Procédé et installation pour la fabrication de filtres composites pour cigareftes
L'invention a pour objet un procédé de fabrication de tiges filtrantes composites pour filtres à cigarettes (ou bouts filtres ), chaque tige comprenant des constituants ou éléments filtrants élémentaires d'au moins trois espèces différentes. D'après l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qu'on forme une file d'éléments des trois espèces, ces éléments, s'ils sont désignés par A, B et C, se succédant dans l'ordre ABAC, et on enveloppe ces éléments pour former une tige continue que l'on sectionne ensuite en baguettes comportant chacune au moins trois éléments filtrants différents.
L'invention a également pour objet une installation pour la mise en ceuvre de ce procédé, installation qui est caractérisée en ce qu'elle comprend un premier dispositif de distribution pour distribuer les premiers éléments de ladite première espèce sur un transporteur, un dispositif transporteur à dépression pour recevoir et transporter ces premiers éléments longitudinalement, en ligne, et espacés les uns des autres pour être enveloppés, un second dispositif de distribution pour distribuer les seconds éléments de la seconde espèce en les alternant avec les premiers tout en les disposant longitudinalement sur le transporteur, sur la même ligne, un troisième dispositif de distribution pour distribuer les troisièmes éléments de la troisième espèce et en les alternant avec les premiers et seconds tout en les disposant longitudinalement sur le transporteur,
sur la même ligne, un dispositif d'entraînement pour entraîner le transporteur et les éléments se trouvant sur celui-ci à une vitesse prédéterminée, le premier et le second dispositifs de distribution des premiers et seconds éléments respectifs tournant à une vitesse tangentielle égale à la moitié de ladite vitesse prédéterminée, tandis que le troisième dispositif de distribution est entraîné de façon telle que les troisièmes éléments se déplacent à ladite vitesse prédéterminée, un dispositif de poussée pour disposer bout à bout les éléments transportés.
un dispositif d'enveloppement pour envelopper les éléments disposés bout à bout dans une enveloppe continue afin de constituer une tige filtrante continue composite et un dispositif de coupe pour tronçonner la tige à des intervalles prédéterminés et à travers des éléments prédéterminés afin de former des tronçons de tige de longueur prédéterminée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation destinée à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. I est une vue en élévation de face de cette installation.
La fig. 2 est une vue partielle de dessus mais à échelle agrandie de l'installation.
La fig. 3 est une vue schématique montrant la façon dont les éléments filtrants sont obtenus par sectionnement de bâtonnets de départ et entremêlés afin de constituer une tige continue.
La fig. 4 est une vue en élévation et en partie en coupe montrant la façon dont une telle tige est tron çonnée et comment un tronçon est combiné avec deux longueurs ou corps de cigarette.
La fig. 5 est une vue partielle en coupe à plus grande échelle montrant les doigts effaçables du dispositif distributeur des éléments filtrants au second poste de distribution.
La fig. 6 est une vue de dessus à plus grande échelle de ce second dispositif distributeur.
L'installation 10 représentée produit en continu une tige filtrante composite 12 (fig. 1) formée d'une matière
A, d'un adsorbant granulaire, et d'une matière B, cette longueur étant ensuite sectionnée en tronçons 14 à des intervalles prédéterminés. Les tronçons 14 sont manipulés par une machine de fixation aux corps de cigarettes des bouts filtres composites, cette machine pouvant être du type adapté pour assembler deux corps 16 de cigarette (fig. 4) reliés au moyen d'une double longueur 18 de filtre composite qui est intercalée entre eux et correspond à une moitié du tronçon 14.
Cette installation fournit un filtre triple qui comprend un élément en papier 20 destiné à être placé au voisinage du tabac, une partie 22 en acétate de cellulose à l'extrémité du filtre qui doit se trouver dans la bouche du fumeur, et une partie 50 en granules de charbon de bois liés, intercalée entre les deux précédentes.
Dans l'installation 10 des tronçons filtrants composites 14 de longueur prédéterminée en matières filtrantes: papier 26, acétate de cellulose 28 et particules liées de charbon de bois 30 (fig. 1 et 3) sont introduits dans le cycle de fabrication de façon pratique, au moyen de trémies respectives 32, 34 et 36 (fig. 1). Ces bâtonnets sont sectionnés en éléments filtrants 44, 48 et 50 qui sont délivrés respectivement aux postes de distribution: 38 pour les éléments filtrants 44 en papier, 40 pour les éléments 48 en acétate de cellulose et 42 pour les éléments 50 en particules reliées de charbon de bois et ce, de la façon qui va être décrite. I1 suffit de préciser ici que les éléments filtrants 44 en papier sont initialement déposés à intervalles, sur une courroie 46 d'un transporteur à dépression et maintenus sur cette courroie par aspiration.
Les éléments filtrants 48 en acétate de cellulose sont ensuite interposés entre les éléments 44 de papier au poste 40 de distribution de ces éléments en acétate de cellulose. Chacun des éléments filtrants 50 en charbon de bois est introduit entre deux des éléments espacés 44 et 48, au poste 42 de distribution de ces éléments en charbon de bois (voir fig. 1 et 3).
Un tambour 52 (fig. 1 à rampe hélicoïdale, entraîné de façon coordonnée dans le temps par rapport à la vitesse de déplacement de la courroie 46 du transporteur, supprime l'intervalle compris entre les éléments filtrants en rapprochant ceux-ci. Les éléments en contact bout à bout sont alors disposés en ligne et sont amenés sur une bande mobile 54 de papier. Cette bande est ensuite enroulée autour des éléments filtrants disposés bout à bout par un dispositif d'enveloppement 56 et un adhésif est appliqué par un enducteur 58 qui applique de la colle sur la face interne du bord supérieur latéral de la bande de papier. L'enroulement de la feuille de papier et l'enduction en colle sont tels que les bords longitudinaux qui se recouvrent sont reliés l'un à l'autre par la colle autour des éléments filtrants disposés bout à bout.
La tige composite de filtrage 12 enveloppée est terminée: elle est alors envoyée dans un poste de chauffage 60 qui solidifie et sèche la colle appliquée.
Lorsqu'on utilise une matière d'enveloppement thermoplastique un dispositif de chauffage est substitué à l'enducteur 58 afin de fixer les bords marginaux qui se recouvrent, et, dans ces conditions, un appareil analogue à celui utilisé au poste de chauffage 60 n'est pas nécessaire.
La tige composite continue obtenue est ensuite sectionnée par un dispositif de coupe 62 en tronçons 14 et le mouvement de ces tronçons est accéléré de telle sorte qu'ils sont écartés les uns des autres et ensuite déviés latéralement d'une façon classique.
Le mécanisme de coupe 62 est synchronisé de façon à couper la tige continue 12. Les tronçons 14 sont ensuite disposés dans une machine classique de fixation des bouts filtres qui est adaptée pour fixer les bouts filtres composites sur les corps de cigarettes.
Chacun des postes de distribution 38, 40 et 42 comporte un dispositif distributeur constitué par un tambour 64 (fig. 2) qui est pourvu de cannelures sur sa périphérie et qui est disposé à la partie inférieure de la trémie conjuguée pour recevoir dans ses cannelures les bâtonnets de matière filtrante 26 - 28 ou 30 contenus dans la trémie. Le tambour 64 comporte un certain nombre de rainures circonférentielles 66 dans lesquelles pénètrent des disques rotatifs de coupe 68 de façon à subdiviser chaque bâtonnet de matière filtrante 26, 28 ou 30 en éléments filtrants individuels séparés plus courts 44, 48 ou 50. Un dispositif de transport à chaîne sans fin 70 comportant des poussoirs est disposé au-dessous du tambour 64 de façon que, lorsque ce tambour tourne, un poussoir pénètre dans une cannelure de façon à en chasser l'élément filtrant suivant une ligne à peu près fixe.
Un guide 72, combiné avec l'extrémité arrière du dispositif de transport à chaîne 70 sert à élever les éléments filtrants individuels au point où un disque de distribution rotatif, comportant également des poussoirs, est adapté pour diriger. suivant une trajectoire incurvée, les éléments filtrants soulevés, sur la courroie 46 du transporteur à dépression. A l'exception du disque rotatif de distribution du second poste 40 distributeur des éléments 48 en acétate de cellulose, les postes de distribution 38, 40, 42 sont analogues. On doit comprendre cependant, que le disque rotatif de distribution 74 du premier poste 38 est animé d'une vitesse périphérique qui est égale à la moitié de celle de la courroie 46.
Ceci est également vrai pour la vitesse avec laquelle le disque distributeur 76 fournit les éléments filtrants 48 sur la courroie 46, tandis que le disque distributeur 74 du troisième poste 42 tourne à la vitesse de la courroie.
La courroie 46 à dépression est constituée par une bande transporteuse 78 perforée pour l'aspiration.
On a constaté que, de temps en temps, les éléments filtrants 44 en papier présentent une tendance soit à se désaligner sur la courroie 46 par suite de l'action de l'aspiration lorsqu'ils sont amenés par le disque distributeur 74, ou même à être attirés sur la courroie à dépression 46 de façon prématurée ce qui affecte l'intervalle désiré entre les éléments. Pour assurer une disposition correcte des éléments en papier 44 sur la courroie à dépression, il est prévu dans l'installation un dispositif constitué par une plaque 80, disposée à l'extrémité avant du transporteur 46 et à la sortie du disque distributeur 74. Cette plaque 80 sert à empêcher la dépression d'agir sur les éléments en papier jusqu'au moment où ces éléments sont disposés de façon correcte et alignés sur la courroie 46.
On se référera maintenant au disque rotatif de distribution 76. Bien que ce disque tourne avec une vitesse tangentielle qui est approximativement la moitié de la vitesse de déplacement de la courroie à dépression 46, ses poussoirs, s'ils étaient fixes, ne seraient pas adaptés pour éviter les éléments filtrants 44 déposés par le disque de distribution 74. Ces éléments viendraient au contact avec ces poussoirs et seraient déplacés. Ainsi pour éviter tout contact indésirable des éléments 44 avec les poussoirs du disque distributeur 76, celui-ci comporte un nombre égal de doigts ou poussoirs effaçables ou rétractables 84. Dans la position déployée, ces doigts sont adaptés pour diriger les éléments filtrants 48 en acétate de cellulose sur la courroie 46 à dépression.
Dans la position rétractée ou effacée, ces doigts sont écartés du transporteur 46 et des éléments filtrants mobiles 44 portés par celui-ci.
L'effacement des doigts 84 se produit en un point où ces doigts ne peuvent être rencontrés par les éléments 44.
Afin de pouvoir se déployer au moment désiré et s'effacer lorsque cela est nécessaire, ces doigts 84 coopèrent avec une came 86. Dans ce but, les doigts portent un goujon 88 qui étend vers le haut et porte à son extrémité supérieure un galet 90 formant contrecame. Un anneau torique élastique 92, engagé dans une gorge 94, prévue dans des surfaces des doigts, applique le galet 90 de chaque doigt contre la came 86.
Les doigts sont guidés dans toute l'étendue de leurs déplacements alternatifs. Dans ce but, chaque doigt comporte une partie élargie 96 adaptée pour coulisser, d'un mouvement alternatif, à l'intérieur d'une fente 98 d'un anneau 100. Cet anneau repose sur un collier 102 claveté sur l'arbre d'entraînement 104 du disque distributeur 76. L'entraînement est transmis depuis le collier 102 à l'anneau 100 par l'intermédiaire d'un roulement à billes 106 intercalé, qui est retenu par un ressort 105 et qui agit à la façon d'un accouplement à billes, en ce sens que la liaison d'entraînement entre ces organes peut être supprimée lorsqu'il s'exerce sur les doigts, au cours de leur rotation, une force de retenue prédéterminée, due à un coincement possible des éléments filtrants. De cette façon, toute détérioration des doigts 84 est empêchée.
Un dispositif 108 de serrage de came est fixé par l'une de ses extrémités sur le bâti ou châssis de la machine tandis que son autre extrémité enserre de façon appropriée la came 86, par une partie 110 formant collier, adaptée pour être serrée autour de la came, afin de maintenir ainsi la came fixe mais réglable angulairement lorsqu'on le désire.
De cette façon, chacun des postes de distribution en éléments filtrants 38, 40 et 42 est adapté pour amener sur la courroie 46 à dépression les éléments de matière filtrante avec une vitesse prédéterminée afin de produire une baguette filtrante continue 12. Cette tige est constituée par une matière A, une portion en charbon de bois lié, et une matière B, et présente les éléments 44, 48 et 50 dans l'ordre 50, 48, 50, 44, 50, 48, 50, 44, etc. On comprend que le procédé décrit a pour but un agencement de matière filtrante A, de granulés de charbon de bois lié et de matière B. En outre, on comprend que d'autres adsorbants granulaires peuvent être utilisés, tels que par exemple de l'alumine sous forme granulaire, du sel de silice et autres.
Process and installation for the manufacture of composite filters for cigars
The subject of the invention is a process for manufacturing composite filter rods for cigarette filters (or filter tips), each rod comprising constituents or elementary filter elements of at least three different species. According to the invention, this method is characterized in that a row of elements of the three species is formed, these elements, if they are designated by A, B and C, succeeding each other in the order ABAC, and these elements are wrapped to form a continuous rod which is then cut into rods each comprising at least three different filter elements.
The subject of the invention is also an installation for implementing this method, an installation which is characterized in that it comprises a first distribution device for distributing the first elements of said first species on a conveyor, a conveyor device to depression to receive and transport these first elements longitudinally, in line, and spaced apart from each other to be enveloped, a second distribution device for distributing the second elements of the second species by alternating them with the first while arranging them longitudinally on the transporter, on the same line, a third distribution device for distributing the third elements of the third species and alternating them with the first and second while arranging them longitudinally on the transporter,
on the same line, a drive device for driving the conveyor and the elements on it at a predetermined speed, the first and the second distribution devices of the respective first and second elements rotating at a tangential speed equal to the half of said predetermined speed, while the third distribution device is driven so that the third elements move at said predetermined speed, a pushing device for placing the transported elements end to end.
a wrapping device for wrapping the elements arranged end to end in a continuous envelope to form a composite continuous filter rod and a cutting device for cutting the rod at predetermined intervals and through predetermined elements to form sections of rod of predetermined length.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the installation intended for implementing the method according to the invention.
Fig. I is a front elevational view of this installation.
Fig. 2 is a partial top view but on an enlarged scale of the installation.
Fig. 3 is a schematic view showing the way in which the filter elements are obtained by severing starting rods and intermingled to form a continuous rod.
Fig. 4 is an elevational and partly sectional view showing how such a rod is cut off and how one section is combined with two lengths or cigarette bodies.
Fig. 5 is a partial sectional view on a larger scale showing the erasable fingers of the device for dispensing the filtering elements to the second dispensing station.
Fig. 6 is a top view on a larger scale of this second dispensing device.
The installation 10 shown continuously produces a composite filter rod 12 (FIG. 1) formed of a material
A, a granular adsorbent, and a material B, this length then being sectioned into sections 14 at predetermined intervals. The sections 14 are handled by a machine for fixing composite filter tips to the cigarette bodies, this machine possibly being of the type suitable for assembling two cigarette bodies 16 (FIG. 4) connected by means of a double length 18 of composite filter. which is interposed between them and corresponds to one half of section 14.
This installation provides a triple filter which comprises a paper element 20 intended to be placed in the vicinity of the tobacco, a cellulose acetate part 22 at the end of the filter which must be in the smoker's mouth, and a part 50 made of it. Bound charcoal granules, sandwiched between the previous two.
In the installation 10, composite filter sections 14 of predetermined length made of filter materials: paper 26, cellulose acetate 28 and bound particles of charcoal 30 (fig. 1 and 3) are introduced into the production cycle in a practical way, by means of respective hoppers 32, 34 and 36 (fig. 1). These rods are divided into filter elements 44, 48 and 50 which are delivered respectively to the distribution stations: 38 for the filter elements 44 in paper, 40 for the elements 48 in cellulose acetate and 42 for the elements 50 in connected particles of carbon. of wood, in the way which will be described. It suffices to specify here that the filter elements 44 made of paper are initially deposited at intervals on a belt 46 of a vacuum conveyor and maintained on this belt by suction.
The cellulose acetate filter elements 48 are then interposed between the paper elements 44 at the station 40 for distributing these cellulose acetate elements. Each of the charcoal filter elements 50 is introduced between two of the spaced elements 44 and 48, at the station 42 for distributing these charcoal elements (see Figs. 1 and 3).
A drum 52 (fig. 1 with a helical ramp, driven in a coordinated manner in time with respect to the speed of movement of the belt 46 of the conveyor, eliminates the gap between the filter elements by bringing them closer together. end-to-end contact are then arranged in line and are fed onto a movable strip of paper 54. This strip is then wound around the filter elements arranged end to end by a wrapping device 56 and an adhesive is applied by a coater 58 which applies glue to the inner side of the upper side edge of the paper web The winding of the paper sheet and the glue coating are such that the overlapping longitudinal edges are connected to each other by the glue around the filter elements arranged end to end.
The wrapped composite filter rod 12 is finished: it is then sent to a heating station 60 which solidifies and dries the applied glue.
When using a thermoplastic wrapping material a heating device is substituted for the coating agent 58 in order to fix the marginal edges which overlap, and, under these conditions, an apparatus similar to that used at the heating station 60 n ' is not necessary.
The continuous composite rod obtained is then cut by a cutting device 62 into sections 14 and the movement of these sections is accelerated such that they are separated from each other and then deflected laterally in a conventional manner.
The cutting mechanism 62 is synchronized so as to cut the continuous rod 12. The sections 14 are then placed in a conventional filter tip attachment machine which is suitable for attaching the composite filter tips to the bodies of cigarettes.
Each of the dispensing stations 38, 40 and 42 comprises a dispensing device consisting of a drum 64 (FIG. 2) which is provided with grooves on its periphery and which is arranged at the lower part of the conjugate hopper to receive in its grooves the rods of filter material 26 - 28 or 30 contained in the hopper. Drum 64 has a number of circumferential grooves 66 into which rotary cutting discs 68 penetrate so as to subdivide each rod of filter material 26, 28, or 30 into separate, shorter individual filter elements 44, 48 or 50. Endless chain conveyor 70 with pushers is disposed below drum 64 so that, when this drum rotates, a push rod enters a groove so as to drive out the filter element along a roughly fixed line.
A guide 72, combined with the rear end of the chain transport device 70 serves to elevate the individual filter elements to the point where a rotating distribution disc, also having pushrods, is adapted to steer. following a curved path, the filter elements raised, on the belt 46 of the vacuum conveyor. With the exception of the rotary distribution disc of the second station 40 which distributes the elements 48 made of cellulose acetate, the distribution stations 38, 40, 42 are similar. It should be understood, however, that the rotary distribution disc 74 of the first station 38 is driven at a peripheral speed which is equal to half that of the belt 46.
This is also true of the speed with which distributor disc 76 supplies filter elements 48 to belt 46, while distributor disc 74 of third station 42 rotates at belt speed.
The vacuum belt 46 consists of a conveyor belt 78 perforated for suction.
It has been found that, from time to time, the paper filter elements 44 exhibit a tendency either to misalign on the belt 46 as a result of the action of the suction when supplied by the distributor disc 74, or even. to be attracted to the vacuum belt 46 prematurely which affects the desired interval between elements. To ensure a correct arrangement of the paper elements 44 on the vacuum belt, a device is provided in the installation consisting of a plate 80, arranged at the front end of the conveyor 46 and at the outlet of the distributor disc 74. This plate 80 serves to prevent the vacuum from acting on the paper elements until such time as these elements are correctly arranged and aligned on the belt 46.
Reference will now be made to the rotary distribution disc 76. Although this disc rotates with a tangential speed which is approximately half the travel speed of the vacuum belt 46, its pushrods, if they were fixed, would not be suitable. to avoid the filter elements 44 deposited by the distribution disc 74. These elements would come into contact with these pushers and would be moved. Thus to avoid any undesirable contact of the elements 44 with the pushers of the distributor disc 76, the latter comprises an equal number of erasable or retractable fingers or pushers 84. In the deployed position, these fingers are adapted to direct the filter elements 48 made of acetate. cellulose on the belt 46 with vacuum.
In the retracted or retracted position, these fingers are separated from the conveyor 46 and the movable filter elements 44 carried by the latter.
The erasure of the fingers 84 occurs at a point where these fingers cannot be encountered by the elements 44.
In order to be able to deploy at the desired moment and to withdraw when necessary, these fingers 84 cooperate with a cam 86. For this purpose, the fingers carry a pin 88 which extends upwards and carries at its upper end a roller 90. forming backlash. An elastic O-ring 92, engaged in a groove 94, provided in surfaces of the fingers, presses the roller 90 of each finger against the cam 86.
The fingers are guided through the full extent of their reciprocating movements. For this purpose, each finger has an enlarged part 96 adapted to slide, with a reciprocating movement, inside a slot 98 of a ring 100. This ring rests on a collar 102 keyed on the shaft of the ring. drive 104 of the distributor disc 76. The drive is transmitted from the collar 102 to the ring 100 by means of an interposed ball bearing 106, which is retained by a spring 105 and which acts in the manner of a ball coupling, in that the drive connection between these members can be eliminated when exerted on the fingers, during their rotation, a predetermined retaining force, due to possible jamming of the filter elements. In this way, any damage to the fingers 84 is prevented.
A cam clamping device 108 is fixed by one of its ends to the frame or frame of the machine while its other end appropriately encloses the cam 86, by a part 110 forming a collar, adapted to be clamped around it. the cam, thus keeping the cam fixed but angularly adjustable when desired.
In this way, each of the filter element distribution stations 38, 40 and 42 is adapted to feed the filter material elements onto the vacuum belt 46 with a predetermined speed in order to produce a continuous filter rod 12. This rod is constituted by a material A, a portion of bound charcoal, and a material B, and presents the elements 44, 48 and 50 in the order of 50, 48, 50, 44, 50, 48, 50, 44, etc. It is understood that the disclosed process aims at an arrangement of filter material A, granules of bound charcoal and material B. Further, it is understood that other granular adsorbents can be used, such as for example alumina in granular form, silica salt and others.