbindungsstellen zwischen dem ersten und dem zweiten und zwischen dem zweiten und dem dritten Abschnitt der jeweiligen Rohrleitung (42,44) angebracht sind.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the reflectors (42b, 42c ·, 44b, 44c) are each attached to the connection points between the first and the second and between the second and the third section of the respective pipeline (42, 44) are. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt wenigstens der ersten Rohrleitung (42) zur Einstellung der Länge des Lichtweges verstellbar ist.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the second section at least the first pipe (42) is adjustable to adjust the length of the light path.