BR112016000535B1 - Método e sistema para enrolar um conjunto de segmentos para uso na fabricação de artigos de fumo e máquina para fabricação de cigarro - Google Patents

Abstract

método e sistema para enrolar um conjunto de segmentos. no método e sistema para enrolar um conjunto de segmentos, uma periferia externa do conjunto é afixada longitudinalmente a uma parte de borda de um pedaço do material para enrolar e pelo menos um dos segmentos do conjunto é um segmento rígido com uma compressibilidade maior que cerca de 10 newton por 1,5 mm. o conjunto de segmentos é fornecido a uma base de rolamento disposta na superfície periférica de uma esteira de enrolamento. uma superfície de retenção é disposta numa distância e oposta à superfície periférica da esteira de enrolamento, tal como para colocar em contato o conjunto fornecido à base de rolamento com a superfície de retenção. o conjunto de segmentos é enrolado pelo movimento da esteira de enrolamento em relação à superfície de retenção, criando, desse modo, um movimento relativo entre a esteira de enrolamento e a superfície de retenção, tal como para provocar a rotação do conjunto na base de rolamento ao longo de um eixo longitudinal do conjunto, e fornecendo o conjunto de segmentos com contato guiado em três pontos, enquanto move o conjunto de segmentos ao longo da superfície de retenção.

Description

[001] A invenção refere-se a um método e sistema para enrolar um conjunto de segmentos. Especialmente, refere-se a um método e sistema para enrolar um conjunto de segmentos para uso na fabricação de artigos em forma de coluna, tais como artigos para fumar.

[002] São conhecidos, pelo estado da técnica, sistemas de enrolamento para cigarros para segurar uma coluna de tabaco num elemento de filtro, formando uma ponta na coluna de tabaco e no elemento de filtro com um pedaço de papel para enrolar. Por exemplo, o pedido de patente Europeu EP-A-0722672 descreve um sistema de enrolamento, onde a coluna de tabaco e o elemento de filtro estão alinhados numa estria de cilindro estriado giratório. Para o enrolamento, a coluna de tabaco e o elemento de filtro são empurrados para fora de sua prega e são feitos para rolar sobre o pedaço de papel para enrolar fornecido com adesivo. No entanto, os segmentos individuais que saem da prega podem se tornar desalinhados. Este risco é maior quanto mais segmentos são incluídos num conjunto de segmentos. Adicionalmente, é, por vezes, desejado produzir artigos para fumar feitos de segmentos substancialmente cilíndricos que têm uma dureza que seja maior que a dureza de segmentos de filtro de fibra de acetato ou de coluna de tabaco, por exemplo, que são ou compreendem objetos não cortáveis, tais como um restritor de fluxo, como descrito, por exemplo, no pedido de patente internacional WO-A-2013/034652. Devido à maior dureza de tais segmentos, um enrolamento firme e liso é complicado em máquinas, como descrito no estado da técnica.

[003] Portanto, há uma necessidade de fornecer um método e sistema que forneçam um enrolamento confiável de conjuntos dos segmentos para artigos para fumar.

[004] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de enrolamento de um conjunto de segmentos para segurar os segmentos do conjunto uns aos outros. Dessa forma, os segmentos são dispostos numa relação de extremidade-a- extremidade. Uma periferia externa do conjunto é afixada longitudinalmente a uma parte da borda de um pedaço de material para enrolar. O método compreende a etapa de fornecimento do conjunto com segmentos fornecidos com o pedaço de material para enrolar a uma base de rolamento disposto na superfície periférica de uma esteira de enrolamento e a etapa de disposição de uma superfície de retenção a uma distância e oposta à superfície periférica da esteira de enrolamento, tal como para colocar em contato o conjunto fornecido para a base de rolamento com a superfície de retenção. O método compreende ainda a etapa de enrolamento do conjunto de segmentos com o pedaço de material para enrolar. Dessa forma, o enrolamento compreende as etapas de moção da esteira de enrolamento em relação à superfície de retenção. Desse modo, um movimento relativo entre a esteira de enrolamento e a superfície de retenção é criada, tal como para provocar a rotação do conjunto na base de rolamento ao longo de um eixo longitudinal do conjunto. O enrolamento compreende ainda a etapa de fornecimento de um contato guiado em três pontos enquanto se move o conjunto de segmentos ao longo da superfície de retenção.

[005] No método de acordo com a invenção, um conjunto de segmentos disposto na base de rolamento é posto em contato, em pelo menos três locais de contato, enquanto é enrolado com um pedaço do material para enrolar. Enquanto o conjunto é girado na base de rolamento e, desse modo, enrolado com o pedaço do material para enrolar, o conjunto é posto em contato pela base de rolamento, o conjunto é disposto e pela superfície de retenção disposta oposta à base de rolamento. Os locais de contato são distanciados entre si e são dispostos, tal como para ficar sobre uma circunferência do conjunto de segmentos. Preferencialmente, os locais de contato dispostos circunferencialmente são dispostos na mesma posição longitudinal em relação a um comprimento do conjunto e preferencialmente ao longo do comprimento total do conjunto. Preferencialmente, a base de rolamento fornece dois contatos guiados e a superfície de retenção fornece um contato guiado. Dependendo da disposição e do design da base de rolamento, outros contatos guiados também podem ser fornecidos pela base de rolamento. Por um contato guiado em três pontos, são fornecidos orientação e enrolamento firmes e seguros sob condição controlada a um conjunto de segmentos em uma base de rolamento. Isto torna o método e aparelho de enrolamento, de acordo com a invenção, especialmente adequados para conjuntos de 3 a 6 segmentos e para segmentos rígidos ou para uma combinação de ambos. No manuseio dos conjuntos de segmentos que compreendem dois ou mais segmentos, deve-se tomar cuidado especial a fim de não provocar o desalinhamento dos segmentos individuais dos conjuntos, particularmente durante a remoção dos conjuntos de sua base para um processo de enrolamento. Além disso, esse processo de remoção frequentemente depende de uma determinada compressibilidade do conjunto a ser removido de uma base, o que não é, ou apenas em grau limitado, o caso em que um ou diversos segmentos do conjunto são segmentos rígidos. Além disso, o enrolamento de um pedaço de material para enrolar ao redor de um segmento rígido ou o rolamento de um segmento rígido ao longo de um pedaço de papel para enrolar uma junção uniforme do conjunto com o pedaço de material para enrolar a fim de obter um enrolamento uniforme, por exemplo, sem rugas ou similares. Comparado a um segmento mais compressível, tal como, por exemplo, uma coluna de tabaco, um segmento rígido não permite uma compensação do material para enrolar pelo material flexível do segmento ou pelo conjunto de segmentos. Normalmente, as colunas de tabaco e plugues de filtro de fibra de acetato são ligeiramente apertados durante a operação de rolamento. Após a operação de rolamento, a pressão é liberada e o material compressível tenta se ajustar a sua forma expandida anterior, esticando, desse modo, um invólucro na extensão possível, criando, assim, uma superfície externa limpa e macia do invólucro. Este efeito não pode ser alcançado com um segmento incompressível e substancialmente rígido. Nesse sentido, deve-se tomar cuidado específico para obter um enrolamento liso e firme ao redor desses segmentos rígidos. Isto é obtido, de acordo com a invenção, pelo uso de uma superfície de contato em três pontos dos segmentos que permitem melhor controle sobre a posição dos segmentos enquanto o material para enrolar é enrolado ao redor do conjunto. Em particular, o material para enrolar é sempre mantido firme ao redor da superfície externa do conjunto devido à pressão constante que pode ser aplicada em três pontos ao mesmo tempo.

[006] Exemplos de elementos rígidos são elementos de filtro de cerâmica ou segmentos de filtro feitos de materiais de plástico duro ou segmentos que compreendem estruturas de metal, carbono ou cerâmica.

[007] No método de acordo com a invenção, o enrolamento do conjunto ocorre na base de rolamento, na qual o conjunto gira. Essa rotação do conjunto é basicamente independente de uma velocidade de movimento da esteira de enrolamento. Portanto, a velocidade de rotação do conjunto ao redor de seu eixo longitudinal pode ser bem menor que uma velocidade operacional da esteira de enrolamento. Um enrolamento lento e confiável pode, assim, ser fornecido em altas taxas de produção geral. Preferencialmente, a velocidade de rotação de um conjunto pode ser adaptada pela variação da diferença de velocidade do cilindro de rolamento e superfície de retenção. Embora a superfície de retenção possa ser estacionária, a superfície de retenção é preferencialmente movida e preferencial e substancialmente no mesmo sentido que o sentido de movimento da esteira de enrolamento.

[008] Um "conjunto de segmentos", como usado neste documento, descreve dois ou mais segmentos, preferencialmente entre cerca de 2 a 6 segmentos substancialmente cilíndricos que são alinhados numa relação de extremidade-a-extremidade. Na maioria dos casos, a relação de extremidade-a-extremidade significa que os segmentos encostam uns nos outros, no entanto, em algumas modalidades, os segmentos podem ter lacunas predeterminadas ou aleatórias pretendidas entre segmentos vizinhos. Um conjunto pode ser, por exemplo, um artigo para fumar, um filtro para um artigo para fumar, uma seção de artigos para fumar ou um produto intermediário, tal como uma coluna dupla para um artigo para fumar que seja dividida posteriormente para criar dois artigos para fumar.

[009] O termo "segmento" é usado para se referir a um elemento do conjunto com limites definidos. Os segmentos individuais do conjunto podem ter uma extensão longitudinal, que é maior que uma extensão radial. Preferencialmente, os segmentos são em forma de coluna. Preferencialmente, os segmentos têm uma seção transversal substancialmente circular. Preferencialmente, um conjunto ou os segmentos de um conjunto de segmentos têm pelo menos um dentre flexibilidade diferente, dureza diferente, compressibilidade diferente e forma diferente. Os segmentos de um conjunto podem, por exemplo, ser cortáveis ou não cortáveis. Preferencialmente, uma característica não uniforme de um conjunto é encontrada ao longo de um comprimento do conjunto ou ao longo de um ou diversos segmentos do conjunto. Por exemplo, uma firmeza não uniforme pode estar presente num elemento de filtro feito fibra de filtro contendo uma cápsula. Preferencialmente, os segmentos de um conjunto de segmentos são feitos ou contêm diferentes materiais, tais como, por exemplo, material carbonáceo ou cerâmico, material de cartolina, metais, fibra de filtro, tabaco ou material contendo tabaco, material de folha de planta ou combinações dos mesmos.

[0010] Preferencialmente, os segmentos do conjunto de segmentos são usados na fabricação de artigos para fumar, tais como, por exemplo, segmentos contendo tabaco, elementos de filtro ou segmentos de filtro para serem usados num elemento de filtro, uma fonte de calor ou segmentos de expansão, como usados na fabricação de artigos para fumar que compreendem plugues de tabaco, em que o tabaco sólido ou tabaco líquido ou outros extratos são aquecidos para gerar aerossóis.

[0011] De acordo com um aspecto do método de acordo com a invenção, o conjunto é girado pelo menos 1,2 vezes sobre seu eixo longitudinal, enquanto o conjunto está disposto na base de rolamento. Ao girar o conjunto pelo menos um pouco mais de uma rotação completa, um material para enrolar é pelo menos inteiramente enrolado ao redor do conjunto de segmentos. Preferencialmente, o conjunto é girado pelo menos 1,2 vezes sobre seu eixo longitudinal enquanto o conjunto está em contato e é movido ao longo da superfície de retenção. Assim, o enrolamento do conjunto pode ser concluído enquanto o conjunto está em contato com a superfície de retenção. Uma vez que o conjunto é fornecido com um contato guiado em três pontos, enquanto em contato com a superfície de retenção, o conjunto é assim guiado e controlado durante todo o processo de enrolamento.

[0012] De acordo com outro aspecto do método de acordo com a invenção, o método compreende ainda a etapa de adaptação da superfície de retenção e uma superfície da base de rolamento que está em contato com o conjunto, tal como para evitar o deslizamento entre os segmentos do conjunto e a base de rolamento.

[0013] O deslizamento pode ser evitado entre os segmentos do conjunto e a base de rolamento ou entre o pedaço do papel para enrolar e a base de rolamento, dependendo, respectivamente, do estado do enrolamento do conjunto de segmentos. Se o deslizamento for evitado, uma melhor orientação do conjunto pode ser fornecida, embora o conjunto esteja disposto na base. Assim, um melhor controle do processo de enrolamento pode ser obtido e, assim, um enrolamento uniforme e regular do conjunto é ainda mais suportado. Evitar o deslizamento, por exemplo, pode ser obtido pelo fornecimento de superfícies com alta aderência, tais como uma superfície áspera ou uma superfície com alto atrito. Exemplos de superfícies com maior aderência são superfícies de borracha, superfícies de baixa aderência ou superfícies ranhuradas. Se a base de rolamento for fornecida com um elemento de rolamento realizado na forma de rolos, por exemplo, um par de rolos, então a superfície externa dos rolos será fornecida com uma alta aderência. Se a maior aderência ou o evitamento do deslizamento, respectivamente, for realizado na forma de uma estrutura de superfície, então a estrutura pode ter uma orientação. Preferencialmente, essa orientação é disposta num sentido perpendicular a um sentido giratório dos rolos.

[0014] De acordo com outro aspecto do método de acordo com a invenção, o método compreende ainda a etapa de manter uma pressão aplicada ao conjunto por uma superfície de retenção substancialmente constante. Uma força substancialmente constante aplicada ao conjunto suporta ainda um enrolamento uniforme. Os conjuntos a serem enrolados podem, por exemplo, ter diâmetros variáveis ou diâmetros irregulares, tais como conjuntos ou segmentos com um diâmetro oval. Portanto, a superfície de retenção pode ser projetada e disposta, tal como para igualar uma pressão em um conjunto de segmentos. Por exemplo, a distância entre o conjunto na base de rolamento e a superfície de retenção pode ser variada de acordo com a espessura ou diâmetro variável do conjunto sendo enrolado. Uma superfície de retenção pode, por exemplo, ser fornecida com um aplicador de pressão, tal como, por exemplo, cantiléveres flexíveis que empurram a superfície de retenção na área onde a superfície de retenção entra em contato com o conjunto. Se a superfície de retenção for, por exemplo, parte de uma correia de esteira, por exemplo, uma correia infinita, um aplicador de pressão também pode, por exemplo, ser um rolo de pressão. Uma aplicação de pressão também pode ser fornecida pela aplicação de uma pressão variável sobre um conjunto enquanto o conjunto está sendo enrolado. Por exemplo, uma maior pressão pode ser exercida sobre um local específico na periferia do conjunto, preferencialmente, para garantir a aderência do pedaço do material para enrolar.

[0015] De acordo com outro aspecto do método de acordo com a invenção, o método compreende ainda a etapa de término do contato do conjunto com a superfície de retenção após o enrolamento completo do conjunto e antes de liberar o conjunto enrolado da esteira de enrolamento. Uma vez que a superfície de retenção é fornecida para suportar o processo de enrolamento, um contato com a superfície de retenção pode ser terminado após o conjunto ter sido completamente enrolado. Se necessário, o conjunto enrolado pode ainda ser mantido na base de rolamento, por exemplo, por outros meios de retenção. Os meios de retenção podem, por exemplo, ser aplicados por sucção à base de rolamento ou a um trilho de guia que orienta o conjunto enrolado ao longo do trilho de guia e na base de rolamento. Os meios de retenção são preferencialmente fornecidos até o conjunto ser liberado da esteira de enrolamento. Os meios de retenção são especialmente adequados se a esteira de enrolamento for um cilindro de rolamento e um conjunto enrolado, por outro lado, cairia fora da base de rolamento antes de se planejar deixar a base. O conjunto enrolado pode, por exemplo, ser liberado da esteira de enrolamento e ser transferido para uma esteira de recebimento, tal como um cilindro de recebimento para o transporte posterior do conjunto enrolado. O conjunto também pode ser transferido, por exemplo, para um reservatório ou dispositivo de armazenamento para armazenar o conjunto enrolado até uso posterior.

[0016] De acordo com um aspecto do método de acordo com a invenção, o método compreende a etapa de aplicação de sucção à base de rolamento para reter o conjunto na base de rolamento entre um local de fornecimento, onde o conjunto é fornecido à esteira de enrolamento e a um local de liberação, onde o conjunto enrolado é liberado da esteira de enrolamento.

[0017] O conjunto pode ser recolhido e mantido na base de rolamento por sucção. Preferencialmente, a sucção é interrompida assim que a superfície de retenção entra em contato com o conjunto ainda mais a jusante de um local de fornecimento (quando visto em um sentido de movimento do conjunto no cilindro de rolamento). Especialmente, ao interromper a sucção enquanto o conjunto é enrolado, uma rotação de um conjunto durante o enrolamento não é influenciada pela sucção. Após o conjunto ter terminado o contato com a superfície de retenção, a sucção pode ser aplicada às bases novamente até que o conjunto seja liberado da base.

[0018] Sempre que a força gravitacional agir sobre o conjunto de tal forma de que o conjunto seja mantido na base de rolamento, o fornecimento de sucção à base de rolamento poderá ser omitido. Por exemplo, a sucção pode ser omitida ao usar uma esteira de enrolamento disposta horizontalmente com o conjunto disposto sobre um lado superior da esteira de enrolamento. Preferencialmente, a sucção numa base de rolamento é aplicada ao usar um cilindro de rolamento como uma esteira de enrolamento. Se necessário, a sucção também pode ser aplicada durante o todo o período, no qual o conjunto é disposto na base de rolamento.

[0019] De acordo com outro aspecto do método de acordo com a invenção, pelo menos um dos segmentos do conjunto de segmentos é um segmento rígido com uma compressibilidade maior que cerca de 10 Newton por 1,5 mm e preferencialmente, menor que cerca de 100 Newton por 1,5 mm. Preferencialmente, a compressibilidade de pelo menos um dos segmentos está entre cerca de 20 Newton por 1,5 mm e cerca de 100 Newton por 1,5 mm e mais preferencialmente, entre cerca de 50 Newton por 1,5 mm e cerca de 100 Newton por 1,5 mm.

[0020] A compressibilidade de um segmento pode ser medida num teste de compressão, no qual o segmento é colocado em uma superfície de suporte substancialmente plana e uma força é aplicada num sentido descendente sobre um lado do segmento usando um cabeçote tendo uma superfície redonda plana de 12 mm que se move numa velocidade de 100 mm por minuto. Um aparelho adequado para conduzir esse teste é o FMT-310 Force Tester da Alluris GmbH. Antes do teste, o segmento é condicionado para 24 horas numa temperatura de 22 graus Celsius e umidade relativa de 55 por cento antes do teste de compressão ser realizado. O teste é continuado até que a inserção seja comprimida em 1,5 mm. A força (Newton), neste ponto, é a compressibilidade. Se o teste for incapaz de continuar a 1,5 mm de compressão, a força pode ser normalizada a 1,5 mm. Em outras palavras, se a força máxima compressora por 28 Newton e a compressão nesta compressão máxima for 1,4 mm, o valor relatado para a compressibilidade será de 30 Newton por 1,5 mm (28 Newton dividido por 1,4 multiplicado por 1,5). Em algumas modalidades, o segmento é frágil e não comprimirá de forma alguma, por exemplo, um segmento cerâmico ou carbonáceo, mas o segmento irá estilhaçar, em vez disso. Em tal modalidade, a compressibilidade é substancialmente infinita uma vez que o segmento irá quebrar, em vez de comprimir. Em outras modalidades, a compressibilidade do segmento não é uniforme, por exemplo, em um segmento de filtro que compreende uma cápsula que é dispersa no material de filtração. Nesse caso, o segmento é, primeiramente, facilmente compressível desde que o material de filtração seja comprimido, por exemplo, fibra de acetato. Em seguida, a compressibilidade é reduzida quando a cápsula é atingida. Em seguida, após a cápsula quebrar, a compressibilidade é aumentada novamente.

[0021] Um segmento rígido é basicamente não compressível ou não flexível após a compressão em comparação a segmentos pelo menos parcialmente flexíveis, tais como, por exemplo, colunas de tabaco ou elementos de filtro feitos de fibra de filtro. Esses segmentos flexíveis permitem uma determinada igualação de um material para enrolar, por exemplo, para uniformizar rugas criadas após o enrolamento. Uma vez que os elementos rígidos não proporcionam tal igualação, o método de enrolamento controlado da presente invenção é particularmente adequado para enrolar conjuntos que compreendem pelo menos um ou que consistem inteiramente em elementos rígidos.

[0022] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um sistema de enrolamento de um conjunto de segmentos. O sistema compreende uma esteira de fornecimento, uma esteira de enrolamento e uma superfície de retenção. A esteira de fornecimento é adaptada para fornecer um conjunto de segmentos à esteira de enrolamento. O conjunto de segmentos compreende pelo menos dois segmentos dispostos numa relação de extremidade-a-extremidade com uma periferia externa do conjunto sendo afixada longitudinalmente numa parte de borda de um pedaço do material para enrolar. A esteira de enrolamento compreende uma base de rolamento disposta na superfície periférica da esteira de enrolamento, na qual a base de rolamento é móvel com a esteira de enrolamento. A base de rolamento compreende um elemento de rolamento giratório em relação à esteira de enrolamento para girar o conjunto na base. A superfície de retenção é disposta numa distância e oposta à superfície periférica da esteira de enrolamento, tal como para entrar em contato com o conjunto disposto na base da esteira de enrolamento. A esteira de enrolamento é móvel em relação à superfície de retenção adaptada para criar um movimento relativo entre a esteira de enrolamento e a superfície de retenção, tal como para provocar a rotação do conjunto na base de rolamento ao longo de um eixo longitudinal do conjunto. Desse modo, o conjunto é enrolado com o pedaço do material para enrolar enquanto o conjunto é móvel ao longo da superfície de retenção. Preferencialmente, a superfície de retenção é móvel substancialmente no mesmo sentido que a esteira de enrolamento.

[0023] Os rolos da base podem acomodar e suportar o conjunto de segmentos, preferencialmente ao longo do comprimento total do conjunto. Os rolos da base, especialmente, rolos da base acionados fazem o conjunto na base de rolamento girar ao redor de seu eixo longitudinal. Uma velocidade rotacional do conjunto ou uma velocidade de enrolamento, respectivamente, pode ser adaptada pela variação da velocidade de acionamento dos rolos da base. Os dois rolos da base fornecem dois contatos guiados enquanto o conjunto é enrolado, enquanto a superfície de retenção fornece o terceiro contato guiado para o conjunto.

[0024] Outras vantagens do sistema foram descritas acima referindo-se ao método de acordo com a invenção e não serão, portanto, repetidas.

[0025] De acordo com um aspecto do sistema de acordo com a invenção, o sistema compreende ainda um dispositivo de retenção disposto na esteira de enrolamento para reter o conjunto na base de rolamento. Esse dispositivo de retenção pode, por exemplo, ser uma câmara de sucção disposta na esteira de enrolamento com conexão fluida desde a câmara de sucção até a base de rolamento para aplicar sucção na base de rolamento. Esse dispositivo de retenção pode ser disposto para fornecer uma ação de retenção sobre o conjunto durante todo o período em que um conjunto está disposto numa base de rolamento da esteira de enrolamento. No entanto, um dispositivo de retenção é preferencialmente disposto para não fornecer nenhuma ação de retenção, enquanto um conjunto está em contato com a superfície de retenção. Assim, um processo de enrolamento pode ser controlado unicamente pela interação da base de rolamento e da superfície de retenção.

[0026] De acordo com um aspecto do sistema de acordo com a invenção, o elemento de rolamento compreende um par de rolos disposto paralelos um ao outro, sendo giratórios num mesmo sentido, e são dispostos perpendiculares a um sentido de movimento da esteira de enrolamento. No caso da esteira de enrolamento ser um cilindro da esteira, o par de rolos é disposto perpendicular a um sentido giratório do cilindro da esteira.

[0027] Cada um dos rolos do par de rolos fornece um ponto de contato guiado ou linha de contato preferencialmente ao longo de todo o comprimento do conjunto disposto na base de rolamento entre os dois rolos. Além disso, o par de rolos pode estimular o conjunto a girar ao redor de seu eixo longitudinal enquanto orienta o conjunto com os dois pontos de contato. Este movimento rotacional faz com que o pedaço do material para enrolar se enrole ao redor do conjunto. Ambos os rolos do par de rolos podem ser rolos acionados. O terceiro ponto de contato ou linha de contato, respectivamente, é fornecido pela superfície de retenção disposta oposto à base de rolamento ou oposto aos rolos. Os três contatos guiados podem ser dispostos substancialmente de forma equidistante ao longo da circunferência do conjunto. Preferencialmente, o ponto de contato da superfície de retenção fica oposto e sobre um eixo médio imaginário dos dois rolos.

[0028] De acordo com outro aspecto do sistema de acordo com a invenção, a superfície de retenção é uma superfície de uma correia infinita. Uma correia infinita é uma forma simples de conceber uma superfície de retenção móvel. Uma correia infinita requer baixo custo de material e de manutenção. Além disso, uma correia infinita é normalmente elástica e proporciona flexibilidade suficiente para permitir um contato suave de um conjunto com a superfície da correia que pode limitar a compressão dos segmentos.

[0029] De acordo com ainda outro aspecto do sistema de acordo com a invenção, o sistema compreende ainda um aplicador de pressão para aplicar uma pressão na superfície de retenção. Preferencialmente, o aplicador de pressão é projetado para aplicar uma pressão constante no conjunto. Ao aplicar a pressão, especialmente pressão constante, uma variação numa secção transversal do conjunto pode ser igualada e pode ser evitado que um conjunto seja posto em contato com muita força ou que o contato com a superfície de retenção seja perdido. Um aplicador de pressão também pode ser fornecido para aplicar alta força para suportar a aderência segura de um material para enrolar no conjunto. Preferencialmente, essa alta força é aplicada no conjunto apenas temporariamente e preferencialmente em um local na área da extremidade da superfície de retenção apenas.

[0030] O sistema de acordo com a invenção pode compreender outros meios para suportar o enrolamento do conjunto de segmentos. Por exemplo, os meios de aquecimento podem ser fornecidos para aquecer um adesivo no pedaço do material para enrolar para suportar uma afixação mais uniforme do material para enrolar no conjunto ou para curar um adesivo para um enrolamento mais rápido. Os meios de aquecimento podem ser meios de aquecimento internos ou externos. Os meios de aquecimento internos são, por exemplo, uma correia aquecida ou uma esteira de enrolamento aquecida. Os meios de aquecimento externos são, por exemplo, rolos de calor ou rolos radiantes. Esses aquecedores externos podem ser, por exemplo, dispostos abaixo da superfície de retenção, por exemplo, abaixo de uma correia da esteira. Preferencialmente, uma correia da esteira é projetada para permitir que o calor passe através da correia ou para conduzir o calor, tal como, por exemplo, um material de correia na forma de uma malha ou corrente.

[0031] De acordo com outro aspecto do sistema de acordo com a invenção, a superfície de retenção e uma superfície da base de rolamento são superfícies adaptadas para evitar o deslizamento entre segmentos do conjunto de segmentos e a base de rolamento.

[0032] De acordo com ainda outro aspecto do sistema de acordo com a invenção, uma pluralidade de bases de rolamento é disposta preferencialmente de forma equidistante na superfície periférica da esteira de enrolamento. Ao fornecer uma pluralidade de bases de rolamento, a esteira de enrolamento pode ser fornecida com uma sucessão de conjuntos de segmentos. Esta sucessão de conjuntos pode então ser enrolada continuamente enquanto é movida ao longo da superfície de retenção. Assim, a produção de conjuntos enrolados pode ser aumentada e o sistema e método podem ser otimizados para a produção em massa. Isto é especialmente favorável na fabricação de artigos para fumar ou de partes de artigos para fumar, tal como a fabricação de filtros ou elementos de filtro para artigos para fumar.

[0033] A invenção será adicionalmente descrita com referência às modalidades, que estão ilustradas pelas seguintes figuras, em que:

[0034] A figura 1 mostra o princípio de um contato guiado em três pontos após o enrolamento de um conjunto de segmentos;

[0035] a figura 2 mostra uma modalidade do sistema de acordo com a invenção para realizar o método de acordo com a invenção.

[0036] Na figura 1 um conjunto de segmentos substancialmente cilíndricos 5, por exemplo, segmentos de um artigo para fumar, é disposto em contato e entre duas rodas de rolamento 100, tal que os segmentos do conjunto ficam numa relação de extremidade-a- extremidade, tanto encostando nos segmentos vizinhos quanto com um espaçamento predeterminado ou aleatório aos segmentos vizinhos. As duas rodas de rolamento 100 formam parte de uma base de rolamento (não mostrada) disposta na periferia de um cilindro de rolamento 1, por exemplo, um cilindro de rolamento 1. O conjunto 5 entra em contato com cada uma das duas rodas de rolamento 100 em um local de contato 51. Preferencialmente, o local de contato 51 é uma linha de contato que se estende ao longo da periferia e ao longo da extensão longitudinal do conjunto 5.

[0037] Uma superfície de retenção 202, por exemplo, a superfície de uma correia da esteira, é disposta numa distância e substancialmente paralela à periferia do cilindro de rolamento 1. A distância é escolhida e adaptada ao diâmetro do conjunto 5. A distância é escolhida ainda, tal que a superfície de retenção 202 entra em contato com o conjunto 5 num terceiro local de contato 51. Os três locais de contato 51 são distanciados entre si e são dispostos sobre a circunferência do conjunto 5. O um local de contato pela superfície de retenção 202 é disposto basicamente oposto aos dois locais de contato fornecidos pelas duas rodas de rolamento 100. Dependendo da disposição das rodas de rolamento 100, os três locais de contato 51 podem ser dispostos substancialmente de forma equidistante sobre a circunferência do conjunto 5.

[0038] O cilindro de rolamento 1 e a superfície de retenção 202 são movidos em relação um ao outro. Se a superfície de retenção 202 for movida também, ela será preferencialmente movida num sentido semelhante ao da esteira de enrolamento, mas preferencialmente não na mesma velocidade. A superfície de retenção 202, por exemplo, pode não ser movida, mas ela é preferencialmente movida numa velocidade mais lenta que a velocidade rotacional do cilindro de rolamento 1. Pelo movimento relativo do cilindro de rolamento 1 e da superfície de retenção 202, o conjunto 5 é feiro girar entre as duas rodas de rolamento 100 na base de rolamento ao longo de seu eixo longitudinal (perpendicular à folha da figura). Ao mesmo tempo, o conjunto 5 é orientado pelas duas rodas de rolamento 100 e pela superfície de retenção 202. Uma ou ambas as rodas de rolamento 100 podem ser rodas acionadas para fazer o conjunto girar na base ou para suportar essa rotação. O sentido rotacional do conjunto 5 e das rodas de rolamento 100 estão indicados pelas setas. Alternativamente, a rotação o conjunto 5 ocorre unicamente devido à diferença na velocidade entre o cilindro de rolamento 1 e a superfície de retenção 202. Na figura 1, o cilindro de rolamento 1 é movido num sentido horário. Pelo movimento rotacional do conjunto 5, um pedaço do papel para enrolar, que está fixado longitudinalmente na periferia externa do conjunto (não mostrado na figura), é feito para se enrolar ao redor do conjunto 5. Um adesivo aplicado ao pedaço do papel para enrolar permite que o papel permaneça fixado ao conjunto 5. Pelo contato guiado em três pontos, esse enrolamento é orientado e controlado durante todo o processo de enrolamento. Assim, diferentes tipos de segmentos podem ser fornecidos no conjunto, e especialmente também segmentos rígidos são seguramente enrolados. Além disso, a realização do enrolamento enquanto o conjunto 5 permanece na base de rolamento evita o desalinhamento de segmentos individuais do conjunto 5, o que pode ocorrer, por outro lado, ao rolar vários segmentos livremente ou sem orientação próxima ao longo de um plano.

[0039] A figura 2 mostra uma modalidade de um sistema pelo qual um contato guiado em três pontos, após o enrolamento de um conjunto disposto em uma base de rolamento, pode, por exemplo, ser realizada.

[0040] Sobre um cilindro de fornecimento 3, uma pluralidade de conjuntos de segmentos 5 é mantida, preferencialmente por sucção. Os conjuntos 5 podem, por exemplo, compreender pelo menos dois segmentos, conforme usado na fabricação de artigos para fumar. Cada conjunto 5 apresenta em sua periferia externa uma tira proeminente do material para enrolar 50 fixado ao conjunto. Os segmentos do conjunto 5 são dispostos numa relação de extremidade- a-extremidade no cilindro de fornecimento 3 nas respectivas bases 30. O cilindro de fornecimento 3 gira de forma anti-horária, como indicado por uma seta. Os conjuntos fornecidos com o pedaço de papel são fornecidos ao cilindro de rolamento 1 no local de transferência 31.

[0041] Após terem sido enrolados, enquanto sobre o cilindro de rolamento 1, os conjuntos enrolados 5 são transferidos para um cilindro de recebimento 4 num local de transferência 41 localizado a jusante do local de transferência 31. O cilindro de recebimento 4 é adaptado para receber sucessivamente os conjuntos enrolados 5 a partir do cilindro de rolamento 1.

[0042] O cilindro de rolamento 1 é montado para girar de forma horária, enquanto o cilindro de recebimento 4 é montado para girar de forma anti-horária. O eixo rotacional do cilindro de fornecimento 3, o cilindro de rolamento 1 e o cilindro de recebimento 4 são dispostos paralelos uns aos outros.

[0043] O cilindro de rolamento 1 apresenta uma série de bases de rolamento igualmente espaçadas e dispostas perifericamente 10. Cada uma das bases de rolamento 10 é adaptada para receber, para reter um conjunto respectivo 5 e para liberar o conjunto 5 no local de transferência 41. Cada conjunto 5 pode ser girado sobre seu eixo longitudinal na base de rolamento 10. A tira fornecida ou revestida com um adesivo é enrolada ao redor do conjunto 5 pelo cilindro de rolamento 1 e uma superfície de retenção 202 de uma correia contínua 20 para segurar os segmentos do conjunto entre si, conforme descrito mais abaixo.

[0044] As bases de rolamento 10 do cilindro de rolamento 1 se comunicam internamente através de furos 110 com câmaras de vácuo 111, 112 fornecidas no cilindro de rolamento. As câmaras de vácuo 111, 112 são conectadas a meios de sucção, como conhecido na técnica, e proporcionam sucção às bases de rolamento 10 para reter o conjunto 5 na base 10. Uma primeira câmara de sucção 111 se estende desde o local de transferência 31 a um local de contato 200 do conjunto 5 com a superfície de retenção 202. Uma segunda câmara de sucção 112 se estende desde um local de extremidade de contato 201 com a superfície de retenção 202 ao local de transferência 41.

[0045] Cada base de rolamento 10 compreende um par de rolos 100 que pode ser acionado. As bases de rolamento giram de forma horária na modalidade mostrada. Os rolos 100 são separados por uma distância aproximadamente igual, mas não maior que o diâmetro de um conjunto 5. Eles definem uma base de rolamento respectiva 10 que se comunica com as câmaras de vácuo 111, 112 e com os respectivos furos 110 através de uma abertura 101 entre os dois rolos 100.

[0046] Cada rolo 100 é definido externamente por uma superfície cilíndrica 1000 (mostrada na vista ampliada da figura 2), preferencialmente uma superfície axialmente serrilhada, onde as arestas são preferencialmente dispostas substancialmente tangentes à superfície periférica do cilindro de rolamento 1 e da superfície de retenção 202.

[0047] Em uso, os conjuntos 5 são transferidos sucessivamente do cilindro de fornecimento 3 para o cilindro de rolamento 1 no local de transferência 31. Os conjuntos são retirados por sucção em uma base respectiva 10 localizada no cilindro de rolamento 1. Para simplificar a transferência, qualquer vácuo que possa ter sido aplicado aos conjuntos 5, enquanto estão no cilindro de fornecimento 3, é interrompido como local de transferência 31.

[0048] A sucção aplicada às bases de rolamento 10 garante adicionalmente que cada conjunto 5 seja posicionado com sua superfície externa em contato com as superfícies externas 1000 dos rolos 100, uma vez que o conjunto 5 é posicionado para fechar a abertura 101 na respectiva base 10. Uma respectiva tira de papel entra em contato e fica ao longo da periferia do cilindro de rolamento 1 entre as duas bases 10.

[0049] Um dispositivo de retenção 2, que fornece a superfície de retenção 202 para reter e orientar os conjuntos 5 na base de rolamento 10 durante o enrolamento, é disposto entre os locais de transferência 31 e 41. Uma placa de montagem 211 compreende uma fenda arqueada 210, em que o eixo rotacional do cilindro de rolamento 1 coincide com o centro de curvatura da fenda arqueada 210. Um primeiro rolo 21 é montado na fenda 210. O primeiro rolo 21 é móvel para qualquer posição desejada ao longo da fenda arqueada 210 e pode ser fixada nela. A placa de montagem 211 pode permitir um posicionamento lateral da placa de montagem em relação ao cilindro de rolamento 1 a ser ajustado. A placa de montagem 211 também suporta uma extremidade de um suporte 250 montado nela para ser articulável sobre um eixo horizontal e, carregando em sua extremidade livre, os rolos de tensão 251, 252. Uma mola pode inclinar o suporte 250 para longe do cilindro de rolamento 1. Um rolo de pressão adicional 24 também pode ser montado na placa de montagem 210 de uma forma inclinada por mola para empurrar o rolo de pressão 24 para cima na direção do cilindro de rolamento 1.

[0050] Um rolo acionador 22 é montado acima do rolo de pressão 24. Uma correia contínua 20 se estende em uma alça ao redor do primeiro rolo 21, sobre o topo do rolo de tensão 252, ao redor do rolo de tensão 251, e ao redor do rolo acionador 22. Um rolo de tensão 251 é configurado, tal que a correia 20 fica contra a periferia do cilindro de rolamento 1 na ausência de conjuntos no cilindro de rolamento 1.

[0051] Uma modalidade alternativa compreende uma adição de um rolo de pressão 23 pelo qual o sistema, de acordo com a invenção, pode ser otimizado para enrolar os conjuntos de seções transversais não uniformes, tais como cigarros de seção transversal oval. O rolo de pressão 23 é montado para a rotação abaixo da correia infinita 20 para estreitar ligeiramente a lacuna entre a correia 20 e o cilindro de rolamento 1. O rolo de pressão 23 é localizado ao longo do comprimento da lacuna, tal que cada conjunto que passa ao longo da superfície de retenção 202 atravessa a lacuna. Preferencialmente, uma costura sobreposta do papel para enrolar 50 é radialmente alinhada com o rolo de pressão 23 no ponto onde o rolo de pressão 23 faz contato em linha com a correia 20. A ligeira pressão adicional exercida pelo rolo de pressão 23 é de curta duração. A pressão aplicada ao conjunto 5 pelo rolo de pressão 23 é exercida substancialmente apenas ao longo da costura sobreposta do papel para enrolar, e configurada para ser insuficiente para deformar permanentemente o conjunto 5 de sua forma transversal anterior ou para danificar um segmento do conjunto, respectivamente, mas grande o suficiente para aderir adequadamente a extremidade do invólucro no conjunto.

[0052] A correia 20 é acionada para se mover no mesmo sentido que a periferia adjacente do cilindro de rolamento 1, mas numa velocidade angular diferente da medida sobre o eixo do cilindro de rolamento. Como resultado desta diferença na velocidade, um conjunto 5 na base de rolamento 10 do cilindro de rolamento 1 e a superfície de retenção 202 da correia 20 são feitos para girar na base 10 enquanto são removidos adiante com o cilindro de rolamento 1 e dispostos entre o cilindro de rolamento 1 e a correia 20 pela rotação do cilindro.

[0053] Quando o cilindro de fornecimento 3 transfere o conjunto 5 para o cilindro de rolamento 1, uma tira do papel para enrolar 50 é recebida dentro da base 10 e começa a arrastar o conjunto. Para enrolar o papel 50 ao redor do conjunto 5, a correia 20 é acionada para que sua velocidade angular seja menor que a do cilindro de rolamento 1, fazendo com que os conjuntos girem na base 10 de forma anti-horária na figura 2. No momento em que cada conjunto 5 entra em contato com as superfícies 1000 das rodas de rolamento 100 e com a superfície de retenção 202, o conjunto 5 é girado. Assim, a tira é preferencialmente completamente enrolada ao redor do conjunto 5, enquanto o conjunto 5 é movido ao longo da superfície de retenção 202. Desse modo, o processo de enrolamento é continuamente orientado pelo conjunto 5 estando em contato em três locais de contato (dois rolos 100, uma superfície de retenção 201).

[0054] A tensão na correia 20 pode ser mantida constante pelos meios de suporte do rolo de tensão 250. Como resultado, a pressão que a correia 20 exerce no conjunto 5 é substancialmente constante, mesmo se o conjunto 5 tiver uma seção transversal não uniforme.

[0055] Os elementos de aquecimento (não mostrados) de um tipo conhecido podem ser fornecidos no cilindro de rolamento 1 ou no dispositivo de retenção 2, por exemplo, dispostos próximos a um rolo de pressão 23 para suportar a ativação ou cura do adesivo para alcançar uma rápida aderência.

[0056] O tempo de enrolamento de cada conjunto 5 é preferencialmente o mais igual ao tempo levado pela respectiva base 10 para percorrer ao longo da superfície de retenção 202. Dessa forma, o tempo de enrolamento ainda é uma função da velocidade de operação de pelo menos um cilindro de rolamento 1. No entanto, a velocidade na qual cada conjunto 5 é girado sobre seu eixo é muito menor que a velocidade rotacional do cilindro de rolamento 1 e depende primeiramente do diferencial de velocidade entre o cilindro de rolamento 1 e a correia 20.

[0057] O sistema e método, de acordo com a invenção, permitem que um conjunto seja enrolado de forma relativamente lenta mesmo enquanto é movido através de um sistema de enrolamento numa alta velocidade. Isto permite que a operação de enrolamento seja realizada de forma suficientemente lenta para evitar danos aos produtos, ao mesmo tempo em que mantém uma alta taxa de produção.

Claims (15)

1. Método para enrolar um conjunto de segmentos (5) para uso na fabricação de artigos em forma de haste, tais como artigos de fumo, em que os segmentos do conjunto são dispostos numa relação de extremidade-a-extremidade e uma periferia externa do conjunto é afixada longitudinalmente a uma parte de borda de um pedaço do material para enrolar (50), caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos segmentos do conjunto é um segmento rígido com uma compressibilidade maior que 10 Newton por 1,5 mm, o método compreendendo as etapas de: - fornecimento do conjunto de segmentos (5) fornecido com o pedaço do material para enrolar (50) em uma base de rolamento (10) disposta na superfície periférica de uma esteira de enrolamento (1); - disposição de uma superfície de retenção (202) numa distância e oposta à superfície periférica da esteira de enrolamento (1), tal como para colocar em contato o conjunto (5) fornecido à base de rolamento (10) com a superfície de retenção (202); - enrolamento do conjunto de segmentos com o pedaço do material para enrolar (50), em que o enrolamento compreende as etapas de: - mover a esteira de enrolamento (1) em relação à superfície de retenção (202), criando, desse modo, um movimento relativo entre a esteira de enrolamento e a superfície de retenção, tal como para provocar a rotação do conjunto (5) na base de rolamento (10) ao longo de um eixo longitudinal do conjunto; - fornecimento do conjunto de segmentos (5) com um contato guiado em três pontos enquanto move o conjunto de segmentos ao longo da superfície de retenção (202).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de moção da superfície de retenção (202) no mesmo sentido que um sentido de movimento da esteira de enrolamento (1).

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o conjunto (5) é girado pelo menos 1,2 vezes sobre seu eixo longitudinal, enquanto o conjunto está disposto na base de rolamento (10).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a superfície de retenção (202) e uma superfície (1000) da base de rolamento (10) contatando o conjunto (5) são superfícies de alta aderência de modo a evitar o escorregamento entre segmentos do conjunto e a base de rolamento.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de manter uma pressão aplicada ao conjunto (5) pela superfície de retenção (202) constante.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de término do contato do conjunto (5) com a superfície de retenção (202) após o enrolamento completo do conjunto e antes de liberar o conjunto enrolado da esteira de enrolamento (1).

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de aplicação de sucção à base de rolamento (10) para reter o conjunto (5) na base de rolamento entre um local de fornecimento (31), onde o conjunto é fornecido à esteira de enrolamento (1) e a um local de liberação (41), onde o conjunto enrolado é liberado da esteira de enrolamento.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o segmento rígido tem uma compressibilidade, que é preferencialmente menor que 100 Newton por 1,5 mm.

9. Sistema para enrolamento de um conjunto de segmentos (5), o sistema caracterizado pelo fato de que é configurado para realizar o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, o sistema compreendendo uma esteira de fornecimento (3), uma esteira de enrolamento (1) e uma superfície de retenção (202), em que: a esteira de fornecimento é adaptada para fornecer um conjunto de segmentos (5) à esteira de enrolamento (1), o conjunto de segmentos compreendendo pelo menos dois segmentos dispostos numa relação de extremidade-a-extremidade com uma periferia externa do conjunto estando afixada longitudinalmente a uma parte de borda de um pedaço do material para enrolar (50); em que a esteira de enrolamento (1) compreende uma base de rolamento (10) disposta na superfície periférica da esteira de enrolamento, sendo móvel com a esteira de enrolamento, a base de rolamento (10) compreendendo um elemento de rolamento giratório em relação à esteira de enrolamento (1) para girar o conjunto (5) na base de rolamento (10); em que a superfície de retenção (202) é disposta numa distância e oposta à superfície periférica da esteira de enrolamento (1), tal como para colocar em contato com o conjunto (5) disposto na base (10) da esteira de enrolamento, e em que a esteira de enrolamento é móvel em relação à superfície de retenção adaptada para criar um movimento relativo entre a esteira de enrolamento (1) e a superfície de retenção (202), tal como para provocar a rotação do conjunto (5) na base de rolamento (10) ao longo de um eixo longitudinal do conjunto, enrolando, desse modo, o conjunto com o pedaço do material para enrolar (50), enquanto o conjunto (5) é móvel ao longo da superfície de retenção (202).

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de retenção disposto na esteira de enrolamento (1) para reter o conjunto (5) na base de rolamento (10).

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o elemento de rolamento compreende um par de rolos (100) disposto paralelos um ao outro e giratórios num mesmo sentido, o par de rolos sendo disposto perpendicular a um sentido de movimento da esteira de enrolamento (1).

12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que a superfície de retenção (202) é uma superfície de uma correia infinita (20).

13. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um aplicador de pressão para aplicar pressão à superfície de retenção (202).

14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que a superfície de retenção (202) e uma superfície da base de rolamento (10) são superfícies de alta aderência adaptadas para evitar o deslizamento entre segmentos do conjunto de segmentos (5) e a base de rolamento (10).

15. Máquina para fabricação de cigarro, caracterizada pelo fato de que compreende um sistema como definido em qualquer uma das reivindicações 9 a 14.

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