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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.