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MACHINES POUR EMBALLER TOUTES SORTES' D'ARTICLES, NOTAMMENT LES CIGARETTES,
AU MOYEN D'ENVELOPPES SCELLEES A LA CHALEUR.
La présente invention est relative à des machines pour emballer tou- tes sortes d'articles notamment les cigarettes au moyen d'enveloppes scellées à la chaleur,et elle est particulièrement adaptée pour produire des paquets remplis de cigarettes, au moyen d'une feuille unique d'emballage laminée, et de telle manière qu'un emballage de haute qualité soit produit avec un scel- lement efficace des joints, et des plis bien formés, de façon que les cigaret- tes soient protégées plus effectivement que dans les paquets actuellement uti- lisés de façon générale.
Un matériau d'emballage particulièrement adapté pour être utilisé dans -une machine mettant en oeuvre des caractéristiques de l'invention est fourni par une partie de matériau en feuille double, qui peut être fournie par un rouleau de ce matériau:, cette feuille comprenant une face en aluminium réunie sur une de ses faces à une feuille en papier, la feuille métallique com- portant pour les joints longitudinaux et pour les extrémités des régions de plis des dépôts de formes convenables constitués généralement par un matériau sec de scellement à la chaleur, Un tel emballage est, au point de vue de ses données physiques, adapté de façon idéale pour protéger le contenu des pa- quets,
mais il met en jeu beaucoup de problèmes dans le cas des machines à haute vitesse de fonctionnement dans les différents stades de fonctionnement de telles machines:, 'et aussi dans le cas par exemple où l'opération doit être exécutée en une fraction de seconde, ou bien quand des sections de feuilles d'emballage doivent être mesurées avec précision à partir du rouleau, et mises en place sans que l'alimentation fournie par le rouleau soit interrompue et ceci en une fraction de seconde, ainsi que dans le cas où un ensemble de ci- garettes est projeté avec force contre les plis nouvellement formés à la par- tie inférieure de l'emballage,
pour l'éjection du paquet dans des conditions où les plis doivent être collés de façon à demeurer résistants à de telles actions pendant une faible fraction de seconde, etc..
L'invention concerne aussi un procédé d'emballage, et c' est pour la mise en oeuvre de ce procédé que la machine est établie.
L'invention sera décrite en se référant aux dessins ci-joints, dans
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lesquels :
La figure 1 est une vue schématique en élévation, montrant sur la gauche une tourelle recevant des cigaretteset sur la droite une tourelle d'emballage avec l'alimentation en matériau d'emballage et l'élément de cou- page placé au-dessus;
La figure la est une coupe agrandie prise généralement le long de la ligne la-la de la figure 1, montrant le transfert des cigarettes dans l'emballage maintenu par un mandrin de la tourelle d'emballage; .
La figure lb est une vue en coupe agrandie, prise le long de la ligne lb-lb de la figure 1, montrant les plis du fond d'un emballage en cours d'établissement avant le transfert des cigarettes dans l'emballage lui-même;
La figure lc est une vue en élévation montrant le paquet rempli sur un support, après avoir été éjecté de la tourelle les outils de fermeture de la partie supérieure étant en position pour fermer les plis supérieurs seu- lement;
La figure 2 est une vue en élévation avant partiellement en coupe, .montrant un exemple de réalisation de l'invention;
La figure 3 est une vue en élévation prise 'à angle droit sur la fi- gure 2 et montrant l'extrémité de sortie de la machine;
La figure 4 est une coupe prise de façon générale le long de la ligne 4-4 de la figure 2 (en ce qui concerne le matériau d'emballage) et non- trant également l'arrangement de l' oeil électrique; La. figure 5 est une vue schématique en perspective montrant une partie du matériau, contenant un spot de signalisation pour le dispositif d'ex- ploration par l'oeil électrique.
La figure 6 est une vue en coupe montrant l'arbre d'entraînement pour le dispositif d'alimentation en matériau d'emballage, et les éléments qui commandent celui-ci indépendamment au moyen d'un engrenage planétaire à partir d'un mo teur qui sera excité par l'action du mécanisme photo-électrique;
La figure 7 est une élévation fragmentaire, partiellement en ligne pointillée prise le long de la ligne 7-7 de la figure 6;
La figure 8 est une vue fragmentaire agrandie d'une section de la tourelle d'emballage sur laquelle le matériau d'emballage est travaillé par les outil s établissant les joints latéraux;
La figure 9 est une vue schématique., partiellement en coupe mon- trant l'action des outils de pliage des rabats inférieurs;
La figure 10 est une vue en élévation, quelque peu agrandie par rapport à la figure 8, montrant la position d'un fer de chauffage des joints latéraux, après l'enlèvement du corps de pliage faisant partie du mécanisme de formation des joints latéraux;
La figure 11 est une vue en élévation prise à angle droit par rap- port à la figure 10, et'montrant les mêmes dispositifs, avec un des fers de joints latéraux placé vers le bas;
La figure 12 estune vue analogue à la figure 11 montrant un fer latéral en position rétractée;
La figure 13 est une vue partiellement en coupe montrant un assez/ blage de fixation, y compris le support et le plaque de fixation mobile;
La figure 14 est une vue schématique montrant le dispositif de pliage de la partie inférieure en ce qui concerne son action préliminaire à celle de l' outil de pliage des côtés montrés dans la figure 9.
La figure 15 est une vue composée en perspective montrant la ma- nière de plier le matériau d'emballage;
La figure 16 est une vue analogue à la figure 15 montrant les plia-
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ges successifs des rabats inférieurs;
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La figure -.Ir/ est une vue en plan d'une feuille remballage mon- trsnt la foziiie des surfaces adhésives et en pointillé les lignes transversa- les de :pliage;
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La figure 18 est un diagramme général de câblage;
La figure 19 est une vue schématique supérieure en plan. prise le long de la ligne 19-19 de la figure 3;
La figure 20 (voir à droite de la figure 3) est un détail d'éleva - tion arrière du dispositif de refroidissement et des éléments de décharge;
La figure 21 est une section transversale agrandie prise générale- ment le long de la ligne 21-21 de la figure 2, montrant le transfert du pa- quet avant le mouvement d'activation;
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La figure 22 est une vue analogue à la figure 20 montrant le trans- fert du paquet à la- fin d'un mouvement actif;
La figure 23 est une vue de détail en élévation prise à angle droit par rapportà la figure 21 et généralement le long de la ligne 23-23 de la fi- gure 21;
La figure 24 est une vue en élévation prise à angle droit par rap- port aux figures 21 et 22 pour illustrer de façon plus complète le mécanisme
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du -'Gra'::'1sfe17-G;
La figure 25 est une vue détaillée agrandie montrant les éléments du mécanisme de commande du couteau, la vue étant prise à angle droit par rap- port à la figure 6, généralement le long de la ligne 25-25 de cette figure; la figure 26 est une vue en plan du couteau .coupant le matériau d'emballage et ses organes de commande immédiats; .
La figure 27 est une section verticale le long de la ligne 27-27 de la figure 3;
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La figure 28 est une section verticale le long de la ligne 28-28 de la figure 3;
La figure 29 est une vue en élévation du commutateur de mise à la terre commandé par la came du circuit de l'oeil électrique;
En se reportant aux figures 1 et 2 des dessins, on verra que le ma- tériau d'emballage est fourni par un rouleau 1 à un rouleau guide 2 qui agit comme un organe de tension;, puis par un rouleau 3 porté par un bras. oscillant, monté de façon à pouvoir osciller autour d'un arbre 5. A l'extrémité du bras
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oscillant te se trouvent demz rouleaux 5 et 6.
Le rouleau 6 est un rouleau d'alimentation à action positive qui est entraîné par une chaîne 7 à partir d'une roue dentée montée sur l'arbre 5, cette dernière étant indiquée par les lignes en pointillé 8.
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Le bra 4 oscille de bas en haut au-tour de l'arbre 5 au moyen d'un dispositif convenable tel que par exemple un vilebrequin ou un arrangement de cames non montrée placé sur l'arbre 16 (fig. 6) et à une vitesse supérieure équivalente à Inaction d'alimentation du rouleau 6, tandis que dans le mouve- ment vers le bas du bras, il y a une action d'alimentation et aussi une ac- tion de poussée sur le matériau qui se projette au-dessous des rouleaux 5 et 6.
Un pignon de chaîne 9, (fig. 6) est monté sur l'arbre 5, etson
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moyeu porte mi engrenage lv qui tourne sous l'action d'une chaîne 10 condui- sant à un pignon de chaîne monté sur l'arbre Il d'un moteur 12.
Le matériau d'emballage est découpé en feuilles par un couteau 13
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qui coopère avec une lame fixe li (fig. 1) .
Ce couteau est mis en action au moment convenable par les moyens illustrés dans les figures 6, 25 et 26. En se référant a ces figures, on verra que le couteau 13x est porté par un bras 13 qui forme un bras d'un vilebrequin,
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ce dernier ayant son moyeu porté. par un arbre 14 supporté dans un palier 15, le second bras de l'arrangement de vilebrequin indiqué en l3xx portant un rouleau dans le canal actif d'une cane 15.
On examinera maintenant le dispositif de commande pour la cou- pure des feuilles en portions précisés. Etant donné que les matériaux d'em- ballage sont destinés à former l'extérieur des paquets, et qu'ils portent ordinairement de l'imprimerie d'une manière qui nécessite une mise en place exacte de la ligne de coupure suivant laquelle la feuille est séparée du matériau fourni,, des moyens doivent être prévus pour obtenir une mise en po- sition exacte du point auquel le matériau est coupé,, dans le mécanisme d'ali- mentation, En se reportant aux figures 6 et 7, en relation avec la figure 5 et aussi les figures 25 et 26, on verra que la came de commande du couteau 15 est montée sur un arbre 16 et que cet arbre porte un pignon 17 entraîné par l'engrenage 18 sur l'arbre 5.
Monté librement sur l'arbre 5 se trouve un pignon denté qui porte de façon à ce qu'ils puissent tourner les petits engrenages 20 d'un ensemble d'engrenages planétaires qui comprend une roue dentée planétaire intérieure 2l engrenant avec les engrenages 20. Les engre- nages 20 engrènent aussi avec un engrenage 22 claveté sur l'arbre 5.
Le grand pignon denté 19 est entraîné par une chaîne 23 conduisant à un pignon denté monté sur l'arbre moteur 11 (figure 2),
L'organe 21 de l'arrangement planétaire est normalement maintenu immobile de la manière suivante : ledit engrenage 21 porte un engrenage 24 en- grenant avec une vis sans fin 25 montée sur l'arbre 26, ce dernier portant une roue dentée 27, entraîné par la chaîne 28 d'un moteur (non représenté).
Ainsi, la rotation de la roue dentée 19 obligera les petits engrenages 20 à tourner par rapport aux dents intérieures de l'organe planétaire 21, et ceci obligera l'engrenage 22 fixé sur l'arbre 5 à tourner. La rotation de ce der- nier provoquera un mouvement actif de l'alimentation en matériau (comme cela a été décrit précédemment).
Excepté pour le glissement, et par suite pour de petites longueurs d'alimentation, il ne se présente aucune difficulté. Le problème à résoudre est celui du glissement périodique et par suite celui de l'alimentation en feuilles courtes. En se reportant à la figure 5, le matériau d'alimentation est indiqué en W et on notera qu'en Wx il y a un spot de signalisation redpeé- senté, lequel sera un des spots.d'une série exactement espacé le long du meté- riau d'alimentation. Ces spots de signalisation sont adaptés à fournir une interruption ou un contraste de lumière par refraction à partir d'un élément produisant un faisceau en 30 (fig. 4), et un élément récepteur 31, les deux constituant les éléments d'un ensemble à cellule photo-électrique.
La came de commande du couteau met toujours le couteau en action en un point prédéterminé de la rotation de l'arbre à came 16 des figures 6 et 26.
Le dispositif à oeil électrique est en état d'agir positivement pour mettre en action le moteur et les éléments d'entraînement de l'organe 21 de l'ensemble planétaire, jusqu'à ce que le faisceau de lumière atteigne le spot de signalisation Wx sur le matériau. Ce spot de signalisation rend l' oeil électrique momentanément ineffectif.
Le dispositif à oeil électrique est aussi ineffectif lorsque l'alimentation en matériau d'emballage est correcte en raison de l'action du commutateur. Ce commutateur est montré dans la figure 29.
En se reportant à la figure 29, on verra que les contacts sont normalement fermés, et par suite le signal de l'oeil électrique, passant par exemple du fil de terre 24 au commutateur, sera mis à la terre en 35. Lorsque cependant la came 32 ouvre le bras du commutateur 33, le signal de l'oeil électrique ne sera pas mis à la terre, mais produira une impulsion positive sur le contrôle du moteur de l'organe 21 du planétaire. Dans des états nor- maux et corrects d'alimentation en matériaux, la came 32 ouvrira le commu- tateur et le maintiendra ouvert pendant que le faisceau-de lumière se trou vera sur le spot de signalisation Wx.
D'autant plus que l'oeil électrique
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n'a pas d' action pendant quele faisceau de lumière est sur le spot de si- gnalisation, l'organe 21 de l'ensemble planétaire demeurera au repos. Si ce- pendant l'alimentation en matériau d'emballage est trop courte à un moment donné, juste avant le coupage du matériau et lorsque le bras du commutateur 33 est maintenu ouvert par la came, le spot de signalisation n'aura pas at- teint le faisceau de lumière et immédiatement le moteur et les organes d'en- traînement pour l'organe 21 du planétaire donneront une rapide impulsion d'alimentation au matériau, amenant le spot de signalisation Wx en contact avec le faisceau de lumière, avant que les contacts du commutateur ne soient fermés.
A cet instant, le couteau est mécaniquement commandé et le matériau est coupé correctement avec précision.
La feuille, lorsqu' elle est coupée, se trouve dans la position de la figure 1 et immédiatement avant cela le paquet P à la partie supérieure de la tourelle d'emballage aura été éjecté. Ainsi, 2 à l'instant de la cou- pure, un corps de fixation 36 sera déplacé vers la gauche, et la feuille d'em- ballage sera partiellement pliée-autour du mandrin 37, comme montré à la par- tie supérieure droite de la figure 1.
A ce point de la description, un exposé de la suite des opérations sera utilisé pour mieux comprendre la description plus détaillée qui suit.
En se reportant à la figure 1,' on comprendra qu'au stade indiqué en C dans cette-figure, le matériau d'emballage a été partiellement plié sur un mandrin vide de la tourelle d'emballage, par l'action conjointe du mandrin et de la'plaque de fixation; le matériau d'emballage engageant trois côtés du mandrin.
Le maindrin est alors avancé vers la' station de pliage D où des organes de pliage agissent d'abord sur la gauche, puis sur la droite du man- drin pour faire se croiser les bords ou marge du papier, lesquels sont alors en contact avec le fer chauffé électriquement, après une rétraction suffi- sante des organes de pliage, Le fer de chauffage fournit de la chaleur au ma- tériau d'emballage sur les surfaces se recouvrant de façon à rendre actif le matériau thermoplastique porté par la face inférieure du matériau- d'em- ballage, et formant par suite une ligne de collage'*'longitudinale. Le fer de- meure engagé avec la ligne de collage longitudinale pendant une pluralité . d'étapes successives.
A l'étape E des outils forment la fermeture inférieure et lorsque la tourelle avance, les plis de la fermeture inférieure sont enga- gés, l'étape G avec des outils comportant une plaque chauffée électriquement qui réunit les plis inférieurs pour presque les sceller. Le collage est fait en deux étapes, d'abord un plongeur entre dans le mandrin à l'intérieur des plis de fermeture, et ensuite un fer chauffé électriquement comprime les plis contre le plongeur, ce qui fournit de la chaleur pour activer légèrement l'adhésif thermoplastique.
Le temps alloué pour le semi-scellement des plis de la fermeture inférieure est très court. Par exemple dans des opérations commerciales, l'ensemble de la tourelle d'emballage peut former et remplir 125 paquets par minute et l'action de semi-scellement des plis inférieurs durera moins de 2/10 de seconde.
A l'étape A, le paquet avec ses plis inférieurs semi-scellés, vient en contact avec un mandrin chargé de cigarettes, et les cigarettes sont trans- férées dans le paquet, ce dernier ayant toujours sa partie supérieure ouver- te. Le paquet rempli est alors déplacé jusqu'à la station B, dans laquelle un plongeur entre dans le paquet, et pousse les cigarettes vers l'avant en- levant ainsi le paquet et les cigarettes qu'il contient du mandrin et le faisant passer dans une auge, Pendant qu'il est en mouvement dans ladite auge, la partie supérieure ouverte du paquet est engagée par un outil de plia- ge pour former la fermeture supérieure, et dans son avance le paquet rencon- tre un fer de collage chauffé, qui aplatit la partie supérieure des plis de fermeture et les colle légèrement par la chaleur. Pendant ce mouvement, le paquet se trouve horizontal.
Les paquets sont alors transférés de l'auge à une position verticale, avec la fermeture supérieure par-dessus, et sont alors soumis à l'opération d'application des timbres fiscaux.
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Au sortir du dispositif d'application des timbres fiscaux;, le pa- quet atteint un dispositif de scellement qui comprend une paire de courroies en acier mince, une courroie engageant la partie inférieure du paquet et l'autre courroie engageant la partie supérieure. Cet organe de scellement est entraîné indépendamment et se déplace continuellement, quel que soit l'état de la machine elle-même et la vitesse est réglée de façon? porter les paquets sans interférence avec des paquets éjectés par le dispositif d'application des timbres fiscaux.
A l'extrémité de la courroie de scelle- ment, les courroies d'acier étant chauffé'es électriquement.,il se produit un scellement finale et le dispositif de refroidissement, qui consiste en pièces métalliques supérieure et inférieure refroidie par l'air, est adapté pour appliquer une pression notabl e sur les parties intermédiaires des plis de fermeture à la partie inférieure et à la partie supérieure des paquets, pour obtenir un meilleur scellement que celui-qui avait été obtenu par l'ac- tion des plaques plates. Ceci complète la série des opérations.
Le dispositif de scellement fournit un intervalle de temps rela- tivement long, pendant lequel l'adhésif est maintenu chauffé et par conséquent plastique, si bien que la pression des courroies métalliques chauffées et leur vibration arrangent les plis supérieurs et inférieurs, et les amènent en con- tact étroit et complet, ce qui est terminé par le dispositif de refroidisse- ment. Il sera bien compris que, tandis que les courroies métalliques chauf- fées opposées imposeront une pression sur les.extrémités des paquets, cette pression sera sensiblement inférieure à celle qui déformerait les extrémités.
En se reportant aux figures 1 à 13- comprise, on verra que le dis- positif de fixation 38 est une pièce en forme d'U montée sur un organe por- teur en forme de boite 39. La base de la pièce 39 est ajourée pour recevoir deux ergots 40 qui, à leur tour, font projection à travers des ouvertures dans l'organe de fixation 38 portant la plaque de maintien 38x. Au moyen d'un ressort 38xx, la plaque de maintien 38x est normalement maintenue dans la position de la figure 13. Les pièces 40 sont complétées par une plaque de support 41. La pièce en forme de boite 39 reçoit un support au moyen d'un bras 42 sur un arbre 42x, porté par la tourelle.
Pivotée sur l'organe en for- me de boite 39 se trouve une extrémité d'un levier 43 d'un arbre 44; à l'ex- trémité opposée de l'arbre 44 se trouve un levier 45 dont un bras porte un rouleau 46 et le second bras est engagé par un ressort. 47 (fig. 10). Le res- sort 47 est un ressort de libération, tandis que le rouleau @ sera engagé pendant la rotation de la tourelle d'emballage par des surfaces de came (non représentées) sur la machine, pour mettre en action l'organe de main- tien au moment convenable et pour le maintenir en position active jusqu'à ce que la surface de came permette l'action de libération par le jeu du res- sort 47.
Le corps des lames de l'organe de pliage et leur mécanisme de commande sont montrés plus particulièrement dans la figure 8. La lame ini- tiale de l'organe de pliage pour la marge étroite de l'emballage est indiqué en 48. Elle est portée par un bras 49 -pivoté' en 50, le bras 49 ayant un prolongement 49x connecté par une liaison 51 .avec un levier 52. Le levier 52 est pivoté sur l'arbre 53 connecté' par une liaison 54 avec une liaison croisée 55 qui à son tour est connectée par une' tige. 56 à un arbre 57. Fixé à cette extrémité de l'arbre 57 est un bras de levier 58 engagé par une tige de commande 59.
Cette tige sera animée d'un mouvemen t de va-et-vient au mo- ment convenable par une came (non représentée). '
La seconde lame de l'organe de pliage pour le recouvrement large, est indiquée en 60. Dans la figure 8, elle est montrée seulement dans une partie de son mouvement actif. Elle est portée par un bras 61 pivoté sur un arbre 62, ce dernier étant maintenu par une pièce 50. La lame de 'pliage 60 est normalement rétractée, cette position étant assurée'par un ressort 63 engageant un bras 64 ce dernier avec le bras 61 étant analogue à un levier coudé. Ladite seconde lame de pliage 61 est actionnée au moment convenable au moyen du levier coudé 65 qui a une extrémité de réception ajourée pour recevoir une projection 61x sur le bras 61.
Le levier coudé 65 est monté sur l'arbre 66 et est mis en action au moment convenable par une came .(non
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représentée) de la machine.
Les deux lames de l'organe de pliage et particulièrement la lame 60 sont construites en acier à ressort mince et possèdent une action de ba-- layage comprimant sur 1-' emballage qui est ainsi bien tiré sur les coins du paquet avant le scellement longitudinal préliminaire, ceci permettant la for- mation de plis d'extrémité précis et surmontant une difficulté sérieuse dans les machines antérieures de ce type.
Les fers de joints longitudinaux sont indiqués en 67 et, en se référant aux figures 8 à 12, on verra que chaque fer est pivoté sur un arbre porteur 68 conduisant à un manchon fendu -69 porté sur un arbre 70. Cet arbre se prolonge à travers un palier 71 porté par la tourelle d'emballage et l' ex- trémité intérieure de cet arbre porte un levier à plusieurs bras. Un bras du levier, indiqué en 72, possède un rouleau 73 commandé par des éléments de came fixes sur la machine et le second bras 73x est engagé par un ressort 74 qui conduit à la tourelle.
Les mouvements actifs du fer 67 sont commandés par le bras 72 du levier, et les mouvements de libération par le ressort en- gageant le bras 73x. Chaque fer contient un élément de chauffage à travers lequel le courant est fourni par un conducteur 74x à partir d'une source de courant.
On verra d'après ce qui précède que le corps de fixation et les fers de joints de recouvrement sont portés par la tourelle d'emballage, tan- dis que les fers ou lames de pliage pour les joints latéraux sont portés par un support monté le long de la tourelle d'emballage et en ayant de celle-ci.
En examinant la figure 8, on peut considérer que les fers de pliage commen- cent leur mouvement de retrait et que le fer le plus élevé pour la fermeture du joint est près de descendre à sa position finale vers le bas comme dans la position d'un fer analogue de joint 67 montré à gauche de la figure vers la partie inférieure de celle-ci. L'emballage sera maintenant dans la forme montrée sur la droite de la figure 15 et prêt pour Inapplication des outils de pliage pour la partie inférieure. Comme montré dans la figure 16, ces plis sont effectués en trois étapes successives. Au moyen des fers de pliage opposés 75, les plis initiaux 76 (fig. 16) sont faits. Chacun de ces deux fers 75 est porté par une paire de bras oscillants 77 pivotés sur une pièce 78.
Les deux paires sont connectées par des liaisons d'égalisation 79 et 80, et l'arbre 81 pour l'un des bras 77 peut être connecté a un levier 82 con- duisant au mécanisme de commande, tel qu'un arrangement'de cames par, lequel les plis 76 sont faits rapidement par un mouvement vers l'intérieur et vers l'extérieur du fer 75. A ce point, en se référant à la figure 16, le recou- vrement du fond du paquet 83 est plié par le mouvement de va-et-vient de la lame 84 (fig, 1) , Le recouvrement de fermeture finale du bas du paquet 85 se projette vers l'extérieur, et dans le mouvement de la tourelle, cette par- tie 85 estrepliée vers le bas en venant en contact avec un rouleau 86 (fig.1) ci bien que le paquet, avec sa partie inférieure fermée par ledit pli, atteint la station F (fig.
1), et ensuite se déplace vers la station G pour l'opéra- . tion de semi-scellement du fond du paquet. A ce stade, le plongeur montré dans la figure lb et 87 entre dans le mandrin sur lequel le paquet est main- tenu et les plis du fond du paquet sont pressés contre une plaque chauffée électriquement 88 et immédiatement après le plongeur est retiré. Comme il a été décrit précédemment, cette opération de semi-scellement est effectuée dans un temps quelque peu inférieur à 2/6 de seconde, dans le cas d'une opé- ration commerciale normale. Si on le désire, cette opération peut être répé- tée à la station H.
La tourelle alors porte le mandrin avec son emballage d'enveloppement à la station A pour la réception du groupe de cigarettes à partir d'un mandrin de la tourelle de gauche.
Comme montré dans la figure la, un mandrin rempli de cigarettes de la tourelle d'alimentation en cigarettes viendra en contact avec un man- drin de la tourelle d'emballage à la station A. En ce point, un plongeur 89 (fig. la) , entre dansle mandrin approprié de la tourelle d' alimentation en cigarettes et transfère les cigarettes dans le mandrin de la tourelle d'en- ballage, lequel mandrin est entouré par la partie inférieure du paquet fermé.
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Bien que la figure 1 ne montre pas la plaque d'arrêt pour retenir le paquet, une telle plaque peut être utilisée comme indique en 90 dans la figure la.
Les paquets remplis sont alors amenés à la position E, et à ce moment un plongeur se déplaçant vers l'avant 91 entre par la partie supérieure ouverte du paquet rempli placé sur le mandrin et en pressant sur les extrémités des cigarettes, transfère le paquet rempli à une auge 92 (figure le) et en con- tact avec les organes de pliage 93 sur les axes 94. Ces axes sont animés d'un mouvement rapide d'oscillation pour produire des pliures à la partie supérieure du paquet, ainsi qu'il est montré en 76 dans la figure 16, sur la gauche de cette figure.
Dans sa progression la partie supérieure du paquet subit alors les mêmes opérations successives de pliage que celles décrites pour les recouvrements 83 et 85 de la fermeture du fond, (fig. 16). Lorsque les paquets avancent dans l'auge, ils passent à travers une zone où un fer de collage chauffé et indiqué par une ligne pointillée 90 (fig.l), engage les plis de fermeture supérieurs, pour les aplatir et les coller légèrement entre eux par la chaleur. Les paquets sont ensuite transférés de l'auge ini- tiale dans laquelle ils sont placés verticalement avec la fermeture supérieu- re au-dessus, comme il va maintenant être décrit.
A l'extrémité de l'auge 92 se trouve une plaque d'arrêt 95, qui a un mouvement limité suffisant pour que le paquet soit reçu dans un porteur 96 sur un .bras 97 porté par un arbre oscillant 98 (fig.21) , Le bras 97 porte aussi une plaque d'arrêt recourbée 99 adaptée à limiter ou à retenir les pa- quets se suivant dans leur auge. Lorsque l'arbre 98 reçoit un mouvement actif, un paquet maintenu par un porteur 96 est mis en con tact avec la seconde auge 100 et dans la position indiquée en pointillé F (Fig. 23). A ce point, un poussoir plongeur 101 enlève le paquet du porteur et l'amène bien nettement dans l'auge 100, les paquets précédents étant déplacés en conséquence.
Dans ladite seconde auge 100, les paquets reçoivent les timbres fiscaux et passent sous une plaque en mouvement alternatif 102 (fig.l) qui aplatit les timbres fiscaux, et chaque paquet atteint finalement l'extrémité de l'auge 100, prêt à être transféré sur le dispositif de scellement à courroie d'acier et à ses dispositifs associés au moyen desquelsles fermetures supérieure et inférieure de chaque paquet sont bien scellées par la chaleur.
Il a été décrit précédemment que lorsque les paquets ont atteint l'extrémité de l'auge 92, ils communiquent un mouvement limité à une plaque 95 et à chaque paquet successivement. La plaque 95 est portée par un bras os- cillant 103 et le bras est connecté à une tige 104 (figs. 21 et 24), qui con- duit à un support oscillant 103 pivoté en 106 et possédant un nez ou dent de verrouillage 105x (fig. 5), dans le passage d'une pièce du mécanisme qui transfère les paquets à partir de l'auge 100 à la courroie de scellement maintenant ledit mécanisme de transfert hors de fonctionnement, si pour une raison quelconque, un paquet n'était pas reçu sur la plaque 95.
Ainsi, cha- que transfert d'un paquet sur une courroie de scellement nécessite que le paquet précédent soit venu en contact et ait déplacé, la plaque 95 à la fin de l'auge initiale 92. A cette fin, le mécanisme de transfert pour transfé- rer des paquets de l'auge 100 à la courroie de scellement est constitué par un levier 107 actionné par une came pivotée en 106, .et associé par une pièce de liaison 109 avec un levier oscillant 110 pour l'arbre 111 (fig.5) L'ar- bre oscillant 111 à son extrémité extérieure porte un bras oscillant 112, pivoté sur un pousseur de paquets 113. Entre le pousseur et le bras 114 se trouve un organe de liaison d'égalisation 115.
Le bras oscillant 107 est normalement tiré vers sa came de commande par un ressort 114,
Dans la position des organes montrés dans la figure, 2, le bras oscillant 107 se trouve en un point élevé de la csme de commande, et la dent de verrouillage 103 a été déplacée vers la gauche et ainsi se trouve hors de contact avec le bras de levier 110. On peut supposer que le premier pa- quet dans l'auge initiale 92 a pressé la plaque 95 vers l'extérieur. Ainsi, la dent de verrouillage 105x est maintenue en position neutre et le mécanis- me de transfert a été libre de porter un paquet de la seconde auge 100 aux courroies de scellement.
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S'il n'y a aucun paquet à l'extrémité de l'auge 92 et que la pla- que 95 ,se trouve intérieurement près de celui-ci;, la dent de verrouillage 105x sera déplacée vers la position verticale, et le bras oscillant 107 res- tera à l'extérieur, parce que le mouvement vers le haut du bras de levier oscillant 110 est empêché par la dent de verrouillage. Par suite, le trans- fert des paquets sur la courroie de scellement sera empêché jusqu'à ce que l'auge 92 soit complètement remplie de paquets.
La courroie de scellement se trouve à l'extrémité de la machine à angle droit avec les deux auges ci-dessus décrites, et les paquets semi- scellés à leur extrémité y sont transférés par un poussoir 113 (fig.3).
En se référant à cette dernière figure, on verra que les courroies inférieu- re et supérieure 120 et 121 sont portées par des jeux de rouleaux 122, 123 respectivement, les arbres pour ces rouleaux étant montés sur un cadre vi- brant 124 suspendu à un support125, qui à son tour est porté par un vibreur électrique 126, de telle manière que le cadre portant la courroie 124 et les courroies soient constamment soumis à des vibrations pendant l' alimentation en paquets par la courroie. Des blocs de caoutchouc, 125x, pèuvent être pla- cés entre le support 125 et-le cadre vibrant 124.
Le rouleau supérieur de droite 122 portant la courroie est placé sur un arbre portant un pignon den- té 127 engagé par une courroie en chaîne 128, laquelle chaîne passe sur un pignon denté porté sur l'arbre, pour le rouleau, porte-chaîne 123 portant la courroie inférieure de droite, et ensuite est conduit à un pignon denté entraîné 129 et sur un rouleau fou 130 en retour pour la roue dentée 122.
La roue dentée 129 est entraînée par une série d'entraînements réducteurs de vitesse à partir de l'arbre moteur 130.
Les courroies sont faites en bande d'acier, préférablement de 0,0025 mm. d'épaisseur, qui ont été soudées à leurs extrémités pour les trans- former en courroies sans fin sans aucun joint apparent, si bien que les cour- roies sont parfaitement unies et plates sur toute leur longueur. Elles sont associées avec des rails latéraux guides de paquets 140 (fig.27).
En contact avec la partie inférieure de la courroie supérieure et avec la partie supérieure de la courroie inférieure, se trouvent des orgs- nes de chauffage électrique 131, qui sont portés par des pièces 132 sur le cadre 124, les supports étant en foime d'U et chaque bras du support portant un petit guide ou un rouleau de support 133 s'engageant avec la longueur ad- jacente de la courroie.
Le dispositif de scellement à courroie est entraîné par un moteur indépendant et tourne de façon continue quel que soit l'état de la machine elle-même. Pendant le déplacement des paquets du point d'entrée au point de décharge dans le dispositif de scellement à courroie, les courroies vibran- tes et chauffées aplatissent les plis de fermetures supérieures et inférieu- res et servent à sceller finalement les paquets excepté en ce qui concerne l'étape suivante, qui va maintenant être décrite.
Les paquets, enquittant le dispositif de scellement à courroie passent entre deux unités refroidies par l'air (fig. 3) de construction ana- logue et. telles montrées en 134. Chaque unité 134 est formée avec un joint longitudinal et au centre se trouve une ondulation creuse. Chaque unité est pourvue de plaques conductrices de la chaleur 134X et un soufflet 135 est prévu pour forcer de l'air de refroidissement entre ces plaques, ce dernier étant à une certaine distance.
Les ondulations creuses sont plus visibles dans la figure 28 en 134x et elles permettent de surmonter une difficulté qui s'est révélée dans le scellement final des parties de recouvrement des fermetures supérieure et inférieure, c'est-à-dire la rigidité de l'arête des paquets qui résiste à une pression convenable de scellement sur les par- ties en -recouvrement dans des régions intermédiaires desdites parties, sur la face supérieure et sur la face inférieure du paquet. D'autant plus que les paquets quittent le dispositif de'scellement à courroie avec la substan- ce adhésive encore chaude à partir des courroies chauffées le scellement fi- nal et le refroidissement, de la manière décrite, permettant d'obtenir un scellement parfait.
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En se reportant à la figure 1, on verra que l'arbre 135 porte une bague collectrice qui tourne avec la tourelle montrée en 136. Cette ba- gue collectrice reçoit un courant d'un balai 137 alimente par un conducteur 138 à partir d'une source d'énergie électrique. Comme montré dans la.figure 1, la bague collectrice est connectée électriquement avec chacun des dispo- sitifs de scellement des fermetures latérales 67 par des fils conducteurs.
En pratique, la bague collectrice peut être isolée de l'arbre de la tourelle d'emballage et les fers de scellement peuvent être mis à la terre de la tourelle, et par suite à la terre de l'arbre de la tourelle etde la base.
Dans la figure 17, un arrangement 'convenable est.représenté au moyen duquel on verra que les unités de chauffage du dispositif de scel- lement à tracteur 131 peuvent recevoir le voltage complet du secteur, tan- dis qu'au moyen d'un transformateur de voltage suivi par un'transformateur à bas voltage, le joint de la partie en recouvrement et les unités de chauf- fage pour la partie inférieure peuvent être actionnés sous une tension d'en- viron 12 volts.
Un commutateur de limitation est prévu comme indiqué dans la figure 17, si bien que lorsque la puissance,appliquée sur le moteur d'entraî- nement de la machine est déconnectée temporairement, elle peut être mécani- quement connectée au commutateur de limitation, si bien que ce dernier est ouvert et le courant shunté à travers une résistance de 8 ohms qui, par le transformateur à bas voltage, abaissera le voltage par exemple à 7 volts, ce qui sera suffisant pour éviter auxdits fers de .chauffage une chute de tem- pérature qui les rendrait non opératifs lorsque la machine est de nouveau mise en action, et en même temps les empêchera d'être surchauffés.
La figu- r3 17 est schématisée et aucun effort n'a été fait pour montrer les câblages compliqués et les dispositions électriques entre l'unité photo-électrique et le moteur de commande de la correction d'alimentation pour l'organe 21 du dispositif planétaire.
Bien que dans les figures 1 et. 2, on ait montré l' alimentation en matériau à partir d'un rouleau de matériau supporté au-dessus de la machi- ne, il doit être bien compris que cette alimentation peut provenir de la ba- se de la machine., en passant entre une série de'rouleaux fous pour-aboutir à une alimentation importante près du socle de la machine de façon à être manipulé aisément.
De plus, on a trouvé que les rouleaux 5 et 6 peuvent l'un être pourvu de rainures annulaires creuses espacées, et l'autre de ca- naux, de façon à former des points marginaux dans le matériau d'emballage lorsque celui-ci est déroulé sur les rouleaux dans le but de raidir'le ma- tériau d'emballage et d'assurer son passage libre à travers la section de coupage; et ces points peuvent être placés dans les lignes de plis margi- naux de la feuille d'emballage, coupée à partir de la source d'alimentation.
L'invention n'est évidemment pas limitée aux'exemples décrits. Elle est susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art.
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MACHINES FOR PACKING ALL KINDS OF ARTICLES, IN PARTICULAR CIGARETTES,
BY MEANS OF HEAT-SEALED ENVELOPES.
The present invention relates to machines for packaging all kinds of articles, in particular cigarettes by means of heat-sealed envelopes, and it is particularly suitable for producing packs filled with cigarettes, by means of a single sheet. laminated packaging, and in such a manner that high quality packaging is produced with effective seam sealing, and well-formed folds, so that cigarettes are more effectively protected than in packages currently in use. - read in general.
A packaging material particularly suitable for use in a machine embodying features of the invention is provided by a portion of double sheet material, which may be provided by a roll of this material :, this sheet comprising a aluminum face joined on one of its faces to a sheet of paper, the metal sheet comprising for the longitudinal joints and for the ends of the fold regions deposits of suitable shapes generally consisting of a dry heat-sealing material, Such a packaging is, from the point of view of its physical data, ideally suited to protect the contents of the packages,
but it brings into play many problems in the case of machines with high operating speed in the different stages of operation of such machines :, 'and also in the case, for example, where the operation must be carried out in a fraction of a second, or when sections of wrapping sheets need to be accurately measured from the roll, and placed without the feed supplied by the roll being interrupted in a fraction of a second, as well as in the case where a set of slips is thrown with force against the newly formed folds in the lower part of the package,
for ejection of the package under conditions where the folds must be glued so as to remain resistant to such actions for a small fraction of a second, etc.
The invention also relates to a packaging method, and it is for the implementation of this method that the machine is established.
The invention will be described with reference to the accompanying drawings, in
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which :
Fig. 1 is a schematic elevational view, showing on the left a turret receiving cigarettes and on the right a packaging turret with the supply of packaging material and the cutter placed above;
Figure 1a is an enlarged section taken generally along line 1a-1a of Figure 1, showing the transfer of cigarettes into the package held by a mandrel of the package turret; .
Figure lb is an enlarged sectional view, taken along line lb-lb of Figure 1, showing the bottom folds of a package being set before the cigarettes are transferred into the package itself ;
Fig. 1c is an elevational view showing the filled packet on a carrier, after being ejected from the turret with the upper part closing tools being in position to close the upper folds only;
FIG. 2 is a front elevational view, partially in section, showing an exemplary embodiment of the invention;
Figure 3 is an elevational view taken at right angles to Figure 2 and showing the output end of the machine;
Figure 4 is a section taken generally along line 4-4 of Figure 2 (with respect to the packaging material) and also not including the arrangement of the electric eye; Figure 5 is a schematic perspective view showing part of the material, containing a signaling spot for the electric eye exploration device.
Fig. 6 is a sectional view showing the drive shaft for the packaging material supply device, and the elements which control the same independently by means of a planetary gear from a motor. which will be excited by the action of the photoelectric mechanism;
Figure 7 is a fragmentary elevation, partially in a dotted line taken along line 7-7 of Figure 6;
Figure 8 is an enlarged fragmentary view of a section of the packaging turret on which the packaging material is worked by the tools making the side seals;
FIG. 9 is a schematic view, partially in section, showing the action of the folding tools of the lower flaps;
Fig. 10 is an elevational view, somewhat enlarged with respect to Fig. 8, showing the position of a side seal heating iron after removal of the folding body forming part of the side seal forming mechanism;
Fig. 11 is an elevational view taken at right angles to Fig. 10, and showing the same devices, with one of the side joint irons facing down;
FIG. 12 is a view similar to FIG. 11 showing a side iron in the retracted position;
Fig. 13 is a partially sectional view showing a mounting bracket, including the bracket and the movable mounting plate;
Fig. 14 is a schematic view showing the lower part folding device with respect to its preliminary action to that of the side folding tool shown in Fig. 9.
Fig. 15 is a composite perspective view showing how to fold the packaging material;
Figure 16 is a view similar to Figure 15 showing the folds
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successive ges of the lower flaps;
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Figure -.Ir/ is a plan view of a repackaging sheet showing the foziiie of the adhesive surfaces and in dotted lines the transverse lines of: folding;
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Figure 18 is a general wiring diagram;
Figure 19 is a schematic top plan view. taken along line 19-19 of Figure 3;
Figure 20 (see right of Figure 3) is a rear elevation detail of the cooling device and discharge elements;
Figure 21 is an enlarged cross section taken generally along line 21-21 of Figure 2, showing the transfer of the packet prior to the activation movement;
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Figure 22 is a view analogous to Figure 20 showing the transfer of the packet at the end of an active movement;
Figure 23 is a detail elevational view taken at right angles to Figure 21 and generally taken along line 23-23 of Figure 21;
Figure 24 is an elevational view taken at right angles to Figures 21 and 22 to more fully illustrate the mechanism.
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du -'Gra '::' 1sfe17-G;
Figure 25 is an enlarged detailed view showing the elements of the knife drive mechanism, the view taken at right angles to Figure 6, generally along line 25-25 of that figure; Fig. 26 is a plan view of the knife cutting packaging material and its immediate controls; .
Figure 27 is a vertical section along line 27-27 of Figure 3;
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Figure 28 is a vertical section along line 28-28 of Figure 3;
Fig. 29 is an elevational view of the grounding switch controlled by the electric eye circuit cam;
Referring to Figures 1 and 2 of the drawings, it will be seen that the packaging material is supplied by a roller 1 to a guide roller 2 which acts as a tension member ;, then by a roller 3 carried by an arm. . oscillating, mounted so as to be able to oscillate around a shaft 5. At the end of the arm
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oscillating there are rolls 5 and 6.
Roller 6 is a positive-acting feed roller which is driven by chain 7 from a toothed wheel mounted on shaft 5, the latter being indicated by dotted lines 8.
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The bra 4 oscillates up and down around the shaft 5 by means of a suitable device such as for example a crankshaft or a cam arrangement not shown placed on the shaft 16 (fig. 6) and at a top speed equivalent to Inaction of feeding roller 6, while in the downward movement of the arm there is a feeding action and also a pushing action on the material projecting below rollers 5 and 6.
A chain sprocket 9, (fig. 6) is mounted on the shaft 5, and its
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mid gear carrier hub lv which rotates under the action of a chain 10 leading to a chain pinion mounted on the shaft II of a motor 12.
The packing material is cut into sheets by a knife 13
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which cooperates with a fixed blade li (fig. 1).
This knife is put into action at the appropriate time by the means illustrated in Figures 6, 25 and 26. Referring to these figures, it will be seen that the knife 13x is carried by an arm 13 which forms an arm of a crankshaft,
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the latter having its hub carried. by a shaft 14 supported in a bearing 15, the second arm of the crankshaft arrangement indicated at 13xx carrying a roller in the active channel of a cane 15.
The controller for cutting sheets into specified portions will now be discussed. Since the wrapping materials are intended to form the exterior of the packages, and ordinarily carry printing in a manner which necessitates an exact placement of the cut line along which the sheet is separated from the material supplied ,, means must be provided to achieve an exact positioning of the point at which the material is cut ,, in the feed mechanism, Referring to Figures 6 and 7, in relation to with FIG. 5 and also with FIGS. 25 and 26, it will be seen that the control cam of the knife 15 is mounted on a shaft 16 and that this shaft carries a pinion 17 driven by the gear 18 on the shaft 5.
Freely mounted on the shaft 5 is a toothed pinion which carries so that they can rotate the small gears 20 of a planetary gear assembly which includes an inner planetary toothed wheel 21 meshing with the gears 20. gears 20 also mesh with a keyed gear 22 on shaft 5.
The large toothed pinion 19 is driven by a chain 23 leading to a toothed pinion mounted on the motor shaft 11 (Figure 2),
The member 21 of the planetary arrangement is normally kept stationary as follows: said gear 21 carries a gear 24 meshing with a worm 25 mounted on the shaft 26, the latter carrying a toothed wheel 27, driven by the chain 28 of an engine (not shown).
Thus, the rotation of the toothed wheel 19 will cause the small gears 20 to rotate relative to the inner teeth of the planetary member 21, and this will cause the gear 22 attached to the shaft 5 to rotate. The rotation of the latter will cause an active movement of the material feed (as described previously).
Except for sliding, and therefore for short feed lengths, there is no difficulty. The problem to be solved is that of periodic sliding and consequently that of feeding short sheets. Referring to Figure 5, the feed material is indicated in W and it will be noted that in Wx there is a redpainted signaling spot, which will be one of the spots in a series exactly spaced along the line. power supply. These signaling spots are adapted to provide an interruption or a contrast of light by refraction from an element producing a beam at 30 (fig. 4), and a receiving element 31, the two constituting the elements of a set to. photoelectric cell.
The knife control cam always actuates the knife at a predetermined point in the rotation of the camshaft 16 of Figures 6 and 26.
The electric eye device is able to act positively to activate the motor and the drive elements of the member 21 of the planetary assembly, until the beam of light reaches the signal spot Wx on the material. This signaling spot makes the electric eye momentarily ineffective.
The electric eye device is also ineffective when the supply of packaging material is correct due to the action of the switch. This switch is shown in figure 29.
Referring to figure 29, it will be seen that the contacts are normally closed, and therefore the signal from the electrical eye, passing for example from the ground wire 24 to the switch, will be grounded at 35. When however the cam 32 opens the arm of the switch 33, the signal from the electric eye will not be grounded, but will produce a positive pulse on the motor control of the member 21 of the planetary. In normal and correct material feed states, cam 32 will open the switch and hold it open while the beam of light is on the Wx signal spot.
Especially since the electric eye
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has no action while the light beam is on the signaling spot, the member 21 of the planetary assembly will remain at rest. If, however, the packaging material feed is too short at any point, just before the material is cut and when the switch arm 33 is held open by the cam, the signal spot will not have caught. turns off the light beam and immediately the motor and drives for the planetary member 21 will give a rapid feed pulse to the material, bringing the signal spot Wx into contact with the light beam, before the switch contacts are not closed.
At this point, the knife is mechanically controlled and the material is cut correctly with precision.
The sheet, when cut, is in the position of Figure 1 and immediately before that the packet P at the top of the wrapping turret will have been ejected. Thus, at the instant of the cut, a fastener body 36 will be moved to the left, and the wrapping sheet will be partially folded-around the mandrel 37, as shown in the upper right part. in figure 1.
At this point in the description, a description of the sequence of operations will be used to better understand the more detailed description which follows.
Referring to Figure 1, 'it will be understood that at the stage indicated at C in this figure, the packaging material has been partially folded on an empty mandrel of the wrapping turret, by the joint action of the mandrel and the fixing plate; the packaging material engaging three sides of the mandrel.
The maindrin is then advanced to the folding station D where folding members act first on the left, then on the right of the mandrel to cross the edges or margin of the paper, which are then in contact with the electrically heated iron, after sufficient retraction of the folding members, The heating iron supplies heat to the packaging material on the overlapping surfaces so as to activate the thermoplastic material carried by the underside of the packaging material, and consequently forming a longitudinal bonding line '*'. The iron remains engaged with the longitudinal bond line for a plurality of times. of successive stages.
In step E tools form the lower closure and as the turret advances the folds of the lower closure are engaged, step G with tools having an electrically heated plate which brings the lower folds together to almost seal them. Bonding is done in two steps, first a plunger enters the mandrel inside the closing pleats, and then an electrically heated iron compresses the pleats against the plunger, which provides heat to lightly activate the thermoplastic adhesive.
The time allotted for the semi-sealing of the folds of the lower closure is very short. For example in commercial operations, the wrapping turret assembly can form and fill 125 packages per minute and the bottom ply semi-sealing action will last less than 2/10 of a second.
In step A, the packet with its lower half-sealed folds comes into contact with a mandrel loaded with cigarettes, and the cigarettes are transferred into the packet, the latter still having its upper part open. The filled packet is then moved to station B, where a plunger enters the packet, and pushes the cigarettes forward, thus removing the packet and the cigarettes it contains from the mandrel and passing it through. a trough, While it is moving in said trough, the open upper part of the pack is engaged by a folding tool to form the upper closure, and in its advance the pack meets a heated gluing iron, which flattens the upper part of the closing folds and glues them lightly with heat. During this movement, the package is horizontal.
The packages are then transferred from the trough to an upright position, with the top closure on top, and are then subjected to the operation of applying the revenue stamps.
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On exiting the revenue stamp application device, the package reaches a sealing device which comprises a pair of thin steel belts, one belt engaging the lower part of the package and the other belt engaging the upper part. This sealing member is driven independently and moves continuously, regardless of the condition of the machine itself and the speed is adjusted so? carry packages without interference with packages ejected by the revenue stamp application device.
At the end of the sealing belt, the steel belts being electrically heated., A final sealing takes place and the cooling device, which consists of upper and lower metal parts cooled by air, is adapted to apply a notable pressure on the intermediate parts of the closing folds at the lower part and at the upper part of the packages, to obtain a better seal than that which had been obtained by the action of the flat plates. This completes the series of operations.
The sealer provides a relatively long time interval, during which the adhesive is kept heated and therefore plastic, so that the pressure of the heated metal belts and their vibration arrange the upper and lower folds, and bring them into contact with each other. close and complete contact, which is completed by the cooling device. It will be understood that while the opposing heated metal belts will put pressure on the ends of the bundles, that pressure will be substantially less than that which would deform the ends.
Referring to Figures 1 to 13 - inclusive, it will be seen that the fixing device 38 is a U-shaped part mounted on a box-shaped carrying member 39. The base of the part 39 is perforated. to receive two lugs 40 which, in turn, project through openings in the fixing member 38 carrying the retaining plate 38x. By means of a spring 38xx, the retaining plate 38x is normally held in the position of figure 13. The parts 40 are completed by a support plate 41. The box-shaped part 39 receives a support by means of an arm 42 on a 42x shaft, carried by the turret.
Swiveled on the box-shaped member 39 is one end of a lever 43 of a shaft 44; at the opposite end of the shaft 44 is a lever 45, one arm of which carries a roller 46 and the second arm is engaged by a spring. 47 (fig. 10). The spring 47 is a release spring, while the roller @ will be engaged during the rotation of the wrapping turret by cam surfaces (not shown) on the machine, to actuate the hand member. held at the appropriate time and to keep it in the active position until the cam surface allows the release action by the play of the spring 47.
The body of the blades of the folding member and their operating mechanism are shown more particularly in figure 8. The initial blade of the folding member for the narrow margin of the package is indicated at 48. It is carried by an arm 49 -pivotated 'at 50, the arm 49 having an extension 49x connected by a link 51 with a lever 52. The lever 52 is pivoted on the shaft 53 connected by a link 54 with a cross link 55 which in turn is connected by a 'rod. 56 to a shaft 57. Attached to this end of the shaft 57 is a lever arm 58 engaged by a control rod 59.
This rod will be driven back and forth at the appropriate time by a cam (not shown). '
The second blade of the wide overlap folding member is indicated at 60. In figure 8 it is shown only in part of its active movement. It is carried by an arm 61 pivoted on a shaft 62, the latter being held by a part 50. The folding blade 60 is normally retracted, this position being ensured by a spring 63 engaging an arm 64 the latter with the arm. 61 being analogous to an angled lever. Said second folding blade 61 is actuated at the proper time by means of the angled lever 65 which has a perforated receiving end to receive a 61x projection on the arm 61.
The elbow lever 65 is mounted on the shaft 66 and is actuated at the proper time by a cam. (No
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shown) of the machine.
The two blades of the folding member and particularly the blade 60 are constructed of thin spring steel and have a pressing action on the package which is thus pulled tightly over the corners of the package before longitudinal sealing. preliminary, this allowing the formation of precise end folds and overcoming a serious difficulty in prior machines of this type.
The longitudinal joint irons are indicated at 67 and, referring to Figures 8 to 12, it will be seen that each iron is pivoted on a carrier shaft 68 leading to a split sleeve -69 carried on a shaft 70. This shaft extends to through a bearing 71 carried by the packaging turret and the inner end of this shaft carries a lever with several arms. One arm of the lever, indicated at 72, has a roller 73 controlled by cam members fixed on the machine and the second arm 73x is engaged by a spring 74 which leads to the turret.
The active movements of the iron 67 are controlled by the arm 72 of the lever, and the release movements by the spring engaging the arm 73x. Each iron contains a heating element through which current is supplied by a 74x conductor from a current source.
It will be seen from the foregoing that the fixing body and the overlap joint irons are carried by the packing turret, while the folding irons or blades for the side joints are carried by a support mounted on the side joint. length of the packing turret and having it.
Looking at Figure 8, it can be seen that the folding irons are beginning their retraction movement and that the uppermost iron for closing the joint is about to descend to its final downward position as in the position of. a similar joint iron 67 shown to the left of the figure towards the lower part thereof. The wrapper will now be in the shape shown to the right of Figure 15 and ready for the application of the folding tools for the lower part. As shown in Figure 16, these folds are performed in three successive steps. By means of the opposed folding irons 75, the initial folds 76 (Fig. 16) are made. Each of these two irons 75 is carried by a pair of oscillating arms 77 pivoted on a part 78.
The two pairs are connected by equalizer links 79 and 80, and the shaft 81 for one of the arms 77 may be connected to a lever 82 leading to the operating mechanism, such as a cam arrangement. whereby the folds 76 are made rapidly by an inward and outward movement of the iron 75. At this point, referring to Figure 16, the bottom cover of the bundle 83 is folded by the back and forth movement of the blade 84 (fig, 1), The final closing cover of the bottom of the pack 85 projects outwards, and in the movement of the turret, this part 85 is folded upwards. bottom by coming into contact with a roller 86 (fig. 1) although the packet, with its lower part closed by said fold, reaches station F (fig.
1), and then moves to station G for the opera-. tion of semi-sealing the bottom of the package. At this point, the plunger shown in Figs. 1b and 87 enters the mandrel on which the pack is held and the bottom folds of the pack are pressed against an electrically heated plate 88 and immediately after the plunger is withdrawn. As described above, this semi-sealing operation is performed in a time somewhat less than 2/6 of a second, in the case of a normal commercial operation. If desired, this operation can be repeated at the H station.
The turret then carries the mandrel with its wrapper to station A for receiving the group of cigarettes from a mandrel in the left turret.
As shown in figure la, a mandrel filled with cigarettes from the cigarette supply turret will come into contact with a core of the wrapping turret at station A. At this point, a plunger 89 (fig. La ), enters the appropriate mandrel of the cigarette supply turret and transfers the cigarettes to the mandrel of the wrapping turret, which mandrel is surrounded by the lower part of the closed pack.
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Although Figure 1 does not show the stopper plate for retaining the package, such a plate can be used as shown at 90 in Figure 1a.
The filled packs are then brought to the E position, and at this time a forward moving plunger 91 enters through the open top of the filled pack placed on the mandrel and pressing on the ends of the cigarettes, transfers the filled pack. to a trough 92 (FIG. 1e) and in contact with the folding members 93 on the axes 94. These axes are driven in a rapid oscillation movement to produce folds at the top of the packet, as well as it is shown at 76 in Figure 16, on the left of this figure.
In its progression, the upper part of the package then undergoes the same successive folding operations as those described for the covers 83 and 85 of the bottom closure (FIG. 16). As the packages advance through the trough, they pass through an area where a heated glue iron, indicated by a dotted line 90 (fig.l), engages the upper closing folds, flattening them and lightly gluing them together. by heat. The packages are then transferred from the original trough in which they are placed vertically with the top closure on top, as will now be described.
At the end of the trough 92 is a stopper plate 95, which has limited movement sufficient for the package to be received in a carrier 96 on an arm 97 carried by an oscillating shaft 98 (fig. 21). The arm 97 also carries a curved stop plate 99 adapted to limit or retain the following packets in their trough. When the shaft 98 receives active movement, a pack held by a carrier 96 is brought into contact with the second trough 100 and in the position indicated by dotted lines F (Fig. 23). At this point, a plunger 101 removes the package from the carrier and brings it neatly into the trough 100, the previous packages being moved accordingly.
In said second trough 100, the packages receive the revenue stamps and pass under a reciprocating plate 102 (fig.l) which flattens the revenue stamps, and each package finally reaches the end of the trough 100, ready to be transferred. on the steel belt sealer and its associated devices by means of which the top and bottom closures of each pack are well heat sealed.
It has been described previously that when the packages have reached the end of the trough 92, they impart limited movement to a plate 95 and to each package successively. Plate 95 is carried by an oscillating arm 103 and the arm is connected to a rod 104 (Figs. 21 and 24), which leads to an oscillating support 103 pivoted at 106 and having a 105x locking nose or tooth. (fig. 5), in the passage of a part of the mechanism which transfers packages from trough 100 to the sealing belt keeping said transfer mechanism inoperative, if for some reason a package does not was not received on plate 95.
Thus, each transfer of a packet onto a sealing belt requires that the preceding packet have contacted and moved the plate 95 at the end of the initial trough 92. To this end, the transfer mechanism for transferring packages from the trough 100 to the sealing belt consists of a lever 107 actuated by a cam pivoted at 106, and associated by a connecting piece 109 with an oscillating lever 110 for the shaft 111 (fig. .5) The oscillating shaft 111 at its outer end carries an oscillating arm 112, pivoted on a packet pusher 113. Between the pusher and the arm 114 is an equalizing link member 115.
The oscillating arm 107 is normally pulled towards its control cam by a spring 114,
In the position of the members shown in figure, 2, the swing arm 107 is at a high point of the control csme, and the locking tooth 103 has been moved to the left and thus is out of contact with the arm. lever 110. It can be assumed that the first packet in the initial trough 92 has pressed the plate 95 outward. Thus, the 105x locking tooth is held in a neutral position and the transfer mechanism has been free to carry a bundle from the second trough 100 to the sealing straps.
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If there is no bundle at the end of the trough 92, and the plate 95, is internally close to it ;, the 105x locking tooth will be moved to the vertical position, and the swing arm 107 will remain on the outside, because the upward movement of swing lever arm 110 is prevented by the locking tooth. As a result, transfer of the bundles to the sealing belt will be prevented until the trough 92 is completely filled with the bundles.
The sealing belt is at the end of the machine at right angles to the two troughs described above, and the packages semi-sealed at their end are transferred there by a pusher 113 (fig.3).
Referring to the latter figure, it will be seen that the lower and upper belts 120 and 121 are carried by sets of rollers 122, 123 respectively, the shafts for these rollers being mounted on a vibrating frame 124 suspended from a support 125, which in turn is carried by an electric vibrator 126, such that the frame carrying the belt 124 and the belts are constantly subjected to vibrations during the feeding of bundles by the belt. Rubber blocks, 125x, can be placed between the support 125 and the vibrating frame 124.
The upper right roller 122 carrying the belt is placed on a shaft carrying a toothed sprocket 127 engaged by a chain belt 128, which chain passes over a toothed sprocket carried on the shaft, for the roller, chain holder 123 carrying the lower right belt, and then is driven to a driven toothed sprocket 129 and a idle roller 130 back for the toothed wheel 122.
The toothed wheel 129 is driven by a series of speed reduction drives from the motor shaft 130.
The belts are made of steel strip, preferably 0.0025 mm. thick, which have been welded at their ends to transform them into endless belts without any visible joints, so that the belts are perfectly united and flat over their entire length. They are associated with side guide rails for packages 140 (fig. 27).
In contact with the lower part of the upper belt and with the upper part of the lower belt, there are electric heaters 131, which are carried by parts 132 on the frame 124, the supports being in foim. U and each support arm carrying a small guide or support roll 133 which engages the adjacent length of the belt.
The belt sealer is driven by an independent motor and rotates continuously regardless of the condition of the machine itself. As the packages move from the entry point to the discharge point in the belt sealer, the heated and vibrating belts flatten the top and bottom zipper folds and ultimately serve to seal the packages except for what relates to the next step, which will now be described.
The packages, leaving the belt sealer pass between two air-cooled units (Fig. 3) of similar construction and. as shown at 134. Each unit 134 is formed with a longitudinal seam and in the center is a hollow corrugation. Each unit is provided with 134X heat conductive plates and a bellows 135 is provided to force cooling air between these plates, the latter being some distance away.
The hollow corrugations are more visible in Figure 28 at 134x and they overcome a difficulty which has been found in the final sealing of the cover portions of the upper and lower closures, i.e. the rigidity of the edge of the bundles which resists suitable sealing pressure on the overlapping parts in intermediate regions of said parts, on the upper face and on the underside of the bundle. The more so as the packages leave the belt sealer with the adhesive substance still hot from the heated belts, the final sealing and cooling, as described, to achieve a perfect seal.
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Referring to Figure 1, it will be seen that the shaft 135 carries a slip ring which rotates with the turret shown at 136. This slip ring receives a current from a brush 137 supplied by a conductor 138 from it. a source of electrical energy. As shown in Figure 1, the slip ring is electrically connected with each of the side closure seals 67 by lead wires.
In practice, the slip ring can be isolated from the shaft of the packing turret and the sealing irons can be grounded to the turret, and hence to the earth of the turret shaft and base. .
In Fig. 17 a suitable arrangement is shown by means of which it will be seen that the heating units of the tractor sealer 131 can receive the full mains voltage, while by means of a transformer. voltage followed by a low voltage transformer, the overlapping part gasket and the heating units for the lower part can be operated at a voltage of about 12 volts.
A limit switch is provided as shown in figure 17, so that when the power applied to the drive motor of the machine is temporarily disconnected, it can be mechanically connected to the limit switch, so that the latter is open and the current shunted through an 8 ohm resistor which, by the low voltage transformer, will lower the voltage for example to 7 volts, which will be sufficient to prevent the said heating irons from a drop in temperature. temperature which would render them inoperative when the machine is put into operation again, and at the same time prevent them from being overheated.
Figure 17 is schematized and no effort has been made to show the complicated wiring and electrical arrangements between the photoelectric unit and the power supply correction control motor for member 21 of the planetary device. .
Although in Figures 1 and. 2, it has been shown the feed of material from a roll of material supported above the machine, it should be understood that this feed can come from the base of the machine. between a series of idle rollers to end up with a large supply near the base of the machine so as to be easily handled.
In addition, it has been found that the rollers 5 and 6 can one be provided with spaced hollow annular grooves, and the other with channels, so as to form marginal points in the packaging material when the latter is is unwound on the rolls for the purpose of stiffening the packaging material and ensuring its free passage through the cutting section; and these dots can be placed in the marginal fold lines of the wrapping sheet cut from the power source.
The invention is obviously not limited to the examples described. It is susceptible of variants and modifications which will appear to those skilled in the art.