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REVENDICATIONS
1. Machine servant à réunir des filtres à des longueurs de tabac et munie d'un dispositif permettant de perforer une bande de papier de manchette en mouvement, caractérisée en ce que le dispositif comprend un rouleau (6) à picots (8) pour perforer le papier en coopération avec un rouleau d'appui (7) agencé pour supporter le papier pendant qu'on le perfore, le rouleau d'appui étant entraîné de telle sorte que sa vitesse périphérique est égale à celle du rouleau à picots, et comportant une surface déformable présentant des creux correspondant à la position des picotes, la matiére de la surface déformable du rouleau d'appui étant telle que les creux sont formés par les picots lorsqu'on fait fonctionner les rouleaux pour la pre miére fois.
2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ou les parties de la surface du rouleau d'appui qui se trouvent dans l'alignement des picots comprennent une mince partie métallique entourant une partie sous-jacente du rouleau.
3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la mince partie métallique est telle qu'elle puisse être perforée par les picots, formant ainsi dans la mince partie métallique les creux correspondant à la position des picots.
4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que la partie sous-jacente du rouleau d'appui présente un ou plusieurs évidements destinés à recevoir les picots et couverts par la mince partie métallique.
5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le ou les évidements comprennent une ou plusieurs gorges ou un certain nombre de passages communiquant avec une source de succion, de manière à évacuer tous débris formés pendant la perforation de la bande.
6. Machine selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que le ou les évidements ont une largeur légèrement supérieure aux creux formés par les picots de sorte que les zones non supportées de la mince partie métallique sont minimales.
7. Machine selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la mince partie métallique constitue un manchon mince.
8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que le manchon est d'une seule pièce et étroitement ajusté autour de la partie sous-jacente du rouleau d'appui.
9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que le manchon est formé de nickel ou d'une autre matière métallique, déposée électrolytiquement.
10. Machine selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les picots sont inclinés vers l'arrière relativement à leur sens de mouvement.
11. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'il comporte un rouleau de pression agencé pour pousser la bande contre le rouleau d'appui.
12. Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'axe du rouleau de pression est réglable angulairement.
13. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface du rouleau d'appui est en matière thermoplastique.
14. Machine selon l'une des revendications I à 13, caractérisée en ce que les picots du rouleau à picots sont disposés par groupes espacés circonférentiellement autour du rouleau à picots de manière à ménager entre les groupes des zones où le papier ne sera pas perforé.
15. Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de coupe agencé pour couper la bande de papier suivant des lignes transversales situées entre les zones perforées du papier.
16. Machine selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens permettant d'appliquer de l'adhésif au papier de manchette le long de parties marginales de celui-ci, et latéralement le long de zones situées entre les zones perforées.
17. Machine selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que le rouleau perforateur est pourvu de groupes de picots en des positions espacées les unes des autres le long de sa circonférence, et entraînée de manière que les espacements ménagés entre les zones perforées par les picots coïncident avec des positions où l'on coupe le papier de manchette transversalement pour former des tronçons individuels destinés à être enroulés chacun autour d'un ensemble constitué par une longueur de tabac et un filtre correspondant.
18. Machine selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens permettant d'appliquer de l'adhésif au papier de manchette, sauf dans les zones perforées par les picots.
19. Machine selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisée en ce que les picots sont coniques à leur extrémité libre, et en ce que le rouleau à picots ou le rouleau d'appui est ajustable à l'égard de l'autre, afin de régler la profondeur de pénétration des picots à travers le papier et, de ce fait, la dimension des trous percés par les picots.
L'invention concerne particulièrement la fabrication de cigarettes aérées par assemblage de longueurs de tabac et de bouts filtres au moyen de bandes de papier de manchette perforées.
L'invention a pour objet une machine servant à réunir des filtres à des longueurs de tabac et munie d'un dispositif permettant de perforer une bande de papier de manchette en mouvement, caractérisée en ce que le dispositif comprend un rouleau à picots pour perforer le papier en coopération avec un rouleau d'appui agencé pour supporter le papier pendant qu'on le perfore, le rouleau d'appui étant entraîné de telle sorte que sa vitesse périphérique est égale à celle du rouleau à picots, et comportant une surface déformable présentant des creux correspondant à la position des picots, la matière de la surface déformable du rouleau d'appui étant telle que les creux sont formés par les picots lorsqu'on fait fonctionner les rouleaux pour la première fois.
Ainsi, les creux du rouleau d'appui correspondent exactement aux picots par leur position.
La surface déformable du rouleau d'appui peut être en matière thermoplastique; on peut la chauffer initialement pour faciliter la déformation par les picots pour former les creux ou, encore, on peut chauffer les picots. Toutefois, dans une construction préférentielle, le rouleau d'appui présente de minces parties métalliques formant sa surface périphérique dans les régions se trouvant dans l'alignement des picots, les picots pouvant pénétrer ces parties quand on fait fonctionner les rouleaux pour la première fois. On peut appliquer le même principe au coupage de la bande de papier de manchette; à cet effet, on peut réaliser chaque coupe en formant une rangée de perforations peu espacées en travers de la matière en bande, ce qui affaiblit considérablement la bande, et en éloignant du poste de coupage les parties de bande séparées, à une vitesse supérieure à celle de la bande.
Selon une forme d'exécution particulière de la machine, le rouleau perforateur est pourvu de groupes de picots en des positions espacées les unes des autres le long de sa circonférence, et est entraîné de manière que les espacements ménagés entre les zones perforées par les picots coïncident avec des positions où l'on coupe le papier de manchette transversalement pour former des tronçons individuels destinés à être enroulés chacun autour d'un ensemble constitué par une longueur de tabac et un filtre correspondant.
De préférence, la machine selon l'invention comprend des moyens permettant d'appliquer de l'adhésif au papier de manchette, sauf dans les zones perforées par les picots.
La machine selon l'invention permet, grâce à son dispositif me- canique simple de perforation, de perforer des bandes de papier de manchette au sein même de la machine et en continu, alors que, jusqu'ici, les bandes de papier de manchette étaient perforées à l'extérieur des machines assembleuses connues (c'est-à-dire avant d'y être introduites), à l'aide de perforateurs à laser ou à étincelle distincts.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple:
la fig. I montre une bande de papier de manchette type liège perforée à l'aide d'une première forme de dispositif perforateur que peut comporter la machine selon l'invention;
la fig. 2 montre la première forme de dispositif perforateur que peut comporter la machine selon l'invention;
la fig. 3 est une coupe agrandie de parties adjacentes de deux rouleaux, perforateur et d'appui, utilisés dans une deuxième forme de dispositif perforateur, suivant un plan perpendiculaire à l'axe des rouleaux;
la fig. 4 est une coupe d'un rouleau d'appui modifié, suivant un plan longitudinal;
la fig. 5 est une vue d'ensemble d'un dispositif perforateur comprenant un rouleau à pression réglable;
la fig. 6 est une vue par la gauche de la fig. 5, et
la fig. 7 est une coupe de deux rouleaux formant un dispositif de coupage de bande que peut comporter la machine selon l'invention.
La fig. 1 montre une bande 2 de papier de manchette ayant deux fois la largeur nécessaire pour assembler une longueur de tabac à un bout filtre, de sorte que l'on peut assembler avec cette bande des cigarettes à bout filtre de double longueur, de façon connue. Les positions où des coupes seront pratiquées pour séparer les différentes parties de la bande sont indiquées par les traits mixtes 4. A mesure que la bande avance dans la machine servant à réunir les bouts filtres aux longueurs de tabac (ou assembleuse), elle passe d'abord sous un rouleau 6, fig. 2, muni de groupes de picots perforateurs 8 disposés de manière à former des zones 10 de perforations dans le papier.
Un rouleau d'appui 7, de même diamètre que le rouleau 6, est disposé en dessous du parcours de la bande et présente des zones de creux 9 correspondant aux picots 8. Pour faciliter la formation de ces creux, la surface du rouleau 7 peut être formée d'une matière thermoplastique, tandis que les picots sont en acier. On peut alors former initialement les creux en chauffant la surface du rouleau 7 (ou les picots), et en faisant tourner les deux rouleaux 6 et 7 I'un contre l'autre.
Les rouleaux 6 et 7 sont entraînés à la même vitesse périphérique par un arbre d'entrée 13, par l'intermédiaire de roues dentées 11 et 12, et peuvent être agencés de telle sorte que l'on peut régler légèrement la distance entre leurs axes pour faire varier la profondeur de pénétration des picots à travers la bande et, par suite, la grandeur des trous, par exemple en réponse à une mesure continue de taux d'aération obtenu dans les cigarettes à bout filtre finies. Ce réglage est facilité par le fait que la surface du rouleau 7 est formée d'une matière légèrement élastique en même temps que thermoplastique.
Chaque zone 10 de perforations fournit une région d'aération pour une cigarette à bout filtre, les rouleaux 6 et 7 étant accouplés par engrenages à un dispositif coupeur situé en aval (non représenté) pour s'assurer que les perforations sont formées aux bons endroits.
Un rouleau supplémentaire 112 applique, sauf sur les zones perforées, une couche d'adhésif 14 à la bande avant qu'elle ne soit coupée, le rouleau 112 étant aussi convenablement accouplé par engrenages au dispositif coupeur.
Pendant ce temps, des tronçons de boudin de cigarette et des tronçons de bâtonnets de bouts filtres multiples sont aussi amenés, par des moyens d'amenée appropriés non représentés, vers l'assembleuse pour y être réunis par des parties successives du papier de manchette, de toute manière connue.
La fig. 3 montre un dispositif perforateur différent, comprenant un rouleau à picots 16 et un rouleau d'appui 17; Dans cet exemple, le rouleau d'appui présente des passages radiaux 18 percés à l'avance, dans une région où des picots 19 du rouleau 16 sont destinés à pénétrer. Le rouleau d'appui 17 est entouré d'un mince manchon métallique 20 couvrant les passages 18. Lors de la première mise en action des rouleaux, les picots 19 pénètrent le manchon 20 et forment des ouvertures 21.
Comme dans l'exemple précédent, les rouleaux 16 et 17 sont entraînés de manière à avoir la même vitesse périphérique. De préférence, ils ont le même diamètre de sorte que, à chaque tour des rouleaux, chaque picot n'entre que dans l'ouverture formée par lui.
Toutefois, selon une variante, le rouleau 16 peut avoir par exemple la moitié ou le tiers du diamètre du rouleau 17, auquel cas chaque picot forme deux ou trois trous dans le manchon 20 pendant des tours successifs du rouleau 16, la première fois que l'on fait fonctionner le dispositif.
Les picots 19 peuvent être formés en groupes espacés circonférentiellement sur le rouleau 16, comme on l'a décrit pour la fig. 2.
Ou encore, des picots 19 peuvent être prévus à intervalles réguliers tout autour du rouleau 16, le rouleau 17 présentant alors, de façon similaire, des passages 18 sur toute sa périphérie.
Au lieu d'être radiaux au rouleau 16, il faut noter que les picots 19 sont légèrement inclinés en arrière; autrement dit, l'angle 22 entre une ligne tangentielle 23 et une ligne radiale 24 est inférieur à 90 .
Cela permet notamment d'assurer un dégagement net des picots de la bande de papier (non représentée sur la fig. 3) sans avoir tendance à l'arracher du rouleau 17.
Toutes poussières ou autres débris formés par l'action de pénétration des picots dans la bande de papier sont aspirés à travers un canal 25 prévu dans un élément 26 à l'intérieur du rouleau 17. Si on le désire, le canal 25 peut s'étendre davantage en direction circonférentielle qu'il ne l'a été indiqué sur la fig. 3.
Le rouleau 16 peut présenter deux ou plusieurs rangées circonférentielles de picots 19, et le rouleau 17 peut présenter un nombre similaire de rangées circonférentielles de passages radiaux 18. Selon une variante, chaque rangée circonférentielle de passages 18 du rouleau 17 peut être remplacée par une gorge circonférentielle. Un exemple de ce genre est représenté par la fig. 4, qui est une coupe longitudinale d'un rouleau 27 similaire au rouleau 17 de la fig. 3, si ce n'est que les rangées de passages radiaux sont remplacées par des gorges circonférentielles 28 (au nombre de cinq dans cet exemple).
Comme sur la fig. 3, le rouleau 27 est entouré d'un mince manchon métallique 29 qui, sur la fig. 4, est représenté avant sa perforation par des picots tels que les picots 19 de la fig. 3. A nouveau, pour évacuer tous débris, des passages radiaux 30 partent des gorges 28 à intervalles réguliers et mènent à une chambre d'aspiration 31.
Pour donner une idée de l'échelle, le diamètre des picots 19 et des passages radiaux 18 sur la ligne 3 peut être par exemple de 0,62 mm.
L'épaisseur du manchon 20 peut être par exemple d'environ 0,1 mm, ou un peu supérieure (par exemple jusqu'à 0,4 mm) selon la matière.
Il est prévu que la matière du manchon 20 soit aussi dure qu'il est compatible avec la nécessité de la perforer au moyen des picots.
On peut utiliser un acier inoxydable dur. Celui-ci se trouve sous forme de feuilles et on peut l'enrouler étroitement autour du rouleau 17 et le fixer, par exemple, au moyen d'un adhésif. Une autre possibilité est d'enrouler en hélice autour du rouleau 17 une bande d'acier inoxydable ou autre matière de manchon appropriée.
Une autre possibilité, qui est peut-être préférable, est de former le manchon 20 d'une seule pièce par un procédé dans lequel du nickel est déposé par voie électrolytique. Le manchon ainsi formé peut être ajusté étroitement autour du rouleau 17: on peut par exemple le mettre en place autour du rouleau 17 après en avoir diminué temporairement le diamètre par refroidissement.
Les ouvertures 21 formées dans le manchon 20 de la fig. 3 sont indiquées avec des bords nets comme ceux que l'on pourrait obtenir par une opération de poinçonnage. En pratique, selon la dureté de la matière du manchon, les bords peuvent en fait être déformés vers l'intérieur sans enlèvement de matière. Toutefois, on a trouvé que, dans le cas d'une matière dure, on peut former des trous nets (non évasés) au moyen de broches effilées de dureté convenable, comme représenté à la fig. 3.
Si le manchon 20 présente des ouvertures à bords nets, il est possible d'enlever de la matière à la bande de papier par un genre d'opération de poinçonnage. Dans le cas contraire, le papier est courbé vers l'intérieur à travers les ouvertures 21 du manchon, au moins dans une certaine mesure, laissant un bord irrégulier qui dépasse la face inférieure du papier. On peut éliminer ce bord irrégulier en faisant ensuite passer le papier autour d'un rouleau entraîné à une vitesse légèrement différente de celle du papier, de manière à arracher ou à user le papier qui a été chassé vers l'intérieur, ou du moins une partie de celui-ci. Un autre rouleau peut être prévu pour pousser le papier contre le rouleau assurant l'action d'arrachement ou d'usure.
Les fig. 5 et 6 montrent la disposition générale d'un dispositif à perforer comprenant un rouleau à picots 32 et un rouleau d'appui 33. Ces rouleaux peuvent être semblables aux rouleaux 16 et 17 de la fig. 3. Une bande 34 qu'il s'agit de perforer passe autour du rouleau 33 et est initialement pressée contre celui-ci par un rouleau 35 monté de manière à pouvoir tourner sur un axe 36 porté par des bras 37 et 38. Ces bras sont articulés par un tourillon 39 sur un élément 50, lui-même articulé par un tourillon 51 sur un élément fixe 52. Un ressort de compression 53 prévu entre les éléments 50 et 52 tend à faire tourner l'élément 50 autour du tourillon 51 pour l'appliquer contre une butée 54 d'une vis 55. Ainsi, en tournant la vis 55, on peut légèrement régler angulairement l'axe du rouleau 35.
Cela est utile pour assurer un guidage correct de la bande de papier 34 relativement au rouleau 33. Le rouleau 35 est sollicité en direction du rouleau 33 par des ressorts 56 s'engageant entre des saillies 57 prévues sur les bras 37 et 38 et des éléments du bâti 58.
Un rouleau de pression supplémentaire (éventuellement réglable comme le rouleau 35) peut être prévu, du côté opposé du rouleau 33, pour assurer que la bande 34 passe convenablement autour du rouleau 33, c'est-à-dire ne soit pas retirée par les picots du rouleau 32.
La fig. 7 montre un dispositif permettant de couper une bande en mouvement 59 pour former une succession de parties de bande espacées 59A sur un tambour 60. Ce dispositif peut être essentiellement celui qui est décrit dans la demande de brevet allemand OS
No 2755648 ou le brevet US No 4184619.
La bande 59 est amenée tangentiellement en direction du tambour 60, à une vitesse inférieure à la vitesse périphérique de celui-ci, et est saisie par un effet de succion appliqué à travers des orifices 61 du tambour. Chaque coupe est pratiquée au moyen d'une rangée de picots rapprochés 62 montés dans des corps 63 contenus dans des rainures s'étendant parallèlement à l'axe d'un rouleau 64.
En des positions correspondantes sur le rouleau 60, celui-ci présente, parallèlement à son axe, des gorges contenant des éléments rapportés 65. Des alésages 66 sont pratiqués dans les éléments prés de la périphérie du rouleau 60, parallèlement à son axe, de manière à ménager une paroi extérieure 67 assez mince pour être pénétrée par les picots 62 la première fois que l'on fait fonctionner le dispositif.
Ainsi, on forme dans la paroi 67 des rangées d'ouvertures rapprochées, destinées à recevoir les picots 62. Les trous ou ouvertures formés par les picots peuvent être si rapprochés qu'ils forment pratiquement une fente continue.
Non seulement les picots 62 perforent la bande, mais ils aident à arracher de la bande continue chaque partie de bande séparée, la bande glissant alors légèrement le long de la surface du rouleau 60 par suite de sa vitesse légèrement inférieure. Ainsi, on obtient sur le rouleau 60 des parties de bande espacées 59A.
Pendant la fabrication du rouleau 60, on peut percer les alésages 66 avant de fixer les éléments rapportés 65 dans le rouleau 60. On usine alors le rouleau au diamètre voulu, et cette opération d'usinage réduit à la grandeur voulue l'épaisseur de la paroi 67 de chaque élément rapporté.
Il faut noter que le diamètre ou la largeur des passages 18 (fig. 3) et des gorges 28 (fig. 4) ne dépassent pas notablement les perforations formées par les picots. En fait, les zones non supportées du manchon (c'est-à-dire les zones situées sur les passages ou gorges) sont aussi petites que possible, compte tenu de la nécessité d'assurer que les picots entrent bien dans les passages ou gorges, mais sans qu'une position relative très précise soit nécessaire.
Dans les fig. 3, 4 ou 5 et 6, les picots, le papier et les manchons ont tous la même vitesse. Comme variante, tout en maintenant la même vitesse périphérique pour les deux rouleaux, on peut faire en sorte que la bande de papier se déplace à une vitesse légèrement plus élevée ou plus faible que celle des rouleaux, afin que les picots exercent une faible action de déchirement sur le papier, ce qui a pour effet de produire sur le papier des barbes tournées vers l'intérieur.
Ces barbes peuvent ensuite être ébarbées ou usées par frottement sur un autre rouleau comme indiqué ci-dessus, ou par le manchon. Dans ce dernier cas, les rabats de papier qui sont forcés dans les ouvertures du manchon par les picots sont enlevés au moins partiellement par les bords des ouvertures ou par un léger frottement du manchon sur le papier. Pour ce faire, le papier doit passer de préférence autour du rouleau d'appui sur une longueur assez importante (par exemple comme on le voit dans la fig. 5). Dans ce cas, la vitesse du papier serait déterminée par des rouleaux d'entraînement distincts (non représentés) en aval du dispositif perforant.
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CLAIMS
1. Machine for joining filters to lengths of tobacco and provided with a device for perforating a strip of cuff paper in movement, characterized in that the device comprises a roller (6) with pins (8) for perforating the paper in cooperation with a support roller (7) arranged to support the paper while it is being perforated, the support roller being driven so that its peripheral speed is equal to that of the pin roller, and comprising a deformable surface having recesses corresponding to the position of the pins, the material of the deformable surface of the support roller being such that the recesses are formed by the pins when the rollers are operated for the first time.
2. Machine according to claim 1, characterized in that the part or parts of the surface of the support roller which are in alignment with the pins comprise a thin metal part surrounding an underlying part of the roller.
3. Machine according to claim 2, characterized in that the thin metal part is such that it can be perforated by the pins, thus forming in the thin metal part the hollows corresponding to the position of the pins.
4. Machine according to claim 3, characterized in that the underlying part of the support roller has one or more recesses intended to receive the pins and covered by the thin metal part.
5. Machine according to claim 4, characterized in that the recess or recesses comprise one or more grooves or a number of passages communicating with a suction source, so as to evacuate any debris formed during the perforation of the strip.
6. Machine according to one of claims 4 or 5, characterized in that the recess or recesses have a width slightly greater than the recesses formed by the pins so that the unsupported areas of the thin metal part are minimal.
7. Machine according to one of claims 4 to 6, characterized in that the thin metal part constitutes a thin sleeve.
8. Machine according to claim 7, characterized in that the sleeve is in one piece and closely fitted around the underlying part of the support roller.
9. Machine according to claim 8, characterized in that the sleeve is formed of nickel or another metallic material, electrolytically deposited.
10. Machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the pins are inclined backwards relative to their direction of movement.
11. Machine according to claim 10, characterized in that it comprises a pressure roller arranged to push the strip against the support roller.
12. Machine according to claim 11, characterized in that the axis of the pressure roller is angularly adjustable.
13. Machine according to claim 1, characterized in that the surface of the support roller is made of thermoplastic material.
14. Machine according to one of claims I to 13, characterized in that the pins of the pin roller are arranged in groups spaced circumferentially around the pin roller so as to provide between the groups areas where the paper will not be perforated .
15. Machine according to claim 14, characterized in that it comprises a cutting device arranged to cut the strip of paper along transverse lines located between the perforated areas of the paper.
16. Machine according to claim 15, characterized in that it comprises means making it possible to apply adhesive to the cuff paper along marginal parts thereof, and laterally along the zones located between the perforated zones .
17. Machine according to one of claims 1 to 16, characterized in that the perforating roller is provided with groups of pins in positions spaced apart from each other along its circumference, and driven so that the spaces provided between the areas perforated by the pins coincide with positions where the cuff paper is cut transversely to form individual sections intended to be wrapped each around a set consisting of a length of tobacco and a corresponding filter.
18. Machine according to claim 17, characterized in that it comprises means making it possible to apply adhesive to the cuff paper, except in the areas perforated by the pins.
19. Machine according to one of claims 1 to 18, characterized in that the pins are conical at their free end, and in that the pin roller or the support roller is adjustable with respect to the other , in order to adjust the depth of penetration of the pins through the paper and, therefore, the size of the holes drilled by the pins.
The invention relates particularly to the manufacture of aerated cigarettes by assembling lengths of tobacco and filter tips by means of perforated cuff paper strips.
The invention relates to a machine for joining filters to lengths of tobacco and provided with a device for perforating a strip of cuff paper in motion, characterized in that the device comprises a pin roller for perforating the paper in cooperation with a support roller arranged to support the paper while it is being perforated, the support roller being driven so that its peripheral speed is equal to that of the spike roller, and comprising a deformable surface having hollows corresponding to the position of the pins, the material of the deformable surface of the support roller being such that the hollows are formed by the pins when the rollers are operated for the first time.
Thus, the recesses of the support roller correspond exactly to the pins by their position.
The deformable surface of the support roller can be made of thermoplastic material; it can be heated initially to facilitate deformation by the pins to form the hollows or, alternatively, the pins can be heated. However, in a preferred construction, the support roller has thin metal parts forming its peripheral surface in the regions lying in alignment with the pins, the pins being able to penetrate these parts when the rollers are operated for the first time. The same principle can be applied to cutting the strip of cuff paper; for this purpose, each cut can be carried out by forming a row of perforations with little spacing across the strip material, which considerably weakens the strip, and by moving the separated strip parts away from the cutting station, at a speed greater than that of the band.
According to a particular embodiment of the machine, the perforating roller is provided with groups of pins in positions spaced from one another along its circumference, and is driven so that the spaces provided between the zones perforated by the pins coincide with positions where the cuff paper is cut transversely to form individual sections intended to be wound each around a set consisting of a length of tobacco and a corresponding filter.
Preferably, the machine according to the invention comprises means making it possible to apply adhesive to the cuff paper, except in the areas perforated by the pins.
The machine according to the invention makes it possible, thanks to its simple mechanical perforating device, to perforate strips of cuff paper within the machine itself and continuously, whereas, up to now, strips of cuff paper were perforated outside known assembly machines (that is to say before being introduced into them), using separate laser or sparklers.
In the accompanying drawings, given by way of example:
fig. I shows a strip of cuff-type cuff paper perforated using a first form of perforating device which the machine according to the invention may include;
fig. 2 shows the first form of perforating device that the machine according to the invention may include;
fig. 3 is an enlarged section of adjacent parts of two rollers, perforator and support, used in a second form of perforator device, along a plane perpendicular to the axis of the rollers;
fig. 4 is a section through a modified support roller, along a longitudinal plane;
fig. 5 is an overall view of a perforator device comprising an adjustable pressure roller;
fig. 6 is a view from the left of FIG. 5, and
fig. 7 is a section through two rollers forming a strip cutting device which the machine according to the invention may include.
Fig. 1 shows a strip 2 of cuff paper having twice the width necessary to assemble a length of tobacco with a filter tip, so that cigarettes with a filter tip of double length can be assembled with this strip, in known manner. The positions where cuts will be made to separate the different parts of the strip are indicated by the dashed lines 4. As the strip advances in the machine used to join the filter tips to the lengths of tobacco (or assembler), it passes from first under a roller 6, fig. 2, provided with groups of perforating pins 8 arranged so as to form areas 10 of perforations in the paper.
A support roller 7, of the same diameter as the roller 6, is disposed below the path of the strip and has recess zones 9 corresponding to the pins 8. To facilitate the formation of these recesses, the surface of the roller 7 can be formed of a thermoplastic material, while the pins are made of steel. The hollows can then be initially formed by heating the surface of the roller 7 (or the pins), and by rotating the two rollers 6 and 7 one against the other.
The rollers 6 and 7 are driven at the same peripheral speed by an input shaft 13, by means of toothed wheels 11 and 12, and can be arranged so that the distance between their axes can be slightly adjusted to vary the depth of penetration of the pins through the strip and, consequently, the size of the holes, for example in response to a continuous measurement of aeration rate obtained in cigarettes with finished filter tips. This adjustment is facilitated by the fact that the surface of the roller 7 is formed from a slightly elastic material at the same time as thermoplastic.
Each perforation zone 10 provides a ventilation region for a filter-tipped cigarette, the rollers 6 and 7 being coupled by gears to a cutter device located downstream (not shown) to ensure that the perforations are formed in the right places .
An additional roller 112 applies, except on the perforated areas, a layer of adhesive 14 to the strip before it is cut, the roller 112 also being suitably coupled by gears to the cutting device.
During this time, sections of cigarette rod and sections of sticks with multiple filter tips are also brought, by suitable feeding means not shown, to the assembler to be joined there by successive parts of the cuff paper, anyway known.
Fig. 3 shows a different perforating device, comprising a pin roller 16 and a support roller 17; In this example, the support roller has radial passages 18 drilled in advance, in a region where pins 19 of the roller 16 are intended to penetrate. The support roller 17 is surrounded by a thin metal sleeve 20 covering the passages 18. When the rollers are put into action for the first time, the pins 19 penetrate the sleeve 20 and form openings 21.
As in the previous example, the rollers 16 and 17 are driven so as to have the same peripheral speed. Preferably, they have the same diameter so that, at each turn of the rollers, each spike only enters the opening formed by it.
However, according to a variant, the roller 16 may for example have half or a third of the diameter of the roller 17, in which case each pin forms two or three holes in the sleeve 20 during successive turns of the roller 16, the first time that the 'the device is operated.
The pins 19 can be formed in groups circumferentially spaced on the roller 16, as described for FIG. 2.
Or, pins 19 may be provided at regular intervals around the roller 16, the roller 17 then having, in a similar manner, passages 18 over its entire periphery.
Instead of being radial to the roller 16, it should be noted that the pins 19 are slightly tilted back; in other words, the angle 22 between a tangential line 23 and a radial line 24 is less than 90.
This makes it possible in particular to ensure a clear release of the pins from the paper strip (not shown in FIG. 3) without tending to tear it from the roller 17.
Any dust or other debris formed by the action of penetration of the pins in the paper strip is sucked through a channel 25 provided in an element 26 inside the roller 17. If desired, the channel 25 can extend further in the circumferential direction than indicated in fig. 3.
The roller 16 may have two or more circumferential rows of pins 19, and the roller 17 may have a similar number of circumferential rows of radial passages 18. Alternatively, each circumferential row of passages 18 of the roller 17 may be replaced by a groove circumferential. An example of this kind is shown in FIG. 4, which is a longitudinal section of a roller 27 similar to the roller 17 of FIG. 3, except that the rows of radial passages are replaced by circumferential grooves 28 (five in number in this example).
As in fig. 3, the roller 27 is surrounded by a thin metal sleeve 29 which, in FIG. 4, is represented before its perforation by pins such as the pins 19 of FIG. 3. Again, to remove any debris, radial passages 30 leave grooves 28 at regular intervals and lead to a suction chamber 31.
To give an idea of the scale, the diameter of the pins 19 and the radial passages 18 on the line 3 can be for example 0.62 mm.
The thickness of the sleeve 20 can for example be about 0.1 mm, or a little more (for example up to 0.4 mm) depending on the material.
It is expected that the material of the sleeve 20 is as hard as it is compatible with the need to perforate it by means of the pins.
Hard stainless steel can be used. This is in the form of sheets and can be wrapped tightly around the roller 17 and fixed, for example, with an adhesive. Another possibility is to wind helically around the roller 17 a strip of stainless steel or other suitable sleeve material.
Another possibility, which is perhaps preferable, is to form the sleeve 20 in one piece by a process in which nickel is deposited electrolytically. The sleeve thus formed can be adjusted tightly around the roller 17: it can for example be placed around the roller 17 after having temporarily reduced the diameter by cooling.
The openings 21 formed in the sleeve 20 of FIG. 3 are indicated with sharp edges like those which could be obtained by a punching operation. In practice, depending on the hardness of the material of the sleeve, the edges can in fact be deformed inwards without removing material. However, it has been found that, in the case of a hard material, it is possible to form clean holes (not flared) by means of tapered pins of suitable hardness, as shown in FIG. 3.
If the sleeve 20 has openings with sharp edges, it is possible to remove material from the paper strip by a kind of punching operation. Otherwise, the paper is bent inwardly through the openings 21 of the sleeve, at least to some extent, leaving an irregular edge which extends beyond the underside of the paper. This irregular edge can be eliminated by then passing the paper around a driven roller at a speed slightly different from that of the paper, so as to tear off or use the paper which has been driven inwards, or at least a part of it. Another roller can be provided to push the paper against the roller ensuring the tearing or wear action.
Figs. 5 and 6 show the general arrangement of a perforating device comprising a spike roller 32 and a support roller 33. These rollers can be similar to the rollers 16 and 17 of FIG. 3. A strip 34 to be perforated passes around the roller 33 and is initially pressed against the latter by a roller 35 mounted so as to be able to rotate on an axis 36 carried by arms 37 and 38. These arms are articulated by a pin 39 on an element 50, itself articulated by a pin 51 on a fixed element 52. A compression spring 53 provided between the elements 50 and 52 tends to rotate the element 50 around the pin 51 to apply it against a stop 54 of a screw 55. Thus, by turning the screw 55, the axis of the roller 35 can be slightly adjusted angularly.
This is useful for ensuring correct guiding of the paper strip 34 relative to the roller 33. The roller 35 is biased towards the roller 33 by springs 56 engaging between projections 57 provided on the arms 37 and 38 and elements of the frame 58.
An additional pressure roller (possibly adjustable like the roller 35) can be provided, on the opposite side of the roller 33, to ensure that the strip 34 passes suitably around the roller 33, i.e. is not removed by the roller pins 32.
Fig. 7 shows a device making it possible to cut a moving strip 59 in order to form a succession of spaced apart strip portions 59A on a drum 60. This device can be essentially that which is described in the German patent application OS
No. 2755648 or US Patent No. 4184619.
The strip 59 is brought tangentially towards the drum 60, at a speed lower than the peripheral speed of the latter, and is gripped by a suction effect applied through orifices 61 of the drum. Each cut is made by means of a row of close spikes 62 mounted in bodies 63 contained in grooves extending parallel to the axis of a roller 64.
In corresponding positions on the roller 60, the latter has, parallel to its axis, grooves containing added elements 65. Bores 66 are formed in the elements near the periphery of the roller 60, parallel to its axis, so to provide an outer wall 67 thin enough to be penetrated by the pins 62 the first time the device is operated.
Thus, in the wall 67 are formed rows of close openings intended to receive the pins 62. The holes or openings formed by the pins can be so close together that they practically form a continuous slot.
Not only do the pins 62 puncture the strip, but they help to tear from the continuous strip each part of the separate strip, the strip then sliding slightly along the surface of the roller 60 due to its slightly lower speed. Thus, there are obtained on the roller 60 spaced apart strip portions 59A.
During the manufacture of the roller 60, the bores 66 can be drilled before fixing the inserts 65 in the roller 60. The roller is then machined to the desired diameter, and this machining operation reduces the thickness of the thickness to the desired size. wall 67 of each added element.
It should be noted that the diameter or the width of the passages 18 (fig. 3) and of the grooves 28 (fig. 4) do not significantly exceed the perforations formed by the pins. In fact, the unsupported zones of the sleeve (that is to say the zones situated on the passages or grooves) are as small as possible, taking into account the need to ensure that the pins well enter the passages or grooves , but without requiring a very precise relative position.
In fig. 3, 4 or 5 and 6, the pins, the paper and the sleeves all have the same speed. As a variant, while maintaining the same peripheral speed for the two rollers, it is possible to make the strip of paper move at a slightly higher or lower speed than that of the rollers, so that the pins exert a weak action of tearing on the paper, which has the effect of producing inward-facing barbs.
These barbs can then be deburred or worn by rubbing on another roller as indicated above, or by the sleeve. In the latter case, the paper flaps which are forced into the openings of the sleeve by the pins are at least partially removed by the edges of the openings or by a slight friction of the sleeve on the paper. To do this, the paper should preferably pass around the backing roller over a fairly long length (for example as seen in fig. 5). In this case, the speed of the paper would be determined by separate drive rollers (not shown) downstream of the perforating device.