IT8248221A1

IT8248221A1 - Metodo e dispositivo per praticare perforazioni in articoli a forma di barretta

Info

Publication number: IT8248221A1
Application number: ITRM1982A048221A
Authority: IT
Original assignee: Gd Spa
Priority date: 1982-04-13
Filing date: 1982-04-13
Publication date: 1983-10-13
Also published as: GB8309678D0; CS244930B2; IT8248221A0; GB2119222B; FR2524773B1; DD211478A5; FR2524773A1; IN159310B; DE3310930A1; ES8403769A1; SE8301986D0; US4524785A; SE8301986L; CS259583A2; DE3310930C2; JPS58192689A; ATA114483A; IT1189258B; BR8301812A; GB2119222A

Description

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D E SC R I ZION E

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Metodo e dispositivo per praticare perforazioni

in articoli a forma di barretta"

di G.D S.p.A., di nazionalit? italiana,

a 40100 BOLOGNA, Via Pomponia, 10.

Inventori designati: Ser?gnoli Enzo, Neri Armando

Depositata il:. Domanda N?

RIASSUNTO

Metodo e dispositivo per praticare perforazioni in articoli (3) a forma di barretta, in cui i citati articoli (3) vengono forati durante la loro traslazione attraverso una stazione di foratura {5) tramite dei fasci di raggi laser (8) emessi secondo una sequenza determinata da emettitori laser, che possono essere sia generatori (27) che semplici riflettori (17;19), disposti rispetto a. ciascun citato articolo (3) da forare in modo tale da mantenere la lunghezza del percorso seguito dai fasci di raggi laser (8) per realizzare ciascuna perforazione, una volta focalizzati,

(V 3 Cti )ngon.. costantemente uguale alla lunghezza di focalizzazione degli stessi.

La presente invenzione ? relativa ad un metodo per praticare perforazioni in articoli a forma di barretta utilizzando dei

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hj C o - 1 - C ? li <">N > ILI ? C/3 o c oo raggi laser.

La presente invenzione trova un'applicazione particolarmente vantaggiosa nel campo della produzione di articoli da fumo, in particolare sigarette, cui la trattazione che segue far? specifico riferimento . senza per questo perdere in generalit?.

Allo scopo di evitare, nella descrizione che segue e nelle rivendicazioni, qualsiasi dubbio circa l'interpretazione di alcuni termini ivi utilizzati, si fa presente che:

con il termine di "generatore" o di "generatore laser" si intende un elemento attivo quale, per esempio, un cannone laser, capace di generare un fascio di raggi laser;

- con il termine di "riflettore" o di "riflettore laser" si intende un elemento passivo capace unicamente di riflettere un fascio di raggi laser emessi da un "generatore";

- con il termine di "emettitore" o di "emettitore laser" si intende un elemento che pu? essere attivo o passivo, ossia un elemento che pu? essere o un "generatore" o un "riflettore" ;

con il termine di "punto di focalizzazione" si intende il punto in cui i raggi di un fascio di raggi laser fra loro paralleli vengono deviati per convergere su di un punto o fuoco;

- con il termine di "lunghezza di focalizzazione" si intende la distanza percorsa da un fascio di raggi laser fra il Z O b ??<'>< <' >- 2 ? u a cri < Cn h-UJ

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co "punto di focalizzazione" ed il fuoco; e

- con il termine di "punto di foratura" si intende il punto in cui si deve praticare un foro.

Nel campo della fabbricazione di sigarette, ? noto di realizzare sigarette cosiddette "ventilate", ossia sigarette provviste, nella zona del filtro, di una pluralit? di fori atti a permettere al fumatore di aspirare, unitamente al fumo, una percentuale di aria esterna, con il duplice vantaggio di diluire il fumo aspirato e diminuirne la temperatura e, quindi, il contenuto di elementi nocivi.

In passato, per la realizzazione di sigarette ventilate, sono stati utilizzati dei dispositivi ad aghi, la cui efficienza ? andata via via diminuendo con l?aumentare della capacit? produttiva delle macchine confezionatrici di sigarette. Infatti, se associati a macchine confezionatrici relativamente veloci, i citati dispositivi ad aghi si usurano in un tempo relativamente breve determinando frequenti interruzioni del ciclo produttivo.

Per i motivi sopra esposti, i citati dispositivi ad aghi sono stati di recente sostituiti, quando possibile, da dispositivi perforatori a raggi laser, i quali sono stati realizzati secondo due schemi costruttivi differenti.

Secondo il primo dei due schemi costruttivi noti sopra menzionati, un fascio di raggi laser viene emesso ad impulsi da un generatore laser fisso, e diretto su di una sigaretta z? - 3 .* o C r ,1 Ul il. .2<05 >< ? ? uiai2 O s da forare. Quest 'ultima, durante l'operazione di foratura, viene fatta ruotare su s? stessa in modo tale che i fori su di essa praticati risultino distribuiti in maniera sostanzialmente uniforme lungo almeno una circonferenza Secondo l'altro dei due schemi costruttivi noti sopra menzionati, viene utilizzato un generatore laser di elevata potenza, il quale, per la foratura di ciascuna sigaretta, emette un unico fascio di raggi, che viene scomposto da riflettori fissi in una pluralit? di fasci di raggi uguali in numero ai fori da praticare. In questo caso, i fori di ciascuna sigaretta vengono realizzati contemporaneamente senza che la stessa debba essere fatta ruotare attorno al proprio asse.

Sia l'uno che l'altro dei due schemi costruttivi noti sopra descritti presentano notevoli inconvenienti che ne rendono problematica l'attuazione pratica. Infatti, il primo schema costruttivo citato richiede obbligatoriamente che ciascuna sigaretta venga rullata fra due superfici affacciate in modo d? ruotare attorno al proprio asse. Poich? le sigarette sono state in precedenza gi? "ammorbidite" a seguito di una prima rullatura eseguita durante le operazioni di collegamento del filtro, una ulteriore rullatura per eseguire la foratura risulta particolarmente dannosa in quanto comporta sicuramente un parziale svuotamenteo delle sigarette. Il secondo dei due schemi costruttivi sopra

Zo IV > 4 *^! ? aswc r r <1 >?

Oo ? descritti risulta invece di difficile attuazione per ragioni puramente economiche data l'elevata potenza e, quindi, l'elevato costo del generatore laser che deve venire impiegato.

Scopo della presente invenzione ? quello di fornire un metodo per praticare, utilizzando la tecnica laser, delle perforazioni in articoli a forma di barretta, in particolare sigarette, il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Il suddetto scopo ? raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa ? relativa ad un metodo per praticare perforazioni in articoli a forma di barretta, in particolare sigarette, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi consistenti:

nel far traslare un articolo da forare lungo un percorso determinato tramite un trasportatore estendentesi attraverso una stazione di foratura?

e nell 'inviare sul detto articolo, tramite una pluralit? di emettitori laser, dei fasci di raggi laser focalizzati emessi secondo una sequenza determinata e con lunghezza di )i Ctgno. focalizzazione determinata durante un tempo di foratura al massimo uguale al tempo impiegato dal detto articolo ad attraversare la detta stazione?

la stazione di foratura comprendendo un elemento di supporto per i detti emettitori, e questi ultimi essendo distribuiti z g c iO-< vU~J o o sul detto supporto lungo una curva conformata in modo tale da mantenere la lunghezza di un rispettivo percorso seguito da ciascun fascio di raggi laser fra un relativo punto di focalizzazione ed un relativo punto di foratura sul detto articolo costantemente pari alla detta lunghezza di focalizzazione.

Secondo la presente invenzione viene inoltre realizzato un dispositivo per praticare perforazioni in articoli a forma di barretta, in particolare sigarette, caratterizzato dal fatto di comprendere una stazione di foratura per i detti articoli, ed un trasportatore per far traslare i detti articoli da forare in successione attraverso la detta stazione di foratura; quest'ultima comprendendo una pluralit? di emettitori laser atti ad emettere con sequenza determinata dei fasci di raggi laser focalizzati con lunghezza di focalizzazione determinata, ed un elemento di supporto per i detti emettitori; questi ultimi essendo distribuiti sul detto supporto lungo una curva conformata in modo tale da mantenere la lunghezza di un rispettivo percorso seguito da ciascun fascio di raggi laser fra un relativo punto di focalizzazione ed un relativo punto di foratura sul detto articolo costantemente pari alla detta lunghezza di focalizzazione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con

z o - 6 ? < ? 1 r ?<? U!-j .

Ci- = G~> 13 > ? O O riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcune forme di attuazione non limitative, in cui:

- la figura 1 illustra in maniera prospettica e schematica una prima forma di attuazione della presente invenzione;

- la figura 2 illustra in maniera prospettica e schematica una variante della forma di attuazione della figura 1;

- la figura 3 ? uno schema ?-strutturale relativo all'esempio di attuazione della figura 1; e

-la figura 4 illustra in maniera prospettica e schematica una ulteriore forma di attuazione della presente invenzione.

Nella figura 1 ? illustrato un tamburo convogliatore 1, montato girevole attorno al proprio asse su di un supporto non illustrato e presentante esternamente una pluralit? di sedi 2. Ciascuna di queste ultime trattiene nel suo interno, tramite mezzi di aspirazione non illustrati, una sigaretta 3 presentante un filtro 4 sporgente a sbalzo all'esterno della relativa sede 2.

Durante il proprio avanzamento da parte del tamburo 1, Ci )ton . ciascuna sigaretta 3 attraversa una stazione di foratura 5, all'interno della quale sul filtro 4 viene praticata una serie di perforazioni non illustrate, il cui diametro ? dell'ordine di qualche centesimo di millimetro.

Le perforazioni sopra citate vengono realizzate tramite un dispositivo perforatore 6 comprendente un generatore 7 di z O

- 7 < a c; 17> <-r o h c> IL' C 7> ? c oo raggi laser, il quale ? atto a dirigere un fascio laser 8 su di un elemento riflettore 9, che riflette il fascio 8 su di un ulteriore elemento riflettore 10 supportato da un elemento girevole 11. Nell'esempio illustrato, quest'ultimo ? costituito da un elemento tubolare montato girevole attorno al proprio asse su di un supporto non illustrato, il quale ? portato in rotazione con legge di moto determinata da un dispositivo di azionamento 12 tramite una catena cinematica di trasmissione 13. L'elemento riflettore 10 presenta una superficie inclinata riflettente 14, affacciata ad una feritoia 15 ricavata attraverso l'elemento tubolare 11 e disposta in modo tale da mantenersi tangente, durante la rotazione dell'elemento tubolare 11, ad una superficie conica (non illustrata), il cui asse coincide con quello dell'elemento tubolare 11 stesso e del tratto di fascio 8 compreso fra gli elementi riflettenti 9 e 10.

L'elemento riflettente 10 ? atto a dirigere il fascio 8 incidente all'interno della stazione di foratura 5, la quale comprende un supporto anulare 16 per una pluralit? di riflettori 17 distribuiti secondo una legge determinata lungo una superficie interna del supporto 16. Quest?ultimo ? disposto nello spazio compreso fra l'elemento riflettente 10 e le estremit? libere dei filtri 4, e si svolge tutt'attorno all'asse dell'elemento tubolare 11.

Nella forma di attuazione illustrata nella figura 1, il z O

? - 8 C <'>Q? <? Q N fascio 8 raggiunge i riflettori 17 senza subire, lungo il proprio percorso a monte dei riflettori 17 stessi, alcuna focalizzazione. Quest<1>ultima viene effettuata dai riflettori 17, i quali, a questo scopo, sono costituiti, ciascuno, da uno specchio concavo.

Secondo la variante illustrata nella figura 2, il fascio 8 viene focalizzato a monte dei riflettori 17 tramite una lente convergente 18 disposta fra gli elementi riflettori 9 e 10 con il proprio asse focale coincidente con l'asse dell'elemento tubolare 11. Di conseguenza, nella variante della figura 2, i riflettori concavi 17 della figura 1 possono essere sostituiti con dei riflettori 19 costituiti da specchi piani montati su di un supporto 20, la cui forma differisce da quella del supporto 16 per motivi che verranno spiegati nel seguito.

Il funzionamento del dispositivo perforatore 6 della figura 1 verr? ora descritto con riferimento allo schema della figura 3.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, il convogliatore 1 si muove in senso antiorario in modo da trasportare le sigarette 3 attraverso la stazione 5 con velocit? costante determinata. Secondo quanto illustrato nella figura 3, ciascuna sigaretta 3, durante l'attraversamento della stazione di foratura 5, percorre un arco di foratura il cui inizio, nel senso di avanzamento delle sigarette 3, ? Z

o sii

- 9

U'J12?<3 o-o ?? t w ? ? ?5 o oco contrassegnato con 21, e la cui fine ? contrassegnata con 22 su di una curva 23 percorsa dai centri delle sigarette 3.

Durante il tempo in cui ciascuna sigaretta 3 percorre l'arco 21-22, la cui ampiezza ?, nel caso specifico dell'esempio illustrato, pari all' interasse fra due scanalature 2 successive misurato lungo la circonferenza del tamburo 1, il generatore 7 emette in maniera impulsiva una serie di fasci 8 di raggi laser, ciascuno dei quali viene riflesso dall'elemento riflettore 10 rotante su successivi riflettori 17, i cui centri sono indicati in figura 3 con dei punti 24 distribuiti lungo una curva 25 del tipo cosiddetto "a cardioide". I successivi fasci 8 vengono indirizzati dai corrispondenti successivi riflettori 17 in punti successivi 26 distribuiti lungo l'arco 21-22 di foratura ed occupati in successione, durante l'esecuzione di ciascun foro nel filtro 4, dall'asse della citata sigaretta 3.

La curva 25 ? conformata in modo tale che la distanza 'L' fra ciascun riflettore 17 e ciascun punto 26, il quale pu? essere assunto come coincidente con un rispettivo punto di foratura sul filtro 4, risulti costantemente uguale alla lunghezza di focalizzazione del fascio 8 dal momento che, nel caso in esame, ciascun riflettore 17 funge anche da elemento focalizzatore.

Ovviamente, la distanza 'L' che compare in figura 3 e la curva 25 non sono quelle reali, bens? le proiezioni delle zo o C 10 c LU 3

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o ?e stesse su di un piano perpendicolare all'asse del tamburo 1. La curva 25 pu? presentare una forma diversa da quella illustrata nella figura 3, la quale ? relativa al caso in cui il tamburo 1 e l'elemento riflettore 10 girino in senso opposto. In ogni caso, la curva 25 dovr? essere sempre realizzata in modo tale che la distanza fra ciascun punto di foratura ed il relativo elemento focalizzatore, misurata lungo l'asse del fascio 8, risulti costante e pari alla lunghezza di focalizzazione.

Sulla base di quanto sopra esposto ? possibile comprendere come i supporti 16 e 20 siano fra loro differenti.

Infatti, mentre la forma del supporto 16 deve risultare tale da mantenere costante la distanza fra ciascun riflettore-focalizzatore 17 e la posizione occupata, nell'istante di emissione del relativo fascio 8, dal relativo punto di foratura, la forma del supporto 20 deve risultare tale da mantenere costante la somma di due distanze, di cui la prima ? la distanza coperta dal fascio 8 fra l'elemento riflettore 10 e ciascun riflettore 19, e la seconda ? la distanza coperta dal fascio 8 fra tale riflettore 19 e la posizione occupata, nell'istante di emissione del fascio 8 stesso, dal relativo punto di foratura.

Secondo una variante non illustrata, l'elemento riflettore 10 delle figure 1 e 2 viene sostituito con un prisma

O

- 11 a il i?r,?a? <3. ??-,m <'>si ? 5 ? o o triangolare, oppure con un prisma a forma di piramide a '?' facce, in modo da scomporre il fascio 8 emesso dal generatore 7 in due o '?' fasci. Ovviamente, in questo caso, posto che la potenza del generatore 7 sia sufficiente, sar? possibile realizzare nello stesso istante due oppure '?' fori che, a seconda della disposizione dei riflettori, potranno essere realizzati su di una stessa sigaretta in movimento all'interno della stazione di foratura 5 oppure su pi? sigarette in movimento attraverso la stazione di foratura 5 stessa.

Secondo una ulteriore variante non illustrata, le forme di realizzazione delle figure 1 e 2 vengono modificate in modo da realizzare non una, bens? due corone di fori disposte ad una distanza determinata l'una dall'altra.<' >Un simile risultato pu? essere ottenuto a partire dalle forme di realizzazione delle figure 1 e 2 disponendo sul supporto 16 o 20 due file di riflettori provviste di rispettivi elementi riflettori 10 rotanti atti a ricevere rispettivi fasci 8 da rispettivi generatori 7 oppure da un unico generatore, il cui fascio di uscita viene diviso in due tramite una qualsiasi tecnica nota.

La variante non illustrata sopra descritta pu? venire vantaggiosamente impiegata quando si voglia realizzare la foratura di una cosiddetta "sigaretta doppia", ossia di un complesso costituito da due spezzoni di sigaretta fra loro z g - 12 NI -a ^ ?> rr J UJ:i Ci-o1 y ? 21 yi?S o ol? coassiali ed uniti di testa tramite un filtro doppio, che dovr? successivamente essere suddiviso a met? per l'ottenimento di singole sigarette col filtro.

Nel caso sopra citato, e facendo per esempio riferimento alla forma di realizzazione della figura 1, si avranno due tamburi 1 fra loro solidali, i quali supportano una rispettiva estremit? delle citate sigarette doppie e sono disposti ad una distanza l'uno dall'altro almeno pari alla lunghezza di due filtri 4. In questo spazio viene montato un supporto anulare fisso simile al supporto 16, ma provvisto di riflettori 17 distribuiti su due corone atte a ricevere un rispettivo fascio di raggi riflesso da un rispettivo elemento riflettore 10 rotante.

La variante non illustrata sopra descritta pu& essere provvista di un unico generatore 7, il cui fascio 8 pu? penetrare fra i citati due tamburi 1, per esempio, lungo un foro centrale di un asse tubolare di uno dei tamburi 1 stessi e, dopo essere stato scomposto in due fasci uguali in modo noto, per esempio utilizzando degli specchi semitrasparenti, raggiungere gli elementi riflettori 10.

Ovviamente, nella variante non illustrata sopra descritta, il supporto anulare a doppia corona di riflettori deve essere suddiviso, tramite due tagli sostanzialmente diametrali, in due semianelli disposti uno fra i due tamburi 1 e l'altro radialmente all'esterno degli stessi per zo M s < Sf - 13 ?'1 <3

Li.?. t J .

El?L?-< 3 ? t? ?C? Ili ?* o oco

R I V E N D I C A Z I O N I

1) Metodo per praticare perforazioni in articoli a forma di barretta, in particolare sigarette, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi consistenti:

- nel fare traslare un articolo (3) da forare tramite un trasportatore (1) estendentesi attraverso una stazione di foratura (5); e

- nell?inviare sul detto articolo (3), tramite una pluralit? di emettitori laser (17-19-27), dei fasci di raggi laser focalizzati emessi secondo una sequenza determinata e con lunghezza di focalizzazione determinata durante un tempo di foratura al massimo uguale al tempo impiegato dal detto articolo (3) ad attraversare la detta stazione (5);

la stazione di foratura (5) comprendendo un elemento di supporto (16-20) per i detti emettitori (17-19-27), e questi ultimi essendo distribuiti sul detto supporto (16-20) lungo almeno una curva conformata in modo tale da mantenere la lunghezza di un rispettivo percorso seguito da ciascun fascio di raggi laser fra un relativo punto di focalizzazione ed un relativo punto di foratura sul detto articolo costantemente pari alla detta lunghezza di focalizzazione .

2) Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti emettitori laser sono costituiti da elementi riflettori (17-19) selettivamente colpiti da un fascio (8) di raggi laser emesso da un generatore laser (7) ed atti a riflettere il detto fascio (8) incidente sui detti articoli (3) da forare.

3) Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ciascun detto elemento riflettore (17) ? costituito da uno specchio focalizzatore concavo.

4) Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ciascun detto elemento riflettore (19) ? costituito da uno specchio piano; mezzi focalizzatori (18) essendo previsti a monte dei detti specchi piani (19) per zo 2 15 ? 3g LUc5 c-oD < rJ 1? 2 ? 1 ?X?1'J ?JC5 o ?on focalizzare il fascio (8) di raggi laser selettivamente incidente sugli stessi.

5) Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti emettitori laser (27) sono costituiti da altrettanti diodi laser attivati secondo una sequenza determinata.

6) Dispositivo per praticare perforazioni in articoli a forma di barretta, in particolare sigarette, caratterizzato dal fatto di comprendere una stazione di foratura (5) per i detti articoli (3), ed un trasportatore (1) per fare traslare i detti articoli (3) da forare in successione attraverso la detta stazione di foratura (5); quest'ultima comprendendo una pluralit? di emettitori laser (17-19-27) atti ad emettere con sequenza determinata dei fasci (8) di raggi laser focalizzati con lunghezza di focalizzazione determinata, ed un elemento di supporto (16-20) per i detti emettitori (17-19-27); questi ultimi essendo distribuiti sul detto supporto (16-20) lungo almeno una curva (23) conformata in modo tale da mantenere la lunghezza di un rispettivo percorso seguito da ciascun fascio (8) di raggi laser fra un relativo punto di focalizzazione ed un relativo punto di foratura sul detto articolo (3) costantemente pari alla detta lunghezza di focalizzazione.

7) Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i detti emettitori laser sono costituiti da so M

- 16 < i| c li 5C? < > Si* iC? elementi riflettori (17-19) selettivamente colpiti da un fascio (8) di raggi laser emesso da un generatore laser (7) ed atti a riflettere il detto fascio (8) incidente sui detti articoli (3) da forare.

8) Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, un elemento riflettore rotante (10) atto a deviare selettivamente il detto fascio (8) su ciascuno dei detti elementi riflettori (17-19) fissi sul detto supporto (16-20).

9) Dispositivo secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che ciascun detto elemento riflettore ? costituito da uno specchio focalizzatore (17) concavo.

10) Dispositivo secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che ciascun detto elemento riflettore ? costituito da uno specchio piano (19); mezzi focalizzatori (18) essendo previsti a monte dei detti specchi piani (19) per focalizzare il fascio (8) di raggi laser selettivamente incidente sugli stessi.

11) Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i detti emettitori laser sono costituiti da altrettanti diodi laser (27) attivabili secondo una sequenza determinata.

12) Metodo per praticare perforazioni in articoli a forma di barretta secondo le rivendicazioni precedenti, e Zo M< 3?? I - 17 -<1 >-3

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Claims

sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati e per gli scopi sopra specificati.

13) Dispositivo per praticare perforazioni in articoli a forma di barretta secondo le rivendicazioni precedenti, e sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati e per gli scopi sopra specificati.