Brevet FR2135645A1 — publié le 19721222

La présente invention concerne un dispositif et un procédé pour fendre les cigarettes afin dEn récupérer le tabac. Une telle opération peut être effectuée sur des cigarettes qui comportent des malfaçons ou qui constituent le déchet d'une fabricatiom Il est nécessaire, au cours de la fabrication des cigarettes, de contrôler les cigarettes pour détecter les imperfections de poids, de dimensions, de forme, de joints etc. et de rejeter celles qui ne répondent pas aux normes classiques. Les cigarettes défectueuses représentent une charge financière importante et il est souhaitable de récupérer autant de tabac que possible dans ces cigarettes afin de le réutiliser pour la fabrication de cigarettes. Il existe plusieurs machines qui fendent les cigarettes défectueuses en extraient le tabac et trient le papier. Ces machines présentent généralement l'un des deux défauts suivants: ou elles abîment le tabac à un degré inacceptable, ou leur rendement est trop faible pour être compatible avec le rendement d'une fabrique moderne de cigarettes. Par exemple, le type de machine pour fendre les cigarettes qui déchire les cigarettes par impact peut avoir un rendement satisfaisant de 450 kg/heure environ mais peut donner jusqu'à 40 % de résidu de particules de tabac fines (passant dans un tamis de 1,05 mm environ). Ces particules sont impropres à la fabrication de cigarettes.D'autre part, le type de machine qui utilise une lame coupante pour fendre longitudinalement une cigarette est nécessairement limité dans son rendement (qui est de l'ordre de 110 kg à l'heure) du fait que les cigarettes doivent être présentées une à une dans le sens de la longueur à la lame coupante. Cependant, dans ce dernier type de machine, le résidu de tabac trop fin est seulement de 22 /0 environ. La présente invention évite ces inconvénients et a pour but de réaliser une machine pour fendre les cigarettes qui ait à la fois un rendement élevé et un résidu de tabac trop fin assez faible pour être acceptable. En outre, dans la machine suivant l'invention, la cigarette peut se présenter en biais, par n'importe quelle extrémité, et à plusieurs à la fois si nécessaire. La machine suivant l'invention est également capable de fendre des cigarettes de différents diamètres, soit en lots, soient mélangées, sans qu'on ait à modifier le réglage de la machine. 'l'invention a pour objet une machine à fendre la cigaretteq pour ouvrir une cigarette en vue d'en récupérer le tabac, ladite machine comprenant deux cylindres, parallèles espacés l'un de l'autre d'une distance inférieure au diamètre minimal de la cigarette et pouvant tourner en sens inverse autour de leurs axes à des vitesses circonférentielles différentes, ladite machine étant caractérisée en ce que chaque cylindre comporte sur sa surface une partie surélevée et en ce que la cigarette est admise dans l'étranglement entre les cylindres dans le sens de déplacement des parties circonférentielles des cylindres qui définissent l'étranglement0 Suivant un mode de réalisation de l'invention, chaque partie surélevée de chaque cylindre comporte une nervure enroulée hé licoidalement autour du cylindre, l'hélice formée sur l'un des cylindres ayant un pas plus élevé que l'hélice formée sur l'autre cylindre et le cylindre qui possède l'hélice à pas le plus élevé pouvant tourner à une vitesse circonférentielle plus élevée que l'autre cylindre. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, la partie surélevée de l'un des cylindres comporte une nervure enroulée hélicoidalement et la partie surélevée de l'autre cylindre comporte une pluralité de nervures annulaires espacées régulièrement sur sa longueur, le cylindre à nervure hélicoidale pouvant tourner à une vitesse circonférentielle plus élevée que l'autre cy cylindre0 Be rapport des vitesses circonférentielles des deux cylindres peut être de l'ordre de li?,25 à 1:2. De préférence, le rapport des vitesses circonférentielles des deux cylindres est de l'ordre de 1:1;52 à 1:1,86. Be rapport préféré des vitesses circonférentielles des deux cylindres peut entre de 1:1,69. De préférence, lorsque les deux cylindres ont un diamètre de 203 mm, leurs vitesses respectives de rotation sont de 130 et de 220 tours par minute. L'espacement des cylindres pour une cigarette de 7 mm de diamètre peut être avantageusement compris entre 3s96 et 4X75 mmO La partie surélevée de chaque cylindre peut comporter une surface moletée. Les cylindres sont avantageusement disposés horizontalement la cigarette étant admise par le dessus, dans l'étranglement entre les cylindres. L'invention vise également un procédé pour ouvrir une cigarette, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste : à fournir une cigarette dans l'étranglement formé entre deux cylindres parallèles espacés l'un de l'autre d'une distance inférieure au diamètre minimal de la cigarette, les cylindres tournant en sens opposé par rapport à leurs axes à des vitesses circonférentielles différentes et chacun deux comportant une partie surélevée sur Ba surface, la cigarette étant fourme dans le sens de déplacement des parties circonférentielles des cylindres qui définissent l'étranglement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique de la machine suivant l'invention. 'les fig. 2 3 et 4 sont des vues longitudinales de l'un ou l'autre des cylindres représentés sur la fig. 1, modifiés suivant divers modes de réalisation de l'invention. Comme illustré par la fig. 1, des cigarettes défectueuses Il sont acheminées par un convoyeur à bande 10 sur lequel elles se placent bout à bout juste avant de tomber verticalement dans l'étranglement ou intervalle qui sépare deux cylindres longitudinaux 20, 21 ayant -chacun par exemple un diamètre de 203 mm. Une cigarette 12 est représentée sur le point de pénétrer dans l'inter- valle entre les cylindres. Les cylindres 20, 21 tournent dans la direction représentée par les flèches, à des vitesses circonférentielles différentes et ils ont des surfaces nervurées. Cette vitesse différentielle des cylindres associée à leurs surfaces nervurées produit une action de déchirement et de cisaillement sur le papier des cigarettes, le déchiquetant pour libérer le tabac. Une cigarette ainsi ouverte est représentée à la sortie de l'étranglement entre les cylindres. Le tabac provenant de la cigarette ouverte, le papier déchiqueté séparé et éventuellement le bout filtre fixé au reste de l'enveloppe en papier tombent dans un dispositif 30 où le tabac est trié. Un tel dispositif peut par exemple être un sépa- rateur par gravité ou un séparateur cyclone. Divers modes de réalisation de surfaces nervurés utilisées pour les cylindres 20, 21 sont représentés sur les figs. 2, 3 et 4. Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 2, chaque cylindre 20, 21 comporte une nervure enroulée hélicoSdale- ment 23 qui dépasse de préférence de 6,5 mm au-dessus de la surface 22 du cylindre. Be creux et le sommet de la nervure ont l'un et l'autre 6,5 mm de large. Be pas de l'hélice est donc de 13 mm. L'hélice du cylindre 20 forme par exemple un angle de 250 et celle du cylindre 21 uz angle de 400. Le cylindre qui présente l'hélice la plus inclinée tourne à une vitesse circonférentielle supérieure à celle du cylindre à hélice moins inclinée. Suivant un autre mode de réalisation représenté sur les figs 2 et 3, le cylindre 20 comporte une nervure hélicoidale de 6,5 mm de profondeur, de 13 mm de pas et d'un angle de 250. Le cylindre 21 comporte une série de nervures annulaires 25 qui sont espacées régulièrement le long du cylindre et dont les arêtes sont perpendiculaires à l'axe du cylindre. Les nervures 25 ont 6s5 mm de profondeur et un pas de 13 mm. Dans ce mode de réalisation le cylindre 20 tourne à une vitesse circonférentielle plus grande que le cylindre 21. Dans un autre mode de réalisation représenté sur la fig. 4, les deux cylindres 20, 21 comportent des surfaces moletées. Chaque surface moletée peut être obtenue sur une machine classique à moleter. L'un des cylindres tourne à une plus grande vitesse circonférentielle que l'autre. lies cylindres 20 21 sont entraînés par un moteur classique et par un système d'engrenages ou de courroies (non représenté) agencé de manière que les cylindres soient entraînés à des vitesses circonférentielles différentes. 'l'expérience démontre que l'intervalle optimal entre les cylindres doit être compris éntre 3,96 et 4s75 mm, bien qu'il ne s'agisse pas d'une valeur critique, L'étranglement est mesuré entre les surfaces les plus extérieures des cylindres, c'est-a-dire entre les sommets adjacents des nervures opposées. On s'est aper çu que si l'étranglement est trop petit les cigarettes sont simplement broyées et lacérées et que la séparation effective du tabac est rendue doublement difficile, tandis que le diamètre maximal de l'étranglement est commandé par les diamètres des cigarettes qui doivent passer dans l'étranglement. Ces diamètres (pour les cigarettes de section circulaire) sont couramment de l'ordre de 7,2 à 8s2 mm en Grande Bretagne. 'lorsque les cylindres ont un diamètre de 203 mm, 130 et 220 tours/minute sont des vitesses de rotation appropriées. Mais la machine suivant l'invention n'est pas limitée à ces vitesses0 Des vitesses plus élevées de l'ordre de 260/440 ou même de 390/ 660 peuvent être avantageusement utilisées sans aucun effet contraire sur le tabac. Cependant il est essentiel pour un travail efficace que,quelles que soit les vitesses de révolution choisies, le rapport des vitesses circonférentielles des cylindres soit maintenu dans la gamme de 1:1,25 à 1:2 Une sous-gamme utile de rapports est comprise entre 1:1,52 et 1:1,86, le rapport optimal étant de l'ordre de 1:1,69. On a décrit l'invention par rapport à des cylindres de 203 mm de diamètre, mais d'autres diamètres de l'ordre de 150 à 300 mm, ou même en dehors de cette plage peuvent entre utilisés. 'les cylindres peuvent même avoir des diamètres différents, des modifiés cations correspondantes étant apportées aux vitesses de rotation de façon que les rapports des vitesses circonférentielles soient maintenue dans la gamme précitée. 'les hélices des cylindres peuvent former d'autres angles que ceux décrits et peuvent, ou hon, avoir leurs pas orientés dans le même sens. Il est cependant important que le cylindre qui a l'hélice la plus rapide (la plus inclinée) ait la vitesse circonférentielle la plus grande afin que la séparation du tabac d'avec le papier soit effective. Be pas et la forme des nervures formées sur les cylindres peuvent être modifiés en fonction des cas particuliers. lies nervures peuvent, par exemple, être taillees dans les cylindres ou obtenues par soudage d'un fil métallique les cylindres.A titre d'exemple non limitatif, avec un dispositif suivant l'invention, on obtient un rendement de 450 kg à l'beu re avec un déchet de 25 % seulement (c'est-à-diredes particules de tabac passant dans un tamis de 1,05 mm environ,)et notamment lorsqu'on emploie des cylindres à nervures hélicoidalesZ la production de petits fragments de papier est très réduite. On peut accroître le rendement par jeu de cylindres en augmentant la longueur des cylindres sans nuire au fonctionnement de la machine. On peut résumer ainsi les principaux avantages de la présente invention (a) toutes les dimensions de cigarettes de fabrication courante (par exemple de 7,2 à 8,2 mm de diamètre) peuvent être traitées ensemble pour un même réglage des vitesses de cylindres et de largeur dtintervalle entre eux. (b) Suivant les longueurs des cylindres, plusieurs centaines de cigarettes peuvent être traitées en une seule passe dans les cylindres. Un rendement de 450 kg à l'heure est facilement atteint. (c) Les filtres des cigarettes demeurent intacts, ce qui élimine les problèmes de triage de matériau des filtres d'avec le tabac. (d) 'les cigarettes peuvent être admises dans le dispositif dans n'importe quelle position autre que parallèle ou presque parallèle aux axes des cylindres. Ainsi une cigarette peut parvenir entre les cylindres soit par son extrémité bout filtre, soit par son extrémité de tabac, ou obliquement. (e) Be tabac est moins abimé que dans les dispositifs classiques qui fendent les cigarettes par impact. (f) Les frais d'entretien sont réduits du fait que seul un recannelage ou re-moletage des cylindres est nécessaire. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. C'est ainsi qu'on a décrit les cigarettes comme tombant verticalement dans l'intervalle entre les cylindres mais il est bien entendu que d'autres agencements sont possibles, par exemple les cylindres peuvent être disposés l'un au-dessus de l'autre et les cigarettes admises horizontalement. DEVETI) ICATI ONS 1. Machine à fendre les cigarettes pour ouvrir une cigarette en vue d'en récupérer le tabac, ladite machine comprenant deux cylindres parallèles espacés l'un de l'autre d'une distance inférieure au diamètre minimal de la cigarette et pouvant tourner en sens inverse autour de leurs axes à des vitesses circonférentielles différentes, ladite machine étant caractérisée en ce que chaque cylindre comporte sur sa surface une partie surélevée et en ce que la cigarette est admise dans l'étranglement entre les cylindres dans le sens de déplacement des parties circonférentielles des cylindres qui définissent l'étranglement. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque partie surélevée de chaque cylindre comporte une nervure enroulée hélicoidalement autour du cylindre, l'hélice formée sur l'un des cylindres ayant un pas plus élevé que lthElice formée sur l'autre cylindre et le cylindre qui possède l'hélice a' pas le plus élevé pouvant tourner à une vitesse circonférentielle plus élevée que l'autre cylindre. 3. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la partie surélevée de l'un des cylindres comporte une nervure enroulée hélicoidalement et la partie surélevée de l'autre cylindre comporte une pluralité de nervures annulaires espacées régulièrement sur sa longueur, le cylindre à nervure hélicoTdale pouvant tourner à une vitesse circonférentielle plus élevée que l'autre cylindre. 4. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la partie surélevée de chaque cylindre comporte une surface moletée. 5. Machine suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le rapport des vitesses circonférentielles des cylindres est de l'ordre de 1:1,25 à 1:2. 6. Machine suivant la revendication 5 caractérisée en ce que ce rapport est compris entre 1:1,52 et 1:1,86. 7. Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que ce rapport est de ':1,69. 8. Machine suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les cylindres sont de meme diamètre et peuvent tourner à des vitesses de rotation différentes. 9. Machine suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le diamètre des cylindres est de 203 mm et en ce que leurs vitesses respectives de rotation sont de 220 et 130 tours par minute. 100 Machine suivant l'une des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que les axes des cylindres sont sensiblement horizontaux et en ce que la cigarette tombe du dessus dans l'intervalle entre les cylindres. 11. Machine suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la cigarette est amenée dans l'intervalle entm les cylindres par un convoyeur à bande. 12. Machine suivant l'use des revendications 1 à 11 caractérisée an ce que l'intervalle entre les cylindres est compris entre 3,96 et 4,75 mm lorsqu'on désire ouvrir une cigarette de l'ordre de 7 mm de diamètre. 13. Procédé pour ouvrir une cigarette, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste : à fournir une cigarette dans l'étranglement formé entre deux cylindres parallèles espacés l'in de l'autre d'une distance inférieure au diamètre minimal de la cigarette, les cylindres tournant en sens opposé par rapport à leurs axes à des vitesses circonférentielles différentes et chacun d'eux comportant une partie surélevée sur sa surface, la cigarette étant fournie dans le sens de déplacement des parties circonférentielles des cylindres qui définissent l'étranglement.