Brevet FR2228672A1 — publié le 19741206

La présente invention a pour objet une machine d'empaquetage de cigarettes permettant,à partir de cigarettes en vrac,de réaliser des paquets de cigarettes finis et scellés. On connaît déjà des machines pour confectionner des paquets de cigarettes dans tous les postes successifs de laquelle les cigarettes sont orientées dans leur sens de progression et dans laquelle ltemballage formé par une série de couches de matériaux de confection est réalisé soit directement sur le corps des cigarettes, soit par repliement des couches de matériau de confection sur un mandrin fixe constitué par un élément tubulaire vers lequel sont dirigées les cigarettes par un déplacement axial jusqu'à venir en appui sur le fond de l'emballage, de manière à pouvoir dégager ensuite le mandrin fixe autour duquel l'emballage a été réalisé, I1 s'ensuit que les cigarettes sont constamment soumises à des contraintes, en particulier dans leur sens de progression longitudinal, c'est-àdire à leur extrémité.En effet, au cours des phases de traitement, soit pendant la formation de l'enveloppe, soit pendant le transfert des cigarettes des postes successifs de la machine d'empaquetage, les ciigarettes sont soumises à des contraintes axiales qui détériorent inévitablement leurs caractéristiques. En particulier, le papier des cigarettes est froissé ou plissé et le tabac à l'intérieur du papier devient moins compact. D'autre part, du fait du temps nécessaire aux différentes opérations successives et de la présence de masses importantes soumises à des mouvements alternatifs, et pour d'autres raisons encore, les machines connues ont de faibles vitesses de fonctionnement et par conséquent une production insuffisante et de toute façon limitée. Le but principal de la présente invention est d'éviter ces inconvénients en proposant une machine d'empaquetage dans laquelle des cigarettes sont disposées de manière à ne subir aucune contrainte axiale. De plus, dans le but d'éviter que les cigarettes soient soumises à des contraintes, notamment à leurs extrémités, les groupes de cigarettes devant former chaque paquet sont constamment maintenus protégés et guidés par des parois ou, d'une façon plus générale, par des dispositifs de prise et de support. Cela a également pour but de maintenir, pendant les opérations d'empaquetage, les groupes parfaitement compacts avec des cigarettes occupant la même disposition que dans le paquet terminé. Un autre but de l'invention est de procurer une machine d'empaquetage de cigarettes à vitesse de fonctionnement élevée, susceptible de réaliser, par unité de temps, un nombre de paquets de cigarettes plus é levé que dans les autres machines connues jusqutà présent. La machine d'empaquetage de cigarettes selon llinvention comprenant des organes de formation de groupes successifs de cigarettes rangées et superposées, des moyens de transfert de- ces groupes vers une ligne d'empaquetage comportant plusieurs postes d'empaquetage, des appareils d'alimentation de ces postes en matériau d'emballage et des organes de pliage pour fprmer des paquets avec le matériau d'emballage, est caracté risée par le fait que les postes d'emballage comportent des moyens d'entraI - nement en translation des groupes successifs de cigarettes dans le sens transversal par rapport à l'axe des cigarettes, des moyens pour supporter et guider en permanence les groupes de cigarettes dans chaque poste d'emballage ou entre les postes success ifs, et des organes de pliage destinés à former des paquets pour les groupes de cigarettes par interposition des moyens de support et de guidage faisant fonction de mandrin mobile. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront à la lecture de la description qui suivra d'une forme de réalisation non exclusive donnée à titre d'exemple non limitative et illustrée dans les dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue schématique en perspective de la ligne d'empaquetage des groupes de cigarettes fondée sur le principe des éléments jouant le rôle de mandrin mobile conformément à la machine selon l'invention. - Les figures 2 et Za sont des représentations du diagramme des temps phases d'un cycle d'opérations des pièces mobiles de la machine. Afin de mieux comprendre le fonctionnement de la machine représentée, à titre d'exemple, sur la figure 1, on décrira maintenant de façon sommaire quelques appareils acce ssoires ou de type connu ou faisant l'objet de demandes de brevets ou de brevets de la demanderesse. Ainsi, il est prévu une trémie a36 des compartiments 1 en couches superposées de cigarettes rangées côte à côte. Les compartiments 1 appartiennent à une chaI ne ou courroie de transpo rt 2 avançant par intermit tence et fonctionnant mécaniquement au moyen par exemple de l'arbre principal de la machine. Plus précisément, les cigarettes sont disposées dans les compar timents successifs de manière que chacun des groupes successifs G prenne la forme d'un paquet de cigarettes. Lorsque les groupes de ciga rettes G atteignent raz fin la finduparcours horizontal de la charte de trans- port 2, uli pousseur 3 effectue le transfert des groupes des compartiments I à la chai ne d'empaquetage proprement dite, située parallèlement à la chalne de transport 2 dans un plan moyen vertical placé en retrait par rapport au plan moyen de la chaîne detransport. Pendant cette phase, le groupe de cigarettes est déplacé dans le sens axial sans que pour autant l'état et l'intégrité du groupe soient endom n agés. En effet, pour effectuer ce transfert, les cigarettes sont simplement poussées sans choc sans que l'on exerce par conséquent sur elles des contraintes susceptibles de les endommager. Ce transfert axial n'est donc pas en contradiction avec le principe général de la machine. Ce principe est, comme on l'a déjà dit, que les cigarettes ne subissent aucune contrainte à leurs extrémités, Du pousseur 3, les groupes successifs de cigarettes sont transférés entre les paires de machoires 4, 4a d'une roue à pinces radiales.Cette roue, de type connu comporte des pinces radiales dont les paires de mâ choires 4, 4a sont écartées d'une distance correspondant à l'épaisseur des groupes de cigarettes. Les mâ choires 4a peuvent ê tre écartées en mê me temps que passent entre elles le groupe de cigarettes déplacé par le pousseur 3 avec lequel coopère une paroi verticale 5 située, pendant le transfert, à l'extrémité de la pince. Les mâchoires 4a sont ensuite refermées afin de retenir entre elles les cigarettes et simultanément, la roue pivote autour de son axe afin d'amener le groupe de cigarettes dans une position diamétralement opposée à la position initiale. Les mâchoires 4a sont de nouveau écartées et le groupe de cigarettes est évacué et transféré par d'autres moyens de prise et de transfert décrits ultérieurement. Jusqu'à présent, on a décrit sommairement comment sont formés les groupes de cigarettes et comment est effectué le transfert de ces groupes jusqu'à l'entrée de la ligne d'empaquetage faisant l'objet de la présente invention, où les groupes de cigarettes reçoivent directement les couches successives de matériauxd'emballage nécessaires à la formation des paquets. La ligne d'emballage est composée par la roue de transfert décrite p récédernlr.ent, référencée dans son ensemble sur la figure 1 par la lettre A. La ligne d'empaquetage comprend également plusieurs postes successifs désignés respectivement par la référence B, C, D et E. Ces postes fonctionnent dans plusieurs positions. Chaque poste B, C et D est constitué par une roue tournant par intermittence, ou à pas successifs, autour de son axe de révolution horizontal. Le pcs te E ou poste d'évacuation, est constitué par des bandes transporteuses à mouvements intermittents transférant les paquets terminés à partir de la sortie du poste D de la ligne d'empaquetage. Les organes opérant dans chaque station le pliage du matériau servant à l'empaquetage de chaque groupe de cigarettes G seront décrits et référencés au fur et à mesure de la description des différentes phases de fonctionnement. On décrira également ces organes en étudiant les diagrammes des figures 2 et 2a des temps-phases de ces organes par rapport à un cycle-machine, c'est-à-dire la durée nécessaire pour obtenir un paquet complet même si, comme on le verra ultérieurement, ce paquet est exécuté complètement par plusieurs cycles successifs. On se réfère maintenant au seul groupe de cigarettes G se trouvant à la sortie de la roue du poste de transfert A tournant dans le sens de la flèche fl. Les pinces à mâ choires 4 et 4a se trouvent en position horizontale adjacente à la ligne d'empaquetage. La formation des enveloppes successives de lemballage sur le paquet de cigarettes est effectuée de la manière suivante Le groupe G de cigarettes dont le côté antérieur, par rapport au sens de progression représenté par la flèchef est adjacent, dans cette position, à une pièce de papier étain 6 provenant d'un appareil de distribution de type co nnu et cette pièce de papier étain 6 sont saisis simultanément par es organes d'entraînement en translation 8 et 8a entre deux surfaces d'appui 7 X e t 7a.Les organes 8 et 8a sont déplacés solidairement et en même temps (voir figure 2) que es plaques 9 et 9a situées auxextrémités opposéesdes cigarettes ou te tes de base du groupe et poussent l'ensemble formé par le groupe de cigarettes et par le papier étain 6 à l'intérieur d'un compartiment de la roue à plusieurs compartiments du poste B. Ce comparfiment se trouve dans la position B en regard du groupe de cigarettes qui plie avec facilité la pièce de papier étain en forme de U dont les ailes sont appliquées, au nomment de l'introduction dans le compartiment indiqué, sur les faces supérieure et inférieure du groupe de cigarettes. Une fois le groupe situé entièrement à l'intérieur du compartiment dans la position B , des organes plieurs oscillants 10 et 1 0a opèrent un premier pliage du bordde la pièce en papier étain, dans le sens de progression, en correspondance et contre la tete et la base du groupe de cigarettes. Lorsque les surfaces d'appui 7 et 7a ont transféré le groupe à l'intérieur du compartiment se trouvant dans la position B , le mouvement de l'organe d'entraînement en translation 8 est arrêté et simultanément, le mouvement de la surface dlappui 7 est arrêté de manière à être tangente à la trajectoire de rotation de la roue constituant le poste B. Pendant ce temps, l'organe d'entraînement en translation 8a et la surface d'appui 7a sont déplacés lentement. Ainsi, les surfaces d'appui 7 et 7a sont écartées en abandonnant le groupe de cigarettes.En synchronisme avec - ce mouve ment, deux plaques i et lla portées par deux bras oscillants 12 et 12a associées à chaque compart ment de la roue du poste B et légèrement écartées l'une de l'autre dans le sens de l'axe de la roue lors de l'introduction du groupe de cigarettes et de la pièce de papier étain dans le comaprtiment de manière à permettre cette introduction dans le compartiment se trouvant à la position B ,(voir figure 2) sont déplacées et amenées sur les co tés extérieuisdu groupe de cigarettes.Ces plaques sont maintenues ainsi horizontalement sensiblement au même niveau que la trajectoire de la roue et contre les extrémités opposées du groupe de cigarettes, entre les ailes du U formé par la pièce pliée. De cette façon, les plaques maintiennent le groupe de cigarettes et les parties 1e papier étain déjà plié en position surla tête et la base . Le groupe de cigarettes situé à l'intérieur du compartiment se trouvant dans la position B est placé entre la paire de plaques 11 et lia sans subir de contrainte. La roue du poste B effectue alors un premier déplacement angulaire dans le sens de la flèche f2 de manière à déplacer le compartiment de la position B à la position B2 comme indiqué sur la figure 1. Entre la position initiale et la position ultérieure B2 (figure 1) un plieur à lames 13,oscillant autour de son axe, rabat sur le coté du groupe de cigarettes et gracie à l'interposition des plaques 11 et lla, le bord supérieur du papier étain replié en forme de U. Le mouvement de rotation de la roue est alors poursuivi. Au début de ce mouvement, le bord inférieur de la pièce de papier étain est rabattu sur le côté du groupe de cigarettes, au-dessus de la partie pliée déjà précédemment par le plieur 13, par le bord du carénage 14. Au cours du déplacement ultérieur de la roue, portant le compartiment en question de la position B à la position B4, les bras 12 et 12a sont écartés afin d'extraire les plaques 1 1 et 1 la de l'enveloppe d'emballage tubulaire de papier étain ainsi réalisé. Le carénage 14 est interrompu en correspondance avec la position B4. Un presseur 19, en correspondance avec cette interruption, maintient les bords longitudinaux repliés sur le cté du groupe de cigarettes. Au cours de cet arrêt du compartiment en position B4et gra ce à des organes de pliage 15 et 15a oscillants, on effectue le pliage du second côté de la pièce de papier étain, contre la tête et la base du groupe de cigarettes. Immédiatement à la fin de cette opération, on effectue, au moyen d'organes plieurs mobiles 16, 16a et 17, 17a, le rabattement successif sur la tête et la base des pattes de la pièce de papier d'étain faisant saillie du groupe. Le mouvement de rotation de la roue est poursuivi jusqu'à amener le compartiment à la position ultérieure B5 et les organes de pliage 17 et 17a rabattant la seconde patte au-dessus de la première patte, c*s pattes pliées peuvent passer entre des organes de pliage fixes 18 et 18a destinés à maintenir les pattes pliées dans cette position. Ainsi, lorsque après cette rotation, le paquet atteint la sortie du poste B diamétralement opposée à l'entrée B , le pliage de la pièce de papier étain est complet. Le paquet ayant ainsi atteint la position B5 est placé entre les deux surfaces d'appui 20 et 20a des organes d'entraînement en translation 21, 21a, transférant ce paquet vers le poste suivant C. En particulier, on a intercalé entre la surface d'appui 20a et le paquet une étiquette 22 fournie par un appareil distributeur approprié et destinée à former le cté visible du paquet. Pendant son transfert vers le poste C, l'ensemble comprenant le paquet et I'étiquette 22 destinée à envelopper le paquet et retenue dans sa position initiale par une plaque 23 et une pièce fourchue 24, est introduit dans le compartiment de la roue du poste C se trouvant à la position G1 en provoquant le pliage de l'étiquette 22 autour du paquet en forme de U de la même manière que pour la pièce de papier étain 6. Un rouleau monté fou 25 effectue le repliement d'un des cOtés latéraux de l'étiquette dépassant le sommet du paquet, sur ce sommet. Le paquet arrive à l'intérieur du compartiment du poste C se trouvant dans la position C , entre les deux surfaces d'appui 20 et 20a qui abandonneront ultérieurement le paquet, de la même façon que les surfaces d'appui 7 et 7a du poste B. Un organe de pliage 23a rabat, par l'intervention d'une lamelle 24a de la pièce 24 (voir figures 2 et 2a) un des bords de l'étiquette sur le coté du paquet. Dès que la roue commence à tourner dans le sens de la flèche f3, le second bord de l'étiquette bute sur un carénage semi-cylindri que 26' coulissant à fleur de la trajectoire du paquets et est par conséquent -replié sur le côté du paquet. A la fin de cette rotation, le paquet se trouvant initialement dans le compartiment en position C atteint, lorsque l'étiquette est repliée, la position C2 puis les positions successives C3, C4 et C5. Le paquet ayant atteint la position C5 est placé entre les deux surfaces d'appui 26 et 26a d'organes d'entraînement en translation 27 et 27a, déplaçant le paquet au poste suivant D. Au cours du mouvement de translation de la position C5 du poste C à la position D1 du poste D, le dernier bord latéral encore ouvert de l'étiquette 22 dépassant la base du paquet est rabattu sur cette base par un plieur constitué par un rouleau monté fou 28. Le paquet entrant dans le compartiment du poste D en position D une lamelle 29 est intercalée entre les pattes horizontales de ltétiquette correspondant à la base du paquet. Comme il a déjà été indiqué précédemment, le poste D est constitué également par une roue pivotant par intermittence dans le sens de la flèche f et comportant plusieurs positions d'empaquetage. Lorsque le mouvement de translation du paquet à l'intérieur du compartiment de la roue du poste D se trouvant en position D1 est terminé, les surfaces d'appui 26 et 26a abandonnent le paquet et la roue du poste D est entraînée en rotation empor tant le compartiment de la position D1 à la position D2 et ainsi de suite dans les positions D3, D4, D5, etc... Au cours de ce dernier déplacement, la lamelle 29 intercalée entre les pattes horizontales de ltétiquette, oscille autour de son axe 29a et maintient les bords latéraux de l'étiquette en position pliée, Lorsque le paquet atteint la position D5, à partir de la position D , un organe de pliage mobile oscillant 30 rabat, par l'intervention de la lamelle 29, une des pattes faisant saillie de la base du paquet. Lorsque la roue du poste D commence à tourner, un organe de pliage fixe 31 rabat 1 'autre patte sur la base du paquet au-dessus de la patte déjà pliée, de sorte que le pliage de l'étiquette sur le fond du paquet est terminé lorsque ce paquet atteint, après plusieurs étapes, la sortie du poste D. Au cours de ces étapes successives, de la colle provenant de l'appareil de distribution des étiquettes est appliquée sur les pattes, de façon con- nue. Ces pattes sont soumises à la pression d'un tamponneur 32 pressant, à chaque avancement de la roue,les pattes contre la lamelle 29 correspondante assurant une adhésion correcte de la colle et par conséquent la fermeture du paquet. Le paquet transféré dans la position de sortie référen cée D, est poussé hors de son compartiment par un pousseur élévateur 33 jusqu'à être en correspondance avec un pousseur transversal 34. Ce pousseur 34 agit sur l'une des bases du paquet et le fait passer à travers les branches d'une pièce 35 en forme de fourche qui, pendant cette phase, se trouve sur la même ligne que la trajectoire du paquet et maintient entre ces branches, par des pressions, une petite étiquette fournie par un appareil approprié. Lorsque l'aspiration maintenant l'étiquette sur la petite fourche cesse, le paquet passe entre les branches de la fourche et entraîne avec lui cette petite étiquette. Cette dernière ayant été préalablement gommée, est appliquée transversalement sur la tête du paquet et forme le cachet. Le paquet enveloppant les cigarettes est par conséquent terminé. Le pousseur transversal 34 dirige les paquets finis sur une plaque horizontale 36 située dans un plan moyen vertical avancé par rapport aux postes B, C et D sur la trajectoire d'un pousseur 37 faisant cheminer les paquets sur la plaque 36 et les dirigeant sur des bandes transporteuses mobi les 38 et 38 déplacées par intermittence, dans le sens de la flèche f5, en synchronisme avec la machine (figures 2 et 2a). La portion 36a de ia plaque 36 comprise entre les bandes 38 et 38a est chauffée. Un tamponneur Iiobiie. 39 fonctionnant en synchronisme avec le mouvement des bandes transporteuses 38 et 38a est situé au-dessus de la portion 36a de la plaque 36. I1 est prévu un organe d'arrêt ou de non-retour 40 des paquets fonctionnant en synchronisme avec le mouvement des bandes transporteuses 38 et 38a et celui du pousseur 37. Enfin, il est prévu une roue 41 évacuant les paquets de la ligne E. Toutes les opérations décrites et relatives à l'empaquetage d'un groupe de cigarettes sont répétées pour tous les groupes formés en amont de la rraciline et par conséquent les différents organes ont un mouvement intermittent périodique dont une représentation possible est illustr ée par les figures 2 et 2a. Sur ces figures, sont représentés les rapports de phases-temps entre es différents dispositifs en mouvement repérés n ordonnées par leurs références. On a reporté en abscisses les phases relatives à un cycle unique complet, exprimé en angles entre 0 , indiquant conventionnellement le début du cycle et 360 indiquant conventionnellement la fin de ce cycle. Cela est valable nour toutes les pièces du fait qu'elles effectuent des mouvements périodes es et qu'elles sont directement ou indirectement raccordées à des organes en rotation cames, manivelles, croix de Malte. On rappelle qu'à chaque cycle complet correspond la formation d'un groupe de cigarettes en amont de la ligne d'empaquetage. Le temps-phases de départ est commun à tous les diagrammes et par conséquent, à des valeurs angulaires égales correspondent des temps-phases égaux. Naturellement, dans un même cycle, 1es différentes pièces agissent sur les groupes de cigarettes différents et successifs. Pour les ordonnées, la convention est la suivante : Une ligne continue exprimée avec des valeurs d'ordonnées positives (premier cadran) reproduit les marches qualitatives des mouvements des pièces entra2 nées en translation ou en rotation alternées (oscillations ). Les aires à simples hachures représentent les phases de mouvement des pièces' en rotation. On a repris sommairement des diagrammes relatifs aux machines déjà connues ou décrites en détail dans d'autres brevets de la demanderesse. En effet, il est nécessaire que soit fournies avec précision toutes les relations des phases qui, dans le cas particulier de chaque ensemble peuvent paraître évidentes, afin de bien comprendre le fonctionnement de la machine constituée par un ensemble complexe dont le nouvement des organes est coordonné. La machine d'empaquetage de c;igarettes eelon la présente invention atteint parfaitement les buts fixés initialement. On a obtenu pratiquement des vitesses de fonctionnement élevées et un nombre- de paquets produits par une unité de temps sensiblement supérieurs à celui obtenu avec les machines utilisées jusqu'à présent. D'autre part, les paquets de cigarettes se présentent, à la sortie de la machine, parfaitement bien finis, sans aucun défaut d'empaquetage incomplet ou contenant des cigarettes mal remplies. De plus, et cela est particulièrement important, les cigarettes du paquet se présentent sous la forme la plus recherchée du fait que, pendant tout le cycle d'empaquetage, elles ne sont soumises à aucune contrainte dans le sens axial où les cigarettes présentent le moins de résistance .En outre, les opérations d'empaquetage devant être effectuées à proximité ou en correspondance des extrémités des cigarettes, c'est-à-dire de la base ou du sommet des paquets, ne sont jamais réalisées directement sur les cigarettes du fait que l'on prend la précaution d'interposer entre les cigarettes et le matériau d'empaquetage, des mandrins mobiles se succédant le long de la ligne de formation des paquets. De cette manière, on obtient le résultat fondamental que les cigarettes ne constituent jamais directement et. ne complètent pas- le mandrin de support formant l'empaqueage,ce qui évite que les cigarettes soient soumises à des contraintes anormales povant affecter leur aspect par froissement du papier ou par déchirure. L'invention peut naturellement faire l'objet de nombreuses variantes qui ne sortent pas du cadre du présent brevet. Ainsi, les pièces et les appareils contribuant à la formation proprement dite des empaquetage des groupes de cigarettes peuvent faire l'objet de variantes. En particulier, le dispositif d'alimentation en groupes de cigarettes de la ligne d'empaquetage, ies appareils de distribution des pièces de papier étain, d'étiquettes et de petites étiquettes peuvent être différents de ceux décrits dans la présente description, REVENDICATIONS 1.- Machine d'empaquetage de cigarettes comprenant des organes de formation de groupes successifs de cigarettes rangées et superposées, des moyens de transfert de ces groupes vers une ligne d'empaquetage comportant plusieurs postes d'empaquetage, des appareils d'alimentation de ces postes en matériau d'emballage et des organes de pliage pour former des paquets avec le matériau d'emballage, caractérisée par le fait que les postes d'errtage comportent des moyens d'entraînement en translation des groupes successifs de cigarettes dans le sens transversal par rapport à 1 axe des cigarettes, des moyens pour supporter et guider en permanence les groupes de cigarettes dans chaque poste d'emwage ou entre les postes successifs, et des organes de pliage destinés à former des paquets pour les groupes de cigarettes par interposition des moyens de support et de guidage faisant fonction de mandrin mobile. 2.- Machine d'empaquetage suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens d'entraînement en translation des groupes successifs de cigarettes sont déplacés transversalement par rapport à l'axe des cigarettes et comprennent des paires de surfaces d'appui parallèles maintenant les groupes de cigarettes par leurs deux flans longitudinaux opposés, par le fait que les moyens pour supporter et guider les groupes de cigarettes comprennent des paires de petites plaques combinées avec chaque paire de surfaces d'appui parallèles et pouvant agir sur le matériau d'emballage des groupes, et par le fait que les organes de pliage sont disposés parallèlement aux paires de petites plaques qui correspondent aux sommets d groupe.M ais du coté opposé à ces samets par rapport à leurs petites plaques respectives, ces organes repliant, par interposition des petites plaques jouant le rOle de mandrins mobiles, les pattes de rrEudeXlige sur les scnndsde groupes et d'autres organes plieurs effectuant le rabattement des bords latéraux des emballages sur les flans du groupe parallèlement à l'axe des cigarettes. 3. - Machine d'anpaque8ge suivant l'une quelconque des revendica tions 1 et 2, caractérisée par le fait que les postes d'empaquetage compren nent chacun un dispositif à plusieurs positions de fonctionnement et entrai - nés dans un sens aens avec un mouvement intermittent ou à pas successifs. 4. - Machine d'empaquetage suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que ce dispositif eet constitué par une roue montée à rotation autour de son axe avec un mouvement intermittent ou à pas successifs. 5.- Machine suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que l'axe de rotation de la roue est horizontal.