FR2517519A1 - Procede et dispositif pour controler la qualite de produits a fumer, tels que cigarettes, pendant leur production - Google Patents

Abstract

PROCEDE POUR DETERMINER LA PRESSION INTERNE D'UN OBJET EN FORME DE TIGE, NOTAMMENT D'UNE CIGARETTE, SE DEPLACANT AXIALEMENT, CARACTERISE EN CE QU'IL CONSISTE A ENVELOPPER UNE BANDE FLEXIBLE, IMPERMEABLE ET SANS FIN, AU MOINS PARTIELLEMENT, AUTOUR DE LA TIGE, A FAIRE PASSER LA TIGE AINSI ENVELOPPEE AU TRAVERS D'UN ELEMENT DE GUIDAGE; A DELIVRER DE L'AIR SOUS PRESSION A L'ELEMENT DE GUIDAGE, AFIN DE REALISER UN INTERVALLE ENTRE LA BANDE ET L'ELEMENT DE GUIDAGE, ET A CONTROLER UNE CARACTERISTIQUE DE L'AIR DELIVRE DE FACON A OBTENIR UNE INDICATION DE LA PRESSION INTERNE DE L'OBJET EN FORME DE TIGE.

Description

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour

contrôler la qualité de produits à fumer, tels que, notamment, des ciga rettes. Dans l'industrie des cigarettes, et notamment lors de la production de cigarettes de qualité, il est nécessaire que les cigarettes répondent à cer

tains critères de qualité, tout en maintenant une production efficace et en ré-

duisant à un minimum les quantités mises au rebut Ces résultats sont obteni en mesurant les caractéristiques du tabac lors de la fabrication, en obtenant des estimations, en ce qui concerne la qualité du produit fini, et en utilisant ces estimations pour contrôler le fonctionnement de la machine produisant les cigarettes Cependant, il surgit des difficultés, en raison des différents

types de mélanges de tabac utilisas lors de la fabrication moderne des ciga-

rettes, ces mélanges pouvant comprendre par exemple des tabacs de diffé-

rentes provenances, ainsi que des tabacs expansés La présente invention se propose donc d'améliorer la mesure des paramètres concernant la productif des cigarettes, et de fournir des informations précises indiquant la qualité d produit fini, particulièrement, mais nécessairement, dans le but de contrôle

la fabrication, afin d'obtenir une uniformité du produit finalement obtenu.

Dans la présente description, on fait plus spécialement référence à

la fabrication de cigarettes Cependant, il convient de noter que le terme "cigarette" inclut également tous les articles issus de l'industrie du tabac, E

qui sont fabriqués en utilisant des techniques similaires.

Selon un premier aspect de l'invention, celle-ci vise un procédé pot déterminer la pression interne d'un objet en forme de tige, notamment d'une cigarette, se déplaçant axialement, qui consiste à envelopper une bande flexible, imperméable et sans fin, au moins partiellement autour de la tige, à faire passer la tige ainsi enveloppée au travers d'un élément de guidage, à délivrer de l'air sous pr'ession à cet élément de guidage, afin de réaliser un intervalle entre la bande et l'élément de guidage, et à contrôler une car; téristique de l'air délivré, de façon à obtenir une indication de la pression

interne de l'objet en forme de tige.

Selon l'invention, la bande flexible est une bande de garniture qui est également utilisée pour former la tige de cigarette en entourant un ruba

de papier continu autour d'un remplissage de tabac.

Les caractéristiques du tabac peuvent être également mesurées

2 2517519

avant la formation de la tige.

Selon un deuxième aspect de cette invention, celle-ci concerne un procédé pour contrôler un courant de tabac qui, après ébarbage, est enfermé dans un ruban d'enveloppe afin de former une tige continue de cigarettes, selon lequel la pression de l'air dans le courant de tabac est détectée en un premier emplacement, espacé d'un convoyeur transportant le courant de tabac, et est comparée à la pression régnant en un second emplacement situé au-dessus ou

au-dessous du courant de tabac De préférence, le premier emplacement cor-

respond sensiblement au niveau d'ébarbage moyen Lorsque le second emplace-

ment est situé à proximité du convoyeur, la comparaison des pressions peut

être utilisée pour déterminer le volume spécifique du tabac utilisé pour la for-

mation de la tige de cigarette (de préférence, en effectuant une compensation tenant compte du niveau d'ébarbage réel instantané) En variante (ou en outre,)

le second emplacement peut être positionné de manière à fournir une indica-

tion de la pression dans l'espace adjacent à la surface du courant de tabac éloignée du convoyeur Dans ce cas, la comparaison de pressions peut être utilisée pour déterminer le rapport de rebut (rapport qui sera défini ci-après), de préférence en effectuant, ici encore, une compensation tenant compte du

niveau d'ébarbage réel.

Il est également utile, pour un fabricant de cigarettes, de connaître la "rigidité à sec" ou l'état de fermeté à sec" d'une cigarette, c'est-àdire l'état dans lequel la cigarette parvient au fumeur En conséquence, la présente

invention, selon un troisième aspect, vise un procédé pour déterminer la rigi-

dité à sec des cigarettes, selon lequel cette rigidité est mesurée lors de la fabrication des cigarettes, et selon lequel on effectue une compensation du

signal ainsi obtenu par référence à la teneur en humidité du tabac et par réfé-

rence au volume spécifique du tabac.

La mesure de la rigidité à sec ainsi obtenue peut être utilisée pour

contrôler la quantité de tabac employée lors de la fabrication des cigarettes.

De préférence, le volume spécifique du tabac est déduit de la résistance de

l'air de remplissage, qui, de préférence, est calculée selon le deuxième as-

pect de l'invention précisé ci-dessus, et à partir de la densité de remplissage.

Le volume spécifique du tabac est défini par le volume, par unité de masse du tabac, qui est occupé par les particules de tabac, y compris le volume de l'air enfermé à l'intérieur des particules de tabac, mais non compris l'air

3 251751

entourant ces particules.

De préférence, la teneur en humidité du tabac est calculée à partir

de la valeur de la capacité du remplissage du tabac, de la densité de ce rem-

plissage, et de la température du tabac, une compensation étant effectuée en ce qui concerne le volume spécifique. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiron

de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en il-

lustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif Sur les dessins la Figure 1 est une vue schématique, en élévation latérale, d'une machine de fabrication de tiges continues de cigarettes, mettant en oeuvre le E différents aspects de la présente invention; la Figure 2 est une coupe selon II-II de la Figure 1, illustrant une partie en plus grand détail (il s'agit de la cellule d'air)

la Figure 3 est une coupe selon III-III de la Figure 1, illustrant ur.

autre partie en détail (il s'agit du dispositif de mesure de la pression de rem plissage des cigarettes); et, la Figure 4 est un schéma par blocs montrant les calculs qui sont

réalisés par le micro-processeur du dispositif illustré par la Figure 1.

La machine de fabrication de tiges de cigarettes représentée schémz tiquement sur la Figure 1 est une machine du type Mk 8 ou Mk 9, commercia uisée par la présente titulaire, et à laquelle le lecteur est prié de se reportel pour de plus amples détails Cette machine comprend un conduit vertical ou cheminée 1, pour amener du tabac en pluie sur un convoyeur sans fin à as

piration 2, entratné par des galets 5, afin de former un courant de tabac 3.

Ce courant de tabac 3 est maintenu sur le convoyeur 2 sous l'effet d'une aspi ration appliquée dans une chambre d'aspiration 4, et le courant ainsi obtenu est amené au travers d'une cellule d'air 6, et au-delà d'une unité d'ébarbage

A la fin de la chambre d'aspiration 4, le courant de tabac est trans-

féré du convoyeur Z sur un ruban ou bande de papier 8, qui est supporté et entrarné dans la direction de la flèche 9 par un ruban de garniture 10 Le col rant de tabac 3 est donc guidé au travers d'un système de formation de tige qui replie la bande de papier 8 longitudinalement autour du-courant de tabac remplissage 3, qui applique un adhésif, par exemple du PVA sur l'un des bords de la bande 8, et qui, ensuite, scelle le joint des bords de la bande de

4 2517519

papier, en appliquant de la chaleur afin de durcir l'adhésif.

On obtient ainsi une tige continue de cigarettes 12, qui est transportée par le ruban de garniture 10 au travers d'un système de paliers à air 13 La tige 12 sort de la bande de garniture, et elle traverse ensuite un système de balayage nucléaire de poids 14, pour traverser une jauge de diamètre 15 avant d'être découpée en longueurs discrètes de tiges par un dispositif de coupe non

représenté sur le dessin.

La cellule d'air 6 est représentée en détail sur la Figure 2, et elle sera décrite ci-après Cette cellule engendre des signaux à partir desquels un micro-processeur 16 calcule diverses valeurs liées au courant de tabac

de remplissage.

La hauteur H du dispositif-d'ébarbage 7, c'est-à-dire la distance qui sépare effectivement ce dispositif d'ébarbage 7 du convoyeur d'aspiration

2, est commandée et contrôlée par un moteur 17 On détermine ainsi l'épais-

seur du courant de tabac qui sert à la production d'une tige de cigarettes Un

détecteur de position du dispositif d'ébarbage 40 engendre un signal représen-

tant la hauteur d'ébarbage H qui est également transmis au micro-

processeur 16 Une disposition possible du dispositif d'ébarbage 7 et de son système de commande et de contrôle de hauteur 25 est décrite dans le brevet

britannique N O 929 338.

Le système de paliers d'air 13 sera décrit ci-après en référence à la Figure 3 Ce système fournit une indication de la pression interne Pl de la tige de tabac Un signal représentant cette pression est également délivré au

micro-processeur 16.

Le dispositif de balayage 14 peut 8 tre du type décrit dans le brevet britannique N O 1 342 064, et il peut correspondre à l'équipement vendu par la présente titulaire sous les dénominations MODIC ou MAID Ce système de balayage fournit un signal m qui constitue une indication de la masse par unité de longueur de la tige 12, en supposant que le diamètre de la tige soit à la valeur de consigne Ce signal m peut être affecté d'une compensation pour tenir compte du diamètre mesuré réel de la tige, afin de calculer la masse de la cigarette M par unité de longueur, ainsi que la masse moyenne des sections d'extrémités des cigarettes La masse des sections d'extrémités peut également être obtenue directement à partir d'un système d'inspection

séparé des extrémités des cigarettes (non représenté sur le dessin).

251751

Un signal D, représentant le diamètre de la tige de cigarettes, est délivré au micro-processeur 16 k partir de la jauge de diamètre de tige 15,

qui peut être du type décrit dans le brevet américain n 2 952 262.

Le micro-processeur 16 reçoit également une indication concernant la température T du tabac fournie par un détecteur de température 29 (const tué par exemple d'une therrnistance), qui peut être situé dans la trémie de tabac (non représentée) de la machine, ou dans la chambre d'aspiration 4, à

proximité du dispositif d'ébarbage 7.

A partir de toutes les données qui lui sont comnuniquées le micro processeur 16 calcule les carctérisiques de l'article finalement obtenu, et cette infornmation est affichée sur,u; 3 Unilé de visualisation 34 En variante, ou en Outre, cette info rral - -,' ttre transnaise à un système de contrôle central, soit pour afficlh ire ttr so it pou -v stockage, ou pour les deux, Un L signal indiquant l it de la tige finalement obtenue peut 6 tre utilisé oour corn:: O e 1; ' autetur du dispositif d'ébarbage, de préférenc e après *%t:zvestiona en vue de réaliser la comrpensation qui tient comnpte des vari _c IS d'hurz:d te Le syrtnoe d'ba rbage est donc com:nand

et contrôlé en répen 1 e k l'état de rigiditê 4 a sec.

La façon _selon laquelle le ricro-pr:ocesseur 16 tient compte, pour ses calculs, de toutes le données, est décrite ci-après en détail, en r:éfére

à la Figure 4.

Sur la Figure 2, ti a représenté en détail la cellule d'air 6, avec

ses circuits pneumatiques.

Le courant ee tabac 3 est transporté par le convoyeur sans fin à as ration Z entre des parois latérales 23 Le tabac est maintenu sur le convoye 2, avant et après la cellule 6, par l'effet de l'aspiration, dans une chambre située au-dessus du corvoyc-ur 2 (cette chambre n'a pas été représentée si la Figure 2) Une pres;i: d'aspiration Pt est mảintenue dans une chambre c 6 A de la cellule 6, par ?/lication d'une pression d'aspiration Po, k partir d'une source S, et par linternmédiaire d'un diaphragme t R, dont la résistanc à l'écoulement de l'air est égale k: R Les parois latérales 23 comporten des canaux 24 et 25 au travers desquels sont respectivement détectées, d'u part, la pression d'aspiration P 1 k, immédiatement en-dessous du convoyeu: d'aspiration 2, et, d'autre part, la pression d'aspiration P, k la hauteur moyenne d'ébarbage H e

moyenne d'ébarbage H-.

e

6 2517519

Dans la présente description, lorsque on fera référence à la "résis-

tance"r, ce terme désignera bien entendu le coefficient de résistance.

Un transducteur de pression 26 est soumis à la pression appliquée P 0, ainsi qu'à la pression P de la chambre 6 A, afin d'engendrer un signal représentant la différence PO P On obtient ainsi une indication de la vi-

tesse d'écoulement de l'air au travers du diaphragme R Un second transduc-

teur 27 engendre un signal qui représente la différence entre la pression d'as-

piration Pk, immédiatement en-dessous du convoyeur 2, et la pression P pour la hauteur moyenne H du dispositif d'ébarbage Ce signal est donc Pk P 1 k e Un troisième transducteur de pression 28 est soumis à la pression P régnant dans la chambre 6 A, et à la pression P pour délivrer un signal qui représente la différence P P Chacun de ces signaux est délivré au micro-processeur 16 Si la pression P, en-dessous du courant de tabac, n'est pas la pression atmosphérique, par exemple en raison de la présence

d'une enceinte d'aspiration, cette pression sera mesurée et prise en compte.

La résistance approximative R à l'écoulement de l'air du courant de tabac de remplissage (c'est-à-dire de la partie du courant de tabac 3 qui est située au-dessus du canal 25) peut être déduite de P, Pk et P à l'aide de la formule suivante: Ri = Rs (Pk -e) /(PO -c En variante, Rf peut être calculé sans P si la rési stance R due f k k au convoyeur d'aspiration Z est connue, à l'aide de la formule suivante Rf = Rsl(Pc Pe)A Ps Pc)l Rk

En pratique, le moteur de commande 17 déplace le dispositif d'ébar-

bage 7 vers le haut et vers le bas, par rapport à la)hauteur moyenne d'ébar-

bage H $ en réponse aux signaux de commande provenant du micro-processeur

16 La hauteur réelle H du dispositif d'ébarbage 7, déterminée par le détec-

teur de position 40, est délivrée au micro-processeur 16 afin d'obtenir un signal correspondant à la résistance réelle de la partie du courant de tabac

de remplissage qui demeure après l'ébarbage.

A partir des mesures effectuées par la cellule d'air 6 et du signal

provenant du détecteur 40 de la hauteur du dispositif d'ébarbage, le micro-

7 251751 '

processeur 16 calcule le rapport de rebut DR, c'est-à-dire le rapport de la quantité de tabac enlevée par le dispositif d'ébarbage 7 à la quantité de tabac

qui demeure dans la tige de cigarettes La résistance de rebut Rd est égale-

ment déterminée, cette résistance étant constituée par la mesure de la résis-

tance à l'air du tabac en-dessous du niveau moyen d'ébarbage H, et on obtiei donc ainsi une indication de la quantité moyenne de tabac enlevée par le dispo sitif d'ébarbage 7 La résistance Rd est directement fonction de la pression de l'air P, au niveau moyen d'ébarbage, cette résistance étant donnée par l'expression ci-après, en utilisant la terminologie de la Figure 2 Rd = S e -P) Ap c) Le rapport de rebut DR, corrigé de la différence entre la hauteur moyenne d'ébarbage H et la hauteur réelle d'ébarbage H, est donné par la relation suivante: DR = A (Rd) + B (H Ee H)

relation dans laquelle A et B sont des constantes déterminées expérimen-

talement pour une machine particulière, avec un type particulier de tabac et un poids de tige de cigarette particulier par unité de longueur Cette dernière est maintenue avec précision par le micro-processeur en faisant varier la hauteur du dispositif d'ébarbage La constante A est fonctiond de la valeur inverse du poids de la tige On a trouvé par expérimentation que la constant

B était sensiblement égale à 8 %/mm, pour une situation typique.

On remarquera que la cellule d'air 6 peut être utilisée de façon toi à fait indépendante des autres composants de contrôle de qualité représentés sur la Figure 1, afin de produire des critères de qualité utiles, notamment

en combinaison avec le détecteur 40 de la hauteur du dispositif d'ébarbage.

Il n'est pas nécessaire que les canaux 24 et 25 soient situés directe ment en-dessous de la cellule d'air 6, c'est-à-dire à l'endroit oh la pressig P est appliquée au convoyeur 3, comme représenté sur la Figure 2 Par exemple, ces canaux 24 et 25 peuvent être positionnés en amont ou en aval d la cellule 6, en supposant que la pression P est présente immédiatement

au-dessus du convoyeur 2 (c'est-à-dire dans la chambre 4 de la Figure 1).

Dans ce cas, les équations concernant les pressions mesurées, la résistant au rebut et le rapport de rebut sont légèrement différentes On a en effet:

8 2517519

Rd = (R + Rk) (Pe -Pa)/(P e) et,

( e a)P+B (H e -H), approximativement.

dans laquelle: A' = 0, 4 O/,/mm de jauge d'eau, approximativement,

B = 8 %/mm, approximativement.

La relation donnant le rapport de rebut DR suppose que toute varia-

tion d'écoulement d'air au travers du tabac est petite par rapport à la préci-

sion recherchée.

Sur la Figure 2, on a également représenté deux plaques de conden-

sateurs 36 et 37, chacune de ces plaques étant respectivement noyée dans

chaque paroi latérale 23, et entourée par des isolants 38 et 39, respectivement.

Ceci permet de mesurer la constante diélectrique du courant de tabac de

remplissage Ces plaques de condensateurs peuvent être placées en tout em-

placement convenable le long du courant de tabac de remplissage, et elles n'ont pas à être combinées à la cellule d'air, comme représenté sur la Figure 2. On se réfère maintenant à la Figure 3, qui représente le palier d'air 13, en coupe selon III-III de la Figure 1 Sur cette Figure, on voit la tige 12

qui comprend un remplissage de tabac constitué par le courant ébarbé 3, en-

veloppé dans une bande ou ruban de papier 8, scellée par un joint à recouvre-

ment 18 La tige 12 est enveloppée dans une bande de garniture 10, qui est

imperméable à l'air, qui est lisse et très souple, et constituée par une struc-

ture tissée comportant un revêtement extérieur en un matériau élastomère.

La tige 12 et le ruban ou bande de garniture 10 sont enfermés dans

un conduit cylindrique formé par une base de garniture 19 et un bloc de cou-

verture 20, chacun de ces éléments étant constitué d'un matériau fritté per-

méable à l'air, présentant une perméabilité uniforme et relativenre_nt faible

à l'air, chacun de ces éléments étant de plus de forme sensiblement semi-

cylindrique et d'épaisseur constante, afin que le coefficient de résistance de chacun de ces éléments, par rapport au flux d'air radial le traversant, soit

sensiblement constant en différentes positions autour de la tige 12, Une pres-

sion d'air est appliquée, par l'intermédiaire d'une conduite 21, à des con-

duites 30 et 31 menant à des distributeurs 32 et 33, respectivement, dans

lesquels sont montés les éléments 19 et 20 Des nervures peuvent être pré-

vues à l'intèrieur du distributeur, afin de supporter les éléments 19 et 20,

9 2251751

tout en maintenant une pression d'air uniforme autour des éléments 19 et 20.

En variante, les espaces situés à l'intérieur des distributeurs peuvent être remplis d'un matériau poreux, fortement perméable, constitué par exemple

d'un matériau fritté grossier.

La grandeur de la pression d'alimentation est suffisante de manière à comprimer très légèrernert a tige 12, afin que le ruban de garniture soit légèrement écarté des surfazes internes du conduit cylindrique formé par le éléments 19 et 20 L'intera le ainsi Obtenui est de très petite dimension Su la Figure 3, il a été exagéré, afin de faciliter la comrpréhension du fonctionr nment du dispositif, L a-r Sécha ppe de ce itervalle, estet conduit dans l'a mosphbre par l'internidissre de fi'_ e N subsistent entre les ar 8 tes adjacentes des e Imernts i, et 2 G t, órvoir des feentes d'évacuation supplé 4 mentaires;,;:'za ia e, c:u e OU; rt, l'air' peut &cs:chapper au travers d'un certain nombre sid -z- i: d' va nuation situés en différents em placernents autou et ' '': lkivtv'-ale ee les -éllrnents 19 et 20 et le ru banr de,'arni *l La -s:i t dl *n:3 tin es ammi,enue a une valeur constante,

c hoisie juste suiúis<r ':r: 'it',: t O Uit cont -:act e,re le Liuban 10 et les élé-

ments 19 et 20, et la t, d' ul l ente n: de laair est controlée par un sys tème de mnesure de vite:couleent 22 g Etant d onn: que le r-uban 10 es lisse, l:écculement de i u Oa vers *utdit intervalle est un ecoulement laminaire, et la pression icrenre 5 dansl cet iniervalle, est donnée pa-r la vitesse dlécoulem ent total de l'ai, N ps,= étant donné que le ruban est tres flexible, la pres;ion dans lintevr-îalle, à chaque em Tplacement autour 1 la cigarette, est sensiblement égale à a pr-ession interne de la tige (rigidit En pratiqie, le ruban de garniture l nientoure pas to'talemnent la

tige de cigarette 12 Crnrae on peut le voir sur la Figure 3, le joint à re-

couvrement 18 est dé g, -: le rublan 10, afin d'éviter toute contaminatior de ce dernier par la coe qlui est utilisée pour la réalisation du joint 18, L partie du bloc de couverture C O située inmédiatement au-dessus du joint à

recouvrement 18 est donc, de préférence, imperméable à l'air.

La pression d'air P dans l'intervalle constitue donc un palier d'.

g

qui présente un avantage, rnmme si l'on ne prévoit pas de dispositif de me-

sure de pression interne de la cigarette Le palier d'air diminue sensible-

ment le frottement entre la cigarette et le conduit, ce qui réduit les domm

2517519

pouvant être subis par le ruban 10, et ce qui diminue également l'usure du conduit. Le palier à air peut être prévu uniquement sur la base 19 Dans ce cas, s'il est nécessaire de contrôler la pression interne de la tige, le bloc de couverture 20 sera conçu et réalisé de manière à s'ajuster étroitement au- tour de la tige et du ruban de garniture Le palier à air peut être prévu sur toute la longueur de la base 19, y compris sur la partie qui reçoit le système de formation de tige 11, comme représenté sur la Figure 1 Cependant, la

pression interne ne peut pas être mesurée de façon satisfaisante avant forma-

tion de la tige Par conséquent, on prévoit de préférence une alimentation sé-

parée de pression pour le palier à air, sous le système de formation de tige 11, cette alimentation ne faisant pas partie du dispositif servant à mesurer

la pression interne de la tige.

On notera que le palier à air représenté sur la Figure 3 peut être

utilisé indépendamment des autres systèmes de contrôle de qualité représen-

tés sur la Figure 1.

Au lieu de délivrer une pression constante à la conduite 21, afin de produire un débit variable, ce débit peut être délivré à un niveau constant, et la pression, dans la conduite 21, ou si possible dans les distributeurs, est alors détectée, étant donné que cette pression fournit une indication de la

pression interne moyenne de la tige de cigarettes.

La Figure 4 est un schéma par blocs illustrant la façon selon la-

quelle les différentes données de qualité collectées par les divers détecteurs

représentés sur le dispositif de la Figure 1 sont traitées par le micro-

processeur 16 Les détecteurs sont représentés sur la rangée de blocs su-

périeurs, et ils ont été désignés par les références qui leur ont été affectées sur la Figure 1 Les autres blocs représentés sur la Figure 4 désignent des

paramètres du courant de tabac, calculés par le micro-processeur 16 à par-

tir des mesures effectuées par les détecteurs, les flèches de liaison in-

diquent les paramètres qui sont utilisés pour calculer chaque paramètre du

courant de tabac.

Rigidité à sec de la cigarette

Cette rigidité à sec de la cigarette est calculée par le micro-

processeur 16, en vue d'obtenir une indication de la rigidité réelle de la tige située dans la machine de fabrication de cigarettes, avec compensation

11 2517519

des effets dûs à la teneur en eau et à la température Une indication concer-

nant la rigidité réelle de la tige est obtenue à partir de la mesure de la pres-

sion interne Pl de cette tige, toute en effectuant une compensation, en cas de nécessité, pour tenir compte des effets de tout changement de diamètre de la tige sur la valeur mesurée La température du tabac est obtenue à partir du détecteur de température 29 La relation qui existe entre la température et la rigidité à sec est telle que, plus la température est élevée, plus la rigidité

à sec calculée est élevée Le calcul de la teneur en humidité est décrit ci-

après Ici encore, plus la teneur en humidité est élevée, plus la rigidité à sec

calculée est élevée.

Cependant, la rigidité à sec dépend également de la facon selon la-

quelle l'humidité est retenue par le tabac, ce facteur étant également fonction du type de tabac utilisé L'eau contenue dans les fibres de tabac, ainsi que dans les particules de tabac, peut être présente à l'intérieur des cellules, et par conséquent, elle est liée électriquement, dans une large mesure, ou bien cette eau peut être située entre les cellules, et, dans ce cas, il s'agit d"'eau capillaire" Un degré relativement élevé de liaison s'accompagne d'un degré

relativement élevé de plasticité, ce qui diminue la valeur de la rigidité me-

surée Par conséquent, il est nécessaire d'effectuer une compensation corres-

pondante de la valeur calculée de la rigidité à sec, dans le cas o un fort pour-

centage d'eau présente dans le tabac est liée à ce dernier.

Le degré de liaison de l'eau est indiqué par le volume spécifique du tabac, tel que défini ci-dessus, étant donné qu'un degré de liaison relativement

élevé s'accompagnecdtun volume spécifique relativement faible Le volume spé-

cifique peut être déterminé à partir de la valeur obtenue pour la résistance du tabac de remplissage de la cigarette (c'est-à-dire la partie du courant de tabac qui demeure sur le convoyeur 2 après l'ébarbage), en tenant compte

également de la densité du tabac de remplissage, dont la valeur est essen-

tiellement déterminée à partir des indications fournies par le système de balayage nucléaire Une augmentation du volume spécifique, pour une densité

de remplissage donnée, provoque une augmentation de la résistance de rem-

plissage Rf, étant donné que l'espace disponible entre les fibres de tabac et

les particules, pour le passage de l'air, est plus faible.

La teneur en humidité du tabac MC est calculée en comparant la densité de remplissage et sa constante diélectrique, telle que cette dernière

12 9 est indiquée par le condensateur 36, 37 La constante diélectrique relative

du tabac varie en fonction de la densité de remplissage, mais elle varie diffé-

remment en fonction de la composante de la densité du tabac sec et de la com-

posante résultant de la teneur en humidité Par ailleurs, la constante diélec-

trique relative est différente en ce qui concerne l'eau liée et l'eau capillaire. L'eau liée a un effet plus petit sur la constante diélectrique relative que l'eau capillaire, si bien que la valeur obtenue pour la teneur en humidité doit être augmentée lorsque augmente la liaison de l'eau Ceci est encore obtenu en tenant compte du volume spécifique Ceci est particulièrement important avec les-mélanges de tabac modernes, qui comportent des tabacs dits expansés ou aérés. Chute de pression de la tige de tabac (PD) La chute de pression de la tige de tabac (c'est-à-dire la chute de pression qui peut se produire au travers du tabac de la cigarette, lors du fumage), est calculée à l'aide du micro- processeur 16, en tant que fonction de la résistance de remplissage Rf, mesurée par la cellule à air 6, du diamètre de la tige de cigarette D, de l'épaisseur du matériau de remplissage H et de l'indication concernant la masse par unité de longueur m, délivrée par le

dispositif de balayage 14.

Vitesse de combustion de la cigarette Cette vitesse est calculée par le micro-processeur 16 à partir de la chute de pression de la tige de tabac PD, du volume spécifique du tabac, de

la teneur du tabac en fibres courtes SC, et de la masse à sec de la cigarette-

M (cette indication étant obtenue selon un calcul effectué à partir de la masse d réelle de la cigarette et de la teneur en humidité) Le volume spécifique est obtenu de la manière décrite ci-dessus à l'aide des calculs de la rigidité à sec, de la cigarette La teneur en fibres courtes SC du tabac est calculée en tant que fonction du volume spécifique et de l'énergie de remplissage du tabac FP, qui est fonction de la masse à sec de la cigarette Md$ du diamètre de la tige

de cigarette D, et de la rigidité à sec de la cigarette.

La relation est la suivante Plus la différence de pressions de la tige de tabac est élevée, plus la vitesse de combustion de la tige de tabac est faible; plus le volume spécifique est élevé, plus la vitesse de combustion de la cigarette est élevée; plus la teneur en fibres courtes de la cigarettes est élevée,, plus la vitesse de combustion est élevée, et plus le poids à sec de la

13 25175

cigarette est élevé, plus la vitesse de combustion est faible.

Chute finale: On peut estimer la probabilité de la quantité de tabac tombant des extrémités des cigarettes terminées, à un stade quelconque avant l'empaque tage des cigarettes, étant donné que cette probabilité est directement foncti( de la teneur en fibres courtes SC, et inversement fonction du volume spécifi La chute finale de tabac optimale (c'est-àdire faible), est obtenue pour une

teneur minimale en fibres courtes SC et pour un volume spécifique maxima.

Cette chute finale dépend également de la probabilité de pertes P ( 1) qui est calculée comme étant une fonction de la masse de tige de cigarettes par unit de longueur M et de la distribution de masse des sections d'extrémités qui est obtenue à partir du système d'inspection finale des extrémités (non repr

senté), et qui peut prendre différentes formes.

Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limités à l'exemple de réalisation décrit et représenté ici, mais qu'elle en englobe

toutes les variantes.

14 2517519

Claims (24)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour déterminer la pression interne d'un objet en forme de tige, notamment d'une cigarette, se déplaçant axialement, caractérisé en ce qu'il consiste à envelopper une bande flexible, imperméable et sans fin, au moins partiellement, autour de la tige, à faire passer la tige ainsi enve- loppée au travers d'un élément de guidage;_à délivrer de l'air sous pression

à l'élément de guidage, afin de réaliser un intervalle entre la bande et l'élé-

ment de guidage, et à contrôler une caractéristique de l'air délivré de façon

à obtenir une indication de la pression interne de l'objet en forme de tige.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande flexible est une bande de garniture qui est également utilisée pour former la

tige de cigarettes en entourant un ruban de papier continu autour d'un remplis-

sage de tabac.

3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce

que l'air est délivré à l'élément de guidage à une pression constante, et en ce

qu'on contrôle la vitesse de l'écoulement de l'air.

4 Dispositif pour la détermination de la pression interne d'un objet

en forme de tige, notamment d'une cigarette, se déplaçant axialement, carac-

térisé en ce qu'il comprend: des moyens ( 11) pour former une tige continue ( 12) dans laquelle un ruban d'enveloppe ( 8) entoure un remplissage de tabac ( 3), ces moyens comprenant une bande flexible, imperméable et sans fin ( 10), disposée de façon à s'enrouler sur une partie au moins de la circonférence de la tige; un élément de guidage ( 19, 20) au travers duquel la tige et la bande sont amenées à passer, des moyens ( 21, 30, 31) pour délivrer de l'air sous pression à l'élément de guidage, afin qu'il pénètre dans l'intervalle compris entre l'élément de guidage et la bande, et des moyens de contrôle ( 22) pour

contrôler une caractéristique physique de l'air délivré.

Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bande flexible ( 10) est une bande de garniture qui est également utilisée pour former la tige de cigarette en entourant le ruban d'enveloppe ( 8) autour du remplissage

de tabac ( 3).

6 Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce

que l'air est délivré à une pression sensiblement constante, et en ce que les

moyens de contrôle ( 22) sont conçus et réalisés de manière à contrôler la vi-

tesse d'écoulement de l'air.

2517519

7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, carac-

térisé en ce que l'élément de guidage ( 19, 20) est constitué d'un matériau per-

méable à l'air.

8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élé-

ment de guidage comprend des parties supérieure ( 20) et inférieure ( 19) ayant

chacune une forme semi-cylindrique.

9 Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en

ce que l'élément de guidage ( 19, 20), ou chaque partie de cet élément, est

monté dans un distributeur ( 32, 33) auquel est délivré l'air.

10 Dispositif selon larrevendication 9, caractérisé en ce que les deux parties adjacentes ( 19, 20) de l'élément de guidage comportent des distri buteurs séparés et sont espacées l'une de l'autre de manière à ménager entre

elles un ou plusieurs intervalles ( 34, 35) pour l'échappement de l'air délivré.

11 Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en

ce que le distributeur, ou chaque distributeur ( 32, 33) est rempli d'un matéria

poreux qui supporte l'élément de guidage ou ses parties constitutives respec-

tive s.

12 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, car E

térisé en ce que les bords de la bande flexible ( 10) sont espacés de manière à ne pas être au contact du joint ( 18) de l'enveloppe de la cigarette, et en ce que

la partie de l'élément de guidage qui est adjacente au joint est imperméable.

13 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 12, car;

térisé en ce que l'air délivré à l'élément de guidage ( 19, 20) constitue un pa-

lier à air entre l'élément de guidage et la bande flexible ( 10).

14 Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'une alimentation séparée en air est prévue pour l'élément de guidage sur une

première section de la bande, à l'endroit ohi la tige transportée à cette sec-

tion n'est pas complètement formée.

Procédé pour contrôler un courant de tabac qui, après ébarbag est enfermé dans un ruban d'enveloppe afin de former une tige continue de cigarettes, caractérisé en ce que la pression de l'air dans le courant de taba est détectée en un premier emplacement espacé d'un convoyeur transportan

le courant de tabac, et est comparée à la pression régnant en un second erm-

placement, au-dessus ou au-dessous du courant de tabac.

16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le

16 2517519

premier emplacement correspond sensiblement au niveau d'ébarbage moyen, et en ce qu'on utilise comme facteur de compensation, dans la comparaison,

un signal indicatif du niveau réel auquel le courant de tabac est ébarbé.

17 Procédé selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en

ce que la seconde pression est adjacente au convoyeur transportant le courant

de tabac.

18 Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la chute

de pression indiquée par la comparaison des pressions est,-à son tour, com-

parée à la chute de pression autour de tout le courant de tabac, afin de donner

une indication de la proportion du tabac qui est enlevée par le dispositif d'ébar-

bage. 19 Machine pour fabriquer les cigarettes,dans laquelle un courant de tabac est formé sur un convoyeur à aspiration, et est ensuite ébarbé avant d'être enfermé dans un ruban d'enveloppe, afin de former une tige continue de cigarettes, cette machine étant caractérisée en ce qu'un canal ( 25) est réalisé

dans une paroi latérale ( 23) confinant un côté du courant de tabac, en un em-

placement situé en amont du dispositif d'ébarbage ( 7), afin de détecter la pres-

sion de flair dans le courant de tabac à un niveau correspondant approximative-

ment au niveau moyen auquel le courant de tabac est ébarbé par le dispositif

d'ébarbage ( 7).

Machiné selon la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens ( 40) pour indiquer le niveau réel auquel le tabac est

ébarbé, et des moyens ( 16) pour déterminer la quantité de tabac de rebut en-

levée par le dispositif d'ébarbage, en tenant compte de ladite pression d'air

Z 5 et du-hiveau réel d'ébarbage.

21 Machine selon la revendication 20, caractérisée en ce qu'elle comprend un second canal ( 24), de manière à détecter la pression de l'air

dans le tabac à proximité du convoyeur ( 2).

22 Machine selon la revendication 21, caractérisée en ce qu'elle

comprend des moyens ( 27, 16) pour comparer les signaux de pression prove-

nant des deux canaux ( 24, 25), afin de déterminer la proportion de tabac, ou

taux de rebut, enlevée par le dispositif d'ébarbage.

23 Procédé pour déterminer la rigidité à sec de cigarettes, carac-

térisé en ce que cette rigidité est mesurée lors de la fabrication des cigarettes, et en ce qu'on effectue une compensation du signal ainsi obtenu par référence

17 251751

à la teneur en humidité du tabac et par référence au volume spécifique du tabac.

24 Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que le vo-

lume spécifique du tabac est déterminé, ou estimé, en mesurant la résistance à l'écoulement de l'air du tabac utilisé, lors de la fabrication de la cigarette,

et en tenant compte de la densité de ce tabac, lors de la mesure de la résis-

tance à l'air,

Procédé selon l'une des revendications 23 ou 24, caractérisé en

ce que la teneur en humidité du tabac est mesurée à l'aide d'un dispositif capa

citif.

26 Procédé de fabrication de cigarettes, caractérisé en ce que la

quantité de tabac utilisée, lors de la formation des cigarettes, varie en ré-

ponse à la rigidité à sec des cigarettes, déterminée selon le procédé défini

dans l'une quelconque des revendications 23 à 25.

27 Procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à Z 6,

caractérisé en ce que le signal obtenu est également compensé en référence

à la température du tabac.