Brevet FR2474283A1 — publié le 19810731

La présente invention a pour objet un dispositif de prélèvement automatique d'un échantillon de filtre ou de cigarette dans une chaîne de fabrication en vue de son contrôle, comprenant un bras de prélèvement rotatif relié à une source de vacuum. Lors de la fabrication de filtres à cigarettes, il est nécessaire de procéder à des contrôles fréquents des différents paramètres du filtre, en particulier sa perte de charge et sa densité, afin de limiter les déchets et de remédier aux défauts, notamment par un réglage adé- quat des machines. Les filtres étant fabriqués sous la forme d'une tige continue contenant de l'acétate de cellulose combi- née éventuellement avec d'autres éléments filtrants, la solution idéale serait de contrôler directement cette tige de façon continue. Des dispositifs ont été proposés à cet effet. L'un de ceux-ci est décrit dans le brevet CH 576 242. Le contrôle optique effectué est toutefois limité quant aux informations obtenues qui se limitent pratiquement à la détection de la présence ou de l'absence du produit dans la tige de filtre. On a également proposé d'effectuer ce contrôle sur le tambour déflecteur cannelé recevant les bâtonnets sectionnés de la tige à la sortie de la confectionneuse. Les possibilités de mesurer les paramètres densité et perte de charge sur le tambour déflecteur sont toutefois très limitées quant à leur précision. On a déjà proposé de prélever des échantillons de cigarettes sur la bande d'un convoyeur au moyen d'un bras rotatif relié à une source de vacuum en vue de le soumettre à un contrôle de poids (brevet US 2.256.598). Le bras se déplace au-dessus du flot de cigarettes dans le sens de déplacement de ce flot; l'échantillon à prélever doit être aspiré avec une force relativement grande car la fente d'aspiration reste à une certaine -2- distance de cet échantillon. Ce dispositif ne permet pas d'effectuer un autre contrôle notamment de contrôler la perte de charge et la densité de l'échantillon. Pour effectuer un contrôle précis il fallait jus- qu'ici prélever manuellement un bâtonnet de filtre pour le contrôler à un poste de mesure. La présente invention a pour but d'assurer un prélèvement automatique des bâtonnets de filtres après leur sortie de la confectionneuse, sur le tapis trans- porteur, en vue d'un contrôle automatique de ses para- mètres, ceci avec des déplacements réduits au minimum, facteur important compte tenu du fait que les fonctions sont commandées pneumatiquement et de l'inertie des pièces en mouvement. Il convient d'éviter tout point d'attente ou de stockage intermédiaire. A cet effet le dispositif selon l'invention com- prend un bras de prélèvement rotatif muni d'un bord arrondi concave relié à une source de vacuum, ce bord formant butée pour les échantillons.à prélever, au moins un élément tubulaire de transfert et/ou de contrôle destiné à recevoir l'échantillon prélevé, des moyens d'entraînement du bras de prélèvement selon un mouvement oscillant entre une première position de prélèvement, et au moins une deuxième position dans laquelle l'échan- tillon est placé en face de l'élément tubulaire de transfert, et des moyens d'introduction de l'échantillon dans l'élément tubulaire de transfert, ledit bord arron- di concave servant de guidage pour l'échantillon lors de cette introduction. Le bras de prélèvement pivote de préférence autour d'un axe horizontal et l'élément tubulaire de transfert est de préférence constitué par un perçage diamétral d'un disque vertical. Le contrôle de la perte de charge du filtre peut s'effectuer dans le disque, dans une position angulaire déterminée du disque. Après un tel -3- contrôle si celui-ci est positif, le bâtonnet de filtre peut être renvoyé sur le bras de transfert pour être réintroduit dans la chaine de production. Un tel système permet d'effectuer des contrôles à une fréquence très élevée avec un minimum de déchet. Le bâtonnet de filtre peut également être envoyé du disque vers une station de contrôle, soit au moyen d'un autre disque, soit au moyen du même disque, dans une autre position angulaire de celui-ci. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution du dispositif selon l'in- vention. La figure 1 représente une vue en élévation et en perspective d'une première forme d'exécution. La figure 2 représente une vue en perspective d'une deuxième forme d'exécution. La figure 3 représente une vue en élévation, de face, d'une partie de la forme d'exécution selon la figure 2. La figure 4 représente une vue analogue à la figure 3 avec un dispositif complémentaire de pesage. La figure 5 représente une vue de face et en coupe d'une troisième forme d'exécution. La figure 6 représente une vue en coupe selon VI-VI de la figure 5 montrant également schématiquement le tambour déflecteur. La figure 1 représente schématiquement un tambour déflecteur cannelé 1, connu en soi, sur lequel arrivent les bâtonnets de filtres 2 après sectionnement de la tige formée en continu dans la confectionneuse. Les bâtonnets 2 sont maintenus par aspiration pendant une partie de la rotation du tambour 1 pour être ensuite déposés sur un tapis transporteur 3 qui les conduit vers un poste de conditionnement. Le dispositif de prélèvement comprend essentiel- 4- lement un bras de prélévement 4 constitué par une plaque de forme générale rectangulaire montée pivotante autour d'un axe horizontal 5 parallèle au bâtonnet 2. Le bras de prélèvement 4 est monté sur un bâti vertical 6 qui porte des moyens pneumatiques non représentés pour l'entraînement en rotation du bras 4. Le bord inférieur horizontal du bras de prélèvement 4 présente une partie arrondie concave 7 dont le fond présente approximative- ment une section en forme de quart. de cercle dont une extrémité est perpendiculaire au tapis transporteur 3, tandis que le bord supérieur 7a est légèrement oblique vers le haut, de manière à faciliter l'engagement des bâtonnets 2 au fond de l'arrondi 7. La surface 7 est reliée par des orifices 8 et un conduit 9 à un tube souple 10 relié à une source de vacuum. Dans l'épaisseur du bâti 6 est monté un disque circulaire rotatif 11 susceptible de se déplacer, à l'aide de moyens pneuma- tiques conventionnels non représentés, entre deux posi- tions distantes angulairement de 90 , comme indiqué par la flèche Fl. Ce disque est percé d'un trou diamétral 12 communiquant, en position horizontale, avec un trou 13 de même diamètre prévu dans le bâti 6. En position verticale 12', le perçage 12 communique, à son extrémité inférieure, par un trou 14, avec un tuyau 15 relié à une source d'air comprimé, et par son extrémité supérieure, par un trou 16 du bâti -et un embout 17, avec un tuyau non représenté conduisant à une station de contrôle des filtres. Le bâti 6 porte en outre un poussoir 18 monté sur un support 19 solidaire d'un vérin pneumatique non représenté chargé de déplacer le poussoir dans le sens de la flèche F2. Les différents éléments mobiles sont tous actionnés pneumatiquement et commandés par un poste de commande conventionnel. Le dispositif fonctionne de la manière suivante lorsqu'un prélèvement doit être fait, le bras de prélé- - vement 4 est abaissé dans la position verticale repré- sentée en traits continus. Son bord arrondi 7 vient s'appliquer sur un bâtonnet 2 qui est maintenu dans celui-ci par vacuum. Le bras 4 pivote aussitôt de 1800 dans le sens de la flèche F3 pour venir occuper la position 4' représentée en traits mixtes. L'arrivée dans cette position déclenche l'avance du poussoir 18 qui introduit le bâtonnet de filtre 2 par le trou 13 dans le perçage 12 du disque 11. L'arrivée en bout de course du poussoir 18 déclenche la rotation du disque 11 de 900. Le bâtonnet de filtre est alors immédiatement chassé par l'air comprimé arrivant en 15 vers la station de con- trôle. La deuxième forme d'exécution représentée aux figures 2 et 3 diffère seulement de la première forme d'exécution par l'adjonction d'un second bâti 20, iden- tique au bâti 6 et accolé à celui-ci. Ce bâti 20 com- porte également un disque rotatif 21, coaxial au disque 11 et également muni d'un perçage diamétral 22 dans lequel est monté un tube métallique 23 ouvert à ses deux extrémités et dont la paroi est perforée. Ce tube 23 est revêtu intérieurement d'une manchette en caoutchouc dont les extrémités sont enroulées de manière à former deux bourrelets annulaires 24 et 25 autour des extrémités du tube perforé 23, fermant, à la manière de garnitures d'étanchéité, les extrémités de la chambre annulaire 26 formée autour du tube 23. Cette chambre annulaire 26 communique par un trou 27 perpendiculaire au plan du disque avec un tube souple, non représenté, relié à un dispositif pneumatique susceptible de créer soit une surpression, soit une dépression. Le tube 23 est main- tenu dans le perçage 22 par deux écrous 28 et 29. L'écrou 29 est en outre muni d'un joint O-ring 30 affleu- rant la périphérie du disque 21. Comme le disque 11, le disque 21 peut osciller entre deux positions angulaire- ment distantes de 900. Dans l'une de ces positions le tube 23, en position horizontale, communique, par l'une de ses extrémités avec un trou horizontal 31 du bâti et par son autre extrémité avec un trou 32 relié à une source d'air comprimé. Dans la seconde position du disque 21, le tube 23 communique, par son extrémité inférieure avec un clapet 33 monté à l'extrémité d'un bras articulé 34 dans-un dégagement 47 du bâti 20, sous le disque 21, et actionné par un vérin pneumatique 35 et muni d'un trou centrai relié par un tuyau souple 36 à une source d'air légèrement sous pression et à débit constant, et par son autre extrémité avec un orifice de décharge calibré 37. Le bâti 20 porte en outre un pous- soir 38 identique au poussoir 18. Le dispositif fonctionne de la manière suivante s'il est prévu une mesure de la perte de charge du bâtonnet de filtre, le bras de prélèvement 4 pivote au-delà de la position 4' pour s'arrêter dans la posi- tion 4" de manière à placer le bâtonnet de filtre 2 en face du trou 31. Le bâtonnet 2 est alors introduit par le poussoir 38 dans le tube 23. Une surpression dans la chambre 26 serre la manchette autour du bâtonnet pour le maintenir dans le tube. Le disque 26 pivote-alors de 900 pour venir dans la position représentée en trait fort au dessin. Simultanément le clapet 33 vient s'appliquer sur l'extrémité 29. La mesure de la perte de charge est alors effectuée de manière conventionnelle. Le disque 21 revient ensuite dans sa position initiale dans laquelle la manchette est décollée du bâtonnet par vacuum et le bâtonnet est chassé hors du tube 23 par l'air comprimé arrivant en 32 pour être repris par le bras de prélève- ment 4 qui le replace dans la chaîne de production. Il est ainsi possible de procéder à des mesures à une fréquence élevée sans déchet. Au lieu d'avoir deux bâtis 6 et 20 et deux disques - 7 - 11 et 21, il est bien entendu possible de prévoir un bati unique et un seul disque pourvu de deux perçages parallèles. La figure 4 représente schématiquement un disposi- tif de mesure du poids du bâtonnet de filtre associé à la deuxième forme d'exécution. Ce dispositif comprend un tube métallique 39 ouvert à ses deux extrémités et muni d'une manchette intérieure en caoutchouc 40 et relié par un tuyau souple 41 à un dispositif pneumatique permet- tant de créer soit une surpression soit une dépression entre le tube et la manchette. Le tube 39 est fixé à l'extrémité d'un bras horizontal 42 solidaire du piston d'un vérin pneumatique 43. Une butée 44 escamotable au moyen d'un vérin 45 peut s'engager dans le tube 39. La mesure du poids s'effectue au moyen d'un capteur de force représenté schématiquement en 46. Le dispositif fonctionne de la manière suivante le tube 23, contenant un bâtonnet de filtre, étant amené dans la position verticale et le clapet 33 écarté, le bâtonnet est relâché pour tomber librement dans le tube 39 positionné dans le prolongement du tube 23. Le bâton- net de filtre est retenu dans sa chute dans le tube 39 par la butée 44. Il est ensuite serré par la manchette et la butée 44 est escamotée. Le tube 39 est alors déplacé par le vérin 43 dans la position 39'. La man- chette 40 libère le bâtonnet dont le poids peut alors être mesuré par le capteur de force 46. Le tube 39 est ensuite déplacé vers la gauche et laisse tomber le bâtonnet de filtre. Il serait également possible de réintroduire le bâtonnet dans le tube 23 du disque 21 par une poussée mécanique ou pneumatique. On peut égale- ment utiliser une butée 44 fixe ne pénétrant pas dans le tube 39. Le nombre de disques n'est pas limité à deux, mais il serait possible de prévoir au moins un troisième - 8- disque analogue aux disques 11 et 21, pour un autre contrôle ou une autre fonction. Au lieu d'utiliser plusieurs disques ou un seul disque munis de plusieurs trous diamétraux parallèles, il serait également pos- sible d'utiliser un seul disque muni d'un seul trou diamétral et des moyens de positionnement du disque dans plusieurs positions angulaires correspondant- à diffé- rents contrôles ou fonctions. On pourrait par exemple prévoir une première position à 450 pour l'évacuation du bâtonnet vers une station de contrôle, une deuxième position à 900 pour le contrôle du poids et une troi- sième position à 1350 pour le contrôle de la perte de charge. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 5 et 6, le bras de prélèvement 48 est monté pivotant autour d'un axe 49 parallèle à la trajectoire des bâton- nets 2, sur le côté du tapis transporteur 3. Le bras 48 comprend également une chambre vacuum 50 pour la saisie des bâtonnets 2. L'extrémité du bras 48 proche de l'axe 49 est munie d'une soufflette d'éjection 51 reliée par un tube souple 52 à une source d'air comprimé. Après avoir saisi un bâtonnet 2, le bras 48 bascule dans la position verticale 48' et la soufflette 51 chasse le bâtonnet 2 dans un tube 53 relié à un tuyau souple 54 et muni d'un clapet 55 qui vient fermer l'extrémité infé- rieure du tube 53 après l'introduction du bâtonnet 2, ce clapet 55 étant muni d'une soufflette 56 pour l'envoi du bâtonnet vers une station de contrôle par le tuyau 54. Le dispositif selon l'invention peut également être utilisé pour le contrôle de cigarettes. 2474283. -9- REVENDICATIONS 1. Dispositif de prélèvement automatique d'un échantillon de filtre ou de cigarette dans une chaîne de fabrication en vue de son contrôle, comprenant un bras de prélèvement rotatif relié à une source de vacuum, caractérisé par le fait que le bras de prélèvement est muni d'un bord arrondi concave formant butée pour les échantillons à prélever, et par le fait que le disposi- tif comprend en outre au moins un élément tubulaire de transfert et/ou de contrôle destiné à recevoir l'échan- tillon prélevé, des moyens d'entraînement du bras de prélèvement selon un mouvement oscillant entre une première position, de prélèvement, et au moins une deuxième position dans laquelle l'échantillon est placé en face de l'élément tubulaire de transfert, et des moyens d'introduction de l'échantillon dans l'élément tubulaire de transfert, ledit bord arrondi concave servant de guidage pour l'échantillon lors de cette introduction. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bras de prélèvement est monté pivo- tant autour d'un axe parallèle à son bord concave, que l'élément tubulaire de transfert est constitué d'un perçage diamétral dans un disque rotatif oscillant entre une première position, horizontale, dans laquelle l'échantillon est introduit dans ledit perçage et une seconde position de transfert et/ou de contrôle. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend deux disques oscillants parallèles verticaux, muni chacun d'un perçage diamé- tral, montés dans au moins un bâti, le perçage du pre- mier disque communiquant, dans sa seconde position, à l'une de ses extrémités avec une arrivée d'air comprimé et à l'autre extrémité avec un conduit d'évacuation de l'échantillon vers une station de contrôle, le perçage 2474283. - 10 - du second disque contenant des moyens pneumatiques de maintien radial de l'échantillon et communiquant, dans sa seconde position, à l'une de ses extrémités avec une source d'air à pression contrôlée et à l'autre extrémité avec un trou d'échappement, en vue du contrôle de -la perte de la charge de l'échantillon. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le perçage du second disque communique, dans sa première position, horizontale, par son extrémi- té opposée à son entrée pour l'échantillon, avec une source d'air comprimé intermittente pour l'éjection de l'échantillon en direction du bras de prélèvement, après. retour du disque dans sa première position, pour la réintroduction de l'échantillon dans la chaîne de produc-- tion. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le perçage du second disque est relié latéralement à une source d'air comprimé intermittente et qu'il contient un tube perforé entourant une man-, chette élastique dont les extrémités repliées forment une garniture d'étanchéité aux extrémités de la chambre annulaire formée entre le tube et le perçage diamétral. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 3 ou 4, caractérisé par le fait que le bâti dans lequel est monté le second disque porte un support mobile auquel est fixée l'extrémité d'un conduit relié à- la source d'air à pression contrôlée pour.le contrôle de la perte de charge, permettant d'appliquer ou d'écarter la source d'air à pression contrôlée de l'extrémité du perçage. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le perçage du second disque est en position verticale dans la seconde position du disque, et que le dispositif comprend en outre un tube vertical ouvert à ses extrémités, destiné à recevoir un échantil- 2474283. - il - lon et mobile entre une première position, dans laquelle il est dans le prolongement du perçage du second disque en position verticale et audessus d'une butée axiale, et une seconde position dans laquelle il est au-dessus d'une balance, ledit tube comprenant des moyens de maintien radial de l'échantillon pendant son transfert de la première à la seconde position. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bras de prélèvement est monté pivo- tant autour d'un axe horizontal perpendiculaire au plan contenant son bord concave et qu'il est muni, à une extrémité, d'un dispositif souffleur dirigé dans l'axe du bord concave, et que l'élément tubulaire de transfert est constitué par un tube ouvert à ses extrémités et dont l'entrée est munie d'un clapet de fermeture relié à une source d'air comprimé et la sortie est reliée à un conduit d'évacuation vers une station de contrôle. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 ou 8, caractérisé par le fait que le bras de prélèvement est constitué par une plaque de forme rectan- gulaire et que la concavité du bord du bras de prélève- ment présente une section ayant au moins approximative- ment la forme d'un quart de cercle dont les extrémités sont respectivement perpendiculaires à la tranche et à une face du bras. 10. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que le disque rotatif peut occuper au moins trois positions angulaires, la première dans laquelle l'échantillon est évacué vers une station de contrôle, la deuxième dans laquelle on mesure directe- ment la perte de charge de l'échantillon et la troisième dans laquelle on mesure le poids de l'échantillon.