Brevet FR2873899A1 — publié le 20060210

La présente invention concerne un embout filtrant ajustable pour fumée de tabac ou autre matière à fumer destiné aux cigarettes et produits similaires, tels que les cigares, les pipes et autres, utilisant un apport d'air additionnel ambiant au flux principal généré par la combustion de la matière à fumer. Elle concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, des embouts filtrants destinés à des fumeurs qui souhaitent progressivement cesser de fumer tout en bénéficiant d'une résistance au tirage quasiment constante durant la dilution croissante de la fumée générée par la combustion de la matière à fumer. D'une manière générale, on sait qu'on a déjà proposé de fabriquer des cigarettes ayant un filtre à dilution présentant une ouverture non réglable sur la périphérie dudit filtre; cette ouverture permet d'associer par dérivation au flux principal un flux d'air ambiant. Ce mode de dérivation peut être incorporé au filtre de la cigarette ou constituer un embout filtrant destiné à être associé à ladite cigarette. Dans ce dernier cas, l'embout peut comprendre des chicanes permettant d'effectuer un certain mélange entre le flux principal généré par la combustion de la matière à fumer et le flux d'air ambiant prélevé sur la périphérie dudit embout. Cette solution ne permet pas de modifier le taux de dilution du flux principal. Dans le but de supprimer cet inconvénient, on a également proposé d'incorporer sur la périphérie du filtre de la cigarette une ouverture réglable, permettant ainsi de modifier le taux de dilution du flux principal; par ailleurs, on a également proposé d'associer à la cigarette un embout à taux de dilution du flux principal réglable, pouvant comprendre éventuellement une filtration préalable du flux d'air ambiant associé au flux principal. Toutefois, les solutions décrites précédemment ne prennent pas en compte un souhait du fumeur, considéré généralement comme essentiel, à savoir un tirage constant ou quasi constant, indépendant du taux de dilution du flux principal, notamment quand ledit fumeur souhaite cesser de fumer dans un avenir proche et selon une démarche qui lui est propre. L'invention a pour but d'atteindre les objectifs précédemment exposés en évitant les inconvénients de toutes ces solutions connues. Elle propose, à cet effet, un embout filtrant ajustable comprenant: une manchette d'assemblage de maintien de l'objet contenant la matière à fumer, et présentant: É côté bouche une ouverture s'étendant sur une demi périphérie de ladite manchette d'assemblage, au-delà d'un plan médian contenant l'axe principal de la susdite manchette d'assemblage, et É côté objet contenant la matière à fumer une cloison transversale, perpendiculaire à l'axe principal de la susdite manchette d'assemblage, dont le contour est défini d'une part par la circonférence intérieure de la manchette d'assemblage et d'autre part par un diamètre contenu dans le susdit plan 30 2873899 -3- médian, laquelle cloison transversale se situe du même côté que la susdite ouverture demi périphérique, une manchette rotative extérieure à la susdite manchette d'assemblage, et présentant: É côté bouche une ouverture s'étendant sur une demi périphérie de ladite manchette rotative, au-delà d'un plan médian contenant l'axe principal de la susdite manchette rotative, et É côté objet contenant la matière à fumer une cloison transversale, perpendiculaire à l'axe principal de la susdite manchette rotative, dont le contour est défini d'une part par la circonférence intérieure de la manchette rotative et d'autre part par un diamètre contenu dans le susdit plan médian, laquelle cloison transversale se situe du côté opposé à la susdite ouverture demi périphérique, un filtre en forme de demie couronne disposé à l'intérieur de la susdite manchette d'assemblage, en regard de l'ouverture demi périphérique, des moyens de maintien longitudinal de la manchette rotative par rapport à la manchette d'assemblage, des moyens de repérage de la position angulaire relative de la manchette rotative par rapport à la manchette d'assemblage. Sachant que: É les susdites ouvertures demi périphériques des manchettes d'assemblage et rotative étant en correspondance de forme, É les susdites cloisons transversales des manchettes d'assemblage et rotative étant proches. Grâce à ces dispositions, et comme cela sera décrit dans la suite, l'association des deux cloisons transversales desdites manchettes d'assemblage et rotative, et de leur ouverture respective, permet, lors de la rotation de la manchette 2873899 4 rotative, de superposer le flux principal au flux dérivé d'une manière complémentaire. En d'autres termes, à un flux dérivé croissant correspond un flux principal décroissant, et réciproquement. Avantageusement, le susdit filtre en forme de demie couronne disposé à l'intérieur de la manchette d'assemblage, en regard de l'ouverture demi périphérique correspondante, sera d'un tirage donné, de manière à ce que la somme des tirages correspondant d'une part au flux principal et d'autre part au flux dérivé, soit quasiment constante. De manière à protéger le susdit filtre en forme de demie couronne, une grille à mailles fines sera disposée en périphérie de la manchette rotative en regard de son ouverture demi périphérique. L'invention ne se limite pas à la réalisation d'embout filtrant ajustable pour cigarette; en effet, l'invention s'applique également à la réalisation d'embout filtrant ajustable pour cigare, pipe et tous produits similaires. Selon une autre version, la manchette rotative comprendra une trappe d'accès 20 permettant de changer le susdit filtre en forme de demie couronne associé à la manchette d'assemblage. Selon encore une autre version, la manchette rotative sera rendue solidaire de la manchette d'assemblage et différents niveaux de dilution seront proposés 25 avec un filtre interchangeable. Selon enfin une autre version, différents niveaux de dilution seront proposés avec un filtre déterminé ; l'embout filtrant pourra être considéré comme un produit jetable après utilisation. 2873899 -5- Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue générale d'une première version selon l'invention, de l'embout filtrant ajustable associé à une cigarette, - la figure 2 représente une coupe axiale de la première version selon l'invention, la figure 3 représente une première coupe transversale de l'embout filtrant ajustable selon la première version, la figure 4 représente une deuxième coupe transversale de l'embout filtrant ajustable selon la première version, - la figure 5 représente une vue en coupe des moyens de maintien longitudinal de la manchette rotative par rapport à la manchette d'assemblage, la figure 6 représente une vue générale d'une deuxième version selon l'invention, de l'embout filtrant ajustable associé à une cigarette, et - la figure 7 représente une coupe transversale de la deuxième version selon l'invention. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'embout filtrant ajustable pour fumée de tabac ou autre matière à fumer selon l'invention comprend essentiellement une manchette d'assemblage MA de maintien de l'objet à fumer et une manchette rotative MR extérieure à la susdite manchette de maintien MA. Cette manchette d'assemblage MA comprend successivement trois manchons cylindriques MA2, MA3, MA4, centrés autour d'un axe principal A de l'embout filtrant ajustable. Le manchon MA2 est supporté par la bouche du fumeur; le manchon MA4 maintient l'objet contenant la matière à fumer, une cigarette CI dans le cas présent; le manchon MA3, positionné entre les manchons MA2 et MA4, de diamètre légèrement supérieur à ceux-ci, supporte la manchette rotative MR. 2873899 -6- Cette manchette rotative MR, pouvant tourner librement autour du manchon MA3 de la susdite manchette d'assemblage MA, comprend des moyens de maintien longitudinal, non représentés, selon l'axe L, une ouverture demi périphérique recouverte par une grille MR2 à mailles fines, un embout conique MR4 du côté de la cigarette CI dont le grand diamètre est équivalent au diamètre extérieur du manchon MR3 et dont le petit diamètre, du côté de la cigarette CI, est légèrement supérieur au diamètre extérieur du manchon MA4. Un index MR1, situé à proximité de la circonférence du petit diamètre de l'embout conique MR4 et solidaire de la manchette rotative MR, constitue le repère en position angulaire de la manchette rotative MR par rapport à la manchette d'assemblage MA. A proximité du susdit repère MR1, sur la périphérie du manchon MA4 de la manchette d'assemblage MA, selon une demi circonférence, sont inscrits, par impression, par gravure, ou tout autre procédé, des indications MAI définissant l'angle de rotation de la manchette rotative MR par rapport à la manchette d'assemblage MA. Ainsi, grâce à une configuration des ouvertures et des cloisons associées aux manchettes d'assemblage et rotative, qui sera décrite ci-après, la rotation de la manchette rotative par rapport à la manchette d'assemblage permettra de superposer le flux principal constitué par la fumée en provenance de la cigarette CI, au flux dérivé traversant la grille MR2 de la manchette rotative MR; la somme de ces deux flux étant quasiment constante, au flux dérivé croissant correspondra un flux principal décroissant, et réciproquement, le rapport entre ces deux flux étant indiqué par les indications MAI, situées sur la manchette d'assemblage MA, associées à l'index MR1, situé sur la manchette rotative MR. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, une coupe axiale de la première version selon l'invention précise la configuration des ouvertures et des 30 cloisons associées aux manchettes d'assemblage et rotative. 2873899 7 Comme indiqué précédemment, le manchon central MA3 de la manchette d'assemblage MA est de diamètre légèrement supérieur aux deux manchons latéraux MA2, MA4; la liaison du manchon central MA3 aux deux manchons latéraux MA2, MA4, est assurée respectivement par deux manchons coniques MA2_3 et MA3-4. Ainsi les manchons MR3, MR4, de la manchette rotative MR, sont en correspondance de forme respectivement avec les manchons MA3, MA3_4 de la manchette d'assemblage MA. Par ailleurs, des protubérances MA5 sont solidaires de la surface interne du 10 manchon MA4 et permettent de solidariser la cigarette CI dans le manchon MA4. La manchette d'assemblage MA comprend: É au niveau du manchon MA3, une ouverture MA6 s'étendant sur une 15 demi périphérie au-delà d'un plan médian II, passant par l'axe A, lequel plan médian H est perpendiculaire au plan de coupe axiale représenté sur la figure 2, É au niveau du manchon MA3_4, à proximité du manchon MA3, une cloison transversale MA8, perpendiculaire à l'axe principal A, dont le contour est défini d'une part par la circonférence intérieure du manchon MA3_4, et d'autre part par un diamètre contenu dans le plan H, laquelle cloison transversale MA8 se situe du même côté que l'ouverture MA6, É un tourillon MO dont l'axe est colinéaire avec l'axe principal A, solidaire de la cloison MA8 et émergeant de ladite cloison MA8 du côté opposé à la cigarette CI, É une butée MA9, perpendiculaire à la cloison MA8, et émergeant de ladite cloison MA8 du côté de la cigarette CI, É un filtre MA7 en forme de demie couronne, disposé à l'intérieur du manchon MA3, en regard de l'ouverture demi périphérique MA6. 2873899 -8- Ainsi, le flux principal issu de la cigarette CI pourra franchir la manchette d'assemblage MA, selon approximativement la direction de l'axe A, au travers du demi cercle laissé libre par la cloison MA8, en deçà du plan H; la butée MA9 permet de créer une chambre d'homogénéisation du tirage de la cigarette à l'extrémité libre de celle-ci. La manchette rotative MR comprend: É au niveau du manchon MR3, une ouverture MR5 s'étendant sur une demi périphérie à l'arrière d'un plan médian H', passant par l'axe A, lequel plan médian H' est parallèle au plan de coupe axiale représenté sur la figure 2, É au niveau du manchon MR3, à proximité du manchon MR4, une cloison transversale MR6, perpendiculaire à l'axe principal A, dont le contour est défini d'une part par la circonférence intérieure du manchon MR3, et d'autre part par un diamètre contenu dans le plan II', laquelle cloison transversale MR6 se situe du côté opposé à l'ouverture MR5, É un alésage dont l'axe est colinéaire avec l'axe principal 0, solidaire de la cloison MR6, recevant l'extrémité libre du tourillon MO, É un ergot MR7, solidaire de la cloison MR6, émergeant radialement de ladite cloison MR6, en périphérie de celle-ci, et permettant de solidariser la susdite cloison MR6 au manchon MR3, ladite cloison MR6 traversant le manchon MA3 de la manchette d'assemblage MA, par une ouverture longiligne en correspondance de forme, de longueur au moins égale à la demi circonférence du manchon MA3, É la grille MR2 précédemment décrite. Ainsi, dans cette configuration, la cloison MR6 obture la moitié du demi cercle laissé libre par la cloison MA8, en deçà du plan H, et l'ouverture MR5 obture la moitié de l'ouverture MA6; cette configuration correspond à la superposition, en valeurs quasiment équivalentes, des flux principal et dérivé, - 9 c'est-à-dire à mi chemin entre une valeur maximale et une valeur nulle du flux principal, ou entre une valeur nulle et une valeur maximale du flux dérivé. Les figures 3 et 4 représentent des coupes transversales de l'embout filtrant 5 ajustable selon l'invention, respectivement au niveau des ouvertures MR5, MA6, et au niveau de la cloison MR6. Ainsi, dans l'exemple représenté sur la figure 3, le flux dérivé traverse radialement l'embout filtrant au niveau du deuxième quadrant (dans le sens 10 trigonométrique, en regardant côté cigarette CI). Dans l'exemple représenté sur la figure 4, le flux principal traverse axialement l'embout filtrant au niveau du troisième quadrant (dans le sens trigonométrique, en regardant côté cigarette CI). Soit: É T1, la transmission axiale, É T2, la transmission radiale, Chacune d'entre elles est proportionnelle à la section de transmission et inversement proportionnelle à la longueur de transmission. Par conséquent: É T, = S1/L, É T2 = S2/e, où S1 est la section axiale, L est la longueur de transmission axiale, S2 est la section radiale, e est la longueur de la transmission axiale. En supposant: r le rayon de la section axiale équivalent au rayon intérieur de la couronne radiale, et d la largeur de la couronne radiale, et e est par conséquent l'épaisseur de la couronne radiale, on a: É T=r20/2L, É T2=rd(Ir -- 0)/e, 2873899 -10- où 0 est l'angle de rotation de la manchette rotative MR par rapport à la manchette d'assemblage MA, variant de 0 à J. La résistance au tirage devant être quasiment constante durant la dilution 5 croissante de la fumée générée par la combustion de la matière à fumer, impose la condition: T1+T2=Cte=T, Soit: r20/2L+rd(Tc -0)/e=T, ce qui donne: (Tc -0) /e+a0+b=0 (1) avec: a=r/2dL, b = - T / r d. Ainsi l'équation (1) définit les relations entre les paramètres dimensionnels des sections axiale et radiale, afin de respecter la condition de tirage constant. 15 Dans l'exemple représenté sur la figure 5, des moyens de maintien longitudinal de la manchette rotative MR par rapport à la manchette d'assemblage MA, sont constitués d'une bille BI, se logeant simultanément dans les deux surfaces en regard du manchon MR4 de la manchette rotative MR et du manchon MA3_4 de la manchette d'assemblage MA. Une calotte hémisphérique est située dans la paroi interne du manchon MR4; un orifice circulaire est situé dans la paroi externe du manchon MA3_4, dont l'axe est normal aux dites surfaces en regard. Un ressort RE, disposé en compression, situé entre la bille BI et le fond dudit orifice circulaire, permet de plaquer, d'une manière élastique, la bille BI dans la susdite calotte hémisphérique. Ainsi, plusieurs calottes hémisphériques, disposées d'une manière équidistantes sur la surface interne du manchon MR4, permettront, de positionner la manchette rotative MR d'une manière correspondante aux indications MA, figurant sur le manchon MA4, en regard de l'index MR1 de ladite manchette rotative MR. 2873899 -11- Dans l'exemple représenté sur la figure 6, selon une autre version, la manchette rotative MR comprendra une trappe d'accès permettant de changer le filtre MA7, en forme de demie couronne, associé à la manchette d'assemblage MA. Ladite trappe d'accès est un tronçon du manchon MR3 comprenant la grille de protection MR2 et l'ouverture MR5; ledit tronçon du manchon MR3 est articulé par rapport à la partie restante du manchon MR3 autour d'un tourillon dont l'axe est parallèle à l'axe principal de l'embout filtrant ajustable; lequel tourillon est solidaire de la partie restante du manchon MR3 et est situé en périphérie de ladite partie restante du manchon MR3. Dans l'exemple représenté sur la figure 7, selon la seconde version décrite précédemment, une vue en coupe transversale au voisinage du filtre MA7, montre la trappe d'accès, constituée du tronçon MR8 du manchon MR3, articulée autour d'un axe A', parallèle à l'axe principal A de l'embout filtrant ajustable. Le tronçon MR8 est de forme demi circulaire dont le rayon est proche du rayon de la partie restante du manchon MR3. Au voisinage de l'extrémité opposée à l'axe A', un mécanisme de 20 verrouillage, de type tenon/mortaise par exemple, permet de maintenir le tronçon MR8 en position fermée. Selon encore une autre version, la manchette rotative MR sera rendue solidaire de la manchette d'assemblage MA et différents niveaux de dilution seront 25 proposés avec un filtre MA7 interchangeable. Selon enfin une autre version, différents niveaux de dilution seront proposés avec un filtre MA7 déterminé ; l'embout filtrant pourra être considéré comme un produit jetable après utilisation. 2873899 - 12 - Ainsi les fumeurs, bénéficiant d'une résistance au tirage quasiment constante, pourront s'ils le souhaitent, cesser progressivement de fumer grâce à une dilution progressive du flux principal en provenance de l'objet contenant la matière à fumer, au profit de l'air ambiant au travers du filtre périphérique. Cette dilution est définie par le fumeur lui-même, lequel contrôle son évolution en fonction de ses besoins ou de ses souhaits. -13-Revendications 1. Embout filtrant ajustable pour fumée de tabac ou autre matière à fumer caractérisé en ce qu'il comprend: - une manchette d'assemblage (MA) de maintien de l'objet (CI) contenant la matière à fumer, et présentant: É côté bouche une ouverture (MA6) s'étendant sur une demi périphérie de ladite manchette d'assemblage (MA), au-delà d'un plan médian (H) contenant l'axe principal (A) de la susdite manchette d'assemblage (MA), et É côté objet (CI) contenant la matière à fumer une cloison transversale (MA8), perpendiculaire à l'axe principal (A) de la susdite manchette d'assemblage (MA), dont le contour est défini d'une part par la circonférence intérieure de la manchette d'assemblage (MA) et d'autre part par un diamètre contenu dans le susdit plan médian (17), laquelle cloison transversale (MA8) se situe du même côté que la susdite ouverture demi périphérique (MA6), une manchette rotative (MR) extérieure à la susdite manchette d'assemblage (MA), et présentant: É côté bouche une ouverture (MR5) s'étendant sur une demi périphérie de ladite manchette rotative (MR), au-delà d'un plan médian (H') contenant l'axe principal (A) de la susdite manchette rotative (MR), et É côté objet (CI) contenant la matière à fumer une cloison transversale (MR6), perpendiculaire à l'axe principal (A) de la susdite manchette rotative (MR), dont le contour est défini d'une part par la circonférence intérieure de la manchette rotative (MR) et d'autre part par un diamètre contenu dans le susdit plan médian (II'), laquelle cloison transversale (MR6) se 15 30 2873899 -14- situe du côté opposé à la susdite ouverture demi périphérique (MR5), - un filtre (MA7) en forme de demie couronne disposé à l'intérieur de la susdite manchette d'assemblage (MA), en regard de l'ouverture demi périphérique (MA6), - des moyens de maintien longitudinal (BI), (RE) de la manchette rotative (MR) par rapport à la manchette d'assemblage (MA), des moyens de repérage (MA1), (MR1), de la position angulaire relative de la manchette rotative (MR) par rapport à la manchette d'assemblage (MA). Sachant que: É les susdites ouvertures demi périphériques (MA6), (MR5) des manchettes d'assemblage (MA) et rotative (MR) étant en correspondance de forme, É les susdites cloisons transversales (MA8), (MR6), des manchettes d'assemblage (MA) et rotative (MR) étant proches. 2. Embout filtrant ajustable selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que la susdite manchette rotative (MR) comprend une trappe articulée (MR8) d'accès au susdit filtre (MA7). 3. Embout filtrant ajustable selon la revendication 2, caractérisé en ce que la susdite trappe articulée (MR8) est articulée autour d'un axe (A'), lequel axe (A') est parallèle au susdit axe (A). 4. Embout filtrant ajustable selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit filtre (MA7) est interchangeable. 2873899 - 15 - 5. Embout filtrant ajustable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la susdite manchette rotative (MR) est rendue solidaire de la manchette d'assemblage (MA) à différentes positions angulaires relatives de la manchette rotative (MR) part rapport à la manchette d'assemblage (MA) . 6. Embout filtrant ajustable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la somme des tirages correspondant d'une part au flux principal en provenance de l'objet (CI) contenant la matière à fumer et d'autre part au flux dérivé en provenance de l'ouverture demi périphérique (MA6), est constante.