CN102858637B - 用于制造含有浸泡产品的过滤袋的具有垂直轴线的机器 - Google Patents

Abstract

一种用于制造具有浸泡产品的过滤袋（1）的机器，包括：送料工作站（3），该送料工作站（3）用于送入滤纸的连续幅（S）；形成和结合工作站（4），该形成和结合工作站（4）用于使所述连续幅（S）进入沿垂直供料轴线（Z）送入的封闭的管状空间；使用推杆元件（9）填充所述产品的工作站（5），所述推杆元件（9）能沿所述垂直送料轴线（Z）移动；-用于将连续管状的幅（S）的开口下端结合的工作站（6），该工作站（6）可交替地形成单个过滤袋（1）的底端（F）和顶端（T）；以及用于底端（F）的操作和控制单元，该操作和控制单元能以与所述结合工作站（6）同步的方式沿所述垂直送料轴线（Z）移动，用于推动所述滤纸的幅（S）并对形成中的所述过滤袋（1）的所述底端（F）的位置进行控制。

Description

用于制造含有浸泡产品的过滤袋的具有垂直轴线的机器

技术领域

本发明涉及一种用于制造含有诸如茶叶、咖啡、甘菊等过滤袋的机器。

背景技术

目前，用于制造过滤袋的机器是根据取决于过滤袋的形状和/或其所含产品的类型的不同结构来设计的。

为了制造（含有可被压缩的狭窄的或细小的叶形产品的）传统类型的单室或双室、单瓣或双瓣的过滤袋，机器通常根据基本水平的送料/生产线来构造，来使其保证高运转速度和高生产率。

对于诸如现有技术的棱锥形的过滤袋（其也可含有宽的或圆的叶形产品）这样的、具有不同几何图形特别是具有更大三维尺寸的单室的过滤袋来说，可使用如下机器，该机器虽然允许运转速度较低和生产率较低，但其构造为具有基本垂直的送料/生产线。

在具有水平生产线的机器中，沿预定路径水平送入滤纸的连续幅，在上述预定路径中，该连续幅会遇到一系列设计成允许生产滤纸的连续管的操作工作站。所述工作站包括产品过滤器，该产品过滤器定位成垂直于所送入的幅，并设计成将规定的产品装料以各装料间的预定间隔放置在幅上。接着，存在一系列设计成对连续管进行折叠的工作站，来对管的边缘进行密封，并且如果必要，来使用细绳、标签和外封套。用具有水平生产线的机器获得的单室、单瓣的过滤袋通常是相对平坦的，换言之，它们减少了三维尺寸。

另一方面，在使用垂直送料生产轴线的机器中，能够形成具有相对大的三维尺寸的棱锥型单室过滤袋。这种机器包括：垂直延伸的送料通道，在该送料通道上滤纸的连续幅卷起以形成管，使用螺旋填充器或旋转式填充器使产品在重力作用下落入送料通道。一旦填充有产品，在管馈送过程中，管被用于将过滤袋形成为所希望形状和将开口边缘封闭的形成和封闭工作站所截断。用于棱锥型单室过滤袋的带有垂直送料/生产轴线的机器的运转速度比用于单室、单瓣过滤袋的具有水平送料/生产轴线的机器的运转速度小。通常，具有垂直送料/生产轴线的机器与另外的、独立的机器结合（利用合适的传送带彼此连接），以将诸如细绳、标签、如果必要的话还有外封套等任意配件施加到过滤袋上。

如简单地说明，带有水平送料/生产轴线的机器和带有垂直送料/生产轴线的机器具有与运转速度和所要制造的过滤袋的类型相关联的固有特征。

目前，在商业上需求将宽叶浸泡产品封装在带有很大的三维尺寸的单室、单瓣过滤袋中，例如，在专利申请WO2008/015509和WO2008/152498中说明的类型。这种袋很难在具有水平送料的机器中制造。这是由于在这种机器中，滤纸达到非常高的速度和加速度，将产品的装料放在滤纸幅上是一个问题。

施加在未经压缩且堆放于滤纸幅上的宽叶产品的装料（通常具有圆形边缘）上的速度和加速度会使产品在幅上移动，而使各自的装料破碎。这样使过滤袋的质量下降，例如在所制造的各过滤袋中具有不同的装料量，或产品收集在边缘上的密封件中。

因此，很显然，为了能在带有水平送料的机器上使用这种类产品，必须降低运转速度，而使单位时间的生产率下降，并使机器的实际生产量降低，甚至在成品中也无法提供好的保证。

另外，如上所述，具有水平生产线的现有技术的机器不允许制造具有很大三维尺寸的单室、单瓣的袋。

如上所述，沿着垂直轴线送料、生产的机器存在运转速度和生产率低于水平型机器的运转速度和生产率的问题。这主要是因为机器整体上的填充系统和后续结构。

可利用沿着垂直轴线的重力并利用例如螺旋送料器或旋转式系统来执行填充。因此，填充需要相对较长的时间，该时间与系统的速度、所要填充的产品的下落时间和填充器与用于操作过滤袋的后续工作站之间的距离有关。

另外，先前描述的这种类型的机器是非常庞大的。

另外，如上所述，这种类型的结构意味着这些机器必须连接至第二机器，该第二机器可将另外的元件施加到过滤袋上，并在这两个机器间设置相应的释放、传输或拾起系统。

发明内容

因此，为了克服上述缺点，本发明提供一种用于制造具有用于诸如宽叶茶等浸泡产品的相当大的三维尺寸的过滤袋的机器和方法。

本发明的另一目的在于产生用于制造过滤袋的机器，其使用垂直轴线送料，具有高运转速度和生产率、较小的尺寸和一体化的辅助工作站。

上述目的及其它目标可通过技术方案1的机器和技术方案10的方法得以实现。

本发明的用于制造具有浸泡产品的过滤袋的机器包括：用于将引导的过滤材料的连续幅形成并结合为沿垂直送料轴线送入的封闭的管状的工作站；以及用于将上述管状带的开口下端结合，以交替地形成单个过滤袋的底端和顶端的工作站。

本发明的机器也包括填充工作站，该填充工作站位于形成和结合工作站的上方。填充工作站执行产品的受控填充，即受迫填充。

填充工作站包括推杆元件，该推杆元件能朝沿垂直送料轴线的两个方向移动，并加速将产品的装料推在形成中的过滤袋的底端上。穿过用于滤纸的连续幅的在填充工作站与形成和结合工作站之间的管状连接芯的推杆元件保证填充时间减少及产品的装料在形成中的过滤袋的底端上的精确和牢固定位。

产品填充系统是特别紧凑的，且可使尺寸减小，并可实现高生产率。

可使用具有推杆元件的填充工作站，其中，推杆元件因在机器中具有紧凑且合适的操作和控制元件而能够移动，其在连续的形成、结合、填充和分离步骤中，作用在滤纸的连续管状幅和形成中的过滤袋上，以获得对滤纸的连续管状幅和形成中的过滤袋进行的连续操作和控制。

操作和控制单元包括用于形成中的过滤袋的封闭的底端的第一支承和控制装置，上述支承和控制装置能以与结合工作站同步的方式沿着垂直送料轴线在上升位置与下降释放位置之间移动，其中，在上升位置上，用于对形成中的过滤袋的封闭的底端进行支承。

在堆放装料时，第一支承和控制装置朝下方拉动滤纸的管状幅，并可对形成中的过滤袋的底端的位置进行精确控制，一旦滤纸的管状幅被第二支承和控制装置接收，就控制来释放过滤袋，并且一旦过滤袋的顶端已经形成，就可保证过滤袋正确地填充、精确地形成和关闭，并将袋放置在后续的工作站中，该工作站设计成将过滤袋与滤纸的连续幅分离。

有利地，第一支承和控制装置及第二支承和控制装置的运转与用于拉动前一过滤袋的第三支承和控制装置的运转同步进行，在使用切割装置将过滤袋与滤纸的幅分离的步骤之后，将过滤袋放置在用于施加另外的元件的工作站上。

有利地，用于将诸如细绳、标签和外封套等另外的元件施加在已经形成的过滤袋上的工作站与本发明的机器一体化，该工作站与形成和结合工作站、填充工作站、操作和控制单元及用于形成过滤袋的其它工作站同步，进而减小机器整体尺寸。

在另一实施例中，可在形成和结合工作站之前，将细绳和/或标签施加在过滤材料的连续幅。在该实施例中，用于施加另外的元件的工作站若是需要可仅应用外封套，或者其可以省略。

第一、第二和第三支承和控制装置减小了尺寸，并可使形成和结合工作站与填充工作站彼此非常接近，从而推杆元件可为填充产品而执行较小的冲程，结果是减小填充产品所必需的时间，这在机器生产率方面是有利的。在优选实施例中，支承和控制装置是钳子。

单元/工作站的组合可使形成操作区域更紧凑，从而可能在该区域下方设置一空间，从而可将用于操作该袋和用于施加另外的元件的其它工作站插入到该减小了的空间内，并使过滤袋的位置始终受到控制。

附图说明

参照以上目的，在所附权利要求书中清楚地描述本发明的技术特征，且参照附图从以下详细说明书中会显现出其优点，附图仅以示例而非限制本发明概念范围的方式示出本发明的较佳实施例，在附图中：

图1是本发明的用于制造具有浸泡产品的过滤袋的机器的示意主视图，在其中，切除了某些部分以便更好地说明其它部分；

图2至图5是在一连串操作步骤中的、图1的详细情况P1的示意主视图，特别是用于形成、填充、封闭和分离过滤袋的区域；

图6是在图5所说明的步骤之后的操作步骤中的、图5的放大的详细情况P2的示意主视图；

图7是在分离先前的过滤袋和移动形成中的过滤袋及下一过滤袋的同时的步骤中的、图2至图5的形成、填充、封闭和分离区域的示意立体图；

图8是在关闭形成中的过滤袋和下一过滤袋各自的顶端和底端的步骤中、图2至图5的形成、填充、封闭区域的示意立体图；

图9是与图4相关的详细情况P3的简化立体图，在其中，为清楚起见而切除某些部分；

图10是滤纸幅形成和结合工作站的一部分的立体图，其中，该滤纸幅形成和结合工作站是前述各图的机器的一部分；

图11是图10的滤纸形成和结合工作站的详细情况P4和用于过滤袋的底端的第一支承及控制装置的、与图7相关的简化的放大立体图，在其中，切除了某些部分以便更好地说明其它部分。

具体实施方式

参照附图，特别是图1至图8，本发明的机器，其整体上标为符号2，用于制造具有浸泡产品（诸如茶叶、咖啡、甘菊等）的过滤袋1。

在仅以例示的方式进行说明的案例中，过滤袋1是具有侧褶的单室和单瓣型且在顶端和底端上密封的过滤袋（如下所述），例如是专利申请WO2008/015509和WO2008/152498中所说明的类型。

机器2包括：

-送料工作站3，该送料工作站3用于馈送形成过滤袋1的过滤材料的平坦的连续幅S；

-形成和结合工作站4，该形成和结合工作站4用于将连续幅S导向为沿垂直送料轴线Z馈送的管状；

-用于填充浸泡产品的填充工作站5，该填充工作站5位于形成和结合工作站4的上方；

-用于将管状幅S的开口下端结合的工作站6，该工作站6可交替地形成各个单个过滤袋1的底端F和顶端T。

过滤材料可有利地从用于浸泡产品的滤纸、可热封滤纸、无纺布塑料材料和其它已知材料中选择。简便起见，下文只提滤纸。

结合先前的工作站（也参照图2至图11），也沿着垂直送料轴线Z设置的管芯7，并构成填充工作站5的延伸。

通过如下的方式将芯7插入在形成和结合工作站4中形成的腔室8，即，芯7与形成和结合工作站4一起形成成型区域，该成型区域迫使连续幅S绕芯7，至少直至其接近于结合工作站6，其中，该结合工作站6沿着垂直送料轴线Z位于形成和结合工作站4的下游及下方。在实际中，滤纸的连续幅S被迫穿入成型区域内，进而被折叠为管状。

形成和结合工作站4、芯7及下文中详细描述的保持和控制单元可使连续幅S以管状沿着垂直送料轴线Z正确地张紧和控制。

例如，在沿着垂直送料轴线Z设置的工作站在各步骤中或间歇地移动时，滤纸的连续幅S也在各步骤中或间歇地馈送。

填充工作站5（在图2至图5中示意说明）包括推杆元件9，该推杆元件9可在管芯7内侧朝沿垂直送料轴线Z的两个方向（如箭头F9所示）移动，且被设计成加速作用在装料D的产品上，用于将装料以受控形式放置在形成中的过滤袋1的已形成的底端F上。因此，推杆元件9可将装料D被迫掉落在过滤袋1的底端F上，因相关的填充时间减少而实现整体更快的生产速度。

保持和控制单元包括第一支承和控制装置10，该第一支承和控制装置10用于拉动和支承形成在管状幅S上的封闭底端F，并用于控制封闭底端F沿垂直送料轴线Z的位置。

第一支承和控制装置10可沿着垂直送料轴线Z在上升位置与下降位置之间移动，从而使其与推杆元件9和结合工作站6同步，其中：

-上述上升位置靠近形成和结合工作站4，用于对底端F进行支承（参照图3、图4、图7、图9和图11）；以及

-上述下降位置远离结合工作站6，用于在所要形成的过滤袋1的顶端T以及下一过滤袋1的底端已经形成之后，释放所要形成的过滤袋1的底端F（参照图2、图5、图6、图8和箭头F10）。

如图3、图4、图7、图9和图11所示，在上升位置处的第一支承和控制装置10与结合工作站6处于相同高度，并在填充步骤的过程中取得其位置。换言之，一旦形成中的过滤袋1的底部已经形成，则第一支承和控制装置10就会夹着形成中的过滤袋1的底端F，接着沿着垂直送料轴线Z朝下方直线移动将其拉到下降高度。

在朝下方直线移动的过程中，使用推杆元件9来进行填充。

一旦在下降位置上达到下降高度，第一支承和控制装置10停止，并朝上方返回一定量，从而供给结合工作站6足够的滤纸，以形成形成中的过滤袋的顶端T和下一过滤袋的底端F，接着再次使第一支承和控制装置10停止。一旦形成顶端T和底端F，则第二支承和控制装置12开始运转，以将形成中的过滤袋1的底端F夹持就位。在第二支承和控制装置12一接收到形成中的过滤袋1的底端F之后，第一支承和控制装置10马上释放形成中的过滤袋1的底端F，接着返回到上升位置并接收将要成为下一形成中的过滤袋1的下一过滤袋1的底端F。

保持和控制单元，特别是第一支承和控制装置10和第二支承和控制装置12，以与结合工作站6同步的方式动作。

使用保持和控制单元，即便在高生产速度下，也能对形成中的过滤袋1的位置进行恒定控制，从而实现袋的尺寸和最终品质精准。

第一支承和控制装置10在分离工作站11上释放已形成的过滤袋1的底端F（仍与形成中的下一过滤袋连接），其中，上述分离工作站11设计成将已形成的过滤袋1与形成中的下一过滤袋1分离，其被第三支承和控制装置14所接收。

如图2至图9所示，分离工作站11沿着垂直轴线Z位于第一支承和控制装置10及第二支承和控制装置12的下游。

更详细地观察上述描述的工作站，用于馈送连续幅S（参照图1）的工作站3包括：至少一个卷轴架（reel holder），在该卷轴架上安装有一卷滤纸（未图示）；一组辊子，其中的至少一个辊子27是由电动机所驱动；以及拉动装置28，该拉动装置28用于利用步进运动将滤纸的连续幅S沿着水平轴线X馈送到形成和结合工作站4。拉动装置28以与保持和控制单元、特别是支承和控制装置10同步的方式操作，用于适当拉紧地保持连续幅S。

形成和结合工作站4（参照图8、图10和图11）包括一组用于对幅S进行折叠的成型壁（形成本领域技术人员称之为“折叠领”（foldingcollar）的东西），以便将幅S从水平轴线X朝垂直轴线Z转移。折叠圈形成上述腔室8，该腔室8垂直延伸且具有成型的横截面，例如四边形，上述腔室8与管芯7接合，并朝填充工作站5向上伸出，且超过形成和结合工作站4而向下伸出。

在形成和结合工作站4所占据的水平送料轴线X的相反一侧，折叠领包括一对翼20、21（参照图10），这一对翼20、21配置在偏置的垂直平面，以将滤纸的幅S的纵向自由边缘S1、S2叠置。

自由边缘S1、S2沿与垂直送料轴线Z平行的方向叠置，进而形成滤纸的连续管。

形成和结合工作站4还包括用于将叠置的自由边缘S1、S2结合的装置22。结合装置22横向于垂直送料轴线Z设置，且与管芯7相对，在这种情况下，管芯7起到相反表面的作用。结合装置22例如取决于过滤材料，而可包括（图示说明的类型的）热封机29、一个或多个用于超声波密封的超声波发生器、或是其它已知的系统。

填充工作站5包括进料斗30，用于将产品馈送到转筒31，该转筒31包括形成各单个装料D的产品的一组外支架23。转筒31以步进运动绕其垂直轴线31z旋转，从而随着每一转，转筒将使单个支架23进入位于与垂直送料轴线Z共轴的轴线Z1上的填充区域内。转筒31设置有撇去壁（skimmingwall）31r，其仅在轴线Z’上开口，从而在相应的支架23每次处于该位置时，产品的装料D可在管芯7中朝下移动。

推杆元件9也沿轴线Z’移动。推杆元件穿过相关支架23，并加速将装料D放置在形成中的过滤袋1的底端F上。

推杆元件9可包括实心杆9，其横截面基本成型为与管芯7的横截面匹配，利用图1示意说明的合适的移动装置32，可使推杆元件9在沿垂直送料轴线Z的两个方向滑动。移动杆9移动以使其穿过支架23及芯7全长，直至其到达靠近过滤袋1的底端F。随着返回冲程，杆9离开转筒31的顶部，并转动转筒来使下一支架23进入填充区域。

如图1至图11所示，结合工作站6包括一对密封头6a、6b，这一对密封头可因已知类型（未图示）的移动装置在结合位置与非运转位置之间移动而可垂直于垂直送料轴线Z（参照图6的箭头F6）移动，其中：

-在上述结合位置上，密封头6a和6b与滤纸的连续管的两侧接触（参照图2和图8以及图6的局部视图），用于同时形成形成中的过滤袋1的顶端T和更高位置的下一过滤袋1的底端F；

-在非运转位置上，密封头6a和6b远离连续管，而使第一支承和控制装置10位于刚刚形成完的底端F。

密封头6a和6b在非运转位置上保持一段时间，这段时间足以使第一支承和控制装置10接收底端F，并通过规定步骤将其沿着垂直送料轴线Z朝下方拉动，在用于下一密封操作的运转区域内留下空间。很显然，密封头6a和6b具有这样的尺寸，即它们可形成结合区域，该结合区域包括：过滤袋1的底端F，具有中心相对于底端F的对应的终边缘L；以及前一过滤袋1的顶端T，其由具有预定长度的横向带ST形成。

第一支承和控制装置10包括一对半托架32和33，这一对半托架32和33由两个垂直延伸连杆34和35的成型端形成。连杆34和35与位于垂直送料轴线Z后方的移动头36铰接，使用连杆34和35，可实现半托架32和33朝彼此远离和彼此靠近的第一移动（参照图7中的箭头F10），以便释放和分别接收过滤袋1的底端F。

已知凸轮机构（未图示）的连杆37被设计成与密封头6a和6b的移动同步地沿垂直送料轴线Z使头36（进而连杆34、35和半托架32、33）在下行冲程步骤和上行冲程步骤中移动。

用于在形成中的过滤袋1中生成侧褶19的装置18也与半托架32和33协同（参照图7和图8）。

在刚填充的过滤袋1的下行冲程步骤的过程中，过滤袋1会遇到生成装置18。生成装置18沿垂直移动轴线Z设置在结合工作站6与分离工作站11之间的中间区域内。特别地，在半托架32和33的下行冲程步骤的过程中，生成装置18作用在过滤袋1的两侧上，进而在下行冲程的过程中获得褶皱19，直至顶端/底端被密封。

有利地，用于生成褶皱19的装置18包括具有渐锥至尖端的一端的两个条43。各条43的一端可转动地连接至移动杆44。杆44可在前方位置与后方位置之间沿与箭头F6平行且横向于垂直移动轴线Z的方向线性地（参照图8的箭头F44）移动，其中，在上述前方位置处，在两侧上的条43与形成中的过滤袋1相邻，在上述后方位置处，条43远离过滤袋1。

在前方位置上，各杆44制造为绕其自身的纵向轴线44x转动，以使尖端相应地转动至运转位置，在该运转位置上，该杆与形成中的过滤袋1的侧面接触。因此，条43的尖端在过滤袋1上的反向动作可产生所要生成的褶皱19。在形成中的过滤袋1的下行冲程步骤的过程中，条43的尖端保持在运转位置上。

返回上述托架32和33。在托架32、33穿过条43之后，它们到达下降位置，一旦形成中的过滤袋1的顶端T已经形成，托架32、33在分离工作站11释放底端F。

如先前所指出的，操作和控制单元包括用于过滤袋1底端F的第二支承和控制装置12。

第二支承和控制装置12以与第一支承和控制装置10同步的方式运转，用于将底端F夹持并保持在预定的位置上。

在实际中，上述第二支承和控制装置12包括两个垂直壁38、39，用于将形成中的过滤袋1紧夹/保持在属于分离工作站11的切割装置13之前的位置上，也就是说紧夹/保持在靠近切割装置13的位置，其中，该切割装置13相对于垂直送料轴线Z位于垂直壁38、39的下游。

移动连杆40、41受到已知的驱动装置（未图示）控制，以使垂直壁38、39在非运转位置与运转位置之间移动（特别是参照图6和图9）：

-在上述非运转位置上，壁38、39彼此远离（参见图4至7），允许过滤袋1被第一支承和控制装置10朝下方拉动的下行冲程移动；

-在上述运转位置，壁38、39彼此靠近，用于对过滤袋1的底端F进行夹持和支承。

在实际中，垂直壁38、39在半托架32、33释放形成中的过滤袋1的底端F之前采用运转位置（参见图2，3和8），以对形成中的过滤袋1始终进行引导和控制。两个壁38、39优选呈U形，从而即便在切割装置13突出至运转区域内的情况下，在分离运转过程中，两个壁38、39也不会在运转位置或非运转位置上与切割装置13干扰。

切割装置13包括两个辊子13a、13b，这两个辊子安装有径向突出的相应刀具13c和反向刀具13d。辊子13a、13b沿着其长度形成为具有直径差，从而在辊子13a、13b旋转时，不会与已经形成且含有产品的装料D的过滤袋1的底端F接触。刀具13c和反向刀具13d作用在已经形成的前一过滤袋1与形成中的下一过滤袋之间的结合区域上。上述区域与在此时也仍打开着的壁38、39靠近设置。一般地，刀具13c和反向刀具13d将已经形成的过滤袋1的顶端T的横向带ST与位于更高的、形成中的过滤袋1的底端F的终边缘L分开。

根据上述结构，特别是第一支承和控制装置10及第二支承和控制装置12，用于过滤袋1的基本生产的运转区域非常紧凑。图6示出了如何使（放置有产品的装料D的）形成和结合工作站4的下端与用于将形成的过滤袋1分离的工作站11间的距离D1与沿着垂直送料轴线Z紧靠着设置的两个过滤袋1的总长度大致相等，但是，该距离D1小于紧靠着的三个过滤袋1的总长度。

操作和控制单元有利地包括作用于已经形成的过滤袋1的第三支承和控制装置14。

由于已经形成的过滤袋1结合于形成中的下一过滤袋1，第三支承和控制装置14便与第一支承和控制装置10同步地有助于将已经形成的过滤袋1朝下方拉动（，进而拉动滤纸的整个连续管）。紧接着切割步骤，在已经形成的过滤袋1与形成中的下一过滤袋1分离之后，第三支承和控制装置14独立于第一支承和控制装置10，且相较于第一支承和控制装置10加速，使已经形成的过滤袋1进入施加工作站15，该施加工作站15设计成将诸如细绳16、标签17和外封套55之类的另外的元件施加到过滤袋1上。

一般地，在切割步骤之前、之时及之后，已经形成的过滤袋1始终被第三支承和控制装置14保持和控制就位。

第三支承和控制装置14沿着垂直送料轴线Z设置在分离工作站11的下游，并被设计成用于拾起已经形成的过滤袋1并使其从分离工作站11移动至施加工作站15。

如在下文中更详细地描述，施加工作站15参照垂直送料轴线Z位于第三支承和控制装置14的下方。

第三支承和控制装置14包括夹紧钳24，该夹紧钳24用于接收已经形成的过滤袋1并夹着其外边缘。一般地（特别是参照图2至图5），夹紧钳24包括大致四边形的双框，该双框被铰接至与各自的驱动装置46连接的移动头45。驱动装置46可使钳子24打开（图2、箭头F24）和关闭（图3至图5），同时，连杆47使带有钳子24的头45插入分离工作站11，接着朝下方移动，直至施加工作站15（图5中的箭头F47）。

打开的钳子24移动进入辊子13a与辊子13b间的分离工作站11，接着接近已经形成的过滤袋1（参照图2和图3）。

连杆47接着开始使对已经形成的过滤袋1进行保持的钳子24下降，最初与第一支承和控制装置10同步，同时刀具13c和反向刀具13d使用切割动作，来将已经形成的过滤袋1与形成中的过滤袋1分离，而不与钳子24交叉。在切割之后，连杆27使钳子24以独立于第一支承和控制装置10的方式下降。

在拾起已经形成的过滤袋1之后，钳子24执行下行冲程，以将过滤袋1放置在径向钳子25中，该径向钳子25是属于施加工作站15的旋转传送带26的多个钳子的一部分。

参照图2至图5，钳子24可（在拾起并直至释放过滤袋1的过程中）受到支承托架48辅助，用于对过滤袋1的底端F进行支承，在必要时供给细绳16。托架48可利用专用的移动装置49而独立于钳子24移动，但与钳子24、移动头45、各自的驱动装置46和连杆47同步。托架48能以相对于钳子24同步延迟的动作移动，换言之，在钳子24已经关闭时，托架48位于过滤袋1的底端F（参照箭头F48和图2至图5）。因此，钳子24和托架48的组合可使过滤袋1移动，其即便在非常高的运转速度下，也能牢牢固定，而不会有“松开”的风险。

过滤袋1设置在径向钳子25上，在钳子24和托架48背离时，过滤袋1受到夹持（图2和图5）。

在这点上，再次使用步进动作，旋转传送带26沿着环形路径（例如图1中的逆时针）到达运转区域。

在所述情况下，仅以例示的方式示出如下内容：第一工作站50，该第一工作站50用于将细绳16施加到过滤袋1上；第二工作站52，该第二工作站52用于将标签17施加到细绳16和过滤袋1上；以及第三工作站54，该第三工作站54用于施加外封套55来覆盖过滤袋1。

在利用传送带26旋转大约270°之后，将细绳16、标签17和外封套55增加至过滤袋1来形成单独包装CS，该单独包装CS被释放在堆叠和插入工作站56中，用于将预定数量的包装CS堆叠并插入各自的盒57中。

第一工作站50、第二工作站52、第三工作站54及堆叠和插入工作站56由于是公知类型且不严格属于本发明的一部分，因此，不详细进行描述。

在此描述的机器2可实施用于制造过滤袋1的方法，包括如下步骤：

-从滤纸的连续幅S垂直形成滤纸的连续管的步骤，该滤纸的连续管沿着垂直送料轴线Z被密封；

-对滤纸的连续管的开口端进行密封，以形成形成中的过滤袋1的顶端T和下一过滤袋1的底端F的步骤；

-利用来自推杆元件9的推力，将装料D的浸泡产品沿着垂直送料轴线Z用力插在形成中的过滤袋1的底端F上的步骤，以及同时在操作和控制单元的帮助下，优选地控制形成中的过滤袋1的底端F沿着垂直送料轴线Z的下行冲程为与一个过滤袋1的长度相等的冲程的步骤，其中，上述操作和控制单元有利地包括作用在底端F的第一支承和控制装置10。

上述方法有利地还包括与上述下行冲程步骤同时进行的、在形成中的过滤袋1中生成侧褶19的步骤。

在对滤纸的连续管的开口端进行密封的步骤之后，还有如下步骤：使已经形成的过滤袋1的底端F从第一支承和控制装置10穿过至操作和控制单元的第二支承和控制装置12，用于受控的待机步骤，以及第一支承和控制装置10的同时返回上行冲程以接收形成中的下一过滤袋1。

在朝远离第二支承和控制装置12的方向移动的步骤之前，具有如下步骤：利用操作和控制单元的第三支承和控制装置14，对已经形成的过滤袋1进行紧握和支承。

远离第二支承和控制装置12的步骤，由于第一支承和控制装置10和第三支承和控制装置14，以与第一支承和控制装置10同步的方式允许形成中的过滤袋1沿垂直轴线Z的下行冲程步骤，其中，上述第一支承和控制装置10将形成中的过滤袋1朝下方拉动，上述第三支承和控制装置14将已经形成的过滤袋1朝下方拉动。在将已经形成的过滤袋1朝分离工作站11的下行冲程步骤的过程中，执行将已经形成的过滤袋1与下一过滤袋1分离的步骤。

在分离步骤之后，具有如下步骤：将已经形成的过滤袋1从分离工作站11传送至施加工作站15的步骤，其中，该施加工作站15被设计成施加一个或多个另外的元件，例如细绳16、标签17和外封套55。

在此说明的机器和方法可利用精确的、可靠的和紧凑的操作和控制单元来实现预设目标，其可用于精确的、受控的、紧凑的和快速的垂直填充系统中。应当理解在此说明的操作和控制单元可使过滤袋在所有步骤中精确地受到控制和引导，从而能以非常精确的方式填充产品。另外，操作和控制单元是紧凑的，其能使填充工作站靠近结合工作站，从而使推杆元件执行相对较短的冲程，这在速度和生产率方面是有利的。

位于填充区域后方的操作工作站的结构允许在减小的垂直空间内使过滤袋1的产生距离与紧靠着的两个过滤袋1相等。通过在所有步骤中对过滤袋的移动和位置进行连续控制，即便在间隙运动下也具有高生产速度，并能获得非常高的最终包装质量标准。上述减小的尺寸可使施加工作站和为封装过滤袋最终包装而设计的装置插入单个机器内。

以上所述的本发明易于用作工业应用且可用若干方式来改进和应用而不脱离本发明概念的范围。而且，本发明的所有细节方面都可用技术上等同的元素来替代。

Claims (13)

1.一种用于制造具有浸泡产品的过滤袋（1）的机器，包括：

-送料工作站（3），该送料工作站（3）用于馈送过滤材料的连续幅（S）；

-形成和结合工作站（4），该形成和结合工作站（4）用于使所述连续幅（S）形成和结合成沿垂直供料轴线（Z）馈送的封闭的管状；

-用于填充浸泡产品的填充工作站（5），该填充工作站（5）位于所述形成和结合工作站（4）的上方；

-结合工作站（6），用于将管状的所述连续幅（S）的开口端结合，以交替地分别形成形成中的过滤袋（1）的顶端（T）和下一过滤袋（1）的底端（F），所述结合工作站（6）相对于所述垂直送料轴线（Z）位于所述形成和结合工作站（4）的下游；以及

-用于将已经形成的过滤袋（1）与形成中的所述下一过滤袋（1）分离的分离工作站（11），所述分离工作站（11）沿着所述垂直送料轴线（Z）位于所述结合工作站（6）的下游，

其特征在于，所述机器包括：

-具有第一支承和控制装置（10）的操作和控制单元，该第一支承和控制装置（10）设计成沿着所述垂直送料轴线（Z）在上升位置与下降位置之间将形成中的所述过滤袋（1）的所述底端（F）拉动一冲程并进行支承，其中，所述上升位置靠近所述形成和结合工作站（4），并对所述底端（F）进行支承，所述下降位置远离所述形成和结合工作站（4），用于在形成所述形成中的过滤袋（1）的所述顶端（T）的同时释放该过滤袋（1）的所述底端（F），所述第一支承和控制装置（10）能以与所述结合工作站（6）同步的方式移动；

其特征还在于所述填充工作站（5）包括：

用于推动产品的装料（D）的推动元件（9），所述推动元件（9）能沿所述垂直送料轴线（Z）朝两个方向移动，并在形成中的所述过滤袋（1）的所述冲程过程中作用于所述装料（D），来加速将所述装料（D）堆放在形成中的所述过滤袋（1）的所述底端（F）上。

2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述操作和控制单元还包括第二支承和控制装置（12），用于在形成所述过滤袋（1）的所述顶端（T）时将形成中的所述过滤袋（1）的所述底端（F）夹持就位，所述第二支承和控制装置以与所述第一支承装置（10）同步的方式作用，以用于在所述底端（F）已经被所述第一支承装置（10）释放之后将所述底端（F）保持在预定位置。

3.如前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，包括管芯（7），所述推动元件（9）被设计成在所述管芯（7）中滑动，所述管芯沿着所述垂直送料轴线（Z）设置，以形成所述填充工作站（5）的延长，将所述管芯（7）插入在所述形成和结合工作站（4）中形成的腔室（8），进而，与所述形成和结合工作站（4）一起，形成成型区域，该成型区域迫使所述连续幅（S）绕所述管芯（7），至少直至其接近于所述结合工作站（6），其中，该结合工作站（6）位于所述形成和结合工作站（4）的下方。

4.如权利要求1所述的机器，其特征在于，包括第三支承和控制装置（14），其沿着所述垂直送料轴线（Z）设置，并设置为用于将已经完成的所述过滤袋（1）拾起并使其从所述分离工作站（11）移动至施加工作站（15），该施加工作站（15）被设计成将另外的元件（16、17、55）施加至所述过滤袋（1），所述施加工作站相对于所述垂直送料轴线（Z）位于所述第三支承和控制装置（14）的下方。

5.如权利要求1所述的机器，其特征在于，包括生成装置（18），该生成装置（18）用于在形成中的所述过滤袋（1）中生成侧褶（19），并在受到所述第一支承和控制装置（10）控制的、形成中的所述过滤袋（1）的下行冲程的过程中，作用在所述过滤袋（1）的两侧，进而在所述下行冲程过程中获得所述侧褶（19）。

6.如权利要求3所述机器，其特征在于，所述形成和结合工作站（4）包括一对翼（20、21），该对翼（20、21）位于偏置的垂直平面，用于将所述过滤材料的连续幅（S）的纵向自由边缘（S1、S2）沿与所述垂直送料轴线（Z）平行的方向叠置。

7.如权利要求6所述的机器，其特征在于，所述形成和结合工作站（4）包括用于将所叠置的自由边缘（S1、S2）结合的结合装置（22），所述结合装置相对于所述垂直送料轴线（Z）横向设置，并与所述管芯（7）相对，该管芯（7）起到用于所述结合装置（22）的相反表面的作用。

8.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述填充工作站（5）包括用于产品的一组支架（23），这一组支架（23）形成所要填充的若干单个装料（D），所述填充工作站（5）设计成使一个支架（23）在一个时间位于与所述垂直送料轴线（Z）共轴的轴线（Z’）上，以使该支架（23）可与所述推动元件（9）接合，所述推动元件（9）穿过所述支架（23），用于加速将所述装料（D）堆放在形成中的所述过滤袋（1）的所述底端（F）上。

9.如权利要求4所述的机器，其特征在于，所述第三支承和控制装置（14）包括至少一个夹紧钳（24），该夹紧钳（24）设计成接收已经形成的过滤袋（1）并夹持其外边缘，所述第三支承和控制装置（14）与所述分离工作站（11）同步，以利用垂直下行冲程来拾起所述过滤袋（1）并将其堆放在径向钳子（25）中，该径向钳子（25）是形成施加工作站（15）的旋转传送带（26）的一部分，该施加工作站（15）用于将另外的元件（16、17、55）施加到所述过滤袋（1）上。

10.一种用于制造过滤袋（1）的方法，包括如下步骤：

-从过滤材料的连续幅（S）垂直形成过滤材料的连续管的步骤，其中，所述过滤材料的连续管沿着垂直送料轴线（Z）被密封；

-将所述过滤材料的连续管的开口端密封来形成形成中的过滤袋（1）的顶端（T）和下一过滤袋（1）的底端（F）的步骤；

-利用来自推杆元件（9）的推力，将装料（D）的浸泡产品沿着所述垂直送料轴线（Z）用力插在形成中的所述过滤袋（1）的所述底端（F）上的步骤，以及同时在作用于所述底端（F）的第一支承和控制装置（10）的帮助下，形成中的所述过滤袋（1）的所述底端（F）沿着所述垂直送料轴线（Z）的受控下行冲程的步骤；

-在将所述过滤材料的连续管的所述开口端密封的步骤之后，还具有如下步骤：使已经形成的所述过滤袋（1）的底端（F）从所述第一支承和控制装置（10）穿过至第二支承和控制装置（12）用于受控的待机步骤，以及同时所述第一支承和控制装置（10）的返回上行冲程，来接收形成中的所述下一过滤袋（1）；

-将已经形成的过滤袋（1）与所述下一过滤袋（1）分离的步骤，该分离步骤与形成中的所述过滤袋（1）的底端（F）受控的下行冲程的步骤同时进行。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括与所述下行冲程步骤同时进行的在形成中的所述过滤袋（1）中生成侧褶（19）的步骤。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在使所述第二支承和控制装置（12）远离的步骤之前，还包括如下步骤：利用第三支承和控制装置（14）来夹紧已经形成的所述过滤袋（1）并对其进行支承。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述分离步骤之后，还包括如下步骤：利用所述第三支承和控制装置（14）将已经形成的所述过滤袋（1）从分离工作站（11）传输至施加工作站（15），其中，该施加工作站（15）被设计成施加一个或多个另外的元件（16、17、55）。