CN100503374C - 制造浸泡产品的罩壳的装置 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于制造包含各份浸泡产品用量(4)的罩壳(1)的装置(5)，该装置包括：旋转鼓传送装置(6)，它带有均匀分布在其上的凹腔(7)；进给线(B)，用于进给第一过滤材料片材(12)，进给线(B)将第一片材(12)进给到传送装置(6)；驱动装置(8)，用于使第一片材(12)朝着旋转鼓传送装置(6)上的凹腔(7)运动以在第一片材(12)上形成一系列的压印件(L)；以及第二进给线(A)，用于进给第二过滤材料片材(11)；在本发明的装置中，驱动装置(8)包括至少一个成形头(13)和吸力装置(14)，对于在旋转鼓传送装置(6)上的每个凹腔(7)而言，所述至少一个成形头(13)与凹腔(7)本身结合，成形头(13)朝向凹腔(7)运动和离开凹腔(7)以使成形头(13)被压进片材(12)并将片材(12)压印在凹腔(7)中以形成各自的压印件(L)；吸力装置(14)与成形头(13)同步作用在位于凹腔(7)处的片材(12)上。

Description

制造浸泡产品的罩壳的装置
技术领域
本发明涉及一种用于制造包含浸泡产品(infusion products)的罩壳。
背景技术
在目前的浸泡产品诸如咖啡、大麦咖啡、茶、甘菊等的市场中，单份用量(single-dose)的“罩壳(pods)”的使用已大大增加。现在制造热饮料的很普及方法是在专门设计的机器上使用这些罩壳。这些罩壳甚至在家庭或办公室使用(即少量到中等量)。
通常，这些罩壳是单份用量型的，用于调制一次使用的饮料。本说明书提及的但是不因此限制本发明构思范围的这种类型的罩壳，通常包括两个叠置的且密封包围基本上为圆形的一份产品用量的过滤纸部分。
现有技术的用于制造这种类型的罩壳的包装机在欧洲专利No.EP 432.126中已有描述和图示。该罩壳是按照这样一种工艺方法成形的，即它包括下列步骤：将第一片或第一长度的过滤纸进给到一个工作站，在该工作站中合适的装置使过滤纸折皱或卷曲；沿一个成形鼓的表面使过滤纸的片材运动，成形鼓装有圆形凹腔和吸力装置，吸力装置使间隔开的过滤纸的区域受力进入成形鼓中的凹腔内以形成一系列的基本上为圆形的过滤纸的罩子；通过封装站(dosing station)将单份用量的产品装填到每个罩子内，封装站位于沿罩子成形鼓的旋转方向的吸力拉动带(suction drawing belt)的下游并且包括与罩子成形鼓同步的第二旋转鼓；最后将其中填充有产品的罩子与第一过滤纸片材一起连接到第二过滤纸片材上，第二过滤纸片材在各自的密封站处送进，密封站也相对于成形鼓的旋转方向位于填充站的下游。
由在上述欧洲专利中所描述的机器实施的方法有几个主要缺点，特别是结合有通过吸力来拉动过滤纸以形成罩子的步骤。
实际上，虽然该方法包括在一个使过滤纸起皱以使其适合于形成罩子的特殊站中准备过滤纸片材的复杂步骤，但是以这种方式在过滤纸中形成的许多吸力拉动出的罩子实际上是有缺陷的。其缺陷是在罩子上形成皱折或折叠。这些皱折不仅阻止随后装填到罩子中的浸泡产品均匀分布在罩子本身内，而且也导致在第一片材和第二片材之间的不良密封。
结果，制造的罩壳经常是有缺陷的并且不得不扔掉，因为它们包含不够量的浸泡产品或具有不良密封的部分，通过这些不良密封的部分形成的间隙浸泡产品会逸散。
因此，本发明的目的是提供一种用于制造浸泡产品的罩壳的装置。浸泡产品没有上述现有技术的缺点且能够始终如一地制造高质量的罩壳。
发明内容
根据本发明，上面的目的是通过一种用于制造包含各自用量的浸泡产品的罩壳的装置来实现的。该装置包括：旋转鼓传送装置，带有均匀分布在其上的凹腔；进给线，用于进给第一过滤材料片材，将第一片材进给到传送装置；驱动装置，用于使第一片材朝着旋转鼓传送装置上的凹腔运动，以在第一片材上形成一系列压印件；第二进给线，用于进给第二过滤材料片材；其特征在于，驱动装置包括多个成形头和吸力装置，每个成形头与各自的凹腔一一对应地相关联，成形头可以朝向凹腔和离开凹腔运动以使成形头被压进片材并且将片材压进凹腔，以形成各自的压印件，吸力装置与成形头同步作用在凹腔处的片材上。
附图说明
参照上面的目的，在下面的权利要求中清楚地描述了本发明的技术特征。本发明的优点从参照附图的详细的描述中可清楚看出。附图示出了本发明的优选实施例。优选实施例是通过示例提供的，并不限制本发明构思的范围。其中：
图1是使用根据本发明的装置制造的浸泡产品的罩壳的一个侧视图；
图2是根据本发明的用于制造罩壳的装置的一个优选实施例的简要透视图。为了清晰起见一些部分切除了；
图3是图2装置的一个前视图。为了清晰起见，剖面中的一些部分和其他部分切除了；
图4是图3中表示的装置的横断面的一个侧视图；
图5是图3装置的一个平面视图；
图6是根据本发明的装置的另一个实施例的前视图。为了清晰起见，横断面的一些部分和其他部分切除了；
图7和8分别是表示根据本发明的装置的一些部件的工艺循环和运动的图形。
具体实施方式
参照附图，特别是图1和2，数字5整体表示一种用于制造包含单份用量的浸泡产品的过滤材料的罩壳1的装置。浸泡产品诸如但不局限于一种混合的研磨咖啡。
罩壳1通常具有一种不对称的形状且包括叠置的且密封包围一份用量4的浸泡产品的两块过滤纸2和3(图1)。
如图2所示，用于制造罩壳1的装置包括进给线A和进给线B。进给线A用于输送连续的一条或一片过滤纸11。在过滤纸11上放置着多个间隔开的一份用量4的浸泡产品。进给线B用于输送连续的一条或一片过滤纸12。
如图2和3所示，该装置5基本上包括一个鼓6和驱动装置8。鼓6绕一水平轴X旋转且在其侧表面上具有限定各自压印件L的多个凹腔7。当第一过滤纸片材12进给到鼓6自身的表面上并与之接触时，装置5使第一过滤纸片材12压印成形。驱动装置8用于压印第一过滤纸片材12。所述装置8沿圆形路径P(图7)向着和离开凹腔7与绕轴X旋转的鼓6同步运动。
更特别地，驱动装置8沿路径P的至少一个弧P1(图7和8)作用在片材12上并离开一份用量4的产品在其上的片材11的进给线A；按这种方式，第一片材12被压靠在每个凹腔7上，以致在凹腔7中形成压印件L。将每个压印件L放置在各自的一份用量4的产品上，并且以已知的方式密封到过滤纸片材11上，以制成完成的罩壳1。
用于收集片材12的一份部分的补偿装置9与驱动装置8结合起来作用。该装置9设计成至少在圆形路径P的上述弧P1的一部分中作用在过滤纸片材12上，以收集和贮存有限部分的片材12，其理由在下面解释。
该装置5也包括相关装置10。装置10用于将第二过滤纸片材11连接到成形的第一过滤纸片材12上以制成密封的罩壳1。装置10(在图2中仅部分图示)位于鼓6附近和在过滤纸片材11的进给线A的下面。
如图2和4中更详细地示出，许多凹腔7均匀分布在鼓6的外表面上，以在第一过滤纸片材12中连续形成各自压印件L。每个压印件L设计成在线A上覆盖放置在片材11上的各份用量4。
片材12沿线B在与鼓6绕其轴X的旋转方向V相符合的方向上进给。
如图2、3和6所示，驱动装置8包括多个压印成形头13和吸力装置14。每个压印成形头定位成沿圆形路径P的弧P1面对各自的凹腔7，并且其形状与第一过滤纸片材12放在其上的凹腔7相匹配。吸力装置14位于每个凹腔7内。在至少一段圆形路径P与成形头13协力作用期间，当成形头13下降进入凹腔7以在凹腔7内的一部分片材12上形成压印件时，吸力装置14开通(switch on)，当成形头13离开凹腔7时，吸力装置14部分地关闭(switch off)。
在图3中表示的优选实施例中，每个压印成形头13包括一个刚性施压元件或主体13a。主体13a形状和尺寸与凹腔7的形状和尺寸相匹配。在图6中所示的实施例中，压印成形头13包括一个柔软材料的薄膜13b，该薄膜13b安装在刚性板13c的框架中并周边固定到所述刚性板13c的框架上。
在两个实施例中，每个压印成形头13通过相对于鼓6的径向运动与一个板15(图2和3)相关联。该板15用于稳定在凹腔7附近的过滤纸片材12的边缘，以在压印第一片材12以形成压印件L期间，使凹腔7的顶部基本上被封闭。
在每个压印成形头13和相关联的板15之间插入有弹性装置16(实际上是图4中可以见到的弹簧16a)。弹性装置16设计成在吸力装置14部分关闭时使压印成形头13至少离开凹腔7。
弹簧16a缠绕在销子16b周围。销子16b作为压印成形头13在相对于板15的两个方向上径向运动的导向件。
如图3和4更详细地图示的，每个压印成形头13受到第一凸轮机构17的作用。第一凸轮机构17位于压印成形头13和共用轴18之间。共用轴18用于使鼓6和压印成形头13旋转。
第一凸轮机构17使成形头13能够在平行于轴X(见图2)的一个方向上朝向鼓6运动，在这里成形头13沿圆形路径P的弧P1径向面对凹腔；然后沿圆形路径P的弧P2离开鼓6，其上具有一份用量4的产品的过滤材料的第一部分3经过此处。
特别地，如图4所示，每个压印成形头13的第一凸轮机构17包括第一凸轮构型(cam profile)28。第一凸轮构型28制成在共用轴18上并与第一凸轮从动辊29接合。从动辊29与杆30的内侧端相关联。杆30支承着压印成形头13和板15。这样，使压印成形头13能够朝向各自的凹腔7运动和离开各自的凹腔7，如上所述(参见图2和4中的箭头F17)。
每个压印成形头13也受到第二凸轮机构19的作用。该机构19作用在成形头13和用于使鼓6旋转的共用轴18之间。
第二凸轮机构19允许已经面向各自的凹腔7的成形头13至少在圆形路径P的弧P1的段T3处(图7和8)径向运动，从成形头13离开凹腔7的一个位置运动到它接近和基本上接触凹腔7的外周边的一个位置，反之亦然。
更特别地，如图4中图示，第二凸轮机构19包括第二凸轮构型31。第二凸轮构型31制成在共用轴18上并与固定到一个支承架33上的凸轮从动辊32啮合。支承架33是可滑动地安装在支承着成形头13和板15的杆30上，以使压印成形头13沿各自的弧朝凹腔7运动和离开凹腔7。根据图7和8所表示的工艺循环，所述各自的弧包括在弧T3、点P4和端点T5之间。在端点T5处成形头13已返回到提升位置(见箭头F19)。
在第二凸轮从动辊32和支承架33之间插入有弹簧装置34。弹簧装置34设计成缓冲压印成形头13的向下运动。
在图4和3中，数字20表示用于推动位于圆形路径P的点T4处的压印成形头13和与吸力装置14协力作用以在圆形路径P的预定点T4处开始使压印成形头13向下运动的装置。
更详细地观看，推动装置20包括连接到第二轴36的旋转板35。第二轴36平行于用于使鼓6旋转并且与鼓6同步的共用轴18。
板35装备有多个从板35本身伸出的推力辊37并设计成依次接触每个压印成形头13以在预定点T4启动向下的成形运动。
再参照图3和4，上述的补偿装置9设置在每个压印成形头13的相对侧以形成片材12的一个松弛的过量部分。在成形头13的向下运动过程中所述松弛的过量部分被接收，以补偿在成形头13向下运动进入凹腔7时被推进凹腔内部的过滤材料。
更特别地，补偿装置9对于每个压印成形头13包括一对销子21。销子21放置在每个压印成形头13之间并且插入在过滤材料片材12和鼓6的表面之间。
在图示的优选实施例中，销子21与放置在鼓6后面的竖直支承杆22相关联。
杆22由第三凸轮机构23驱动。该机构23安置在上述共用轴18上以允许至少沿圆形路径P的弧P1，在第一缩回端位置和第二伸出端位置之间采取多个位置。在第一缩回端位置，销子21基本上是在鼓6的表面之下(即在鼓6本身中的各自的槽6a内)，在第二伸出端位置，销子上升在鼓6的表面的上方以致在成形凹腔7的附近收集一定量的过量材料。
凸轮机构23包括两个支承杆22的连接杆24和25。其中一个连接杆装有第三凸轮从动辊26。第三凸轮从动辊26与通过在共用轴18上出现的第三凸轮构型27接合，以限定由每个销子21所采取的沿圆形路径P与成形头13的运动相协调的一系列位置。更特别地，这些位置如下：第一缩回位置，对于弧P5(图7和8)，相应于将过滤材料片材12进给到鼓6上，以及相应于相对于鼓6的旋转方向V位于销子12的上游的成形头13在凹腔7上面径向朝着凹腔7的一个平移进给运动；第二上升位置，对于第二弧P6，此处收集过量材料，相应于压印成形头13朝向凹腔7的径向运动；第三位置，对于第三弧P7，此处销21朝鼓6的表面沿径向向下运动一步，第四最终下降行程位置，对于第四弧P8，当压印成形头13在点T4处径向向下运动进入凹腔7，以使第一片材12的部分3成形。
如图3、4和5所示，上述吸力装置14包括一个位于每个凹腔7下面的腔137。腔137通过许多均匀分布在凹腔7的底部7a上的孔138连接到凹腔7。
每个腔137通过各自的导管139连接到一个用于产生真空的装置140。装置140设计成可分配真空并沿圆形路径P根据凹腔7的位置开通和关闭真空。
实际上，除了在点T5外，对于圆形路径P的整个弧P1，真空继续保持开通。在T5处真空被部分地关闭，以允许成形头13上升。在路径P2的点T6，允许成形的部分3当其在片材11上通过时被释放在一份用量4上。
在附图中，作为本发明的非限制性的例子，一份用量4的产品、凹腔7和在片材12中形成的压印件在形状上是圆的，因此呈刚性型式的成形头13也具有圆形。
类似地，孔138以这样方式设置，以形成至少两个同心圆的组138a和138b，以允许过滤纸更好地粘结在凹腔7的底部7a(见图5)。
在另一方面，如果压印成形头13是上述薄膜型13b(图6)，例如具有橡胶膜，在形状上它可以是正方形或矩形，用刚性的四边形板13c环绕其边缘来保持，并制成为适应在下面的凹腔7的形状。
概括起来，特别参照图7和8并从压印件L和一份用量4结合的点T6点开始，上述一些部件的操作步骤和运动如下：
—第一角区段，包括P1和P2部分，此处头13—板15组件缩回(T1)，相对于方向V在其上游的销子21处在一个降低位置(P5)，吸力装置14开通；
—第二角区段P1，紧随着将第一片材12向鼓6进给，此处头13—板15组件开始朝向各自的凹腔7运动直至它径向叠置在凹腔7的上方(T2)，销子21在径向方向开始向上运动以产生过量材料(P6)；
—第三角区段，此处头13—板15组件径向下降至凹腔7(T3)和保持在此处，而销子21在径向方向向下运动一步(P7)以使在头13下游的下一个销子21′能够向上运动到位置P6；
—第四角区段，此处头13—板15组件基本上仍然处在与前面同样的位置直至它到达点T4，在T4处头13在推动装置20的作用下向下运动进入凹腔7，同时销子21一直向下运动(P8)以允许第一片材12上的压印件正确地成形；
—第五区段，从点T4延伸到点T5，此处头13—板15组件保持在压印成形位置，销子21处在降低位置直至到达点T5，在T5处吸力装置14瞬间关闭以使头13—板15组件能够上升和返回到上升位置(T2)；
—第六区段，从点T5延伸到点T6，此T6处头13—板15组件向回运动，离开各自的凹腔，销子21仍然处在降低位置以允许带有一份用量4的第二片材11在鼓6下面通过，吸力装置至少在点T6关闭以使片材12上的压印件L释放到一份用量4上。
上述的装置具备有下列直接的优点：深而充分的压印件，能够形成一致重量的罩壳，片材上没有皱折/折叠，因此没有浸泡产品逸散的可能性，特别是由于成形头的特殊设计，该成形头与用于收集少量过量过滤材料的系统相结合来补偿被成形头压下的材料。这意味着所制作的罩壳精确地包含同样量的浸泡产品。
应该理解，本发明能够改变和适用于多种方式，而不因此偏离本发明构思的范围。而且，本发明的所有细节可以由技术上等效的元件来代替。

Claims (11)

1.一种用于制造包含各份的浸泡产品用量(4)的罩壳(1)的装置(5)，该装置包括：旋转鼓传送装置(6)，它带有均匀分布在其上的凹腔(7)；进给线(B)，用于进给第一过滤材料片材(12)，进给线(B)将第一过滤材料片材(12)进给到旋转鼓传送装置(6)；驱动装置(8)，用于使第一过滤材料片材(12)朝着旋转鼓传送装置(6)上的凹腔(7)运动以在第一过滤材料片材(12)上形成一系列的压印件(L)；以及第二进给线(A)，用于进给第二过滤材料片材(11)；其特征在于，驱动装置(8)包括多个成形头(13)和吸力装置(14)，每个成形头(13)与各自的凹腔(7)一一对应地相关联，成形头(13)朝向凹腔(7)和离开凹腔(7)运动以使成形头(13)被压进第一过滤材料片材(12)并将第一过滤材料片材(12)压印在凹腔(7)中以形成各自的压印件(L)；吸力装置(14)与成形头(13)同步作用在位于凹腔(7)处的第一过滤材料片材(12)上。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，它包括往复的推动装置(20)，该推动装置(20)压在成形头(13)上以推动成形头(13)进入凹腔(7)并与吸力装置(14)协力作用在凹腔(7)本身上，以在第一过滤材料片材(12)中形成压印件(L)。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述吸力装置(14)设计成保持第一过滤材料片材(12)以及在旋转鼓传送装置(6)转动的同时使成形头(13)在凹腔(7)内保持一个限定的时间长度。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述成形头(13)包括刚性施压元件(13a)，该刚性施压元件(13a)的形状和尺寸和与其结合的凹腔(7)的形状和尺寸匹配。
5.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述成形头(13)包括柔软材料的薄膜(13b)，该薄膜(13b)安装在刚性板(13c)的框架中并周边固定到刚性板(13c)的框架上。
6.根据权利要求4的装置，其特征在于，每个成形头(13)与稳定板(15)相关联，该稳定板(15)设计成来稳定在凹腔(7)处的第一过滤材料片材(12)的各自边缘，以使在压印第一过滤材料片材(12)的步骤中凹腔(7)的顶部能够基本上被封闭。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于，它包括插入成形头(13)和稳定板(15)之间的弹性装置(16)。
8.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述成形头(13)受到第一凸轮机构(17)和第二凸轮机构(19)的作用，所述第一凸轮机构(17)沿平行于旋转鼓传送装置(6)本身的旋转轴(X)的方向在各自的凹腔(7)的上方使成形头(13)朝向旋转鼓传送装置(6)和离开旋转鼓传送装置(6)运动；所述第二凸轮机构(19)在相对于凹腔(7)本身的径向方向上使成形头(13)朝向旋转鼓传送装置(6)中的各自的凹腔(7)运动和离开所述各自的凹腔(7)。
9.根据权利要求1的装置，其特征在于，它进一步包括补偿装置(9)，该补偿装置定位和作用在每个成形头(13)处，以松开限定长度的第一过滤材料片材(12)来形成第一过滤材料片材(12)的松弛过量部分，当成形头(13)朝向凹腔(7)运动以形成压印件(L)时，所述松弛过量部分被用作和补偿滑向凹腔(7)的部分。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于，对于每个成形头(13)，所述补偿装置(9)包括一对销子(21)，所述一对销子(21)放置在成形头(13)的相对侧上并且在第三凸轮机构(23)的推动作用下基本上在旋转鼓传送装置(6)的径向方向上朝向第一过滤材料片材(12)和离开第一过滤材料片材(12)运动。
11.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述第二进给线(A)由第二过滤材料片材(11)的进给来限定，所述第二过滤材料片材(11)支承排序后的一系列的浸泡产品的用量(4)，每份用量(4)设计成与第一过滤材料片材(12)的各自的压印件(L)相关联。
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