Brevet FR2501014A1 — publié le 19820910

La présente invention concerne un dispositif de transfert et de contrôle de groupes de cigarettes destinées à la ligne d'enveloppement d'une machine d'empaquetage. On sait que ces groupes, formés généralement d'une pluralité de couches superposées de cigarettes, sont contenus dans les compartiments d'un transporteur sans fin qui avance par intermittence. Il se vérifie assez fréquemment que dans ces compartiments les grou- pes de cigarettes se présentent incomplets ou comportent une ou plusieurs cigarettes défectueuses tant à cause d'un remplissage insuffisant de tabac au bout que par manque de filtre. Selon l'art connu, dans le but de détecter ces groupes défectueux destinés à être éliminés, on prévoit des dispositifs de contrôle disposés le long du trajet du transporteur sans fin. Ces dispositifs peuvent être de type électro- mécanique et comporter, par rapport à chaque cigarette, un dispositif palpeur sous forme de cheville, en cas de contrôle d'un seul bout de la cigarette, ou deux dispositifs palpeurs (toujours sous forme de chevil- le), en cas de contrôle des deux bouts. Ces palpeurs, pendant chaque arrêt du trans- porteur intermittent s'approchent des positions occu- pées par les têtes des cigarettes et vérifient le de- gré de remplissage au bout et/ou la présence du filtre et éventuellement si le groupe est complet. Le résultat de cette opération de contrôle est ensuite transmis, au moyen d'un dispositif de mémoi- re, à un dispositif éjecteur des groupes défectueux dis- posé le long du trajet du transporteur sans fin. -2- On connaît aussi des dispositifs de contrôle de type électrique, dans lesquels lesdits palpeurs sont remplacés par un nombre égal de senseurs optiques, cha- cun desquels comporte un élément photo-émetteur, un élé- ment photosensible et un circuit électrique. Dans les deux cas décrits chaque dispositif de contrôle comporte un ensemble de dispositifs essen- tiellement indépendants, chacun desquels destiné au contrôle de l'extrémité d'une cigarette déterminée fai- sant partie du groupe. Par conséquent ces dispositifs sont non seulement complexes et coûteux, mais aussi très encombrants. Le but de la présente invention est celui d'ef- fectuer un dispositif de contrôle en mesure de pallier les inconvénients précités, et plus particulièrement un dispositif plus simple, peu coûteux et de dimensions très réduites par rapport aux dispositifs connus. Ce but et d'autres encore sont atteints par le dispositif de transfert et de contrôle de groupes de ci- garettes comportant un transporteur pourvu de comparti- ments destinés à contenir des groupes de cigarettes dis- posées transversalement par rapport au sens d'avance-du transporteur et rangées en couches à des niveaux diffé- rents par rapport à ce transporteur et comportant un dis positif de contrôle d'au moins une tête de chacune des- dites cigarettes et un dispositif éjecteur des groupes incomplets et/ou contenant au moins une cigarette dé- fectueuse, caractérisé en ce que ledit dispositif de contrôle comporte un élément de contrôle par chacune desdites couches, un premier bloc de circuits associé à chacun desdits éléments de contrôle, d'émission d'un signal à la suite de l'opération de contrôle de l- 2 5 0 1 0 1 4 -3- la couche correspondante, un dispositif associé à des moyens mécaniques reliés audit transporteur, d'émission d'un signal cyclique en synchronisme avec ladite opéra- tion de contrôle des couches, un deuxième bloc de cir- cuits, de confluence des signaux desdits premiers blocs de circuits et de commande des moyens éjecteurs au dé- clenchement dudit signal cyclique. D'autres caractéristiques et avantages du dis- positif selon la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée qui suit d'une forme préférée d'exécution illustrée à titre d'exemple non limitatif à l'aide des dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une vue de face d'un transporteur de groupes de cigarettes pourvu du dispositif selon l'in- vention; - la figure 2 est une vue en coupe, selon la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 représente un premier bloc du circuit élec- trique du dispositif selon la présente invention; - la figure 4 représente un deuxième bloc du circuit é- lectrique du dispositif selon la présente invention; - la figure 5 représente à titre indicatif quelques si- gnaux présents en plusieurs endroits des circuits des figures 3 et 4. En se référant à la figure 1, on a indiqué glo- balement en 1 un transporteur qui avance par intermitten- ce dans le sens de la flèche f et qui est formé d'une ban de sans fin 2 sur laquelle sont fixés, selon un pas cons- tant, des compartiments 3. La bande 2 est enroulée en bague sur des rou- leaux d'extrémité, l'un seulement desquels est indiqué il/ -4- en 4 sur la figure 1, monté sur un axe 5. Un dispositif de type connu, schématisé par le bloc 6 et qui reçoit le mouvement par un arbre continu de machine non représenté, transmet un mouvement de ro- tation intermittente à l'axe 5. Le-s compartiments 3 définissent à leur inté- rieur des espaces sensiblement parallélépipédiques des- tinés à contenir des groupes 7 de vingt cigarettes 8 dis- posées transversalement par rapport au sens d'avance de la bande 2. Ces groupes 7 dont la formation a lieu à l'aide de moyens de type connu non illustrés, sont formés de trois couches, à savoir une couche supérieure 9 et une couche inférieure 10 toutes les deux de sept cigarettes, entre lesquelles est interposée une couche 11 de six ci- garettes. L'espace de la cigarette manquante dans la cou- che intermédiaire est occupé par deux nervures qui se prolongent à l'intérieur du compartiment 3 depuis ses pa- rois latérales opposées sur une partie sensiblement éga- le au rayon d'une cigarette. i Le long du parcours du transporteur 1, dans une position 12 définie de contrôle, une plaquette 13, située dans un plan normal aux axes des cigarettes 8 et proche du bord avant (en se référant à ceux qui regardent la figure 1) de la bande 2, constitue l'élément de support d'un dispositif de contr6le indiqué globalement en 14. Ce dispositif 14 comporte trois éléments de détection de type optique 15, 16, 17 comportant des photocellules à réflexion miniaturiséesdisposés respectivement au ni- veau des couches 9, 11 et 10 et logés en logements mé- nagés dans la plaquette 13. Alors que les éléments de détection 15 et 17 sont disposés le long d'une même ligne verticale, l'é- il 2 50 1 0 1 4 -5- lément 16 qui se réfère à la couche intermédiaire 11 est disposé à gauche de cette ligne (en se référant à ceux qui regardent la figure 1) à une distance de celle-ci sensiblement égale au rayon d'une cigarette. A chaque pas de la bande 2, un groupe 7 de cigarettes 8 contenu dans un compartiment 3 traverse la position de contrôle 12 de manière que les trois cou- ches de cigarettes 9, 11 et 10 y contenues sont sondées par les éléments 15, 16 et 17 respectivement. Sur la figure 3 on a représenté un bloc-circuits relatif à la photocellule à réflexion 15 située au ni- veau supérieur. Cette photocellule 15 comporte un élé- ment photo-émetteur 18 et un élément récepteur photosen- sible 19. L'élément photo-émetteur 18, qui dans l'exem ple de la figure 3 est composé d'un diode émetteur de radiations lumineuses (diode à lueurs) dont la base est reliée à la masse et l'émetteur est relié à un pôle po- sitif 20 au moyen d'une résistance 21, dirige un rayon lumineux en direction du transporteur 1. Quand ce rayon est intercepté par les extrémités ou têtes des cigarettes qui forment les couches supérieures 9 des groupes 7, il est réfléchi vers l'élément photosensible 19. Ce dernier, dans l'exemple de la figure 3, est composé d'un phototransistor dont l'émetteur est relié à la masse et le collecteur est relié, au moyen d'un potentiomètre 22, à un p8le positif 23 d'un générateur de tension continue. En 24 on a indiqué une borne de sortie de la photocellule à réflexion 15, sur laquelle se trouve un signal qui est fonction de la distance entre l'élément photoémetteur 18 et le corps réfléchissant. Cette borne 24 est reliée à l'entrée d'un amplificateur opération- -6 - nel 25 dont le gain est réglable au moyen d'une resis- tance de contre-réaction 26. La sortie de l'amplificateur opérationnel 25 est reliée à l'entrée négative ou d'inversion d'un élé- ment de décision constitué d'un comparateur 27. La deuxième entrée du comparateur 27 est re- liée au moyen d'un rhéostat 28 à un pôle positif 29. De cette façon à l'entrée positive du comparateur 27 il y a une tension de référence ou de seuil réglable au moyen du rhéostat 28. En 30 on a indiqué la borne de sortie du com- parateur 27 (voir aussi la figure 4). Deux blocs-circuits sont associés aux éléments de contrôle 16 et 17 relatifs à la couche intermédiaire 11 et à la couche inférieure 10; ceuxci, non représentés sur les figures vu qu'ils sont égaux à celui de la figu- re 3, sont pourvus de bornes de sortie 31 et 32 respec- tivement (voir la figure 4). En se référant à la figure 4, on a indiqué en 33 un arbre de machine pourvu de mouvement de rotation continu, relié par une liaison cinématique au transpor- teur 1 au moyen du dispositif 6. Deux dispositifs indi- qués en 34 et 35 sont couplés à l'arbre 33, qui effectue une rotation de 3600 par chaque intermittence du trans- porteur 1. Ces dispositifs 34 et 35 peuvent par exemple comporter des disques dentés solidaires de l'arbre 33 et des dispositifs de détection de type photoélectrique ou magnétique. Plus particulièrement le dispositif 35 fournit à une borne de sortie 36 un signal de niveau logique 1 interrompu par une impulsion de niveau logique 0, en correspondance du début de chaque avance du transporteur J7 -7- 1 (voir signal A sur la figure 5). Cette impulsion sera appelée par la suite impulsion de début cycle. A chaque cycle, le dispositif 34 fournit à une borne de sortie 37 une suite d'impulsions rectangulai- res de niveau logique 1, définÉs par la suite impulsions de déclenchement, en correspondance des instants dans lesquels les zones centrales des cigarettes qui forment les trois couches de chaque groupe 7 sont sondées par les éléments photoémetteurs correspondants (voir si- gnal B sur la figure 5). Les bornes de sortie 30 et 32 sont reliées di- rectement à une première et à une deuxième entrée d'un élément logique "non"-"et"(NAND) 38 à trois entrées) La borne de sortie 31 est reliée, au moyen d'un NAND 39, à la première entrée d'un NAND 40 à deux entrées, dont la sortie aboutit à la troisième entrée du NAND 38. La deuxième entrée du NAND 40 est reliée à une borne de sortie 41 d'unFLIP-rFLOP 42, qui fait partie d'un bloc- circuits indiqué globalement en 43, pourvu de deux en- trées reliées à la borne 37 et à la borne 36 respecti- vement. Plus précisément, le bloc 43 comporte, reliés en cascade, un NAND 44 d'inversion du signal provenant de la borne 37, un bloc dérivateur 45 destiné à fournir en sortie un signal rectangulaire en correspondance du front de montée du signal en entrée, un deuxième NAND 46 relié à une première entrée du FLIP-FLOP 42. Une deuxième entrée duFLIP-FLOP 42 est reliée à la borne 36. La sortie du NAND 38 à trois entrées est reliée à l'entrée d'un NAND 47. Une deuxième entrée du NAND 47 est reliée à la borne 37. La sortie du NAND 47 est reliée à l'une des entrées d'unFLIP-FLOP 48, dont I () 2 5 O i O 1 4 -8- la deuxième entrée aboutit à la borne 36. Enfin, une borne de sortie 49 du bloc-circuits comportant le NAND 38, le NAND 47 et le.FLIP-FLOP 48 est reliée au moyen d'un circuit de retard 50, à un dispositif éjec- teur 51. Le fonctionnement du dispositif selon la pré- sente invention est le suivant. A la fin d'une phase d'arrêt le transporteur 1, sous l'action du dispositif 6, commence sa phase d'a- vance, en synchronisme avec l'émission d'une impulsion de début cycle de la part du dispositif 35 (voir signal A sur la figure 5). Un compartiment 3, qui pendant le cycle de fonctionnement précédent est arrivé à une position immé- diatement en amont de la position de contrôle 12, défile devant le dispositif de contrôle 14, et le groupe 7 de cigarettes y contenu est sondé,couche par couche, par les trois éléments de contrôle 15, 16 et 17. Considérons par exemple l'élément de contrôle 15 relatif à la couche supérieure 9 et examinons la mar- che du signal présent à la borne 24. Si le rayon émis par l'élément photoémetteur 18 frappe l'extrémité d'une cigarette 8 parfaitement remplie, la tension à la borne 24 prend une valeur proche de 0. Dans ce cas, en effet, le rayon de lumière réfléchie qui frappe l'élément photo- sensible 19 a une intensité telle qu'il cause un court- circuit entre l'émetteur et le collecteur, qui présente la tension de masse. Si, au contraire, les cigarettes ont un degré de remplissage insuffisant au bout, à cause de l'écarte- ment par rapport au cas précédent entre l'élément de contrôle et la surface réfléchissante, le rayon de lumiè- t/ 0 1 0 1 4 re réfléchie a une intensité inférieure. De ce fait, la résistance intérieure du phototransistor 19 et par con- séquent la tension à la borne 24 subissent une augmenta- tion. Dans le cas particulier dans lequel les troi- sième et cinquième cigarettes de la couche prise en exa- men présentent des défauts de remplissage au bout, le signal C de la figure 5 est présent à la borne 24, ce- lui-ci étant un signal à développement sensiblement ho- rizontal et d'amplitude proche de 0 en correspondance du sondage de cigarettes en parfaites conditions de rem- plissage, et ayant deux crêtes de tension en correspon- dance du sondage des troisième et cinquième cigarettes. Ces crêtes de tension ont des amplitudes différentes é- tant donné qu'elles correspondent à des conditions dif- férentes de remplissage et, en considération de ce qui a été précédemment dit, les conditions de la troisième cigarette apparaissent pires par rapport à la cinquième. Le signal C de la figure 5, amplifié par l'am- plificateur opérationnel 25, est comparé au moyen du com- parateur 27 à une tension de seuil, qui dans le cas pris en examen a une valeur intermédiaire entre les amplitu- des des deux crêtes de tension résultant du sondage des troisième et cinquième cigarettes (voir signaux D et E sur la figure 5). i Le signal F de la figure 5 est présent à la sortie du comparateur 27. Il faut remarquer que la crête de tension relative au contrôle de la cinquième cigarette apparaît éliminée étant donné que son ampli- tude est inférieure à la valeur de la tension de seuil choisie. i Le rhéostat 28, au moyen duquel on peut modi- - 10 - fier la valeur de la tension de seuil du comparateur 27, constitue par conséquent un moyen de réglage de la sen- sibilité de l'élément de détection 15. Trois signaux du type du signal F sur la figu- re 5 sont par conséquent présents, pendant chaque opéra- tion de contrôle, aux trois bornes 30, 31 et 32 relati- ves aux trois éléments de contrôle 15, 16 et 17, ces si- gnaux étant de niveau logique 1 en cas de cigarettes en conditions correctes de remplissage, et de niveau logique 0 quand il y a des cigarettes défectueuses. Les trois bornes 30, 31 et 32 aboutissent au NAND 38, à la sortie duquel même une seule impulsion de niveau logique 0 à l'une des trois entrées détermine une impulsion de niveau logique 1.Toutefois, tandis que les signaux présents aux bornes 30 et 32 sont alimentés di- rectement au NAND 38, le signal présent à la borne 31, inversé par le NAND 39, est bloqué par le NANDA 40 pen- dant l'intervalle compris entre un instant tl, d'émis- sion de l'impulsion de début cycle de la part du dis- positif 34, et un instant t2 correspondant au front de descente de la première impulsion de déclenchement (voir les signaux A et B sur la figure 5). * Il faut remarquer en effet que, à cause de la conformation particulière du groupe de cigarettes et la disposition décalée des trois éléments de contrôle, l'é- lément de contrôle 16 ne commence le sondage de la pre- mière cigarette de la couche intermédiaire Il que quand les éléments de contrôle 15 et 17 commencent le sondage des deuxièmes cigarettes des couches respectives 9 et 10. Pendant l'intervalle tl-t2, par conséquent, le bloc 43 envoie à la borne de sortie 41 un signal de ni- "k 250 101 4 - il - veau logique 0, inhibiteur du NAND 40 au passage du si- gnal présent à la borne 31.A partir de l'instant t2, à la sortie du bloc 43 il y a un signal de niveau logi- que 1, de déclenchement du NAND 40 au passage du signal relatif au sondage de la couche intermédiaire 11. Si la couche inférieure 10 et la couche inter- médiaire Il n'ont aucune cigarette défectueuse, le si- gnal F de la figure 5 est présent à la sortie du NAND 38, celui-ci étant un signal de niveau logique O qui prend le niveau logique 1 en correspondance du sondage de la troisième cigarette de la couche supérieure 9 de la part de l'élément de contrôle 15. Le signal B de la figure 5 à la deuxième en- trée du NAND 47 déclenche le passage du signal F seule- ment en correspondance de l'émission des impulsions de niveau logique 1, émises en correspondance du sondage par les éléments de contrôle 15, 16 et 17, des zones cen- trales des extrémités des cigarettes. Dans le cas pris en examen, le signal G de la figure 5 est présent à la borne de sortie du NAND 47 et donc à l'entrée duFLIP-FLOP 48 et le signal H de la figure 5 est présent à la borne de sortie 49 du FLIP- * FLOP 48, ce dernier étant un signal de niveau logique O qui prend le niveau logique 1 dès l'instant o ladite impulsion de niveau logique O se présente à la sortie du NAND 47, c'est-à-dire au moment du sondage de la troisième cigarette de la couche supérieure 9. i Le signal H sur la figure 5, dont l'envoi au dispositif éjecteur 51 est retardé par le dispositif 50 d'un nombre de cycles qui est fonction de la distance entre le dispositif de contrôle 14 et le dispositif 51, constitue le signal de commande du même dispositif éjec- - 12 - teur 51. Dans la forme d'exécution décrite du dispositif selon l'invention, le dispositif 14 effectue le contrôle d'une seule extrémité des cigarettes 8 et évidemment il est également en mesure de détecter si les groupes 7 sont incomplets. Si l'on désire effectuer le contrôle du degré de remplissage de l'autre extrémité aussi de chaque ci- garette, ou éventuellement le contrôle de la présence du filtre dans le cas de cigarettes à filtre, il suffit de disposer un deuxième groupe de trois éléments de con- trôle 15, 16, 17 en correspondance de la deuxième extré- mité des cigarettes. Un circuit analogue à celui repré- senté sur la figure 3 est associé à chacun de ces élé- ments et les respectives bornes de sortie de ces cir- cuits aboutissent au NAND 38. Il est évident que de nombreuses modifications et variantes peuvent être apportées à la forme d'exécu- tion décrite ci-dessus sans pour cela s'éloigner du ca- dre et de l'esprit de l'invention. En particulier les éléments de contrôle qui dans le cas décrit sont composés de photocellules à ré- flexion miniaturisées,peuvent être remplacés par des éléments d'un type différent, par exemple par des transducteurs de pression; dans ce cas les éléments pho- to-émetteurs sont remplacés par des éléments pneumati- ques qui dirigent un souffle d'air sur les têtes des cigarettes lors du passage des groupes 3 par la position de contrôle 12. Il faut remarquer en outre que la suite des im- pulsions de déclenchement émise pendant chaque cycle par le dispositif 34 pourrait être remplacée par un seul si- 2 50 10 1.4 - 13 - gnal de déclenchement dont la durée serait égale à celle de l'opération de contrôle de toutes les cigarettes for- mant une couche. - - - - - - 14 - RE V E N D IC AT IONS S 1) Dispositif de transfert et de contrôle de groupes de cigarettes comportant un transporteur (1) pourvu de com- partiments (3) destinés à contenir des groupes (7) de ci- garettes (8)disposées transversalement par rapport au sens d'avance du transporteur et rangées en couches (9, 11; 10) à des niveaux différents par rapport à ce transporteur, et comportant un dispositif de contrôle (14) d'au moins une tête de chacune desdites cigarettes et un dispositif éjecteur (51) des groupes incomplets et/ou contenant au moins une cigarette défectueuse, ca- ractérisé en ce que ledit dispositif de contrôle (14) comporte un élément de contrôle (15, 16, 17) par chacu- ne desdites couches, un premier bloc de circuits (25, 27) associé à chacun desdits éléments de contrôle, d'é- mission d'un signal (F) à la suite de l'opération de con- trôle de la couche correspondante, un dispositif (34) associé à des moyens mécaniques (33) reliés au transpor- teur (1), d'émission d'un signal cyclique (B) en synchro- nisme avec ladite opération de contrôle des couches, un deuxième bloc de circuits (38, 47, 48) de confluence des signaux desdits premiers blocs de circuits (25, 27) et de commande des moyens éjecteurs (51) au déclenche- ment dudit signal cyclique. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de contrôle (15, 16,17) sont montés sur un élément de support (13) selon une disposition qui reproduit celle des têtes des cigarettes appartenant à un même groupe et contiguës l'une à l'autre. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal cyclique (B) est constitué par une suite d'impuisions synchronisées avec les instants dans 250 1 0 1 4 - 15 - lesquels les éléments de contrôle (15, 16, 17) sondent les zones centrales desdites têtes. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits premiers blocs-circuits (25, 27) comporte un élément de décision (27) de transformation des signaux (D) en sortie de l'élément de contrôle res- pectif (15, 16, 17) en signaux logiques à deux niveaux et des moyens de réglage (28) de la sensibilité dudit élément de contrôle. 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de contrôle (15, 16, 17) comportent des photocellules à réflexion miniaturisées. 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de contrôle (15, 16, 17) comportent un transducteur de pression. 7) Dispositif selon les revendications 1 et 3, caracté- risé en ce qu'il comporte, associé au moins à l'un des- dits premiers blocs-circuits (25, 27) et assujetti au dispositif (34) d'émission dudit signal cyclique, un bloc-circuits (43) de déclenchement et d'inhibition au passage du signal (F) émis par le premier bloccircuits (25, 27) et dirigé vers le deuxième bloc-circuits (38, 47, 48). BAIO0N t DAIRL 116, &Xxevard F.'Jjanl 7:008 PARIS TEL z 522.21-20