FR3102399A1 - Procédé et dispositif pour la fabrication d’un filtre conique - Google Patents

Abstract

Le procédé de fabrication de filtres coniques proposé comporte les étapes suivantes : - a) fourniture de moyens permettant de faire défiler une bande de papier selon un sens de défilement, - b) découpage de la bande transversalement par rapport au sens de défilement à intervalles réguliers à partir d’un bord de la bande sur une partie seulement de la largeur de la bande, - c) création de plis longitudinaux entre les découpes transversales, - d) enroulage de chaque section dans laquelle des plis longitudinaux ont été créés, - e) découpage de la bande dans le prolongement des découpes réalisées à l’étape b), - f) enroulage de chaque partie non plissée en forme de cône autour de la section plissée et déjà enroulée correspondante, et - g) collage afin de maintenir l’ensemble réalisé dans sa forme enroulée. Figure de l’abrégé : Figure 1

Description

Procédé et dispositif pour la fabrication d’un filtre conique

La présente invention concerne un procédé et un dispositif correspondant pour la fabrication d’un filtre pour cigarette ou similaire. Ce filtre est notamment un filtre conique mais il peut aussi s’agir d’un filtre de forme cylindrique (qui correspond à un cône particulier).

On entend ici par cigarette ou similaire une feuille roulée, généralement en papier, entourant une substance végétale séchée et préparée, du tabac dans le cas d’une cigarette, d’autres substances pour les dispositifs similaires, et destinée à être fumée. Le filtre est destiné à être solidaire d’une extrémité de l’enveloppe contenant le tabac, ou autre substance végétale, et à former une interface entre le tabac, ou autre, et la bouche d’un fumeur. En effet, pour fumer la cigarette ou similaire, le fumeur aspire de l’air à travers la cigarette ou similaire et le filtre est présent pour empêcher alors des morceaux de tabac ou autre de venir alors dans la bouche du fumeur.

Pour fumer certaines substances, notamment des substances qui se consument moins facilement que du tabac, il est préférable d’avoir une enveloppe conique pour avoir un meilleur tirage et favoriser la combustion des substances. Dans ce cas, il est préférable d’avoir un filtre dont la forme est adaptée à la forme de l’enveloppe pour pouvoir plus facilement assembler le filtre et l’enveloppe (à remplir ou remplie).

Actuellement, la fabrication des filtres coniques est réalisée manuellement, au mieux semi-automatiquement. Ces filtres présentent le plus souvent une enveloppe extérieure conique et comportent des parois internes à l’intérieur du cône ainsi réalisé qui viennent, d'une part, rigidifier l’enveloppe extérieure et, d'autre part, former une barrière pour empêcher des morceaux de tabac ou autre substance de passer. Les parois internes présentent par exemple une forme de W à l’intérieur de l’enveloppe conique.

La présente divulgation relève du domaine des procédés de fabrication et des machines pour réaliser un filtre de cigarette.

Il est connu de réaliser automatiquement et à grande échelle des filtres de cigarettes cylindriques circulaires mais il n’existe pas à la connaissance des inventeurs de machine pour fabriquer des filtres coniques.

La présente invention a alors pour but de fournir des moyens (procédé et/ou dispositif) pour permettre de réaliser de manière automatisée des filtres coniques pour cigarettes (ou similaires).

Résumé

La présente divulgation vient améliorer la situation.

Il est proposé un procédé de fabrication de filtres coniques qui comporte les étapes suivantes :

- a) fourniture de moyens permettant de faire défiler une bande de papier présentant une largeur constante selon un sens de défilement,

- b) découpage de la bande transversalement par rapport au sens de défilement à intervalles réguliers à partir d’un bord de la bande et sur une partie seulement de la largeur de la bande,

- c) création de plis longitudinaux par rapport au sens de défilement entre les découpes transversales,

- d) enroulage de chaque section dans laquelle des plis longitudinaux ont été créés,

- e) découpage de la bande dans le prolongement des découpes réalisées à l’étape b),

- f) enroulage de chaque partie non plissée en forme de cône autour de la section plissée et déjà enroulée correspondante, et

- g) assemblage afin de maintenir l’ensemble réalisé dans sa forme enroulée.

Cette succession d’étapes permet la réalisation d’un filtre conique. Il peut bien entendu aussi être mis en œuvre pour la réalisation de filtres cylindriques circulaires.

À l’étape g), il est question d’assemblage. Il peut s’agir par exemple d’un collage ou bien d’un agrafage ou d’un autre procédé pour relier deux morceaux de papier. Dans le cas d’un collage, on entend ici par assemblage le moment où deux surfaces dont l’une au moins porte de la colle viennent au contact l’une de l’autre. Dans ce cas, l’opération de dépose de la colle est réalisée antérieurement. Elle peut être réalisée à différents moments au cours du procédé, avant cette étape d’assemblage bien entendu.

Dans ce procédé de fabrication de filtres coniques, la bande de papier peut être alimentée par exemple à partir d’un rouleau de papier, la bande de papier étant déroulée à partir dudit rouleau.

On peut aussi prévoir dans le procédé que les plis sensiblement longitudinaux sont par exemple créés successivement d’un bord de la bande vers le bord opposé.

Pour mieux maitriser la forme des plis réaliser, avantageusement après l’étape c) et avant l’étape d), il est prévu que les plis soient resserrés.

L’étape d) d’enroulage est par exemple réalisée en amenant progressivement le bord libre de la section plissée vers le bord opposé de la section plissée, le bord libre de la section plissée étant guidé par un déflecteur.

Dans un procédé tel que décrit ci-dessus, les filtres peuvent être réalisés deux par deux en parallèle à partir d’une même bande de papier de largeur adaptée. On peut ainsi avoir deux voies de fabrication. Des moyens d’entrainement du papier (ou carton) peuvent être mis en commun pour les deux voies, ce qui permet une optimisation en termes de moyens.

La présente invention propose également un dispositif pour la mise en œuvre d’un procédé tel que décrit ci-dessus et qui comporte :

- des moyens d’entrainement permettant de faire défiler une bande de papier de largeur constante selon un sens de défilement,

- des premiers moyens de découpe permettant un découpage à intervalles réguliers à partir d’au moins un bord de la bande de papier, la découpe étant réalisée perpendiculairement au sens de défilement et sur une partie seulement de la largeur de la bande de papier,

- des moyens de pliage pour réaliser des plis entre deux découpes successives, les plis étant orientés sensiblement dans le sens de défilement,

- des moyens d’enroulage pour enrouler sur elle-même une section de la bande de papier dans laquelle une série de plis a été réalisée,

- des seconds moyens de découpe permettant un découpage à intervalles réguliers sur une partie seulement de la largeur de la bande de papier, lesdits seconds moyens de découpe étant décalés transversalement selon le sens de défilement par rapport aux premiers moyens de découpe,

- des moyens de préhension d’une partie de bande de papier partiellement plissée et enroulée,

- des moyens pour enrouler en forme de cône autour de la section plissée et enroulée d’une partie de bande de papier la section non plissée de cette partie de bande de papier, et

- des moyens d’assemblage, par exemple des moyens de collage, pour maintenir la section non plissée en position enroulée.

Dans un tel dispositif un support pour un rouleau de papier et un dérouleur correspondant peuvent être prévu en amont des moyens évoqués.

Il peut également être prévu selon une forme de réalisation préférée que les moyens de pliage comportent une pluralité de paires de galets parallèles disposées successivement dans le sens de défilement, les galets étant montés rotatifs autour d’un axe de rotation perpendiculaire au sens de défilement ; que chaque paire de galets comporte par exemple un premier galet muni d’au moins une nervure périphérique et un second galet muni d’au moins une rainure périphérique, la nervure périphérique et la rainure périphérique étant avantageusement alignées dans un plan parallèle au sens de défilement et perpendiculaires aux axes de rotation.

Selon une forme de réalisation, les premiers moyens de découpe et/ou les seconds moyens de découpe peuvent par exemple comporter un cylindre de découpe. La découpe peut aussi par exemple être faite à la volée au moyen d’un outil de coupe.

Pour mieux maitriser la forme des plis réalisés par le dispositif, une semelle de serrage peut être optionnellement disposée en aval des moyens de pliage, et dans ce cas la semelle de serrage peut alors comporter des rainures dont la largeur décroit dans le sens de défilement, chaque rainure étant destinée à recevoir un pli d’une section plissée d’une partie de bande de papier.

Selon une variante de réalisation avantageuse, les moyens d’enroulage de la section de bande de papier dans laquelle une série de plis a été réalisée peuvent comporter un déflecteur configuré par guider et amener progressivement un bord libre d’une section de la bande de papier dans laquelle une série de plis a été réalisée vers le bord opposé de ladite section. Pour alors éviter que le bord libre ne retombe sur la section plissée (et se replie au lieu de s’enrouler), il est de préférence prévu que le déflecteur guide le bord libre de la section dans laquelle une série de plis a été réalisée autour d’un mandrin conique. Le bord libre de la section plissée, et une partie de plus en plus grande de la section plissée est alors guidée entre le mandrin conique et le déflecteur. Dans cette variante de réalisation prévoyant un déflecteur, on peut prévoir que ce dernier est prolongé par une rainure conique réalisée dans une pièce latérale, cette dernière pouvant s’étendre le long de la feuille de papier qui défile et est transformée en filtres.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

Fig. 1

est une vue d’ensemble en perspective d’un dispositif pour la réalisation de filtres coniques.

Fig. 2

est une vue en perspective montrant à échelle agrandie un poste de découpe du dispositif de la figure 1.

Fig. 3

montre en perspective à échelle agrandie un dispositif pour réaliser des plis du dispositif de la figure 1.

Fig. 4

montre en perspective éclatée un dispositif enrouleur du dispositif de la figure 1.

Fig. 5

montre en perspective une partie du dispositif enrouleur de la figure 4.

Fig. 6

montre en perspective sous un autre angle de vue une extrémité aval du dispositif de la figure 1.

Fig. 7

montre une pluralité de parties de bande de papier se trouvant en amont, au niveau de et en aval d’une semelle de serrage du dispositif de la figure 1.

Fig. 8

montre une partie de bande de papier avant son entrée dans un dispositif enrouleur de la figure 4.

Fig. 9

montre une partie de bande de papier à sa sortie d’un dispositif enrouleur de la figure 4.

Fig. 10

montre différentes étapes de procédé pour passer d’une partie de bande de la figure 8 à une partie de bande de la figure 9.

Fig. 11

montre un exemple illustratif non limitatif de filtre pouvant être réalisé avec un dispositif illustré sur la figure 1.

Le dessin et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente divulgation mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.

Il est maintenant fait référence à la figure 1 du dessin. On reconnait sur cette figure un châssis 2 d’une ligne de fabrication comme on en voit classiquement dans l’industrie. Le châssis 2 sert de support à une succession de machines disposées les unes à la suite des autres, chaque machine, ou poste de travail, étant destinée à effectuer une tâche particulière ou bien un ensemble de tâches.

Cette ligne de fabrication est destinée à réaliser des filtres pour cigarette ou similaire. Ces filtres sont notamment de type filtre conique mais il peut aussi s’agir d’un filtre de forme cylindrique (qui correspond à un cône particulier). On entend ici par cigarette ou similaire une feuille roulée, généralement en papier, entourant une substance végétale séchée et préparée, du tabac dans le cas d’une cigarette, d’autres substances pour les dispositifs similaires, et destinée à être fumée. Le filtre est destiné à être solidaire d’une extrémité de l’enveloppe contenant le tabac, ou autre substance végétale, et à former une interface entre le tabac, ou autre, et la bouche d’un fumeur. En effet, pour fumer la cigarette ou similaire, le fumeur aspire de l’air à travers la cigarette ou similaire et le filtre est présent pour empêcher alors des morceaux de tabac ou autre de venir alors dans la bouche du fumeur.

Cette ligne de fabrication a alors pour but de fournir des filtres du type ayant une enveloppe extérieure de révolution (conique ou cylindrique circulaire) qui puisse être intégré dans une unité automatisée de fabrication d’un ensemble formé par un filtre et par une enveloppe (conique ou cylindrique circulaire) destinée à contenir une substance végétale séchée (tabac ou autre). Elle permet de réaliser des filtres, tous similaires, chaque filtre comportant des parois intérieures reliées entre elles par des plis ; au moins deux plis s’étendant le long de la face intérieure de l’enveloppe extérieure ; au moins deux plis étant réalisés à distance de la face intérieure de l’enveloppe extérieure, et chaque filtre présentant un espace libre autour de l’axe longitudinal. La figure 11 illustre un filtre pouvant être obtenu par la ligne de fabrication illustrée sur la figure 1.

Le dispositif, ou ligne, de fabrication de la figure 1 comporte :

– un poste de déroulage 4,

– un premier poste de coupe 6,

– un premier poste de pliage 8,

– un second poste de pliage 10,

– un poste de serrage 12,

– un poste de roulage 14,

– un second poste de coupe 16,

– un poste d’assemblage qui est ici un poste d’encollage 18, et

– un poste final de roulage 20.

Le poste de déroulage 4 comporte un axe support 22 pour une bobine 24 de papier (ou carton). Cette bobine 24 porte enroulée une feuille 26 présentant une rigidité adaptée en fonction de la forme finale du filtre. À titre illustratif, on pourra choisir une feuille 26 avec une épaisseur d’environ 0,15 mm (par exemple comprise entre 0,10 et 0,20 mm) et un grammage supérieur à 60 gm^-2, de préférence compris entre 90 et 140 gm^-2. La largeur de la bande de papier (on appellera dans la suite le matériau utilisé « papier » par souci de simplification mais il peut aussi s’agir de carton selon le grammage utilisé) est adaptée à la forme de filtre que l’on souhaite réaliser.

Dans la forme de réalisation préférée illustrée ici, la ligne de fabrication est une ligne double en ce sens que les filtres sont réalisés deux par deux et que chaque poste effectue simultanément deux fois les opérations décrites. Ainsi dans un tel cas, la largeur de la feuille de papier enroulée sur la bobine 24 est le double de la largeur d’une feuille enroulée sur une bobine qui serait utilisée sur une ligne simple. En variante de réalisation, on peut bien sûr envisager d’avoir deux bobines de largeur « simple » accolées. Toutefois, dans le cas présent, le fait de prévoir une bobine 24 de largeur « double » permet d’avoir des moyens d’entrainement communs pour la feuille.

La feuille enroulée sur la bobine 24 est déroulée. On suppose par la suite que la feuille 26 déroulée s’étend horizontalement. De par sa forme allongée, elle définit un axe longitudinal et par son mouvement elle donne un sens de défilement.

De manière classique, la feuille de papier en sortie de la bobine 24 passe sur plusieurs rouleaux (parallèles à l’axe support 22) qui viennent, d'une part, entrainer la feuille de papier pour la dérouler et la faire parvenir au moins jusqu’au premier poste de la ligne de fabrication et, d'autre part, la maintenir sous tension.

Après le poste de déroulage 4, la feuille 26 déroulée de la bobine 24 arrive dans le premier poste de coupe 6 illustré sur la figure 2.

Dans le premier poste de coupe 6, un cylindre de découpe 28 est utilisé pour réaliser à intervalles réguliers une coupe transversale (par rapport à l’axe longitudinal et au sens de défilement) à partir de chaque bord longitudinal 30 de la feuille. On suppose ici qu’à chaque coupe réalisée dans un bord longitudinal 30 correspond une coupe réalisée dans le bord longitudinal 30 opposé, les deux coupes étant dans le prolongement l’une de l’autre (et donc alignées). De la sorte, des bandes de papier s’étendant transversalement sont réalisées. À chaque opération de coupe par le cylindre de découpe 28, deux coupes sont réalisées (une au niveau de chaque bord longitudinal 30) et on forme alors avec les deux coupes faites précédemment une bande de papier qui servira à la fabrication de deux filtres.

Les coupes faites au niveau des bords longitudinaux 30 sont limitées de telle sorte que le centre de la feuille n’est pas découpé. Il existe au centre de la feuille 26 qui défile une zone non découpée. Dans la variante de réalisation décrite ici dans laquelle la ligne de fabrication est double, les postes de travail sont adaptés de telle sorte que cette zone non coupée se trouve au centre de la feuille 26. Cette zone peut être utilisée notamment pour réaliser l’entrainement de la feuille 26 le long de la ligne de fabrication (ou tout du moins jusqu’au poste d’encollage 18).

Les coupes sont ici réalisées par un cylindre de découpe 28. Toutefois, d’autres moyens pourraient être mis en œuvre pour réaliser une coupe transversale à partir d’un bord longitudinal 30 de la feuille 26. On pourrait par exemple faire à chaque fois une coupe à la volée, ou bien procéder par tout autre méthode de coupe.

Le premier poste de pliage 8 et le second poste de pliage 10 fonctionnent sur le même principe. Ainsi seul le premier poste de pliage 8 est décrit ici.

La figure 3 illustre plus en détail le premier poste de pliage 8. On remarque sur cette figure un châssis, dit châssis supérieur 32, qui se présente sous la forme d’un cadre sensiblement rectangulaire, avec deux bords longitudinaux et deux bords transversaux (selon l’axe longitudinal défini plus haut). Ce châssis supérieur 32 porte entre ses bords longitudinaux des galets 34 qui sont montés sur des axes de rotation qui s’étendent horizontalement selon une direction transversale. Dans la forme de réalisation illustrée, le châssis supérieur 32 porte dix galets 34.

Le premier poste de pliage 8 comporte un second châssis, dit châssis inférieur 36, qui présente une structure similaire à celle du châssis supérieur 32, à savoir un cadre dans lequel sont montés des galets pouvant tourner chacun autour d’un axe horizontal transversal. Le châssis inférieur 36 comporte le même nombre de galets que le châssis supérieur 32, c’est-à-dire dix dans la forme de réalisation illustrée sur les figures.

Les galets 34 du châssis supérieur 32 coïncident avec les galets du châssis inférieur 36 de telle sorte que dans le plan vertical passant par un axe de galet passe aussi par un axe d’un galet du châssis inférieur. On définit ainsi des paires de galets avec un galet supérieur et un galet inférieur.

Les galets se présentent chacun sous la forme d’un rouleau présentant une ou plusieurs nervure périphérique et/ou une ou plusieurs rainure périphérique. Une nervure/rainure périphérique d’un galet supérieur est destinée à coopérer avec une rainure/nervure périphérique inférieure pour former un pli dans la feuille 26. Les nervures et rainures sont disposées de manière à réaliser des plis dans la feuille 26 entre les coupes transversales réalisées dans le premier poste de coupe 6. Les plis réalisés sont sensiblement longitudinaux par rapport au sens de défilement de la feuille 26 de papier.

Les galets présentent chacun des rainures et/ou nervures, d'une part, pour déformer la feuille 26 qui passe entre deux galets d’une paire de galet (un galet inférieur et un galet supérieur) et, d'autre part, pour tenir compte de la déformation de la feuille 26 et des plis qui ont déjà été formés. Ainsi, plus les galets 34 se trouvent en aval de la ligne de fabrication, plus ils comportent de rainures et/ou nervures.

Au moins certains galets, du châssis supérieur 32 et/ou du châssis inférieur, sont entrainés en rotation par un moteur par l’intermédiaire de poulies et de courroies 38, par exemple des courroies dentées. Au centre des galets, dans une zone correspondant à la zone centrale de la feuille 26, c’est-à-dire la zone non découpée, les galets 34 présentent dans la forme de réalisation illustrée une partie cylindrique utilisée pour l’entrainement de la feuille 26 dans le sens du défilement.

Il apparait clairement à l’homme du métier que la feuille 26 passe à chaque fois entre deux galets d’une paire de galets, c’est-à-dire entre un galet du châssis supérieur 32 et un galet du châssis inférieur 36. Au fur et à mesure que la feuille avance dans le poste de pliage, le nombre de plis réalisés dans une bande de papier augmente.

En sortie du second poste de pliage 10, il est prévu de manière optionnelle mais préférée, de faire passer la feuille 26 avec ses plis dans le poste de serrage 12. Ce dernier permet de mieux maitriser la forme des plis dans la feuille 26. Compte tenu de l’élasticité du matériau, il est difficile de donner directement la forme finale souhaitée à un pli.

La figure 7 illustre une opération de serrage réalisée au sein du poste de serrage 12. Sur cette figure, une flèche 40 illustre le sens de défilement. Cette figure n’illustre en outre qu’une moitié de la feuille 26 correspondant à la largeur nécessaire pour la réalisation d’un filtre. On remarque que la feuille 26 présente une zone plissée 42 et une zone plane 44.

La zone plissée 42 comporte des sections horizontale et des saillies en V, toutes en saillie d’un même côté de la feuille 26. Avant d’entrer dans le poste de serrage, la demi-feuille présente une largeur A. Le poste de serrage comporte une platine dans laquelle des rainures sont prévues. Les rainures dans la platine s’étendent globalement longitudinalement en formant toutefois pour la plupart d’elles une courbe avec une inflexion. Les plis en saillie viennent chacun se loger dans une rainure. La largeur de chaque rainure va en s’amenuisant si bien que les plis sont resserrés. En sortie de la platine, la feuille présente une largeur minimale. La largeur de la zone plane 44 reste constante. C’est la largeur de la zone plissée 46 qui diminue. Lorsque les plis ressortent de la platine, par élasticité, ils s’ouvrent mais finalement, la demi-feuille présente une largeur B inférieure à la largeur A, la différence de largeur concernant uniquement la(les) zone(s) plissée(s) 42 de la feuille 26.

En sortie du poste de serrage 12, une bande de papier destinée à former un filtre tel qu’illustré sur la figure 11 est montrée sur la figure 8.

Comme il ressort de la figure 11, le filtre illustré présente une forme globale extérieure tronconique. Le filtre illustré présente ainsi globalement une forme de révolution autour d’un axe de révolution. À titre d’exemple illustratif non limitatif, la base du filtre, c’est-à-dire la base de la forme tronconique présente un diamètre d’environ 8 mm correspondant à un diamètre classique pour une cigarette, le sommet du filtre, c’est-à-dire le sommet de la forme tronconique présente un diamètre d’environ 6 mm et la hauteur du filtre (distance entre la base et le sommet mesurée le long de l’axe longitudinal) est comprise entre 20 et 30 mm.

On remarque sur cette figure 11 une arête 102 sur la surface extérieure du filtre. Cette arête 102 correspond à un bord longitudinal 30 de la feuille 26 découpée utilisée pour former le filtre. Cette arête 102 s’étend le long d’une génératrice de la forme tronconique, depuis la base jusqu’au sommet du tronc de cône.

Dans la forme de réalisation de la figure 11, les parois internes sont disposées d’une manière à former une forme rappelant une fleur.

Chaque paroi interne est de forme sensiblement trapézoïdale. Elle est disposée entre deux plis de la feuille et est délimitée par deux bords de la feuille découpée pour réaliser le filtre. On remarque sur la figure 11 deux types de plis : un premier type de pli 104 d’un angle compris entre 90 et 135° et un second type de pli 106 d’un angle entre 135 et 180°.

Les premiers plis 104 sont disposés contre, ou à proximité immédiate (moins de 0,5 mm) de la face intérieure du tronc de cône. On prévoit au moins deux premiers plis 104.

Les seconds plis 106 sont disposés autour de l’axe longitudinal, entre le tronc de cône et l’axe longitudinal, en étant plus proches de l’axe longitudinal que de la face intérieure du tronc de cône. On prévoit au moins deux seconds plis 106. Sur la figure 11, les seconds plis 106 sont bien plus proches de l’axe longitudinal que du tronc de cône. Il s’agit d’une forme de réalisation particulière.

Ici, dans la forme de réalisation illustrée, correspondant à une forme de réalisation préférentielle (parmi d’autres), les seconds plis 106 définissent des génératrices d’un tronc de cône parallèle au tronc de cône formant la surface extérieure du filtre. On remarque que l’espace intérieur du second tronc de cône défini par les seconds plis 106 est vide. On crée de la sorte un espace libre de toute paroi autour de l’axe longitudinal. Il est ainsi possible de venir positionner le filtre sur une tige, de préférence une tige présentant une conicité proche de celle du filtre. En le plaçant sur une telle tige, le filtre se positionne et se centre. Il peut alors être maintenu sans avoir à réaliser de contact avec la surface périphérique extérieure du filtre.

De même qu’il y a deux types différents de plis, il y a deux types différents de parois internes. Un premier type de paroi interne 108 correspond aux parois internes disposées entre deux premiers plis 104. Ces premières parois internes sont orientées tangentiellement car elles sont parallèles à des plans tangentiels au tronc de cône du filtre.

Le second type de parois internes 110 correspond à des parois internes disposées entre un premier pli 104 et un second pli 106. On peut qualifier ces secondes parois internes 110 de parois radiales même si elles ne passent pas exactement par l’axe longitudinal du tronc de cône.

On retrouve dans le tronc de cône formant la paroi extérieure du filtre plusieurs successions de trois parois internes dans cet ordre : seconde paroi interne 110, première paroi interne 108 et seconde paroi interne 110. Chacune de ces successions de trois parois internes forme un « pétale de fleur ». Dans la forme de réalisation illustrée, on remarque qu’il y a cinq « pétales de fleur » mais uniquement quatre premières parois internes 108. En effet, une paroi interne est un peu particulière car elle est n’est pas délimitée par deux plis mais par un premier pli 104 et par un bord de la feuille utilisée pour former le filtre (le bord de feuille opposé à celui formant l’arête 102). On appelle paroi interne 108’ cette paroi interne particulière qui peut être assimilée à une paroi interne tangentielle.

Les premières parois internes 108 et les secondes parois internes 110 forment des barrières dans le filtre qui empêchent du tabac, ou similaire, de traverser le filtre. Elles n’empêchent toutefois pas le passage de l’air et ne créent quasiment pas de perte de charge pour le flux d’air aspiré par un fumeur aspirant de l’air à travers un tel filtre.

Ainsi, les références de la figure 11 sont reportées sur la figure 8. La bande de papier pliée partiellement doit être roulée pour former le filtre de la figure 11. Deux étapes principales sont prévues ici : une première pour rouler la zone plissée 42 de cette bande de papier et une seconde pour rouler la zone plane 44 (qui ne reste donc pas plane).

La figure 4 illustre le poste de roulage 14 qui permet d’effectuer le roulage de la zone plissée 42 de la bande de papier. Ce poste de roulage 14, tel qu’illustré, est prévu pour la formation simultanée de deux filtres.

La figure 4 est une vue éclatée qui montre un module double de roulage 46, une unité d’entrainement supérieure 48 et une unité d’entrainement inférieure 50. Tous ces éléments sont associés à une structure métallique non décrite en détail ici et qui permet la fixation de ces éléments sur le châssis 2.

On remarque que l’unité d’entrainement supérieure 48 et l’unité d’entrainement inférieure 50 présentent chacune une roue 52. On a ainsi deux roues 52 qui sont destinée à venir pour l’une au-dessus et pour l’autre en-dessous de la feuille 26 pour l’entrainer dans le sens de défilement. Les deux roues 52 sont chacune entrainée en rotation par un moteur et sont positionnées l’une par rapport à l’autre en fonction de l’épaisseur de la feuille et pour réaliser de préférence un roulement sans glissement sur celle-ci. Ces roues 52 viennent coopérer avec la zone plane 44 de la feuille 26.

Le module double de roulage 46 est formé de deux modules de roulage 54 symétriques par rapport à un plan vertical longitudinal (en considérant le sens de défilement).

La figure 5 illustre un module de roulage 54 et le sens de défilement (flèche 40). La zone plissée 42 de la feuille 26 est enroulée en venant relever progressivement le bord longitudinal de la feuille 26 et en le guidant jusqu’à amener le bord longitudinal de la feuille (qui correspond à un bord longitudinale de la zone plissée 42) sur le bord longitudinal opposé de la zone plissée 42. Le bord longitudinal de la feuille 46 qui est relevé vient ainsi pivoter sur environ 360°. Le relevage et le guidage du bord longitudinal de la zone plissée 42 de la feuille 26 sont d’abord assurés par une tôle incurvée formant un déflecteur 56. Pour éviter que le bord longitudinal relevé tombe de manière incontrôlée, un premier mandrin 58 est prévu. La zone plissée 42 vient alors s’introduire entre le déflecteur 56 et le premier mandrin 58. Une fois l’enroulement bien initié, lorsque le bord longitudinal de la feuille a pivoté de plus de 180° par exemple, la zone plissée 42 vient se loger dans une rainure conique 60 réalisée dans une pièce s’étendant latéralement dans le sens de défilement de la feuille de papier. Comme la feuille 26 est entrainée par l’unité d’entrainement supérieure 48 et l’unité d’entrainement inférieure 50, la zone plissée 42 est guidée par la rainure conique 60 qui vient limiter son diamètre extérieur et ainsi resserrer la zone plissée 42 jusqu’à former la bande partiellement enroulée illustrée sur la figure 9. La figure 10 illustre une succession de bandes de papier et montre comment une zone plissée 42 est progressivement enroulée tout d’abord par le déflecteur 56 puis par la rainure conique 60.

Comme on peut le voir sur la figure 5, à la sortie de la rainure conique 60, la zone plissée 42 enroulée est disposée au-dessus de la zone plane 44 correspondante qui se trouve à l’horizontale. En vue de l’étape finale d’enroulage, il est préféré que la zone plane 44 corresponde à un plan médian de la zone plissée 42. Un dispositif redresseur 62 est alors prévu pour positionner la zone plissée 42 enroulée comme souhaité pour les opérations finales d’enroulement et de collage.

Avant de finir l’enroulage du filtre, il est prévu de le faire passer dans un second poste de coupe 16 dans lequel la feuille 26 est découpée de manière à faire des bandes de papier individuelles pour chaque filtre à réaliser. La structure de ce second poste de coupe 16 est sensiblement semblable à celle du premier poste de coupe 6. On retrouve ici un cylindre de découpe pour réaliser la découpe. La forme de celui-ci est simplement adaptée aux endroits auxquels les découpes doivent être effectuées. Des capteurs (optiques ou autres) permettent d’assurer une synchronisation entre la découpe réalisée ici et le défilement de la feuille 26 de telle sorte que chaque découpe réalisée dans ce second poste de coupe 16 se trouve dans le prolongement d’une découpe réalisée dans le premier poste de coupe 6. Par « dans le prolongement » il faut entendre que la découpe réalisée vient se raccorder à la découpe déjà réalisée antérieurement. La forme de la découpe est différente. Alors que les découpes réalisées dans le premier poste de coupe 6 sont sensiblement transversales par rapport au défilement de la feuille 26, les découpes réalisées dans le second poste de coupe 16 sont incurvées pour former un tronc de cône développé.

Il est prévu d’effectuer ensuite une dépose de colle par le poste d’encollage 18. Ce dernier vient alors déposer de la colle, par points ou par dépôt continu, sur la zone plane d’une bande de papier partiellement enroulée pour former un filtre.

Il convient de noter que le dépôt de colle pourrait être fait aussi avant la découpe de la feuille de papier dans le second poste de coupe 16. En variante de réalisation, il est aussi possible de maintenir le filtre ainsi réalisé dans sa position enroulée autrement qu’en utilisant de la colle, par exemple à l’aide d’une ou deux agrafes.

Comme il a été mentionné plus haut en référence à la figure 11, la forme du filtre est telle que le centre du filtre est libre. Il en va de même pour la zone plissée 42 enroulée. Ainsi, la bande de papier avec la zone plissée 42 enroulée et la zone plane 44 peut être mise sur un second mandrin.

Ainsi, après le dépôt de colle sur la zone plane 44, la zone plissée 42 est placée sur un second mandrin 64 lui-même monté sur un barillet 66 entrainé en rotation par un moteur 68. Lorsque le second mandrin 64 tourne sur le barillet 66, la zone plane 44 est progressivement enroulée autour de la zone plissée 42 déjà enroulée de manière à former un cône à la forme souhaitée, comme illustré sur la figure 11. En fin de formation du cône, la colle déposée au poste d’encollage 18 vient au contact d’une autre partie du filtre, réalisant ainsi le collage permettant de maintenir la forme conique obtenue par l’enroulage de la zone plane 44.

Une fois le filtre terminé, il peut être libéré du second mandrin sur lequel il se trouve et tombe par exemple dans un réceptacle (caisse, boite en carton, …) non représenté au dessin mais pouvant prendre place au cœur du châssis sous le poste final de roulage 20.

La présente solution technique permet ainsi de réaliser de manière automatique des filtres coniques.

La présente divulgation ne se limite pas à la forme de réalisation préférée décrite ci-avant, seulement à titre d’exemple, et aux variantes évoquées mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l’homme de l’art dans le cadre de la protection recherchée.

Claims (14)

1. Procédé de fabrication de filtres coniques, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
   - a) fourniture de moyens permettant de faire défiler une bande de papier présentant une largeur constante selon un sens de défilement,
   - b) découpage de la bande transversalement par rapport au sens de défilement à intervalles réguliers à partir d’un bord de la bande et sur une partie seulement de la largeur de la bande,
   - c) création de plis sensiblement longitudinaux par rapport au sens de défilement entre les découpes transversales,
   - d) enroulage de chaque section dans laquelle des plis sensiblement longitudinaux ont été créés,
   - e) découpage de la bande dans le prolongement des découpes réalisées à l’étape b),
   - f) enroulage de chaque partie non plissée en forme de cône autour de la section plissée et déjà enroulée correspondante, et
   - g) assemblage afin de maintenir l’ensemble réalisé dans sa forme enroulée.
2. Procédé de fabrication de filtres coniques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de papier est alimentée à partir d’un rouleau de papier, la bande de papier étant déroulée à partir dudit rouleau.
3. Procédé de fabrication de filtres coniques selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les plis sensiblement longitudinaux sont créés successivement d’un bord de la bande vers le bord opposé.
4. Procédé de fabrication de filtres coniques selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’après l’étape c) et avant l’étape d), les plis sont resserrés.
5. Procédé de fabrication de filtres coniques selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’étape d) d’enroulage est réalisée en amenant progressivement le bord libre de la section plissée vers le bord opposé de la section plissée, le bord libre de la section plissée étant guidé par un déflecteur.
6. Procédé de fabrication de filtres coniques selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les filtres sont réalisés deux par deux en parallèle à partir d’une même bande de papier de largeur adaptée.
7. Dispositif pour la mise en œuvre d’un procédé selon l'une des revendications 1à 6, caractérisé en ce qu’il comporte :
   - des moyens d’entrainement permettant de faire défiler une bande de papier de largeur constante selon un sens de défilement,
   - des premiers moyens de découpe permettant un découpage à intervalles réguliers à partir d’au moins un bord de la bande de papier, la découpe étant réalisée perpendiculairement au sens de défilement et sur une partie seulement de la largeur de la bande de papier,
   - des moyens de pliage pour réaliser des plis entre deux découpes successives, les plis étant orientés sensiblement dans le sens de défilement,
   - des moyens d’enroulage pour enrouler sur elle-même une section de la bande de papier dans laquelle une série de plis a été réalisée,
   - des seconds moyens de découpe permettant un découpage à intervalles réguliers sur une partie seulement de la largeur de la bande de papier, lesdits seconds moyens de découpe étant décalés transversalement selon le sens de défilement par rapport aux premiers moyens de découpe,
   - des moyens de préhension d’une partie de bande de papier partiellement plissée et enroulée,
   - des moyens pour enrouler en forme de cône autour de la section plissée et enroulée d’une partie de bande de papier la section non plissée de cette partie de bande de papier, et
   - des moyens d’assemblage pour maintenir la section non plissée en position enroulée.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comporte un support pour un rouleau de papier et un dérouleur correspondant.
9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de pliage comportent une pluralité de paires de galets parallèles disposées successivement dans le sens de défilement, les galets étant montés rotatifs autour d’un axe de rotation perpendiculaire au sens de défilement, en ce que chaque paire de galets comporte un premier galet muni d’au moins une nervure périphérique et un second galet muni d’au moins une rainure périphérique, la nervure périphérique et la rainure périphérique étant alignées dans un plan parallèle au sens de défilement et perpendiculaires aux axes de rotation.
10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les premiers moyens de découpe et/ou les seconds moyens de découpe comportent un cylindre de découpe.
11. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu’une semelle de serrage est disposée en aval des moyens de pliage, et en ce que la semelle de serrage comporte des rainures dont la largeur décroit dans le sens de défilement, chaque rainure étant destinée à recevoir un pli d’une section plissée d’une partie de bande de papier.
12. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que les moyens d’enroulage de la section de la bande de papier dans laquelle une série de plis a été réalisée comportent un déflecteur (56) configuré pour guider et amener progressivement un bord libre d’une section de la bande de papier dans laquelle une série de plis a été réalisée vers le bord opposé de ladite section.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le déflecteur (56) guide le bord libre de la section dans laquelle une série de plis a été réalisée autour d’un mandrin (58) conique.
14. Dispositif selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu’une pièce latérale présentant une rainure conique (60) prolonge le déflecteur.