Brevet FR2598102A1 — publié le 19871106

1; Procédé et dispositif pour l'application d'une matière fluide sur une bande La présente invention concerne un procédé pour 5 l'application d'une matière fluide sur une bande, dans lequel la matière est retirée d'une réserve, au moyen d'un transporteur rotatif à prélèvement, sous la forme d'une couche et transportée à la bande, et la matière qui n'est pas transférée sur la bande est retournée, par le transpor10 teur à prélèvement, dans la région de la réserve. L'invention concerne en outre un dispositif destiné & appliquer une matière fluide sur une bande, qui comprend un transporteur rotatif à prélèvement pour retirer une couche de matière d'une réserve, transporter la couche 15 de matière & la bande et retourner la matière n'ayant pas été transférée sur la bande dans la région de la réserve. Le but de l'invention consiste à perfectionner l'application de matières fluides, en particulier liquides, sur une bande au moyen d'un procédé et d'un dispositif du 20 genre mentionné plus haut, de telle manière que notamment des occlusions gazeuses dans la matière non transférée sur la bande et retournée dans la région de la réserve soient éliminées avant que le transporteur à prélèvement ne retire une nouvelle couche de matière de la réserve. Ce but est atteint selon l'invention- en ce qui concerne un procédé pour l'application d'une matière fluide sur une bande, dans lequel la matière est retirée d'une réserve, au moyen d'un transporteur rotatif à prélèvement, sous la forme d'une couche et transportée à la bande, et la 30 matière non transférée à la bande est retournée par le transporteur à prélèvement dans la région de la réservepar le fait que le long de la couche de matière non transférée et retournée sur la surface du transporteur à prélèvement est transportée, en sens opposé, une couche de mati35 ère fraîche. La matière non transférée peut alors être ment. En tant que transporteur à prélèvement il convient de prévoir en particulier un cylindre de prélèvement auquel un cylindre doseur peut avantageusement être associé de 5 telle manière que la fente ainsi formée entre les deux cylindres influe sur l'épaisseur de la couche, c'est-à-dire qu'elle maintienne cette épaisseur autant que possible constante. Au voisinage immédiat de la fente peut alors être prévue une racle prenant appui sur le cylindre doseur et 10 servant & étanchéifier la réserve. Dans la matière non transférée sur la bande et qui est retournée dans la région de la réserve se trouvent fréquemment, en particulier en cas de forte viscosité de la matière, des occlusions gazeuses, en particulier d'air, qui 15 lors du prélèvement d'une nouvelle couche et/ou du transfert de cette couche sur la bande peuvent avoir des effets perturbateurs. Ces bulles d'air qui, lorsqu'elles sont particulièrement petites, sont également appelées micromousse, peuvent être éliminées dans une zone de détente qui, pour 20 un observateur regardant dans le sens de transport du transporteur & prélèvement, est disposée devant le canal. Cela signifie que cette zone de détente se trouve, par rapport au sens dans lequel de la matière fraîche est refoulée à travers le canal et recueille ainsi de la matière résidu25 -elle, derrière le canal de sorte que, notamment à la pression atmosphérique, les petites bulles de gaz peuvent s'y réunir de façon à former de plus grandes bulles qui sont alors éliminées de la matière dans la zone de détente. Si la pression à laquelle la matière dans la 30 réserve est soumise est relativement élevée, alors il est avantageux que la détente s'effectue à partir de l'espace de réserve vers la zone de détente en au moins deux étapes. La première étape peut alors avoir lieu dans le canal selon l'invention; pour la détente restante à partir d'un espace 35 de réserve intermédiaire peut servir un autre canal selon transportée en passant par un canal à travers lequel de la matière fratche est refoulée en sens opposé (à contrecourant). Une forme de réalisation préférée de l'invention 5 consiste en ce que la matière est retirée par la surface du transporteur à prélèvement, de préférence un cylindre de prélèvement, et est transportée à la bande et en ce que de la matière non transférée est transportée en direction du canal, la surface du transporteur à prélèvement formant à O10 cet égard une surface limitant le canal. Dans ce cas la matière refoulée en sens contraire du sens de mouvement de la surface du transporteur à prélèvement et qui risque de contenir au moins en partie de la matière retournée peut, suivant une variante de l'invention, parvenir à un équipe15 ment de pompage qui retourne de la matière à la réserve d'o le transporteur à prélèvement retire de la matière sous la forme d'une couche. Si la matière dans la réserve, d'o le transporteur à prélèvement retire de la matière sous forme de cou20 che, est maintenue sous pression, il est avantageux, suivant un développement de l'invention, de ramener la pression, à travers le canal par lequel de la matière est refoulée à contre-courant ainsi qu'à travers au moins un autre canal, de préférence à la pression atmosphérique. En ce qui concerne un dispositif qui, destiné à appliquer une matière fluide sur une bande, comprend un transporteur rotatif à prélèvement pour retirer une couche de matière d'une réserve, transporter la couche de matière à la bande et retourner la matière non transférée sur la 30 bande dans la région de la réservefle but de l'invention est atteint par le fait que la surface du transporteur à prélèvement forme avec une paroi limite un canal dont l'entrée est contigud à la réserve sous pression, de telle manière que de la matière est refoulée par le canal en sens 35 contraire du sens de transport du transporteur à prélève- l'invention. Dans ce cas cet autre espace intermédiaire peut être étanchéifié au moyen d'une autre racle prenant appui contre la surface du transporteur à prélèvement. Le cylindre de prélèvement peut être réalisé sous 5 la forme d'un cylindre gravé, également appelé cylindre tramé, qui, en fonction de la configuration selon laquelle de la matière liquide est appliquée sur la bande, présente des profils variés. En conséquence, on pourrait appeler les cylindres également des cylindres de forme. -Le dispositif d'application selon l'invention peut trouver une utilisation préférée dans une machine dite de mise en place de bouts filtrants dans laquelle des bâtonnets de tabac sont réunis, au moyen de manchettes encollées, avec des bouts filtrants pour former des cigarettes à 15 bout filtrant. Pour cela une bande de papier de recouvrement, dont sont détachées en continu des manchettes, peut être munie de colle liquide, de préférence d'une solution aqueuse de polyacétate de vinyle, au moyen d'un dispositif d'application selon l'invention. L'avantage offert par l'invention consiste en ce qu'elle permet d'obtenir que de petites bulles d'air, par exemple de la micromousse, ne nuisent ni au prélèvement d'une couche de matière sur la réserve par le transporteur & prélèvement ni au transfert de matière sur la bande. En 25 outre, il ne subsiste plus aucune ou peu seulement de matière ancienne sur la périphérie du transporteur à prélèvement lorsque celui-ci retire de la matière nouvelle de la réserve, de sorte qu'à cet égard une amélioration est également obtenue. La matière ancienne détachée, d'o les 30 petites bulles d'air peuvent s'échapper, peut, ne serait-ce qu'en raison de leur quantité relativement faible, être rajoutée à la matière fraiche, si cela est souhaitable. L'invention est expliquée ci-dessous plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation illustrés aux des35 sins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une forme de réalisation de l'invention avec abaissement de pression en une seule étape entre la réserve et la zone de détente; la figure 2 représente une forme de réalisation de l'invention avec abaissement de pression en deux étapes entre la réserve et la zone de détente; la figure 3 représente un cylindre gravé en tant que cylindre de prélèvement; la figure 4 représente, à plus grande échelle, des O10 détails du profil du cylindre selon les flèches IV-IV de la figure 3; la figure 5 représente une autre forme de réalisation d'un cylindre gravé en tant que cylindre de prélèvement; la figure 6 représente, à plus grande échelle, des détails du profil du cylindre suivant les flèches VI-VI de la figure 5; et la figure 7 représente, de manière agrandie, des détails d'un dispositif d'étanchéité de la surface d'un 20 cylindre de forme pour empêcher de la matière liquide de s'écouler en direction axiale. Sur la figure 1 est représenté un dispositif d'application selon l'invention. La matière fluide, en particulier liquide, à appliquer sur une bande 1 en forme de ru25 ban, qui peut être par exemple en papier, carton, matière plastique, matière textile, fibres ou analogues, est amenée par une pompe 2 en passant par un conduit d'amenée 3. Dans la partie terminale du conduit d'amenée 3 est formée une réserve 4 de matière soumise à une pression, de sorte qu'un 30 transporteur à prélèvement présenté sous la forme d'un cylindre de prélèvement 7 tournant dans le sens de la flèche 6 peut prélever de la matière au niveau de sa périphérie et la transporter en direction de la bande 1. A partir de la matière prélevée sous la forme d'une couche est alors 35 transférée de la matière sur la bande. Par 8 est désignée une racle qui prend appui élastiquement contre le cylindre de prélèvement 7 et étanchéifie la réserve dans le sens de transport du cylindre de prélèvement 7. La matière non transférée sur la bande 1 peut contenir de petites bulles 5 d'air, par exemple ce qu'il est convenu d'appeler de la micromousse, qui dans le cas du renvoi usuel dans un espace de réserve pour de la matière ne peuvent plus se dégager et risquent, lors de la formation d'une nouvelle couche de matière ou lors du transfert de celle- ci sur la bande, de 10 donner lieu & des défauts de fonctionnement. En outre, il est souhaitable d'enrichir la matière dite ancienne ou résiduelle autant que possible de matière fraîche. Ceci est obtenu selon l'invention d'une manière particulièrement avantageuse par un canal situé entre la 15 réserve 4 et une zone de détente présentée sous la forme d'une chambre de détente 12. Une surface limite déplaçable du canal 11 est formée par la surface 13 du cylindre de prélèvement 4, alors que l'autre surface limite, montée fixe, est formée par une paroi fixe 14 limitant le canal. 20 Gr&ce au canal 11 il se produit à présent un écoulement de matière à partir de la réserve 4 en direction de la chambre de détente 12, lequel écoulement présente une action de cisaillement et évacue de petites bulles, en particulier la micromousse, adhérant encore à la matière ancienne vers la 25 chambre de détente 12. Par suite des efforts de cisaillement, de la matière ancienne peut également, tout au moins dans la région de la couche limite, se détacher et être évacuée vers la chambre de détente. Cet effet de cisaillement est particulièrement avantageux dans le cas de cylin30 dres de forme, comme ceux représentés sur les figures 3 à 6. En passant par le canal 11 qui va en s'élargissant, de la micromousse et de la matière ancienne parviennent dans la chambre de détente 12 qui est réalisée de manière à produire un tourbillon prononcé (indiqué par la flèche 15). 35 Les parois de la chambre sont adaptées au tourbillon. L'air dans la micromousse suit, en raison de la petitesse des bulles, l'écoulement de matière. Par suite du mouillage de la paroi et sous l'effet des forces dans le tourbillon les petites bulles d'air se réunissent pour former des bulles 5 d'air plus grosses qui, en suivant la force ascensionnelle, sont alors entraînées vers le haut le long de la paroi de la chambre de détente 12 et parallèlement au tourbillon. La vitesse ascensionnelle de ces grosses bulles d'air est limitée de sorte qu'une augmentation du volume de gaz de 10 chaque bulle devient possible. La partie supérieure de la chambre de détente 12 présente une inclinaison qui conduit à une évacuation automatique de grosses bulles d'air. Le conduit d'évacuation 16 pour la matière est situé derrière ou au-dessus de la chambre de détente. Un cylindre d'appui 15 18 se trouve à l'endroit d'application A. La matière s'écoulant de la chambre de détente 12 est transportée, en passant par le conduit d'évacuation 16, à un réservoir 17 pour matières fraîches, d'o la pompe 2 transporte de la matière pratiquement fraiche et dans une large mesure 20 exempte de mousse en direction de la réserve 4. La largeur du canal 11 ainsi que la pression de refoulement de la pompe 2 sont réglables puisqu'il est avantageux d'adapter ces deux valeurs l'une à l'autre en fonction de la consistance de la matière, en particulier de 25 sa viscosité, afin d'obtenir une action de cisaillement optimale. La figure 2 montre un développement de l'invention dans lequel est prévu un cylindre doseur et la pression dans l'espace de réserve est abaissée en plusieurs (deux) 30 étapes jusqu'à la chambre de détente. Les éléments de construction qui sont conformes aux éléments correspondants de la figure 1 portent les mêmes chiffres de référence, augmentés de 100, et ne sont plus décrits spécialement. Dans la région de prélèvement E, d'o le cylindre 35 de prélèvement 107 retire de la matière de la réserve 104, est associé au cylindre de prélèvement un cylindre doseur 121. La racle 108 est disposée au voisinage immédiat de la fente 129 entre les cylindres 107 et 121. La matière parvient, en passant par des creux en forme de canaux ménagés dans la paroi fixe du canal, à partir de la préchambre 122 dans l'espace de réserve proprement dit 104 d'o le cylindre de prélèvement 107 retire de la matière qui est dosée par le cylindre doseur 121. La couche dosée est transportée par le cylindre de prélèvement jusqu'à la bande 101 guidée 10 en sens contraire par l'intermédiaire d'une poulie de renvoi 123. La matière excédentaire (matière ancienne, matière résiduelle) non transférée et restée sur la surface du cylindre de prélèvement 107 retourne à la chambre de détente 112. Dans cette chambre de détente parvient également la 15 matière qui, s'écoulant par le canal 111 en sens contraire du sens de transport 106 du cylindre de prélèvement 107, détache la micromousse se trouvant sur la matière ancienne retournée. La matière s'écoulant par le canal 111 peut également détacher de la matière ancienne, tout au moins 20 dans la couche de séparation de celle-ci. La micromousse détachée et/ou la matière arrivent d'abord dans l'espace intermédiaire 124 et de là, en passant par un autre canal étroit 126, dans la chambre de détente 112. Une autre racle 127, qui prend appui élastiquement contre la périphérie du 25 cylindre de prélèvement 107, ferme l'espace intermédiaire' 124 de façon étanche par rapport à la chambre de détente 112. A partir de la chambre de détente 112 la matière retourne, en passant par le conduit d'évacuation 116, au 30 réservoir 117 à matière fraîche. Suivant la forme de réalisation particulièrement avantageuse, représentée sur la figure 2, de l'invention de la matière est amenée par la pompe 102, en passant par le conduit d'amenée 103, à l'espace de réserve 128 formé par 35 la racle 108, le cylindre de prélèvement 107 et le cylindre doseur 121 et dans lequel la réserve de matière se trouve sous pression. A travers la fente 129 entre les cylindres 107 et 123 une couche de matière sur la surface du cylindre de prélèvement 107 est transportée à la bande 101. La mati5 ère ancienne non transférée est retournée dans la région de la réserve o de la matière ancienne contenant de l'air est d'abord éliminée par la racle additionnelle 127 de façon à parvenir dans la chambre de détente 112. Les restes de matière subsistant encore sur la surface du cylindre de 10 prélèvement 107, en particulier dans les creux de celui-ci, parviennent dans le canal 111 sous l'action des efforts de cisaillement qui sont exercés par la matière s'écoulant à une vitesse relativement grande en sens contraire du sens de rotation 106 du cylindre de prélèvement 107 par le canal 15 relativement étroit 111. La matière s'écoulant en sens contraire de celui de la flèche 106 parvient d'abord dans l'espace intermédiaire 124 o règne une pression intermédiaire entre les pressions régnant dans l'espace de réserve 128 et dans la chambre de détente 112. En passant par le 20 canal additionnel 126, la matière arrive alors dans la chambre de détente 112 d'o elle retourne pratiquement exempte d'air, en passant par le conduit d'évacuation 116, au réservoir 117. Le mécanisme de dégazage dans la chambre de détente 112 est le même que celui décrit à propos de la 25 chambre de détente 12. Grâce au mode de fonctionnement décrit ci-dessus le cylindre de prélèvement 107 peut, dans la région de l'espace de réserve, se charger d'une nouvelle couche de matière, qui est dosée dans la fente 129, sans qu'il soit 30 porté préjudice à ce processus par des bulles d'air/micromousse et/ou de la matière ancienne. Par conséquent, il est obtenu grâce à l'invention un bon mouillage, un remplissage, à l'abri d'air, de l'ensemble du système véhiculant de la matière, un rafraichis35 sement continu de la matière et une élimination sûre de la matière ancienne. En cas de variation de la vitesse de rotation (vitesse périphérique) du cylindre de prélèvement 107 il faut s'attendre à ce que la pression de la matière dans la préchambre 122 et l'espace de réserve 128 se trouve 5 multipliée par le carré du facteur de cette variation. C'est aussi pour cette raison que l'utilisation d'une pompe d'alimentation forcée 102 est recommandée. La différence de pression entre la préchambre 122 et + 0 est déterminante pour la fente 129. Pour une aire de fente constante la vi10 tesse d'écoulement varie, d'une part, en fonction de cette différence de pression linéairement et, d'autre part, également en fonction des rapports des forces de mouillage au niveau des surfaces des cylindres 107 et 121. En appariant des matières appropriées, on peut obtenir des épaisseurs de 15 couche pratiquement constantes sur le cylindre de prélèvement 107, la vitesse de rotation du cylindre doseur 121 pouvant pratiquement être maintenue inchangée. Ceci est valable pour le domaine de vitesse relativement élevé. Dans le cas de vitesses de rotation du cylindre doseur 121 pro20 ches de 0 il faut compter avec une épaisseur de couche variable qui peut cependant être égalisée en faisant varier la vitesse de rotation de la pompe 102. Sur les figures 3 et 4 est représenté un cylindre dit gravé 7, 107 (également appelé cylindre tramé) présen25 tant un profil fileté fin s'étendant obliquement. L'inclinaison du filetage à pas multiples peut être d'environ 45 . Une bague extérieure 131 avec le profil 132 repose alors par l'entremise d'une bague intermédiaire 133 en cuivre sur un cylindre 134 en acier. Les figures 5 et 6 montrent un cylindre gravé (également appelé cylindre tramé) 7, 107 avec un autre profil 135 qui ressemble à un réseau de pyramides tronquées. La bague de forme 136 est en oxyde chromique et repose par l'entremise d'une bague intermédiaire 133 en cui35 vre sur un cylindre 134 en acier. 1 1 La figure 7 montre un dispositif avantageux d'étanchéification d'un cylindre gravé (figures 3 à 6) destiné à empêcher la matière de s'écouler en direction axiale. Une paroi d'étanchéité fixe 138 est reliée par l'intermédi5 aire d'une couche de matière alvéolaire 139, qui sert de ressort, au joint d'étanchéité coulissant proprement dit 142, de préférence en matière plastique (téflon). Des détails du dispositif d'étanchéité ne sont pas représentés sur les figures 1 et 2. Le dispositif d'application selon l'invention permet d'appliquer des matières de différents types de façon continue sur des bandes. Un exemple particulièrement avantageux consiste à appliquer de la colle liquide sur une bande, par exemple en papier, matière plastique ou carton, 15 en particulier lorsqu'il s'agit d'obtenir un motif d'encollage spécial. Ainsi le dispositif d'application selon l'invention peut être prévu dans une machine dite de mise en place de bouts filtrants, afin d'y appliquer de la colle liquide, par exemple une solution aqueuse de colle à base 20 de polyacétate de vinyle, (par exemple avec une teneur en eau de 50 %), en continu sur un ruban de papier dit de recouvrement, lequel est ensuite découpé en petites feuilles de recouvrement. Au moyen des petites feuilles de recouvrement encollées (également appelées manchettes) des cigaret25 tes (bâtonnets de tabac) sont alors reliés à des bouts filtrants pour former des cigarettes à bout filtrant. Une machine de mise en place de bouts filtrants de ce genre, qui est connue dans l'industrie de fabrication de cigarettes sous la dénomination MAX de la firme HauniWerke Kôrber & 30 Co. KG, 2050 Hambourg 80, Kampchaussee 8 à 32, est décrite dans le brevet américain 4249547. Le dispositif d'application de colle prévu dans ce dernier peut être remplacé par le dispositif d'application selon l'invention. Ceci vaut non seulement pour le motif d'encollage représenté dans le 35 brevet américain précité mais pour des motifs d'encollage quelconques, c'est-à-dire pour de la colle appliquée à plat avec ou sans un ruban médian non encollé s'étendant en direction longitudinale ou pour des motifs d'encollage présentant des évidements en forme de champs dans les surfaces encollées. Le dispositif selon l'invention permet également d'appliquer de la colle sur une bande de papier à cigarettes ou sur un ruban formant enveloppe pour un boudin de matière filtrante de l'industrie de la mise en oeuvre du tabac ou sur un ruban de matière formant enveloppe dans des machines à empaqueter. 2598 1 02 REVEND ICATIONS 1 - Procédé pour l'application d'une matière fluide sur une bande, dans lequel la matière est retirée d'une réserve, au moyen d'un transporteur rotatif à prélèvement, 5 sous la forme d'une couche, et est transportée à la bande, et la matière non transférée sur la bande est retournée par le transporteur à prélèvement dans la région de la réserve, caractérisé en ce que le long de la couche de matière non transférée et retournée sur la surface du transporteur à 10 prélèvement est transportée, en sens contraire, une couche de matière fraîche. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matière non transférée et retournée sur la surface du transporteur à prélèvement est transpor15 tée en passant par un canal à travers lequel de la matière fraîche est refoulée & contre-courant. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière est retirée par la surface du transporteur à prélèvement, de préférence un cylindre de prélè20 vement, et transportée à la bande et en ce que de la matière non transférée est transportée en direction du canal, la surface du transporteur à prélèvement formant une surface limitant le canal. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendica25 tions précédentes, caractérisé en ce que la matière refoulée à travers le canal en sens contraire du sens de mouvement de la surface du transporteur à prélèvement, laquelle matière peut contenir au moins en partie la matière retournée, parvient à un équipement de pompage qui retourne de la 30 matière & la réserve d'o le transporteur à prélèvement retire de la matière sous forme de couche. - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière dans la réserve, d'o le transporteur à prélèvement retire de la 35 matière sous forme de couche, est maintenue sous pression et en ce que la pression est ramenée, à travers le canal par lequel la matière est refoulée à contre-courant ainsi qu'à travers un autre canal, de préférence a la pression atmosphérique. 6 - Dispositif destiné à appliquer une matière fluide sur une bande (1, 101), qui comprend un transporteur rotatif à prélèvement (7, 107) pour retirer une couche de matière d'une réserve (4, 104), transporter la couche de matière à la bande et retourner la matière non transférée 10 sur la bande dans la région de la réserve, caractérisé en ce que la surface (13, 113) du transporteur à prélèvement (7, 107) forme avec une paroi limite (14, 114) un canal (11, 111) dont l'entrée est contigus à la réserve (4, 104) sous pression, de telle manière que de la matière est 15 refoulée à travers le canal en sens contraire du sens de transport (6, 106) du transporteur à prélèvement. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le transporteur à prélèvement est réalisé sous la forme d'un cylindre de prélèvement (7, 107) auquel 20 peut être associé, dans la région de la réserve, un cylindre doseur (121). 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une racle (108) destinée à étanchéifier la réserve (104) est montée au voisinage immédiat de la fente 25 (129) entre le cylindre doseur (121) et le cylindre de prélèvement (107). 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que, pour un observateur regardant dans le sens de transport (6, 106) du transpor30 teur à prélèvement (7, 107), se trouve devant le canal (11, 111) une zone de détente (12, 112) pour des occlusions gazeuses dans la matière. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'entre la réserve (104), 35 d'o le transporteur à prélèvement retire une couche et dans laquelle la matière se trouve sous pression, et la zone de détente (112) est prévu, outre le canal (111), au moins un autre canal (126). 11 - Dispositif selon la revendication 10, caracté5 risé en ce que l'espace (124) entre les canaux (111 et 126) est étanchéifié au moyen d'une autre racle (127) prenant appui contre la surface du transporteur à prélèvement. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le cylindre de prélè10 vement est rélaisé en tant que cylindre gravé. 13 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif fait partie d'une machine de mise en place de bouts filtrants pour cigarettes, au moyen de laquelle de la colle, 15 de préférence de la colle à base de polyacétate de vinyle, est appliquée sur un ruban de papier de recouvrement destiné à réunir des bâtonnets de tabac et des bouts filtrants.