Domaine technique

[0001] L'invention se rapporte au domaine des appareils à usage personnel pour la fabrication de cigarettes du type utilisant des tubes en papier préformés à remplir de tabac. Le présent appareil permet de contrôler de manière reproductible et simple la densité de tabac introduite dans un tel tube.

Description de l'état de la technique

[0002] De nombreuses marques offrent à la vente des cigarettes prêtes à l'emploi. Beaucoup de fumeurs préfèrent cependant fabriquer leurs cigarettes eux-mêmes. Ils peuvent ainsi choisir le type de tabac et surtout la quantité -et donc la densité- de tabac contenue dans la cigarette. De nombreux appareils ont été proposés pour éviter au consommateur de rouler leurs cigarettes à la main, une opération relativement longue et laborieuse qui ne donne pas toujours des résultats satisfaisants et reproductibles et surtout nécessitant de mouiller avec de la salive le papier afin de le faire coller. Il existe donc sur le marché des tubes en papier préformés, vides et munis ou pas d'un filtre, qu'il suffit de remplir du tabac de son choix à la densité désirée. Plusieurs appareils existent permettant de remplir de tabac de tels tubes.

[0003] Par exemple US2004/0099277 décrit un appareil comprenant un entonnoir rempli de tabac et muni d'une tige rétractable apte à alimenter en tabac par des mouvements de va-et-vient un réservoir de compression hémicylindrique au fond duquel est placée une tige de transfert en forme de pelle allongée et dans laquelle repose le tabac transféré. Une fois que la quantité désirée de tabac est transférée dans ledit réservoir de compression, une voûte hémicylindrique vient se refermer sur le réservoir de compression afin de tasser le tabac reposant sur la tige de transfert pour former un volume cylindrique de diamètre juste inférieur à celui de tubes en papier prêts à être remplis de tabac. La tige de transfert est alors déplacée avec le cylindre de tabac qu'elle supporte et introduite dans un tube en papier. Cet appareil peut être automatisé par l'utilisation de moteurs et d'un contrôleur, qui en augmentent le prix. Un grand défaut de cet appareil est que le tabac n'est pas homogénéisé avant d'être transféré dans le réservoir de compression et qu'il peut comprendre des grumeaux qui résultent en une cigarette ayant des densités de tabac variant sur la longueur du tube.

[0004] FR2716344 décrit un autre type d'appareil de remplissage de tabac comprenant également un entonnoir muni d'un cylindre de mélange comprenant des tiges s'étendant radialement autour d'un axe de rotation et permettant une certaine homogénéisation du tabac avant qu'il n'atteigne un réservoir de compression situé dans le fond de l'entonnoir. Un doseur peut être interposé entre la roulette de mélange et la chambre de compression afin de contrôler la dose de tabac tombant dans la chambre de compaction. Une fois compacté, le tabac est transféré dans un tube à l'aide d'une tige de transfert comme décrit plus haut. [0005] US6739343 décrit un appareil semblable au précédant comprenant un passage défini entre une chambre cylindrique et un cylindre de mélange monté à rotation dans ladite chambre cylindrique et muni de courtes tiges s'étendant radialement du cylindre jusqu'à la paroi intérieure de la chambre cylindrique. En bas de la chambre cylindrique est disposé un réservoir de compaction semblables à ceux discutés plus haut. Le défaut de ces deux derniers appareils est que les cylindres de mélange ne permettent pas une homogénéisation suffisante du tabac avant son transfert dans une chambre de compression.

[0006] WO2007/093417 décrit un appareil comprenant un rotor accommodé dans un stator. Le rotor est formé par une chambre rotative cylindrique dont la paroi est munie d'ouvertures et le stator est une chambre cylindrique statique comprenant une seule ouverture dans le bas de celle- ci, ayant la même géométrie que les ouvertures de la chambre rotative. La chambre rotative est remplie de tabac et en tournant un mélange du tabac est effectué. Chaque fois qu'une ouverture du rotor passe devant l'ouverture du stator, du tabac peut tomber par gravité dans une chambre de compression telle que décrite plus haut. Bien que l'homogénéisation du tabac soit meilleure que dans les appareils antérieurs, elle n'est pas encore optimale. De plus, il est difficile de contrôler de manière reproductible la quantité de tabac transférée dans la chambre de compression.

[0007] US3892245 décrit un appareil comprenant une chambre cylindrique munie d'un mélangeur rotatif composés de tiges fines en s'étendant radialement depuis l'axe de rotation du mélangeur le long d'une paroi latérale de la chambre cylindrique puis une fois la paroi périphérique atteinte, formant un angle droit et s'étendant parallèles à la paroi périphérique. Le bas de la chambre cylindrique comprend une ouverture communiquant avec une chambre de dosage munie d'une tige de transfert. Cet appareil ne comprend pas de chambre de compression permettant de tasser le tabac accumulé sur la tige de transfert. Bien que le mélange du tabac soit sensiblement meilleur que dans les appareils précédents, il n'est pas possible de contrôler de manière reproductible le dosage des tubes de papier.

[0008] Malgré les appareils proposés sur le marché, aucun ne parvient à combiner une bonne homogénéisation du tabac, cassant les grumeaux, et permettant de contrôler le compactage et donc la densité de remplissage des tube de papier d'une manière reproductible. L'appareil de la présente invention résout toutes ces contraintes. L'appareil de la présente invention et ses nombreux avantages sont présentés dans les sections suivantes.

Résumé de l'invention

[0009] L'objet de la présente invention est défini dans les revendications indépendantes. Des variantes préférées sont définies dans les revendications dépendantes. En particulier, la présente invention concerne un appareil comprenant : (a) Une chambre de mélange apte à recevoir du tabac, à casser les agglomérats et ainsi homogénéiser le tabac et à l'acheminer dans une unité de dosage, ladite chambre de mélange étant pourvue d'une paroi périphérique sensiblement cylindrique autour d'un axe de révolution, X1 , fermée par deux parois latérales sensiblement circulaires et parallèles entre elles et séparées l'une de l'autre par une distance, L, ladite chambre de mélange comprenant :

(i) Une ouverture d'entrée permettant d'introduire du tabac dans la chambre, (ii) Un mélangeur comprenant au moins deux pales monté à rotation autour de l'axe de révolution, X1 , chaque pale ayant une largeur, Lb, sensiblement égale à la largeur, L, de la chambre de mélange, et dont l'extrémité libre balaie la paroi périphérique, et comprenant au moins une fenêtre permettant le passage de tabac au travers de celle-ci,

(iii) Une ouverture d'évacuation du tabac s'étendant parallèlement à l'axe de révolution, X1 , sur pratiquement toute la largeur, L, de la paroi périphérique et donnant accès à une unité de dosage, ladite ouverture d'évacuation étant définie par une lèvre amont et une lèvre avale qui sont de préférence linéaires et parallèles l'une à l'autre,

(b) Une unité de compression comprenant,

(i) Une première mâchoire, formant un berceau hémicylindrique défini par une première et une deuxième arrêtes de berceau s'étendant chacune parallèlement à l'axe de révolution, X1 , d'une paroi latérale à l'autre sur une longueur sensiblement égale à L, dans lequel la première arrête de berceau définit la lèvre avale de l'ouverture d'évacuation et la deuxième arrête de berceau se trouve à l'extérieur de la chambre de mélange, et

(ii) Une deuxième mâchoire, formant une voûte hémicylindrique définie par une première et une deuxième arrête de voûte s'étendant chacune parallèlement à l'axe de révolution, X1 , d'une paroi latérale à l'autre sur une longueur sensiblement égale à L, dans laquelle la première arrête de voûte définit la lèvre amont de l'ouverture d'évacuation et la deuxième arrête de voûte se prolonge pour former une paroi plane parallèle à l'axe de révolution, X1 , et en contact avec la deuxième arrête de berceau,

(iii) lesdites première et deuxième mâchoires étant déplaçables l'une par rapport à l'autre selon une direction normale à l'axe de révolution, X1 , entre une position de remplissage, à laquelle les lèvres amont et avale de l'ouverture d'évacuation sont séparées l'une de l'autre par une hauteur, d1 , et formant ainsi une chambre de compression (5c) de section sensiblement ovale, et une position de compression à laquelle les lèvres amont et avale de l'ouverture d'évacuation sont en contact l'une avec l'autre et les berceau et voûte forment ensemble une chambre cylindrique de compression de diamètre, D0, et

(c) une unité de transfert du tabac dans un tube à cigarette, ladite unité de transfert comprenant , (i) Un support de tube à cigarette apte à maintenir en place un tube en papier à cigarette avec son axe de révolution coaxial à l'axe de révolution de la chambre cylindrique de compression, et

(ii) Une tige de transfert comprenant une portion distale et une portion proximale ladite tige de transfert étant apte à glisser dans la chambre cylindrique de compression afin de pousser le tabac se trouvant dans la chambre de compression dans un tube en papier à cigarette posé sur le support.

[0010] Dans une variante préférée, l'appareil est muni d'une lame élastiquement flexible comprenant une première et une deuxième extrémités opposées l'une à l'autre, et montée en porte à faux par sa première extrémité à la paroi périphérique de la chambre de mélange, de sorte que :

• en position de remplissage, sa deuxième extrémité pénètre partiellement dans la chambre de remplissage en s'appuyant sur la lèvre amont de l'ouverture d'évacuation et,

• en position de compression, son extrémité libre demeure dans la chambre de mélange s'appuyant sur la deuxième mâchoire fermant l'ouverture de remplissage. [0011] l'extrémité libre de chaque pale du mélangeur est de référence sensiblement flexible. Elles peuvent être faites en un matériau élastomère et/ou ayant une épaisseur plus fine que le reste de la pale. En position de remplissage, la hauteur, d1 , de l'ouverture d'évacuation est avantageusement comprise entre 5 et 30 mm, de préférence entre 1 0 et 25 mm .

[0012] La portion distale de la tige de transfert est avantageusement cylindrique de diamètre sensiblement égal et inférieur à DO et la portion proximale de la tige de transfert a une forme de pelle de longueur comprise entre 5 et 10 cm . La tige de transfert est ainsi apte à glisser dans la chambre cylindrique de compression entre une position de remplissage à laquelle la portion proximale est posée sur pratiquement toute la longueur du berceau de la première mâchoire et une position de transfert à laquelle la partie proximale est posée sur le support de tube à cigarette et la partie distale est dans la chambre cylindrique de compaction. La portion proximale en forme de pelle a de préférence une géométrie de tronc de section de cylindre de diamètre égal à celui de la portion distale cylindrique, ayant un angle d'ouverture de 170 à 210 ° au niveau où la portion proximale contacte la portion distale, et un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur d'un tube en papier à cigarette et un angle d'ouverture inférieur à l'extrémité libre de la portion proximale, de préférence compris entre 60 et 120°.

[0013] Dans une variante préférée, la première arrête de berceau définissant la lèvre avale de l'ouverture d'évacuation est définie comme l'extrémité libre d'une paroi plane parallèle à l'axe de révolution, X1 , prolongeant le berceau hémicylindrique, de préférence sur une hauteur comprise entre 1 et 5 mm , afin d'obtenir un effet de cisaillement avec la première arrête de voûte définissant la lèvre amont de l'ouverture d'évacuation, permettant de couper des particules de tabac se trouvant partiellement dans la chambre de compression et partiellement dans la chambre de mélange lors du déplacement des mâchoires vers leur position de compression. [0014] La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une cigarette comprenant les étapes suivantes :

(a) Se procurer un appareil tel que défini plus haut ;

(b) Remplir la chambre de mélange de tabac par l'ouverture d'entrée, puis refermer ladite ouverture d'entrée ;

(c) Assurer que l'unité de compression soit en position de remplissage définissant une ouverture d'évacuation de hauteur, d1 et que la tige de transfert soit dans sa position de remplissage ;

(d) Faire tourner le mélangeur pendant un temps de mélange, ÎM, à une vitesse de rotation, VM ;

(e) Fermer l'ouverture d'évacuation en rapprochant la deuxième mâchoire de la première mâchoire (5a) jusqu'à ce que l'unité de compression soit en position de compression définissant une chambre de compression cylindrique ;

(f) Disposer un tube en papier à cigarette sur le support avec une extrémité ouverte de celle- ci adjacente et coaxiale à la chambre de compression cylindrique ;

(g) Pousser la tige de transfert le long de la chambre de compression afin de transférer le tabac s'y trouvant vers l'intérieur du tube en papier à cigarette, puis retirer la tige de transfert.

[0015] La vitesse de rotation, VM, du mélangeur est par exemple comprise entre 1000 et 1500 rpm et le temps de mélange, ÎM, peut être compris entre 0.5 et 5 s.

Brève description des dessins

La Fig. 1 représente une vue générale en transparence d'un appareil selon la présente invention.

La Fig. 2 représente des vues de mélangeurs comprenant des fenêtres d'un appareil selon la présente invention (a) en perspective et comprenant (b) deux, (c) trois et (d) quatre pales. La Fig. 3 représente une vue de la chambre de compression (a) en position ouverte et (b) en position fermée de compression.

La Fig. 4 représente une vue d'une chambre de compression munie d'une lame élastique de dosage (a) en position ouverte, (b) en position de fermeture partielle et (c) en position de fermeture et compression des mâchoires. La Fig. 5 représente une tige de transfert pour un appareil selon la présente invention.

La Fig. 6 représente trois étapes de remplissage de l'unité de dosage et compression du tabac avec homogénéisation préalable du tabac par rotation des pales mélangeuses avec l'unité de compression (a) en position ouverte, (b) en cours de fermeture et (c) en position fermée, prêt à transférer le tabac dans un tube en papier. La Fig. 7 illustre deux modes préférés d'alignement d'un tube en papier à cigarette posé sur son support co-axialement à la chambre de compression.

Description détaillée de l'invention

[0016] Tel que représenté à la Figure 1 , un appareil de fabrication de cigarettes selon la présente invention comprend une unité de mélange de tabac (1 ), une unité de dosage et de compression (5) dudit tabac, et une unité de transfert du tabac ainsi homogénéisé, dosé et comprimé dans des tubes à cigarette en papier.

[0017] L'unité de mélange de tabac est essentielle à l'efficacité du présent appareil, car elle permet d'homogénéiser le tabac avant de le doser et compresser pour l'introduire dans un tube en papier à cigarette. En effet, un grand défaut des appareils de l'art antérieur est que l'homogénéisation du tabac n'est pas suffisante et le remplissage des tubes en papier à cigarette n'est pas reproductible, car on ne peut éviter avec de tels appareils la formation de grumeaux de tabac ou au contraire de vides dans le tube.

La Chambre de Mélange [0018] A la suite de nombreux essais, la meilleure homogénéisation du tabac a été obtenue par un mélangeur (12) comprenant au moins deux pales, monté à rotation dans une chambre de mélange (2) sensiblement cylindrique du type décrit dans US3892245. La chambre de mélange est constituée d'une paroi périphérique sensiblement cylindrique autour d'un axe de révolution, X1 , et de deux parois latérales fermant les côtés de la chambre. La chambre de mélange comprend une ouverture d'entrée (non représentée) permettant d'introduire du tabac dans la chambre. L'ouverture d'entrée peut se trouver dans la paroi périphérique ou dans une des parois latérales. Elle est munie de préférence d'un clapet de fermeture permettant l'obturation de l'ouverture d'entrée une fois la quantité de tabac désirée a été introduite dans la chambre de mélange. L'ouverture d'entrée peut être équipée d'un système d'alimentation en tabac automatique ou semi- automatique.

[0019] La chambre de mélange (12) comprend également une ouverture d'évacuation (3) située sur la paroi périphérique et s'étendant sur pratiquement toute la largeur, L, de ladite paroi. L'ouverture d'évacuation est en communication avec l'unité de dosage et compression décrite plus bas. Contrairement aux appareils de l'art antérieur décrits plus haut, l'ouverture d'évacuation (3) ne se trouve pas au point le plus bas de la chambre de dosage/mélange. En assimilant une vue latérale de la chambre de mélange telle que représentée à la Figure 6 au cadran d'une montre, avec le 12 se trouvant au point le plus haut du cadran, l'ouverture d'évacuation se trouve de préférence dans un secteur compris entre 7h et 1 1 h (= 210-330°) ou, de manière équivalente entre 1 h et 5h (= 30-150°), de préférence entre 8h et 1 0h (= 240-300°) ou, de manière équivalente entre 2h et 4h (= 60-120°). Ce positionnement de l'ouverture d'évacuation (3) est favorable à un transfert des particules les plus fines dans l'unité de compression (5), rendu possible par la rotation et géométrie du mélangeur (12). Le tabac n'est pas transféré dans la chambre de compression (5c) par gravité comme c'est le cas des appareils de l'art antérieur décrits plus haut, mais par la force centrifuge générée par la rotation du mélangeur (12).

[0020] Tel que représenté à la Figure 2, le mélangeur (12) d'un appareil selon la présente invention comprend au moins deux pales. Il peut en comprendre plus, par exemple trois ou quatre pales telles que représentées dans la Figure 2(c)&(d). Le mélangeur (12) est monté à rotation autour de l'axe, X1 , de révolution de la paroi périphérique de la chambre de mélange (2). Il a une envergure, Db, égale ou légèrement supérieure au diamètre, D, de la paroi périphérique cylindrique de la chambre de mélange (2). L'envergure, Db, du mélangeur peut être légèrement supérieure au diamètre de la chambre de mélange (2) dans le cas où une portion au moins des pales, en particulier l'extrémité libre des pales, est flexible, par exemple faite en un matériau élastomère et/ou ayant une section plus fine. L'important est que l'extrémité libre des pales balaie la paroi périphérique cylindrique de la chambre de mélange lors de leur rotation autour de l'axe, X1 . Le mélangeur (12) a une largeur, Lb, sensiblement égale à, ou légèrement inférieure à la largeur, L, de la chambre de mélange (2). Ainsi, lors de sa rotation, le mélangeur (12) balaie pratiquement tout le volume de la chambre de mélange (2). Afin d'optimiser l'homogénéisation du tabac dans la chambre de mélange, chaque pale comprend au moins une fenêtre (12f) permettant le passage de tabac au travers de celle-ci. L'aire totale couverte par la ou les fenêtres sur une face d'une pale représente de préférence entre 15 et 85% de l'aire de ladite face de la pale, de préférence entre 20 et 80%, de manière plus préférée entre 25% et 75% de l'aire de ladite face de la pale. La ou les fenêtres de chaque pale sont de préférence séparées de l'extrémité libre de ladite pale par une distance, Df, d'au moins, 5 mm, de préférence au moins 10 mm. Ceci permet à l'extrémité libre de chaque pale de pousser les particules de tabac le long de la paroi périphérique de la chambre de mélange (2). Le mélangeur est couplé à un moteur (non représenté sur les Figures) permettant de faire tourner le mélangeur (12) autour de son axe de rotation, X1 , à une vitesse comprise entre 500 et l OOOO rpm (révolutions par minute), de préférence entre 1000 et 1500 rpm. Le mélangeur tourne de préférence dans le sens tel qu'il balaye d'abord la lèvre amont de l'ouverture d'évacuation définie par la deuxième mâchoire (5b) avant de balayer la lèvre avale définie par la première mâchoire (5a). L'Unité de Compression

[0021] L'unité de compression (5) est placée adjacente à l'ouverture d'évacuation (3) de la chambre de mélange (2). C'est l'unité de compression (5) qui contrôle l'ampleur(ou hauteur) de l'ouverture d'évacuation (3) dans la direction circonférentielle de la paroi périphérique. Telle que représentée à la Figure 3, l'unité de compression (5) comprend une première mâchoire (5a) et une deuxième mâchoire (5b) définissant un volume entre les deux. La première mâchoire (5a), forme un berceau hémicylindrique et est définie par une première et une deuxième arrêtes de berceau s'étendant chacune parallèlement à l'axe de révolution, X1 , d'une paroi latérale à l'autre sur une longueur sensiblement égale à la largeur, L, de la chambre de mélange. Une première arrête de berceau définit la lèvre avale de l'ouverture d'évacuation (3). Cette première arrête de berceau est avantageusement définie comme l'extrémité libre d'une paroi plane parallèle à l'axe de révolution, X1 , prolongeant le berceau hémicylindrique, tel que représenté aux Figures 3&4. La hauteur de ladite paroi plane de prolongement peut typiquement être comprise entre 1 et 5 mm. Cette configuration a deux avantages. Premièrement, elle permet de contenir une plus grande quantité de tabac avant compression que dans le cas où la lèvre avale de l'ouverture d'évacuation correspondrait à l'extrémité de la partie hémicylindrique du berceau. Deuxièmement, elle permet d'obtenir un effet de cisaillement avec la première arrête de voûte définissant la lèvre amont de l'ouverture d'évacuation, permettant de couper des particules de tabac se trouvant partiellement dans la chambre de compression (5c) et partiellement dans la chambre de mélange lors du déplacement des mâchoires vers leur position de compression.

[0022] La deuxième mâchoire (5b), forme une voûte hémicylindrique définie par une première et une deuxième arrête de voûte s'étendant chacune parallèlement à l'axe de révolution, X1 , d'une paroi latérale à l'autre sur une longueur sensiblement égale à L. Une première arrête de voûte définit la lèvre amont de l'ouverture d'évacuation (3) de la chambre de mélange. La deuxième arrête de voûte se prolonge pour former une paroi plane parallèle à l'axe de révolution, X1 , et en contact avec la deuxième arrête de berceau, Les première et deuxième mâchoires (5a, 5b) sont déplaçables l'une par rapport à l'autre selon une direction normale à l'axe de révolution, X1 , entre une position de remplissage, à laquelle les lèvres amont et avale de l'ouverture d'évacuation (3) sont séparées l'une de l'autre d'une distance, d1 , formant une chambre de compression (5c) de section sensiblement ovale (cf. Figures 3(a) et 4(a)&(b)), et une position de compression à laquelle les lèvres amont et avale de l'ouverture d'évacuation (3) sont en contact l'une avec l'autre et les berceau et voûte forment ensemble une chambre cylindrique de compression de diamètre, DO (cf. Figures 3(b) et 4(c)). En position de remplissage, la hauteur, d1 , de l'ouverture d'évacuation peut être comprise entre 5 et 30 mm, de préférence entre 10 et 25 mm. La hauteur, d1 , dépend du type de tabac utilisé, de la densité de tabac dans la cigarette désirée, ainsi que de la présence ou non d'une lame (4) illustrée à la Figure 4 et décrite plus bas. Le mouvement de translation des mâchoires (5a, 5b) permet donc, d'une part, de contrôler l'ampleur (ou hauteur) de l'ouverture d'évacuation (3) dans la direction circonférentielle de la paroi périphérique de la chambre de mélange (2) ce qui permet de contrôler la quantité de tabac transférée par unité de temps dans l'unité de compression (5) et, d'autre part, de compacter le tabac ainsi transféré en un cylindre apte à être introduit dans un tube (10) en papier à cigarette. Pour donner des ordres de grandeur non contraignants, le diamètre, DO, de la chambre de compression (5c) formée par les deux mâchoires jointes est de préférence de l'ordre de 6 à 7 mm alors que le diamètre intérieur d'un tube en papier à cigarette est généralement d'environ 8 mm .

[0023] Dans une variante préférée illustrée aux Figures 1 , 4 et 6, l'appareil comprend une lame (4) élastiquement flexible comprenant une première et une deuxième (4c) extrémités opposées l'une à l'autre. La lame a une largeur sensiblement égale à la largeur de l'ouverture d'évacuation (3) et peut être en métal tel que de l'acier de préférence inoxydable, ou en polymère rigide, de préférence renforcé de fibres. La lame est montée en porte à faux par sa première extrémité à la paroi périphérique de la chambre de mélange. Sa deuxième extrémité (4c) est libre, et la lame est placée de sorte qu'elle s'appuie sur la lèvre amont de l'ouverture (3) formée par la première arrête de voûte de la deuxième mâchoire (5b). Lorsque l'unité de compression est en position de remplissage, Le., avec les premières arrêtes de la première et de la deuxième mâchoire séparées l'une de l'autre, l'extrémité libre (4c) de la lame (4) pénètre partiellement dans la chambre de compression (5c) en s'appuyant sur la lèvre amont de l'ouverture d'évacuation (3). Dans cette position, la lame (4) permet de guider le tabac poussé devant l'ouverture d'évacuation (3) par le mélangeur (12) dans la chambre de compression, ceci même si le mélangeur tourne à grande vitesse. En présence d'une lame (4) les extrémités libres des pales du mélangeurs sont avantageusement flexibles. Lorsque la chambre de compression (5c) contient suffisamment de tabac, les première et deuxième mâchoires se rapprochent jusqu'à ce que leurs premières arrêtes respectives se contactent pour former la chambre de compression cylindrique de diamètre, DO. Comme illustré sur la Figure 4(b)&(c), au cours de la translation de la deuxième mâchoire (5b) pour passer en position de compression, sa première arrête glisse le long de la lame (4) en la fléchissant. L'extrémité libre (4c) de la lame est ainsi progressivement sortie de la chambre de compression, entraînant avec elle tout surplus de tabac se trouvant entre la lame (4) et l'ouverture d'évacuation (3) (cf. Figure 6(b)). Lorsque l'ouverture d'évacuation est totalement obturée, la lame (4) se trouve hors de la chambre de compression. L'utilisation d'une lame (4) est avantageuse pour la reproductibilité du dosage en tabac transféré dans la chambre de compression. Ainsi d'une utilisation à l'autre, la chambre de compression dans sa position de compression contient dans un volume cylindrique précis une quantité déterminée de tabac prêt à être transférée dans un tube (10) en papier à cigarette par l'unité de transfert. L'Unité de Transfert

[0024] L'unité de transfert sert à transférer le tabac dosé et compacté présent dans la chambre de compression (5c) vers l'intérieur d'un tube en papier à cigarette. L'unité de transfert comprend un support (9) de tube à cigarette apte à maintenir en place un tube en papier à cigarette (10) avec son axe de révolution coaxial à l'axe de révolution de la chambre cylindrique de compression. Le support (9) est de préférence de forme sensiblement hémicylindrique de diamètre légèrement supérieur au diamètre, DO, du berceau de la première mâchoire (5a) et prolongeant celui-ci co-axialement vers l'extérieur de la chambre de compression d'une longueur équivalente à la longueur d'une cigarette, soit de l'ordre d'une dizaine de cm. Le support (9) peut comprendre des moyens pour maintenir le tube (10) en position lors du transfert du tabac de la chambre de compression vers l'intérieur du tube en papier à cigarette. Il peut s'agir d'un anneau ou d'une lanière élastique ou pas enveloppant le tube et le retenant sur le berceau formant le support (9). Il peut également s'agir d'un couvercle tel que représenté à la Figure 1 ou plus simplement le support peut comprendre une paroi d'arrêt à l'extrémité du support éloignée de la chambre de compression, afin d'éviter que le tube ne se déplace en arrière lors du transfert de tabac (la position d'une telle paroi d'arrêt est de préférence variable afin d'accommoder des tubes (10) de différentes longueurs). Le berceau hémicylindrique (ou prismatique) du support (9) peut également comprendre de petits orifices et un système d'aspiration d'air maintenant le tube en position. Plus prosaïquement, un utilisateur peut maintenir le tube en papier à cigarette en position sur son support (9) avec son doigt pendant la phase de transfert de tabac. L'appareil peut être muni d'un distributeur de tubes (10) en papier à cigarette qui dispose un nouveau tube dès qu'une cigarette est retirée du support. De manière alternative, chaque tube peut être disposé sur le support (9) à la main. Telle qu'illustrée à la Figure 7(a), la sortie de la chambre de compression (5c) est avantageusement munie d'un bec sortant (9b), de forme cylindrique biseautée ou conique tronquée de faible hauteur -de l'ordre de 0.5-3 mm- et de diamètre maximal inférieur ou égal au diamètre intérieur des tubes en papier à cigarette, permettant de centrer les tubes co-axialement à la chambre de compression. Alternativement, comme illustrée à la Figure 7(b), la sortie peut être munie d'un renfoncement (9c) de forme conique tronquée de diamètre supérieur au diamètre extérieur d'un tube en papier à cigarette, permettant également de centrer les tubes co-axialement à la chambre de compression.

[0025] Le transfert du tabac de la chambre de compression vers l'intérieur d'un tube en papier à cigarette se fait à l'aide d'une tige de transfert (7). Une tige de transfert (7) comprend une portion distale (7d) et une portion proximale (7p) et doit être apte à glisser dans la chambre cylindrique de compression afin de pousser le tabac se trouvant dans la chambre de compression dans un tube en papier à cigarette posé sur le support (9). Une portion au moins de la tige de transfert (7) doit avoir une section de dimension maximale inférieure au diamètre, DO, de la chambre de compression en position de compression. Dans une variante de l'invention, la tige de transfert (7) est simplement une tige cylindrique de diamètre très légèrement inférieur à DO. Lors de la phase de remplissage de la chambre de compression, une telle tige de transfert se trouve, dans sa position de remplissage, à l'extérieur de la chambre de compression, coaxiale avec le berceau hémicylindrique de la première mâchoire (5a), et ayant son extrémité proximale (7p) adjacente à l'extrémité de la chambre de compression opposée au support (9). Lorsque la chambre de compression est remplie de tabac et en position de compression, la tige de transfert (7) est glissée dans la chambre de compression tel un piston dans un cylindre. Ceci provoque la poussée du tabac présent dans la chambre de compression le long du berceau formé par la première mâchoire et par le support (9) sur lequel se trouve un tube en papier à cigarette avec une extrémité ouverte adjacente et coaxiale à la chambre de compression. Le tabac est donc ainsi transféré de la chambre de compression à l'intérieur du tube en papier à cigarette. [0026] Dans une variante préférée représentée à la Figure 5, la portion distale (7d) de la tige de transfert (7) est cylindrique de diamètre sensiblement égal et inférieur à DO. La portion proximale (7p) de la tige de transfert (7) a une forme de pelle de longueur comprise entre 5 et 10 cm. Lorsque la chambre de compression est dans sa position de remplissage (Le., les mâchoires (5a, 5b) étant séparées) ainsi que pendant la compression du tabac par rapprochement des mâchoires, la portion proximale (7b) en forme de pelle est posée, dans sa position de remplissage, sur pratiquement toute la longueur du berceau de la première mâchoire (5a), alors que sa partie distale (7d) se trouve hors de la chambre de compression. Dans cette configuration, le tabac introduit dans la chambre de compression repose sur le fond de la pelle Lors du transfert du tabac la tige de transfert est translatée le long de l'axe de révolution de la chambre de compression cylindrique vers le tube en papier à cigarette. Lors de cette opération, la partie proximale (7p) en forme de pelle sur laquelle est posé le tabac pénètre dans le tube (10) en papier à cigarette. Une fois le fond du tube atteint par la tige de transfert, celle-ci est retirée. Par l'effet élastique du tabac comprimé, celui-ci reste dans le tube lors du retrait de la tige de transfert (7). Cette variante de tige de transfert (7) est avantageuse car pendant son transfert le tabac n'est pas comprimé dans la direction axiale du tube (10) comme il pourrait se passer avec une tige agissant tel un piston décrite plus haut, ce qui pourrait former un vide au fond du tube en papier et du tabac plus dense dans la partie du tube (10) plus proche à la chambre de compression. La portion proximale (7p) en forme de pelle de la tige de transfert (7) représentée à la Figure s a de préférence une géométrie de tronc de cylindre de diamètre égal à celui de la portion distale cylindrique (7d), ayant un angle d'ouverture de 170 à 210° au niveau où la portion proximale (7p) contacte la portion distale (7d), et un angle d'ouverture inférieur à l'extrémité libre de la portion proximale (7p), de préférence compris entre 60 et 120°. La portion proximale (7p) est de préférence faite en un matériau ayant un faible coefficient de frottement, tel un métal bien poli ou un polymère tel qu'un polyoléfine (par exemple polyethylène ou polypropylène), POM ou un polymère fluoré tel que le PTFE. L'épaisseur des parois de la partie proximale (7p) doit bien entendu être la plus fine possible afin de pouvoir pénétrer puis ressortir facilement du tube en papier à cigarette, mais en même temps elle doit être assez rigide pour ne pas fléchir lors du transfert du tabac dans le tube en papier à cigarette.

Utilisation d'un appareil selon la présente invention

[0027] L'utilisation d'un appareil selon la présente invention pour fabriquer une cigarette est très simple et comprend les étapes suivantes :

(a) Remplir la chambre de mélange (3) de tabac par l'ouverture d'entrée, puis refermer ladite ouverture d'entrée ;

(b) Assurer que l'unité de compression (5) soit en position de remplissage définissant une ouverture d'évacuation (3) de hauteur, d1 (cf. Figure 6(a)) et que la tige de transfert (7) soit dans sa position de remplissage ;

(c) Faire tourner le mélangeur (12) pendant un temps de mélange, Î , à une vitesse de rotation, VM ;

(d) Fermer l'ouverture d'évacuation (3) en rapprochant la deuxième mâchoire (5b) de la première mâchoire (5a) jusqu'à ce que l'unité de compression soit en position de compression définissant une chambre de compression cylindrique (cf. Figure 6(b)&(c)) ; (e) Déposer un tube (1 0) en papier à cigarette sur le support (9) avec une extrémité ouverte de celle-ci adjacente et coaxiale à la chambre de compression cylindrique ;

(f) Pousser la tige de transfert le long de la chambre de compression afin de transférer le tabac s'y trouvant vers l'intérieur du tube en papier à cigarette, puis retirer la tige de transfert.

[0028] Comme discuté plus haut, la vitesse de rotation, , du mélangeur (12) est de préférence comprise entre 500 et 1 0000 rpm, avantageusement entre 1000 et 1500 rpm et le temps, tM, de mélange est de préférence compris entre 0.5 et 5 s. La hauteur, d1 , de l'ouverture d'évacuation (3) est de préférence comprise entre 5 et 30 mm , avantageusement entre 10 et 25 mm. En l'absence d'une lame élastique (4), la valeur de d1 correspond à la distance séparant les lèvres avale et amont des première et seconde mâchoires (5a, 5b) (voir Figure 3). En présence d'une lame élastique, telle que représentée à la Figure 4, la valeur de d1 correspond à la distance entre la lèvre avale de la première mâchoire et la lame mesurée parallèlement à la direction de déplacement relatif entre les première et deuxième mâchoires. [0029] L'appareil pour la fabrication de cigarettes de la présente invention combine une simplicité de concept, ce qui en influence favorablement le prix de production, une simplicité d'utilisation, et surtout une reproductibilité de la densité de tabac introduite dans les tubes en papier à cigarette avec un degré d'homogénéisation inatteignable par les appareil de l'art antérieur discuté plus haut. La densité de tabac dans les tubes en papier à cigarette selon le type de tabac et les goûts de l'utilisateur peut facilement être contrôlée par le temps, tM, de remplissage et la hauteur, d1 , de l'ouverture d'évacuation (3). Une fois ces paramètres déterminés, des cigarettes de qualité très constante peuvent être facilement fabriquées. Ces qualités combinées en font un appareil de fabrication de cigarettes idéal pour une utilisation domestique

[0030] Le tableau ci-dessous liste les numéros de références utilisés dans les Figures.

# description

1 tabac

2 chambre cylindrique

3 ouverture d'évacuation de la chambre de compression

4 lame élastique

4c extrémité libre de la lame 4

5 unité de compression

5a première mâchoire formant un berceau

5b seconde mâchoire formant une voûte

5c chambre de compression

7 tige de transfert

7d partie distale de la tige de transfert

7p partie proximale de la tige de transfert

9 support de tube à cigarette

9b bec sortant (pour alignement des tubes)

9c renfoncement conique (pour alignement des tubes)

10 tube en papier à cigarette

12 pales mélangeuses 12f fenêtres dans les pales melangeuses d1 hauteur de l'ouverture d'évacuation

D, L diamètre et largeur de la chambre cylindrique 2

Db, Lb longueur et largeur des pales melangeuses 12

Df distance de la fenêtre (12f) à l'extrémité libre d'une pale

X1 axe de rotation des pales mélangeuses12