La présente invention concerne la fabrication de filtres de papier pour cigarettes, et plus particulièrement une ligne d'alimentation d'une machine de production de filtres de cigarettes telle que décrite dans le préambule de la revendication 1.
Les filtres à cigarettes en papier sont généralement obtenus à partir d'une bande de papier d'environ 20 cm de largeur, dévidée à partir d'une bobine et passant par une machine de crêpage où un crêpage longitudinal est effectué sur la bande, suite de quoi la bande de papier pénètre dans la machine à confectionner les filtres par une pièce en forme d'entonnoir où elle passe de manière continue de la forme d'une bande mince crêpée à la forme d'un élément longiligne essentiellement circulaire ayant un diamètre pouvant être compris entre 4 et 12 mm.
Dans une installation connue de l'art antérieur, la bobine de papier est entraînée en rotation par une courroie continue en contact sur le pourtour de la bobine. La vitesse d'entraînement est réglée par un variateur de vitesse, soit par une boîte de vitesses à engrenages ou par un jeu de courroies, à partir de la vitesse de la machine de crêpage, celle-ci étant dépendante de la vitesse de la machine de confection de filtres. Une telle disposition comporte de nombreux inconvénients. Premièrement l'entraînement par contact d'une courroie est impossible dans le cas où la bobine est déformée ou voilée, suite par exemple à un long stockage.
D'autre part, vu la commande de vitesse d'entraînement étagée entre la machine de production de filtres et la bobine et vu l'inertie de la bobine, la vitesse de la bobine ne peut pas facilement et rapidement être adaptée lors d'une variation de vitesse de la machine de production de filtres; on a donc très souvent une rupture de la bande de papier en cas de variation de vitesse de fabrication. De plus, une variation du taux de crêpage sur la machine de crêpage implique une variation de vitesse de cette machine relativement à celle de la machine de production; vu la dépendance de la vitesse de la machine de crêpage relativement à celle de la machine de production, ces deux entraînements étant liés par un axe mécanique, il n'est pas possible d'ajuster finement et facilement les deux vitesses entre elles.
Un autre inconvénient d'une telle installation est qu'aucun moyen permettant de raccorder les extrémités de deux bandes de papier n'est prévu; de même qu'aucun moyen permettant de charger une nouvelle bobine de manière automatique. De tout ceci il résulte que le boudin de filtre sortant de la machine de production de filtre est souvent interrompu, que ce soit à cause d'une rupture de la bande de papier ou lors d'un changement de bobine. Ces divers inconvénients conduisent à des produits finis de qualité irrégulière, notamment les propriétés de rendement fumées des filtres des cigarettes finies ne sont pas régulières et reproductibles, ainsi qu'à une forte consommation de matière première. En outre la productivité de la machine de production de filtres est faible, correspondant à des coûts de fabrication importants.
Un des résultats que l'invention vise à obtenir est donc de proposer une ligne d'alimentation de la machine de production de filtres de cigarettes ne rencontrant pas les inconvénients mentionnés des lignes d'alimentation connues.
Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est une ligne d'alimentation de la machine de production de filtres de cigarettes dans laquelle la tension de la bande de papier puisse être contrôlée en chaque point de la ligne.
Est encore un résultat que l'invention vise à obtenir une ligne d'alimentation de la machine de production de filtres de cigarettes dans laquelle les moyens de commande de vitesse des différents éléments de la ligne sont aptes à commander des variations de vitesse selon notamment la vitesse de la machine de production de filtre et/ou le taux de crêpage, ainsi que lors de variation de ces derniers paramètres.
Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est une ligne d'alimentation de la machine de production de filtres de cigarettes comportant des moyens de raccordement entre deux portions successives d'une bande de papier.
Est encore un résultat que l'invention vise à obtenir une ligne d'alimentation de la machine de production de filtres de cigarettes comportant des moyens d'entraînement de la bobine autres que tangentiels, aptes à entraîner une bobine de géométrie déformée.
Ces différents résultats sont obtenus par une ligne d'alimentation d'une machine de production de filtres de cigarettes telle que décrite dans la partie caractérisante de la revendication 1 ainsi que des revendications dépendantes décrivant des formes d'exécution particulières ou des variantes.
Une forme d'exécution préférentielle d'une ligne d'alimentation d'une machine de production de filtres de cigarettes est décrite ci-dessous en regard du dessin annexé comportant les figures où:
la fig. 1 représente schématiquement une ligne d'alimentation d'une machine de production de filtres de cigarettes selon une forme d'exécution préférentielle de l'invention,
la fig. 2 montre plus en détail une forme d'exécution préférentielle d'une unité de dévidement,
les fig. 3A et 3B montrent plus en détail une forme d'exécution préférentielle d'une unité de gaufrage vue respectivement en élévation et en plan,
la fig. 4 montre plus en détail une forme d'exécution préférentielle d'une unité d'entraînement et de réglage de tension de la bande de papier,
la fig. 5 montre plus en détail une forme d'exécution préférentielle d'une unité de crêpage,
la fig.
6 montre une forme d'exécution préférentielle d'une portion des moyens de commande de l'installation, et
les fig. 7A et 7B montrent une forme d'exécution préférentielle d'un élévateur apte à disposer une bobine sur l'unité de dévidement de la fig. 2.
La ligne d'alimentation d'une machine de production de filtres de cigarettes, selon la forme d'exécution préférentielle de la fig. 1, comprend une unité de dévidement 1 apte à charger, supporter et dévider une bobine 2 d'une bande de papier 20, une unité de gaufrage 3 apte à raccorder deux extrémités de la bande de papier 20, une unité d'entraînement et de réglage de tension de bande 4 apte à entraîner et régler la tension de la bande 20, une unité de crêpage 5 apte à effectuer un crêpage de la bande 20, une machine de production de filtres 6 ainsi qu'une unité de commande 7 apte à commander notamment les différents éléments mentionnés ci-dessus.
En partant depuis le début du cycle opératoire de l'installation, on peut tout d'abord considérer le type de bobines 2 à dévider. La bande de papier peut avoir une largeur comprise entre 50 mm et 300 mm et est enroulée en bobine autour d'un noyau, en carton ou en plastique, la bobine ayant un diamètre maximum compris entre 100 cm et 150 cm. La masse de la bobine peut atteindre environ 150 kg. La bande de papier pour filtres de cigarettes a une résistance à la traction comprise généralement entre 1 et 12 N/cm.
La fig. 2 montre une forme d'exécution préférentielle d'une unité de dévidement 1 plus en détail. Celle-ci est constituée essentiellement d'un bâti 10 sur lequel est fixé un bras porteur 11 apte à pivoter autour de son axe central 110. Le bras porteur 11 est muni de deux broches en porte-à-faux 12 et 120 chacune disposée à proximité d'une extrémité dudit bras porteur et chacune étant apte à maintenir une bobine 2 par son noyau central. Des moyens de verrouillage/déverrouillage commandés mécaniquement, pneumatiquement ou électriquement, non représentés sur la figure, sont prévus sur les broches 12 et 120 afin de maintenir ou relâcher le noyau central de la bobine 2.
Des freins électromagnétiques ou électropneumatiques 13 et 130, montés respectivement sur les broches 12 et 120, et commandés par l'unité de commande 7, assurent un freinage de la bobine montée sur lesdites broches, comme il sera décrit plus bas. Une bobine 2 d'une bande 20 en cours de dévidage, est en rotation sur la broche 12, soit celle disposée en position inférieure. Afin de ne pas surcharger la figure de traits discontinus, la bobine 2 est représentée sur la figure comme si elle était transparente afin que les éléments décrits plus loin situés derrière elle soient complètement visibles sur la figure. Une cellule de mesure 14, par exemple une sonde ultrasonique contrôle continuellement le diamètre de la bobine 2 et envoie un signal correspondant à l'unité de commande 7.
Lorsque le diamètre de la bobine 2 atteint une valeur prédéterminée, l'unité de commande 7 commande le basculement du bras porteur 11 afin d'amener la bobine 2 en position haute, soit comme représenté en 200. Dans cette position la bobine 200 continue de se dévider étant contrôlée par une deuxième cellule de mesure 140. Lorsque la bobine 200 est quasi vide, l'unité de commande 7, sous l'action d'un signal en provenance de la cellule 140, commande un arrêt de la ligne de fabrication, pour le raccordement de l'extrémité de fin de la bande 20 de la bande 20 de la bobine 200 à l'extrémité de début de la bobine 2 comme décrit plus bas.
Lors de cet arrêt de machine et lorsque la bobine en position haute n'alimente plus la ligne de production, le noyau de bobine peut être retiré de la broche manuellement ou par des moyens mécaniques, la cellule 140 contrôlant alors que la broche en position haute ne porte plus de noyau de bobine.
Lorsque ces deux extrémités de bandes auront été raccordées et que le noyau aura été retiré, l'opérateur commandera une nouvelle mise en route de la machine, le cycle se poursuivant alors comme indiqué.
Pour le basculement du bras porteur 11, l'unité de dévidement 1 comprend un moto-réducteur 15, qui par un jeu de courroies de transmission 150 peut entraîner un jeu de poulies 151 fixées sur l'axe de rotation 110 du bras porteur 11. Le bras porteur 11 comprend aussi un plateau d'indexage 16 portant sur son pourtour deux encoches d'indexage 160 et 161 chacune disposée à 180 DEG de l'autre, fixé lui aussi sur l'axe de rotation 110. Un vérin à piston 17, hydraulique ou pneumatique est fixé par une de ses extrémités au bâti 10, alors que son autre extrémité est apte à actionner une première extrémité d'un levier 18, pivotant autour de son autre extrémité fixée elle aussi au bâti 10. Un galet d'indexage 180 est fixé sur une portion centrale du levier 18, le galet d'indexage étant apte à coopérer avec l'une ou l'autre des encoches d'indexage 160 et 161.
Un jeu de ressorts 170 est lui aussi fixé entre le bâti 10 et le levier 18, étant apte à maintenir le galet d'indexage 180 fermement engagé dans l'une des encoches d'indexage 160 ou 161. Une cellule de détection de position 19, est apte à détecter le positionnement angulaire correct de l'une ou l'autre de deux cames de position 190 et 191 disposées sur le pourtour du plateau d'indexage 16, chacune étant disposée à 180 DEG de l'autre.
Pour commander le changement de bobine, l'unité de commande 7 actionne tout d'abord le vérin à piston 17 afin d'élever le levier 18, désengageant ainsi le galet d'indexage 180 de l'encoche d'indexage 160. En cette position, le bras porteur 11 est libre en pivotement. Un pivotement de 180 DEG selon la direction indiquée par la flèche, du bras porteur 11 est alors commandé par l'intermédiaire du moto-réducteur 15, des courroies 150 et des poulies 151. En fin de course, la came de position 191 signale que le pivotement de 180 DEG a été accompli, le moto-réducteur 15 est stoppé et le vérin 17 est rétracté, abaissant alors le levier 18 et engageant le galet d'indexage 180 dans l'autre encoche d'indexage 161.
Le jeu de ressorts 170 permet de verrouiller le bras porteur 11 selon l'une ou l'autre de ses positions de travail décalées de 180 DEG assurant ainsi le maintien en position du bras porteur 11 même en cas de manque de pression d'alimentation du vérin 17. Comme indiqué plus haut, la bobine en cours de dévidage, représentée maintenant par 200, continue de se dévider.
A ce moment, la broche en position basse, représentée par 12, qui a été libérée précédemment du noyau de l'ancienne bobine qu'elle portait, peut recevoir une autre bobine, amenée par un chariot élévateur, ou tout autre moyen adéquat, non représenté sur la figure, pour être fixée sur cette broche 12. De préférence, on utilise à cet effet un élévateur tel que décrit plus bas en regard des fig. 7A et 3B.
De manière préférentielle mais non obligatoire, la ligne d'alimentation peut comprendre une unité de gaufrage 3, comme représentée par exemple selon une forme d'exécution préférentielle, visible en détail sur les fig. 3A et 3B permettant de raccorder l'extrémité de début de la bande 20 provenant de la bobine 2 qui vient d'être installée comme décrit plus haut, à l'extrémité de fin de la bande 20 déjà engagée dans la partie en aval de l'installation. Cette unité de gaufrage n'est donc actionnée que lors du raccordement de deux extrémités de bandes. L'unité de gaufrage 3 comprend un bâti 30 sur lequel sont montés un module de coupe 31 et un module de gaufrage ou de raccordement 32. Le module de coupe 31 comprend tout d'abord deux rouleaux d'entrée 310 entre lesquels passe la bande de papier 20 provenant directement de la bobine.
Les deux rouleaux 310 sont en rotation libre selon uniquement la direction d'avance de la bande 20, c'est-à-dire que leurs axes sont munis de moyens anti-retour de manière à empêcher un mouvement de la bande 20 vers l'arrière. Les deux rouleaux 310 sont suivis d'un moyen de coupe constitué essentiellement d'une table de coupe 311 sur laquelle un couteau mobile 312 est apte à pivoter autour d'un axe 313, perpendiculaire audit couteau mobile 312 et parallèle au plan de la table de coupe 311. Une poignée 314 permet d'actionner le couteau mobile 312. Une contre-lame fixe 315 est disposée sur la table de coupe 311. Comme on le voit particulièrement à la fig. 3B, le couteau mobile 312 et la contre-lame 315 sont disposés obliquement relativement au sens longitudinal de la bande 20.
Le module de gaufrage ou de raccordement 32 est constitué essentiellement d'un premier rouleau de gaufrage 320, monté sur un support 321 pivotant autour d'un axe 322 disposé excentriquement relativement à l'axe de rotation 323 du rouleau de gaufrage 320. Un vérin 324, agit par l'intermédiaire d'une tige 325 sur le support 321 pour approcher, ou éloigner, grâce à l'excentricité de l'axe 322, le rouleau de gaufrage 320 des bandes de papier 20 à raccorder. Le rouleau de gaufrage 320 comprend, sur sa surface périphérique, une ou plusieurs portions périphériques 326 munies de reliefs de gaufrage. De préférence, le rouleau de gaufrage 320 est séparé en deux demi-éléments 320A et 320B, portant les portions périphériques 326 munies des reliefs de gaufrage, l'écartement des deux dits demi-éléments 320A et 320B pouvant être ajusté en fonction de la largeur de la bande 20.
Le rouleau de gaufrage 320 est en rotation libre autour de son axe 323. Le module 32 comprend en outre un rouleau d'appui 327, représenté uniquement sur la fig. 3A, faisant face au rouleau de gaufrage 320 lorsque ce dernier est en position. La surface extérieure du rouleau d'appui 327 est lisse, ledit rouleau d'appui étant apte à être entraîné manuellement en rotation par le volant 328.
Lorsque l'unité de commande 7 a commandé l'arrêt de la machine, après qu'il ait été détecté comme indiqué plus haut que la bobine en cours de dévidage était vide, une portion d'extrémité de la bande 20 qui vient d'être dévidée subsiste encore sur l'unité de gaufrage 3 étant retenue par les rouleaux d'entrée 310. L'opérateur actionne alors le vérin 324 afin de rapprocher le rouleau de gaufrage 320 du rouleau d'appui 327 et de pincer la bande 20 entre lesdits rouleaux afin de la bloquer. L'opérateur actionne alors le couteau mobile 312 afin de couper l'extrémité de la bande 20 par effet de ciseau contre la contre-lame 315 et retire la portion finale de bande entre la découpe et l'extrémité provenant de la bobine dévidée.
L'opérateur introduit alors manuellement l'extrémité de la nouvelle bande 20 entre les rouleaux d'entrée 310 et l'amène par-dessus l'ancienne bande 20 posée sur la table de coupe 312. Il actionne à nouveau le couteau mobile 312 afin de couper l'extrémité de la nouvelle bande 20 puis superpose, toujours manuellement, les deux extrémités de bandes 20 sur une certaine longueur, de l'ordre de quelques cm, pour juste engager la pointe de l'extrémité coupée de la nouvelle bande entre les rouleaux 320 et 327. Par la coupe en biais pratiquée, il est facile d'introduire sans plis l'extrémité de la nouvelle bande entre les deux dits rouleaux. Ensuite, l'opérateur actionne le volant 328 entraînant le rouleau d'appui 327 et par conséquent les deux bandes de papier superposées ainsi que le rouleau de gaufrage 320.
Lors de cette opération, les deux bandes de papier superposées sont fortement pressées l'une contre l'autre, les reliefs des portions périphériques 326 du rouleau de gaufrage 320 faisant s'interpénétrer les deux bandes par gaufrage. De cette manière, les extrémités des deux bandes de papier 20 sont réunies, la jonction gaufrée offrant une résistance à la traction suffisante pour l'entraînement de la bande 20 dans la partie de la machine en aval de l'unité de gaufrage 3. Il suffit alors à l'opérateur de commander à nouveau le vérin 324 afin qu'il éloigne le rouleau de gaufrage 320 du rouleau d'appui 327, laissant ainsi libre la bande de papier 20 entre les deux dits rouleaux.
Dès cette opération terminée, comme déjà indiqué, l'opérateur commande une nouvelle mise en route de la machine.
Une forme d'exécution préférentielle de l'unité d'entraînement et de réglage de tension de la bande 4 est représentée à la fig. 4. Cette unité suit immédiatement l'unité de gaufrage 3 décrite juste plus haut. Elle est composée d'un module d'entraînement 40 et d'un module de réglage 41. Le module d'entraînement 40 comprend essentiellement un rouleau d'entraînement 400, entraîné par un moteur 401 via un jeu de courroies 402. Un contre rouleau 403, en rotation libre, est disposé parallèlement au rouleau d'entraînement 400, lui faisant face, afin d'assurer une pression déterminée empêchant le glissement de la bande 20 entraînée entre les deux rouleaux 400 et 403. A cet effet, le rouleau d'entraînement 400 est de préférence revêtu d'une couche anti-usure, et anti-patinage, alors que le contre rouleau 403 est aussi revêtu d'une couche en matériau synthétique, par exemple en adiprène.
Afin de faciliter le chargement du module d'entraînement 40, le contre rouleau 403 est de préférence escamotable. Un bras danseur de réglage 404 portant un galet 405 sur une de ses extrémités pivote sur son autre extrémité sur un codeur 406 relié à l'unité de commande 7. Le bras danseur 404 règle la vitesse du moteur d'entraînement 401, par l'intermédiaire du codeur 406, essentiellement selon la vitesse commandée de la machine de production de filtres disposée juste en aval, comme indiqué plus bas en regard de la description de la fig. 6. Un contrepoids 407 dont la masse et/ou la position sur le bras danseur 404 peut être réglée assure la tension de la bande 20 entre le rouleau d'entraînement 400 et un rouleau de sortie 408 de l'unité, par conséquent la tension de la bande 20 à l'entrée de l'unité de confection de filtre placée directement en aval.
Comme déjà indiqué, l'unité 4 comprend aussi un module de réglage 41. Ce module de réglage 41 est destiné à régler la force de freinage exercée par le frein électromagnétique 130 ou 131 de la broche 12 ou 120 sur laquelle une bobine est actuellement encours de dévidage. A cet effet le module de réglage 41 est composé d'une traverse 410, montée de manière coulissante sur deux colonnes de guidage 411. La traverse 410 porte au moins un rouleau en rotation libre 412, apte à créer un cheminement en aller et retour de la bande 20 entre ledit rouleau 412 et au moins deux rouleaux en rotation libre 413 fixés sur le cadre du module, par la masse propre de la traverse 410.
Un dispositif de détection de position de la traverse 410, par exemple une courroie crantée 414, fixée en un point à la traverse 410 et entraînant un capteur ou un encodeur 415, détecte continuellement la position de la traverse 410 le long des colonnes de guidage 411, comme indiqué plus bas en regard de la description de la fig. 6.
La bande de papier 20 est donc entraînée par le rouleau d'entraînement 400, une force de traction s'exerçant donc sur la bande 20. Si l'effort de freinage exercé par le frein électromagnétique 130 ou 131 est trop important, la traverse 410 aura tendance à s'élever, ce mouvement étant alors détecté par le dispositif de détection mentionné, soit par l'encodeur 415 qui fournit alors un signal correspondant à l'unité de commande 7 qui alors commande une diminution de l'effort de freinage exercé par le frein électromagnétique 130 ou 131 sur la bobine 2 ou 200 actuellement en cours de dévidage. Au contraire, en cas d'un freinage trop faible, la traverse 410 aura tendance à s'abaisser, un signal correspondant étant alors envoyé afin d'augmenter l'effort de freinage sur la bobine.
On voit donc que pour une position donnée de la traverse 410 sur les colonnes de guidage 411, on a une force de freinage déterminée sur la bobine en cours de dévidage, soit une force de traction déterminée sur la bande 20. Par l'unité d'entraînement et de réglage 4 de tension de la bande 20 décrite, on a donc un découplage de l'effort de traction sur la bande 20 exactement au passage de ladite bande sur le rouleau d'entraînement 400, l'effort de traction en amont dudit rouleau étant déterminé par la position de la traverse 410 qui commande l'effort de freinage exercé sur la bobine en cours de dévidage, alors que l'effort de traction en aval dudit rouleau est commandé par le bras danseur de réglage 404 commandant l'effort de traction sur la bande 20 alimentant l'unité de crêpage 5 puis la machine de production de filtres de cigarettes 6.
A côté de l'effet de réglage de l'effort de traction sur la bande 20 en provenance de la bobine tel que décrit, le module de réglage 41, de par sa construction telle que décrite fonctionne aussi comme accumulateur de longueur de bande en cas de variation rapide de vitesse de l'installation. Pour ceci, en augmentant le nombre de rouleaux 412 et 413, de même qu'en augmentant le déplacement possible de la traverse 410 sur les colonnes de guidage 411, on augmente cet effet d'accumulation.
L'unité de crêpage 5 représentée à la fig. 5 selon une forme d'exécution préférentielle, est disposée immédiatement en aval de l'unité d'entraînement et de réglage 4 qui vient d'être décrite. Elle comprend essentiellement un bâti 50 sur lequel deux rouleaux de crêpage 51 sont montés de manière à pouvoir être mis en rotation. Chaque rouleau de crêpage 51 est constitué d'un cylindre dont la surface périphérique est usinée selon différents diamètres, de manière à présenter un profil de reliefs et de gorges successives. Les deux rouleaux de crêpage 51 sont montés parallèlement entre eux, de manière à ce que les reliefs et gorges du profil d'un rouleau correspondent respectivement aux gorges et reliefs du profil de l'autre rouleau.
Des moyens d'écartement, schématisés en 52 sur la figure, permettent de régler la distance entre les axes des deux rouleaux de crêpage, soit l'interpénétration des profils en reliefs et en creux des surfaces extérieures des deux rouleaux de crêpage 51. En faisant varier cette distance, on fait ainsi varier le taux de crêpage de la bande 20 passant entre les deux rouleaux de crêpage 51. La valeur de réglage du taux de crêpage est ajustée manuellement, le réglage lui-même de l'écartement des deux rouleaux de crêpage pouvant être fait manuellement ou par des moyens motorisés, ou automatiques, comme on le verra plus bas en regard de la description de la fig. 6.
L'entraînement des rouleaux de crêpage 51, se fait par l'intermédiaire d'un moyen motorisé à vitesse réglable 53, par exemple un moteur électrique entraînant les deux rouleaux par l'intermédiaire d'un jeu de courroies 530, de manière à ce que les deux rouleaux de crêpage 51 tournent à la même vitesse pour le crêpage de la bande de papier 20 qui circule entre eux.
Des moyens auxiliaires peuvent être prévus sur l'unité de crêpage 5 afin d'en faciliter l'usage. Un dispositif 54 permet éventuellement d'introduire une extrémité de bande de papier 20 entre les deux rouleaux de crêpage 51, au cas ou on aurait eu une rupture de bande juste avant l'unité de crêpage. Ce dispositif d'introduction 54 peut être un dispositif d'aspiration pneumatique, permettant ainsi une introduction de l'extrémité de bande sans risques pour les doigts de l'opérateur. L'opération de crêpage sollicitant fortement la bande de papier 20, cette opération produit des poussières. L'unité de crêpage est donc avantageusement pourvue d'un dispositif de nettoyage 55 sur chacun des rouleaux de crêpage permettant d'éviter leur encrassement.
Afin d'éviter que des poussières n'adhèrent à la bande 20 sortant de l'unité de crêpage, on peut prévoir un module d'ionisation 56, de technique connue, précédant un module d'aspiration 57 chargé d'aspirer les poussières lorsque la bande 20 quitte l'unité de crêpage.
Comme on le voit à la fig. 1, la bande 20, qui vient de subir l'opération de crêpage décrite ci-dessus, pénètre alors dans la machine de production de filtres de cigarette 6 de technique connue.
La fig. 6 montre une forme d'exécution préférentielle d'une portion de l'unité de commande 7. Partant de la droite de la figure, on reconnaît l'unité de dévidement 1 comportant le bras porteur 11 portant une bobine 2 en cours de dévidage d'une bande 20. Un premier module de contrôle 700 reçoit un signal en provenance du module de réglage 41, ce signal provenant de l'encodeur 415 relève la position de la traverse 410 comme indiqué plus haut. Un deuxième signal en provenance de la sonde 14 mesurant le diamètre de la bobine permet de corriger la valeur de freinage fournie par le premier module de contrôle 700 au frein électromagnétique 13, respectivement 130.
En passant au module d'entraînement 40, l'amplificateur 702 qui commande le moteur 401 entraînant le rouleau d'entraînement 400, reçoit un signal de commande résultant de la combinaison d'un signal en provenance du codeur 406 relevant la position du bras danseur 404 et d'un autre signal en provenance d'un autre amplificateur 703 commandant le moteur 53 entraînant les rouleaux de crêpage 51. La combinaison de ces deux signaux est telle que le signal envoyé à l'amplificateur 702 comprend une portion de signal provenant de l'amplificateur 703 plus élevée que celle provenant du codeur 406. Un encodeur 409 sur l'axe du moteur 401 fournit un signal de contrôle de la vitesse du moteur 401 à l'amplificateur 702.
Le moteur 53 entraînant les rouleaux de crêpage 51 est commandé par l'amplificateur 703 recevant un signal en provenance de l'unité de contrôle 704, elle-même recevant un signal en provenance d'un encodeur 60 mesurant la vitesse de fonctionnement et la position angulaire de la machine de production de filtre 6. Comme précédemment, un encodeur 531 situé sur l'axe du moteur 53 fournit un signal de vitesse et de position angulaire du moteur 53 à l'amplificateur 703 ainsi qu'au module de contrôle 704.
Par le système de réglage décrit ci-dessus, la vitesse de rotation des rouleaux de crêpage 51 est directement ajustée, selon un système maître-esclave, à la vitesse d'avance et à la position angulaire de la machine, soit à la vitesse d'avance et à la position angulaire de la machine de production de filtre 6, alors que la bobine 2 est commandée uniquement en freinage, le découplage de l'effort de traction sur la bande 20 s'effectuant sur le rouleau d'entraînement 400 comme déjà indiqué.
Selon une première forme d'exécution, le réglage du taux de crêpage, soit l'écartement des deux rouleaux de crêpage 51 peut être purement mécanique, l'écartement des deux dits rouleaux étant commandé par exemple par un système à vis.
Selon une autre forme d'exécution, il est possible d'ajouter un moyen de commande motorisé du taux de crêpage, par exemple un moteur 521 commandant le positionnement relatif des deux rouleaux de crêpage 51. Le moteur 521 est commandé par exemple par un module de commande 705.
En variante à cette deuxième forme d'exécution, une cellule 522 mesure l'écartement des deux rouleaux de crêpage 51 et envoie un signal au module de commande du taux de crêpage 705 qui commande le moteur 521. Selon une première variante, cette boucle de commande est indépendante du reste de l'unité de commande 7.
Selon encore une autre variante, un signal de taux de crêpage est envoyé au module de contrôle 704 afin que la vitesse de la ligne soit automatiquement ajustée en fonction du taux de crêpage demandé.
Dans tous les cas considérés, le crêpage de la bande 20 provoque un allongement de ladite bande, cet allongement étant fonction du taux de crêpage. Dans les deux premières formes d'exécution mentionnées ainsi que dans la première variante considérée de commande du taux de crêpage, c'est à l'opérateur ayant ajusté un taux de crêpage déterminé par les moyens mécaniques ou sur le module 705, de contrôler visuellement l'état de la bande 20 à l'entrée de la machine de production de filtre 6, d'ajuster manuellement à la volée la vitesse de la ligne en fonction du taux de crêpage. Dans le cas de la dernière variante, le signal du taux de crêpage fourni par le module 705 commande directement la vitesse de la ligne.
L'unité de commande 7, dont seulement une portion principale a été représentée sur la figure est de préférence pilotée par un ou plusieurs microprocesseurs.
Les fig. 7A et 7B montrent respectivement une vue transversale et une vue latérale d'un élévateur particulièrement apte à charger une bobine pleine 2 sur la broche 12 en position inférieure du bras porteur 11 de l'unité de dévidement 1. L'élévateur 8 comprend un bâti 80 comprenant un support 81 sur lequel sont montés des moyens de guidage, par exemple deux colonnes de guidage verticales 810, d'un chariot mobile 82. Le chariot mobile 82 est apte à se déplacer verticalement, vers le haut ou vers le bas, étant guidé par les colonnes de guidage 810. Des moyens d'entraînement 820 du chariot mobile 82 le long des moyens de guidage sont prévus.
De manière préférentielle, ces moyens d'entraînement sont constitués d'une vis sans fin verticale 820 disposée parallèlement aux colonnes de guidage 810 et reposant sur deux paliers supports tournants 821, ladite vis 820 pouvant être mise en rotation autour de son axe longitudinal par un moyen motorisé 822, par exemple un moteur électrique. Le chariot 82 comprend un moyen d'accrochage aux moyens d'entraînement, par exemple un écrou 823 engrenant dans la vis 820. Ainsi, lors de la rotation de la vis 820, le chariot est entraîné vers le haut ou vers le bas selon le sens de rotation de la vis 820. Une broche rétractable 83 est montée sur le chariot mobile 82, ladite broche étant apte à prendre une position rétractée, comme on le voit en traits discontinus sur la portion inférieure de la fig. 7A ou une position avancée, comme on le voit sur la portion supérieure de la même figure.
Un moyen d'actionnement 831, par exemple un vérin hydraulique ou pneumatique, ou alors un servomoteur permet d'actionner la broche 83 vers l'une ou l'autre de ces deux positions. L'élévateur 8 est encore complété d'un moyen d'amenée d'une bobine 2, par exemple une rampe 84 vers un support 841 en V ou constitué de deux rouleaux d'appui disposés dans la portion inférieure de l'élévateur 8.
Pour charger une bobine 2, celle-ci est amenée, de préférence en la faisant rouler, par la rampe 84 vers le support 841 sur lequel elle s'appuie par deux points de sa périphérie comme on le voit à la fig. 7B. Comme indiqué plus haut, la bobine 2 comprend un noyau de bobine 21, en carton ou en plastique, percé d'un trou 210 dans l'axe de la bobine 2 pour le chargement sur une broche. Lors de l'amenée de la bobine 2 comme indiqué ci-dessus, le chariot mobile 82 peut être en n'importe quelle position le long des moyens de guidage verticaux, de préférence en position basse et la broche 83 est en position rétractée.
L'élévateur 8 est conçu et placé de telle manière que l'axe de la bobine 2, représenté par l'axe du trou 210 du noyau 21, est exactement positionné, lorsque la bobine 2 est portée par le support 841, dans un plan vertical contenant aussi l'axe de la broche 12 en position basse du bras porteur 11 ainsi que l'axe de la broche rétractable 83 du chariot mobile 82. Cette situation est représentée à la fig. 7B où on voit la ligne V représentant ledit plan vertical perpendiculaire à la dimension longitudinale de la ligne d'alimentation. Cette disposition permet d'accepter une bobine 2 de n'importe quel diamètre, qui sera ainsi exactement positionnée avec son noyau aligné dans le plan V, comme on le voit à la fig. 7B où on voit que deux bobines de diamètres très différents sont automatiquement exactement positionnées.
Le chariot mobile 82 comprend en outre un moyen de palpage ou de détection, par exemple une cellule photoélectrique 832 montée sur le nez de la broche rétractable 83 ou en tout autre endroit adéquat. Lorsque la bobine 2 a été amenée comme indiqué plus haut, les trois axes mentionnés, broche 12, bobine 2 et broche 83 étant alignés dans un plan vertical V, le chariot 82 commence à rechercher le noyau 21 de la bobine 2 à l'aide du moyen de palpage ou de détection mentionné, soit la cellule 832. Vu l'alignement du noyau 21 et de la broche 83 dans le même plan vertical V, cette recherche s'effectue uniquement par déplacement du chariot mobile 82 le long des moyens de guidage 810, sous l'action du système vis/écrou 820/823 décrit plus haut.
Lorsque la cellule 832 a détecté que la broche 83 se trouve à même hauteur que le trou 210 du noyau 21, le mouvement de déplacement du chariot 82 est stoppé et la broche 83 est amenée en position avancée, par le moyen d'actionnement 831, pour pénétrer dans le trou 210 du noyau 21. Cette situation est représentée dans la portion supérieure de la fig. 7A. Lorsque la broche 83 a saisi la bobine 2 par son noyau 21, le chariot 82 est à nouveau activé en déplacement afin de rechercher la broche 12 sur laquelle déposer la bobine 2. Vu que les broches 12 et 83 sont placées dans le même plan vertical V, cette recherche se fait uniquement par déplacement de la broche 83 dans ledit plan vertical.
Vu la position en hauteur exactement déterminée de la broche 12 par son positionnement en position basse indexée par le bras porteur 11, le déplacement du chariot 82 peut se faire jusqu'à ce que ladite hauteur déterminée soit atteinte par la broche 83. Lorsque ces deux broches sont alignées de manière à ce que les arêtes supérieures de chacune desdites broches soient au même niveau, un poussoir 833 actionné par un moyen d'entraînement 834, par exemple un vérin pneumatique, hydraulique ou un servomoteur, coulisse le long de la broche 83 et pousse la bobine 2, en s'appuyant sur sa portion de surface latérale entourant le noyau 21, jusqu'à ce que la bobine 2 soit entièrement supportée par la broche 12 de l'unité de dévidement 1.
A ce moment, vu que la bobine 2 est entièrement dégagée de l'élévateur 8, le poussoir 833 ainsi que la broche 83 sont rétractés et le chariot 82 retourne à sa position de départ.
Les différentes opérations décrites ci-dessus pour le fonctionnement de l'élévateur 8 peuvent être commandées individuellement par l'opérateur. De manière optionnelle, vu que le détecteur 140 a détecté comme indiqué plus haut que la broche 12 est libre de noyau et en munissant l'élévateur 8 d'un moyen de détection qu'une bobine 2 a été amenée sur le support 841, par exemple un moyen de détection que ledit support 841 est chargé d'une certaine masse, il devient possible d'automatiser entièrement le cycle de chargement décrit d'une bobine 2 sur une broche 12 de l'unité de dévidage 1. Ces moyens de commande automatique sont avantageusement couplés aux moyens de commande 7 décrits précédemment.
En option, il est possible de munir le support 81 d'une coulisse 85, motorisée ou non, apte à déplacer l'ensemble du support comprenant le chariot mobile 82 et la broche 83 selon une direction dans l'axe du plan V mentionné précédemment. Ainsi, il devient possible d'adapter facilement l'élévateur 8 à des bobines 2 de différentes largeurs.
Un tel élévateur convient particulièrement bien à une ligne d'alimentation d'une machine de production de filtres de cigarettes telle que décrite précédemment, notamment par ses possibilités d'automatisation qui améliorent encore les performances de la ligne de production en diminuant le nombre d'arrêts de la ligne d'alimentation, évitant ainsi d'éventuelles ruptures de la bande de papier, mais il peut aussi être utilisé pour le chargement et/ou le déchargement de bobines sur d'autres types de machines.
Les diverses unités et modules décrits jusque ici représentent des formes d'exécution préférentielle des éléments nécessaires à l'alimentation d'une machine de production de filtres de cigarettes. Pour la bonne marche de l'invention, soit pour qu'un découplage des forces de traction sur la bande 20 soit réalisé au niveau d'un rouleau d'entraînement 400, il n'est pas nécessaire que chaque élément soit constitué exactement comme décrit.
Par exemple, il n'est pas indispensable que l'unité de dévidage 1 soit apte à charger simultanément deux bobines comme indiqué. Une unité de dévidage plus simple, ne comportant qu'une seule broche de dévidage peut tout aussi bien être envisagée, au prix d'une diminution de vitesse de production. Dans le cas d'une unité de dévidage apte à charger simultanément deux bobines, les moyens d'entraînement, d'indexage et de commande du bras porteur 11 peuvent être différents de ceux décrits.
De même, l'unité de gaufrage ou de raccordement 3 peut être conçue différemment, par exemple, et afin de rendre la production entièrement automatisée, cette unité pourrait être constituée d'une unité de raccordement automatique, comme décrite dans l'un des brevets EP-0 601 258 ou EP0/662 437, permettant alors d'améliorer la productivité au prix d'une complexité plus grande des moyens de commande.
En ce qui concerne l'unité d'entraînement 4, des variantes de conception des moyens de réglage de la tension de la bande en amont et en aval du rouleau d'entraînement 400 peuvent être proposées.
De même différentes formes d'exécution et variantes de la commande de l'unité de crêpage ont été décrites, d'autres modifications pouvant encore être envisagées.
La forme d'exécution décrite des moyens de commande est donnée ici uniquement à titre d'exemple, d'autres combinaisons des signaux mentionnés pouvant être envisagées pour l'obtention du même résultat ou d'un résultat équivalent.
The present invention relates to the manufacture of paper filters for cigarettes, and more particularly to a supply line for a machine for producing cigarette filters as described in the preamble of claim 1.
Paper cigarette filters are generally obtained from a strip of paper about 20 cm wide, unwound from a reel and passing through a creping machine where a longitudinal creping is carried out on the strip, continued from which the paper strip enters the filter making machine through a funnel-shaped piece where it passes continuously from the shape of a thin creped strip to the shape of an essentially circular elongated element having a diameter can be between 4 and 12 mm.
In an installation known from the prior art, the paper reel is rotated by a continuous belt in contact around the periphery of the reel. The drive speed is regulated by a speed variator, either by a gearbox or by a set of belts, from the speed of the creping machine, this being dependent on the speed of the machine filters. Such an arrangement has many drawbacks. Firstly, drive by contact of a belt is impossible in the event that the coil is deformed or warped, for example following long storage.
On the other hand, given the stepped drive speed control between the filter production machine and the coil and given the inertia of the coil, the speed of the coil cannot easily and quickly be adjusted during a speed variation of the filter production machine; there is therefore very often a break in the paper strip in the event of a variation in manufacturing speed. In addition, a variation in the creping rate on the creping machine implies a variation in speed of this machine relative to that of the production machine; given the dependence of the speed of the creping machine relative to that of the production machine, these two drives being linked by a mechanical axis, it is not possible to finely and easily adjust the two speeds between them.
Another drawback of such an installation is that no means allowing the ends of two strips of paper to be connected is provided; as well as no means to charge a new coil automatically. From all this it follows that the filter rod leaving the filter production machine is often interrupted, whether due to a break in the paper web or during a reel change. These various drawbacks lead to finished products of irregular quality, in particular the smoke performance properties of the filters of the finished cigarettes are not regular and reproducible, as well as a high consumption of raw material. In addition, the productivity of the filter production machine is low, corresponding to significant manufacturing costs.
One of the results which the invention aims to obtain is therefore to propose a supply line for the machine for producing cigarette filters which does not meet the mentioned drawbacks of known supply lines.
Another result which the invention aims to obtain is a supply line for the machine for producing cigarette filters in which the tension of the paper strip can be controlled at each point of the line.
Another result is that the invention aims to obtain a supply line for the machine for producing cigarette filters in which the speed control means of the various elements of the line are capable of controlling variations in speed according in particular to the speed of the filter production machine and / or the creping rate, as well as when these latter parameters vary.
Another result which the invention aims to obtain is a supply line for the machine for producing cigarette filters comprising means of connection between two successive portions of a strip of paper.
Another result is that the invention aims to obtain a supply line for the machine for producing cigarette filters comprising means for driving the coil other than tangential, capable of driving a coil of deformed geometry.
These various results are obtained by a supply line of a machine for producing cigarette filters as described in the characterizing part of claim 1 as well as dependent claims describing particular embodiments or variants.
A preferred embodiment of a supply line for a machine for producing cigarette filters is described below with reference to the appended drawing comprising the figures where:
fig. 1 schematically represents a supply line for a machine for producing cigarette filters according to a preferred embodiment of the invention,
fig. 2 shows in more detail a preferred embodiment of a reeling unit,
fig. 3A and 3B show in more detail a preferred embodiment of an embossing unit seen respectively in elevation and in plan,
fig. 4 shows in more detail a preferred embodiment of a unit for driving and adjusting the tension of the paper web,
fig. 5 shows in more detail a preferred embodiment of a creping unit,
fig.
6 shows a preferred embodiment of a portion of the installation control means, and
fig. 7A and 7B show a preferred embodiment of an elevator capable of placing a coil on the unwinding unit of FIG. 2.
The supply line of a machine for producing cigarette filters, according to the preferred embodiment of FIG. 1, comprises a unwinding unit 1 capable of loading, supporting and unwinding a reel 2 of a paper strip 20, an embossing unit 3 capable of connecting two ends of the paper strip 20, a drive and belt tension adjustment 4 capable of driving and adjusting the belt tension 20, a creping unit 5 capable of creping the band 20, a machine for producing filters 6 as well as a control unit 7 capable of order in particular the various elements mentioned above.
Starting from the start of the installation operating cycle, we can first consider the type of coils 2 to be unwound. The paper strip can have a width of between 50 mm and 300 mm and is wound in a reel around a core, made of cardboard or plastic, the reel having a maximum diameter of between 100 cm and 150 cm. The mass of the coil can reach approximately 150 kg. The strip of paper for cigarette filters has a tensile strength generally between 1 and 12 N / cm.
Fig. 2 shows a preferred embodiment of a reeling unit 1 in more detail. This essentially consists of a frame 10 on which is fixed a support arm 11 able to pivot around its central axis 110. The support arm 11 is provided with two cantilever pins 12 and 120 each arranged near one end of said support arm and each being able to hold a coil 2 by its central core. Locking / unlocking means controlled mechanically, pneumatically or electrically, not shown in the figure, are provided on pins 12 and 120 in order to hold or release the central core of coil 2.
Electromagnetic or electropneumatic brakes 13 and 130, mounted respectively on pins 12 and 120, and controlled by the control unit 7, ensure braking of the coil mounted on said pins, as will be described below. A coil 2 of a strip 20 during unwinding, is in rotation on the spindle 12, that is to say the one placed in the lower position. In order not to overload the figure with broken lines, the coil 2 is shown in the figure as if it were transparent so that the elements described below located behind it are completely visible in the figure. A measuring cell 14, for example an ultrasonic probe continuously monitors the diameter of the coil 2 and sends a signal corresponding to the control unit 7.
When the diameter of the coil 2 reaches a predetermined value, the control unit 7 controls the tilting of the support arm 11 in order to bring the coil 2 to the high position, ie as shown in 200. In this position the reel 200 continues to unwind being controlled by a second measuring cell 140. When the coil 200 is almost empty, the control unit 7, under the action of a signal from the cell 140, commands a stop of the production line, for the connection of the end of the strip 20 of strip 20 of the reel 200 at the start end of the reel 2 as described below.
During this machine stop and when the spool in the high position no longer feeds the production line, the spool core can be removed from the spindle manually or by mechanical means, the cell 140 then controlling that the spindle in the high position no longer has a coil core.
When these two ends of the strips have been connected and the core has been removed, the operator will order a new start-up of the machine, the cycle then continuing as indicated.
For the tilting of the support arm 11, the reel unit 1 comprises a geared motor 15, which by a set of transmission belts 150 can cause a set of pulleys 151 fixed on the axis of rotation 110 of the support arm 11. The support arm 11 also comprises an indexing plate 16 carrying on its periphery two indexing notches 160 and 161 each arranged 180 DEG from the other, also fixed on the axis of rotation 110. A piston jack 17, hydraulic or pneumatic, is fixed by one of its ends to the frame 10, while its other end is able to actuate a first end of a lever 18, pivoting around its other end also fixed to the frame 10 . An indexing roller 180 is fixed on a central portion of the lever 18, the indexing roller being able to cooperate with one or the other of the indexing notches 160 and 161.
A set of springs 170 is also fixed between the frame 10 and the lever 18, being able to keep the indexing roller 180 firmly engaged in one of the indexing notches 160 or 161. A position detection cell 19 is capable of detecting the correct angular positioning of one or the other of two position cams 190 and 191 arranged around the periphery of the indexing plate 16, each being arranged 180 DEG the other.
To control the reel change, the control unit 7 first actuates the piston jack 17 in order to raise the lever 18, thereby disengaging the indexing roller 180 from the indexing notch 160. In this position, the support arm 11 is free to pivot. A pivoting of 180 DEG in the direction indicated by the arrow, of the support arm 11 is then controlled by means of the geared motor 15, the belts 150 and the pulleys 151. At the end of the stroke, the position cam 191 signals that the pivoting of 180 DEG has been completed, the gear motor 15 is stopped and the jack 17 is retracted, then lowering the lever 18 and engaging the indexing roller 180 in the other indexing notch 161.
The set of springs 170 makes it possible to lock the support arm 11 in one or other of its working positions offset by 180 DEG thus ensuring that the support arm 11 is maintained in position even in the event of a lack of supply pressure to the cylinder 17. As indicated above, the reel being unwound, now represented by 200, continues to unwind.
At this time, the spindle in the low position, represented by 12, which was previously released from the core of the old spool it was carrying, can receive another spool, brought by a forklift, or any other suitable means, not shown in the figure, to be fixed on this pin 12. Preferably, an elevator is used for this purpose as described below with reference to FIGS. 7A and 3B.
Preferably but not necessarily, the supply line can comprise an embossing unit 3, as shown for example according to a preferred embodiment, visible in detail in FIGS. 3A and 3B for connecting the start end of the strip 20 coming from the coil 2 which has just been installed as described above, to the end end of the strip 20 already engaged in the part downstream of the 'installation. This embossing unit is therefore activated only when two ends of the strips are connected. The embossing unit 3 comprises a frame 30 on which are mounted a cutting module 31 and an embossing or connection module 32. The cutting module 31 firstly comprises two input rollers 310 between which the strip of paper 20 coming directly from the spool passes.
The two rollers 310 are in free rotation in only the direction of advance of the strip 20, that is to say that their axes are provided with non-return means so as to prevent movement of the strip 20 towards the back. The two rollers 310 are followed by a cutting means essentially consisting of a cutting table 311 on which a movable knife 312 is able to pivot around an axis 313, perpendicular to said movable knife 312 and parallel to the plane of the table cutting 311. A handle 314 makes it possible to actuate the movable knife 312. A fixed counter blade 315 is disposed on the cutting table 311. As can be seen particularly in FIG. 3B, the movable knife 312 and the counter blade 315 are arranged obliquely relative to the longitudinal direction of the strip 20.
The embossing or connection module 32 essentially consists of a first embossing roller 320, mounted on a support 321 pivoting about an axis 322 disposed eccentrically relative to the axis of rotation 323 of the embossing roller 320. A jack 324 acts by means of a rod 325 on the support 321 to approach, or move away, by virtue of the eccentricity of the axis 322, the embossing roller 320 from the strips of paper 20 to be connected. The embossing roller 320 comprises, on its peripheral surface, one or more peripheral portions 326 provided with embossing reliefs. Preferably, the embossing roller 320 is separated into two half-elements 320A and 320B, carrying the peripheral portions 326 provided with the embossing reliefs, the spacing of the two said half-elements 320A and 320B being able to be adjusted according to the width. of band 20.
The embossing roller 320 is in free rotation around its axis 323. The module 32 further comprises a support roller 327, shown only in FIG. 3A, facing the embossing roller 320 when the latter is in position. The external surface of the support roller 327 is smooth, said support roller being capable of being manually driven in rotation by the handwheel 328.
When the control unit 7 has controlled the stopping of the machine, after it has been detected as indicated above that the reel being unwound was empty, an end portion of the strip 20 which has just to be unwound still remains on the embossing unit 3 being retained by the input rollers 310. The operator then actuates the jack 324 in order to bring the embossing roller 320 closer to the support roller 327 and to pinch the strip 20 between said rollers in order to block it. The operator then actuates the movable knife 312 in order to cut the end of the strip 20 by scissor action against the counter blade 315 and removes the final portion of strip between the cut and the end coming from the unwound reel.
The operator then manually introduces the end of the new strip 20 between the input rollers 310 and brings it over the old strip 20 placed on the cutting table 312. He again actuates the movable knife 312 in order to cut the end of the new strip 20 then superimposes, still manually, the two ends of the strips 20 over a certain length, of the order of a few cm, to just engage the tip of the cut end of the new strip between the rollers 320 and 327. By the bias cut made, it is easy to introduce without creases the end of the new strip between the two said rollers. Then, the operator actuates the handwheel 328 driving the support roller 327 and consequently the two superimposed strips of paper as well as the embossing roller 320.
During this operation, the two superimposed strips of paper are strongly pressed against each other, the reliefs of the peripheral portions 326 of the embossing roller 320 making the two strips interpenetrate by embossing. In this way, the ends of the two strips of paper 20 are joined together, the embossed junction offering sufficient tensile strength for entraining the strip 20 in the part of the machine downstream from the embossing unit 3. It then suffices for the operator to control the jack 324 again so that it moves the embossing roller 320 away from the support roller 327, thus leaving the strip of paper 20 free between the two said rollers.
As soon as this operation is completed, as already indicated, the operator orders the machine to be started again.
A preferred embodiment of the drive unit and of belt tension adjustment 4 is shown in FIG. 4. This unit immediately follows the embossing unit 3 described just above. It is made up of a drive module 40 and an adjustment module 41. The drive module 40 essentially comprises a drive roller 400, driven by a motor 401 via a set of belts 402. A counter roller 403, in free rotation, is arranged parallel to the drive roller 400, facing it, in order to ensure a determined pressure preventing the sliding of the strip 20 entrained between the two rollers 400 and 403. To this end, the drive roller 400 is preferably coated with an anti-wear and anti-skid layer, while the counter roller 403 is also coated with a layer of synthetic material, for example adiprene.
In order to facilitate loading of the drive module 40, the counter roller 403 is preferably retractable. An adjusting dancer arm 404 carrying a roller 405 on one of its ends pivots on its other end on an encoder 406 connected to the control unit 7. The dancer arm 404 regulates the speed of the drive motor 401, via the encoder 406, essentially according to the controlled speed of the filter production machine positioned just downstream, as indicated below with reference to the description of the fig. 6. A counterweight 407 whose mass and / or position on the dancer arm 404 can be adjusted ensures the tension of the band 20 between the drive roller 400 and an output roller 408 of the unit, consequently the tension of the strip 20 at the inlet of the filter-making unit placed directly downstream.
As already indicated, the unit 4 also includes an adjustment module 41. This adjustment module 41 is intended to adjust the braking force exerted by the electromagnetic brake 130 or 131 of the spindle 12 or 120 on which a coil is currently being paid out. To this end, the adjustment module 41 is made up of a cross member 410, slidably mounted on two guide columns 411. The cross member 410 carries at least one freely rotating roller 412, capable of creating a back and forth path of the strip 20 between said roller 412 and at least two freely rotating rollers 413 fixed to the frame of the module, by the own mass cross member 410.
A device for detecting the position of the cross member 410, for example a toothed belt 414, fixed at one point to the cross member 410 and driving a sensor or an encoder 415, continuously detects the position of the cross member 410 along the guide columns 411 , as indicated below opposite the description of FIG. 6.
The paper strip 20 is therefore driven by the drive roller 400, a tensile force therefore being exerted on the strip 20. If the braking force exerted by the electromagnetic brake 130 or 131 is too great, the cross member 410 will tend to rise, this movement then being detected by the detection device mentioned, ie by the encoder 415 which then provides a signal corresponding to the control unit 7 which then controls a reduction in the braking force exerted by the electromagnetic brake 130 or 131 on the coil 2 or 200 currently being unwound. On the contrary, in the event of too weak braking, the cross member 410 will tend to lower, a corresponding signal then being sent in order to increase the braking force on the coil.
It can therefore be seen that for a given position of the cross-member 410 on the guide columns 411, there is a determined braking force on the reel being unwound, ie a tensile force determined on the strip 20. By the drive and adjustment unit 4 for tensioning the strip 20 described, there is therefore a decoupling of the tensile force on the strip 20 exactly when said strip passes over the drive roller 400, the tensile force upstream of said roller being determined by the position of cross member 410 which controls the braking force exerted on the reel during reeling, while the tensile force downstream of said roller is controlled by the dancer arm of adjustment 404 controlling the traction force on the strip 20 supplying the creping unit 5 then the machine for producing cigarette filters 6.
In addition to the effect of adjusting the tensile force on the strip 20 coming from the reel as described, the adjusting module 41, by its construction as described, also functions as a strip length accumulator in the event of rapid variation in installation speed. For this, by increasing the number of rollers 412 and 413, as well as by increasing the possible displacement of the cross member 410 on the guide columns 411, this accumulation effect is increased.
The creping unit 5 shown in FIG. 5 according to a preferred embodiment, is arranged immediately downstream of the drive and adjustment unit 4 which has just been described. It essentially comprises a frame 50 on which two creping rollers 51 are mounted so that they can be rotated. Each creping roller 51 consists of a cylinder whose peripheral surface is machined according to different diameters, so as to present a profile of reliefs and successive grooves. The two creping rollers 51 are mounted parallel to each other, so that the reliefs and grooves of the profile of one roller respectively correspond to the grooves and reliefs of the profile of the other roller.
Spacing means, shown diagrammatically at 52 in the figure, make it possible to adjust the distance between the axes of the two creping rolls, that is to say the interpenetration of the raised and hollow profiles of the outer surfaces of the two creping rolls 51. By varying this distance, the creping rate of the strip 20 passing between the two creping rollers 51 is thus varied. The setting value of the creping rate is adjusted manually, the setting itself of the spacing of the two creping rolls can be done manually or by motorized or automatic means, as will be seen below with reference to the description of fig. 6.
The creping rollers 51 are driven by means of motorized means with adjustable speed 53, for example an electric motor driving the two rollers by means of a set of belts 530, so that that the two creping rollers 51 rotate at the same speed for the creping of the paper strip 20 which circulates between them.
Auxiliary means can be provided on the creping unit 5 in order to facilitate its use. A device 54 optionally makes it possible to introduce one end of the strip of paper 20 between the two creping rollers 51, in the event that a strip break has occurred just before the creping unit. This introduction device 54 can be a pneumatic suction device, thus making it possible to introduce the end of the strip without risk for the fingers of the operator. Since the creping operation places a heavy load on the paper strip 20, this operation produces dust. The creping unit is therefore advantageously provided with a cleaning device 55 on each of the creping rollers making it possible to prevent their fouling.
In order to prevent dust from adhering to the strip 20 leaving the creping unit, an ionization module 56, of known technique, can be provided preceding a suction module 57 responsible for sucking the dust when the strip 20 leaves the creping unit.
As seen in fig. 1, the strip 20, which has just undergone the creping operation described above, then enters the machine for producing cigarette filters 6 of known technique.
Fig. 6 shows a preferred embodiment of a portion of the control unit 7. Starting from the right of the figure, we recognize the reeling unit 1 comprising the carrying arm 11 carrying a reel 2 during the reeling of a strip 20. A first control module 700 receives a signal from the adjustment module 41, this signal from the encoder 415 records the position of the cross member 410 as indicated above. A second signal from the probe 14 measuring the diameter of the coil makes it possible to correct the braking value supplied by the first control module 700 to the electromagnetic brake 13, respectively 130.
Passing to the drive module 40, the amplifier 702 which controls the motor 401 driving the drive roller 400, receives a control signal resulting from the combination of a signal from the encoder 406 taking note of the position of the dancer arm 404 and another signal from another amplifier 703 controlling the motor 53 driving the creping rollers 51. The combination of these two signals is such that the signal sent to the amplifier 702 comprises a higher portion of the signal coming from the amplifier 703 than that coming from the encoder 406. An encoder 409 on the axis of the motor 401 provides a signal for controlling the speed of the motor 401 to the amplifier 702.
The motor 53 driving the creping rollers 51 is controlled by the amplifier 703 receiving a signal from the control unit 704, itself receiving a signal from an encoder 60 measuring the operating speed and the position angle of filter production machine 6. As before, an encoder 531 located on the axis of the motor 53 supplies a speed and angular position signal from the motor 53 to the amplifier 703 as well as to the control module 704.
By the adjustment system described above, the speed of rotation of the creping rollers 51 is directly adjusted, according to a master-slave system, to the speed of advance and to the angular position of the machine, ie to the speed d advance and at the angular position of the filter production machine 6, while the coil 2 is controlled only under braking, the decoupling of the tensile force on the strip 20 being effected on the drive roller 400 as already indicated.
According to a first embodiment, the adjustment of the creping rate, ie the spacing of the two creping rollers 51 can be purely mechanical, the spacing of the two said rollers being controlled for example by a screw system.
According to another embodiment, it is possible to add a motorized control means of the creping rate, for example a motor 521 controlling the relative positioning of the two creping rollers 51. The motor 521 is controlled for example by a control module 705.
As an alternative to this second embodiment, a cell 522 measures the spacing of the two creping rollers 51 and sends a signal to the creping rate control module 705 which controls the motor 521. According to a first variant, this control loop is independent of the rest of the control unit 7.
According to yet another variant, a creping rate signal is sent to the control module 704 so that the line speed is automatically adjusted according to the requested creping rate.
In all the cases considered, the creping of the strip 20 causes an elongation of said strip, this elongation being a function of the creping rate. In the first two embodiments mentioned as well as in the first variant considered for controlling the creping rate, it is for the operator having adjusted a creping rate determined by mechanical means or on the module 705, to visually check the state of the strip 20 at the input of the filter production machine 6, to manually adjust the speed of the line on the fly as a function of the creping rate. In the case of the last variant, the creping rate signal supplied by the module 705 directly controls the speed of the line.
The control unit 7, of which only a main portion has been shown in the figure is preferably controlled by one or more microprocessors.
Figs. 7A and 7B respectively show a transverse view and a lateral view of an elevator particularly suitable for loading a full reel 2 on the spindle 12 in the lower position of the carrying arm 11 of the unwinding unit 1. The elevator 8 comprises a frame 80 comprising a support 81 on which are mounted guide means, for example two vertical guide columns 810, of a mobile carriage 82. The mobile carriage 82 is able to move vertically, upwards or downwards, being guided by the guide columns 810. Driving means 820 of the movable carriage 82 along the guide means are provided.
Preferably, these drive means consist of a vertical endless screw 820 disposed parallel to the guide columns 810 and resting on two rotating support bearings 821, said screw 820 being able to be rotated about its longitudinal axis by a motorized means 822, for example an electric motor. The carriage 82 comprises a means of attachment to the drive means, for example a nut 823 meshing in the screw 820. Thus, during the rotation of the screw 820, the carriage is driven up or down depending on the direction of rotation of the screw 820. A retractable spindle 83 is mounted on the mobile carriage 82, said spindle being able to assume a retracted position, as can be seen in broken lines on the lower portion of FIG. 7A or an advanced position, as seen in the upper portion of the same figure.
An actuating means 831, for example a hydraulic or pneumatic cylinder, or else a servomotor makes it possible to actuate the spindle 83 towards one or the other of these two positions. The elevator 8 is further supplemented by a means for supplying a coil 2, for example a ramp 84 to a support 841 in a V or made up of two support rollers arranged in the lower portion of the elevator 8.
To load a coil 2, it is brought, preferably by rolling it, by the ramp 84 towards the support 841 on which it is supported by two points on its periphery as seen in FIG. 7B. As indicated above, the reel 2 comprises a reel core 21, made of cardboard or plastic, pierced with a hole 210 in the axis of the reel 2 for loading on a spindle. When bringing the reel 2 as indicated above, the movable carriage 82 can be in any position along the vertical guide means, preferably in the low position and the spindle 83 is in the retracted position.
The elevator 8 is designed and placed in such a way that the axis of the coil 2, represented by the axis of the hole 210 of the core 21, is exactly positioned, when the coil 2 is carried by the support 841, in a plane vertical also containing the axis of the spindle 12 in the low position of the support arm 11 as well as the axis of the retractable spindle 83 of the movable carriage 82. This situation is shown in fig. 7B where we see the line V representing said vertical plane perpendicular to the longitudinal dimension of the supply line. This arrangement makes it possible to accept a coil 2 of any diameter, which will thus be exactly positioned with its core aligned in the plane V, as seen in FIG. 7B where it can be seen that two coils of very different diameters are automatically positioned exactly.
The movable carriage 82 further comprises a feeler or detection means, for example a photoelectric cell 832 mounted on the nose of the retractable pin 83 or in any other suitable place. When the coil 2 has been brought as indicated above, the three axes mentioned, pin 12, coil 2 and pin 83 being aligned in a vertical plane V, the carriage 82 begins to search for the core 21 of the coil 2 using the probing or detection means mentioned, that is cell 832. Given the alignment of the core 21 and the spindle 83 in the same vertical plane V, this search is carried out only by displacement of the movable carriage 82 along the guide means 810, under the action of the screw / nut system 820 / 823 described above.
When the cell 832 has detected that the pin 83 is at the same height as the hole 210 of the core 21, the movement of movement of the carriage 82 is stopped and the pin 83 is brought into the advanced position, by the actuating means 831, to enter the hole 210 of the core 21. This situation is shown in the upper portion of FIG. 7A. When the spindle 83 has grasped the spool 2 by its core 21, the carriage 82 is again activated in displacement in order to find the spindle 12 on which to deposit the spool 2. Since the pins 12 and 83 are placed in the same vertical plane V, this search is done only by moving the pin 83 in said vertical plane.
In view of the exactly determined height position of the spindle 12 by its positioning in the low position indexed by the support arm 11, the carriage 82 can move until said determined height is reached by the spindle 83. When these two pins are aligned so that the upper edges of each of said pins are at the same level, a pusher 833 actuated by a driving means 834, for example a pneumatic, hydraulic cylinder or a servomotor, slides along the spindle 83 and pushes the spool 2, by resting on its portion of lateral surface surrounding the core 21, until the spool 2 is fully supported by the spindle 12 of the unwinding unit 1.
At this time, since the spool 2 is entirely disengaged from the elevator 8, the pusher 833 as well as the spindle 83 are retracted and the carriage 82 returns to its starting position.
The various operations described above for the operation of the elevator 8 can be individually controlled by the operator. Optionally, since the detector 140 has detected as indicated above that the pin 12 is free from the core and by providing the elevator 8 with a detection means that a coil 2 has been brought to the support 841, by For example, a means of detecting that said support 841 is loaded with a certain mass, it becomes possible to fully automate the described loading cycle of a coil 2 on a spindle 12 of the unwinding unit 1. These automatic control means are advantageously coupled to the control means 7 described above.
Optionally, it is possible to provide the support 81 with a slide 85, motorized or not, capable of moving the entire support comprising the movable carriage 82 and the spindle 83 in a direction in the axis of the plane V mentioned above. . Thus, it becomes possible to easily adapt the elevator 8 to coils 2 of different widths.
Such an elevator is particularly suitable for a supply line of a machine for producing cigarette filters as described above, in particular by its automation possibilities which further improve the performance of the production line by reducing the number of feed line stops, thus avoiding possible breaks in the paper web, but it can also be used for loading and / or unloading reels on other types of machines.
The various units and modules described so far represent preferential embodiments of the elements necessary for supplying a machine for producing cigarette filters. For the proper functioning of the invention, either for decoupling of the tensile forces on the strip 20 to be carried out at the level of a drive roller 400, it is not necessary for each element to be constituted exactly as described .
For example, it is not essential that the unwinding unit 1 is capable of simultaneously loading two coils as indicated. A simpler reel unit, comprising only one reel spindle can just as easily be envisaged, at the cost of a reduction in production speed. In the case of a reeling unit capable of simultaneously loading two coils, the drive, indexing and control means of the carrying arm 11 may be different from those described.
Similarly, the embossing or connection unit 3 can be designed differently, for example, and in order to make production fully automated, this unit could consist of an automatic connection unit, as described in one of the patents EP-0 601 258 or EP0 / 662 437, thus making it possible to improve productivity at the cost of greater complexity of the control means.
As regards the drive unit 4, alternative designs of the means for adjusting the tension of the belt upstream and downstream of the drive roller 400 can be proposed.
Likewise, various embodiments and variants of the control of the creping unit have been described, other modifications being able to be envisaged.
The described embodiment of the control means is given here only by way of example, other combinations of the mentioned signals can be envisaged for obtaining the same result or an equivalent result.