CN112334391A - 用于形成浸泡产品用的过滤袋的机器 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于制造浸泡产品用的不同几何形状的过滤袋的机器，该机器包括：限定工作表面并且围绕相关的轴线(4X)旋转的轮(4)；一系列供给工位(5、6、7)，用于将标签(3)、沿编织路径的连续的线(2)以及叠置编织的线(2)和标签(3)的编织的连续的过滤材料条带(1)依次放置在轮(4)的工作表面上；密封装置(8、9)，定位在供给工位的下游，被构造成用于在线(2)、标签(3)和过滤材料条带(1)之间形成密封；第一供给装置(11)，用于使过滤材料条带(1)沿着供给线(L1)移动，并且被定位在操作轮(4)的相对于过滤材料条带(1)的供给方向(L1)的下游；用于完成配备有标签(3)和线(3)的过滤袋的工位(10)，其被构造成用于几何形地形成过滤袋，用于将一剂的浸泡产品引入到形成的过滤袋中并且以过滤袋的最终形状封闭过滤袋；第一供给装置(11)具有两个第一供给辊(12、13)，用于将要放置在轮(4)的工作表面上的一定量的过滤材料条带(1)以受控的、即可变的方式退绕，两个第一供给辊(12、13)由控制系统控制，该控制系统被构造成借助于电动机、取决于用以形成期望尺寸的过滤袋而所需的过滤材料的件的长度来调节两个第一供给辊(12、13)的转速。

Description

用于形成浸泡产品用的过滤袋的机器

技术领域

本发明涉及一种用于形成浸泡产品用的过滤袋的机器，浸泡产品诸如茶、咖啡、甘菊和类似物。

背景技术

根据本发明的过滤袋可以是所谓的传统类型，也即单室型或双室型过滤袋(即，具有平直的延伸部)，或者也可以是金字塔形过滤袋(即，具有基本三维的延伸部)。

作为共有的要素，两种类型的过滤袋都具有一段线以及一件过滤材料的纸和一剂的浸泡产品，其中线在一侧结合至过滤材料的件，并且在另一侧结合至夹持标签。

该线通常被定位成根据预定路径围绕过滤袋，并且与过滤袋相关联，具有不同类型的结合点(例如，通过密封)：如果该结合甚至在使用期间仍必需维持连接，则是牢固的点，或者如果线的该部分在使用前必需被拆下，则是弱的点。

由同一申请人在专利文件EP 1 572 539中描述了一种用于形成上述金字塔型式的过滤袋的机器的现有技术方案之一。

该用于形成金字塔形过滤袋的机器作为基本结构包括：

-轮，该轮限定圆柱形工作表面并且围绕其自身的轴线旋转，以限定具有圆形供给方向的工作路径；

第一供给工位，用于将单独的标签同相地放置在工作路径的预定区域中的圆柱形工作表面上；

-第二供给工位，用于从用于放置单独的标签的区域的相对于供给方向的下游的预定区域开始、在圆柱形工作表面上沿着编织路径(迂回行进路径)供给连续的线；上述的线的编织路径借助于在圆柱形工作表面上存在突出的销而被获得；

-第三供给工位，用于沿着圆柱形工作表面供给连续的过滤材料条带，以与编织的线(迂回布置的线)和标签叠置，并且被设置在相对于第二供给工位的下游；

-第一组超声波焊接器，被插设在第二供给工位和第三供给工位之间，被构造成用于在线和标签之间进形成第一系列的密封部(特别是被程控以获得牢固型的密封)；

-第二组超声波焊接器，被定位在第一组超声波焊接器的下游并且在圆柱形工作表面处，过滤材料条带设置在其中；第二组超声波焊接器被构造成在一段线(根据编织路径布置并且存在于过滤材料条带之下)和条带之间，以及在条带和标签之间形成多个密封部(在这种情况下第二组超声波焊接器被构造成获得弱型密封部)；

-用于完成已经设置有标签和线的过滤袋的工位，被定位在轮的下游，并且被构造成用于几何形地形成过滤袋(金字塔形或四面体形形状)，以引入一剂的浸泡产品并且以其形状封闭过滤袋。

这种类型的机器实际上具有良好的性能水平和可靠性，然而，这种类型的机器被约束为形成形状为四面体且尺寸固定的单一类型的过滤袋，并且因此缺乏操作灵活性，鉴于使市场所需的尺寸改变的需求愈加增大，该操作灵活性对此类自动机器是当前需要的。

该机器的另一个缺点是由于运动学单元的复杂性，该运动学单元将轮的旋转(连续的或步进的)连接至成组的超声波发生器的运动(相对于工作表面径向)，并且具有相对可变的时间和压力(形成牢固连接点或弱连接点而导致)，并且还由于它们必需在其上以点状方式工作的弧形表面。

除了影响机器成本的高成本外，这种结构还可能需要进行频繁的检查以维持正确的功能性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于形成浸泡产品用的过滤袋的机器，浸泡产品诸如茶、咖啡、甘菊和类似物，该机器克服了上述的缺点。

具体地，本发明的目的是提供一种用于制造浸泡产品用的过滤袋的机器，该机器能够通过形成不同尺寸和不同几何形状的过滤袋而在不改变机器尺寸的情况下提高生产的灵活性。

本发明的另一目的是提供一种用于制造浸泡产品用的过滤袋的机器，该机器能够简化并且减少围绕形成轮的操作部件，维持较高生产质量和较高执行速度。

所述目的通过根据所附权利要求中的特征限制的本发明的用于形成浸泡产品用的过滤袋的机器而完全实现，浸泡产品诸如茶、咖啡、甘菊和类似物。

附图说明

借助于附图中的示例所示，通过以下对本发明的优选非限制性实施例的详细描述，本发明的技术特征将变得更加明显，其中：

-图1示出了根据本发明的用于形成浸泡产品用的过滤袋的机器的正视图；

-图2示出了图1的放大的第一细节，并且特别是用于供给过滤材料条带的第一装置和第二装置；

-图3示出了图1的放大的第二细节，并且特别是用于供给过滤材料条带的第一装置和第二装置以及转移装置；

-图4示出了图1的放大的第三细节，并且特别是用于供给过滤材料条带的操作轮；

-图5示出了图4的放大的第四细节，并且特别是操作轮的工作表面的示意性俯视平面图，其中一些部分被切除以更好地示出其它部分。

具体实施方式

参考附图，并且特别参考图1，整体标记为100的根据本发明的机器被用来形成用于浸泡产品的过滤袋。

如下文描述，机器100被构造成形成如下两者，即，诸如金字塔形袋的三维过滤袋，以及具有矩形形状的所谓的传统的单室型或双室型过滤袋。

不管上述形状如何，每个过滤袋都是在机器100上从一件过滤材料开始而获得的，用于与夹持标签3连接的线2关联至该过滤材料的件。

如所示的，用于形成过滤袋的机器100包括限定工作表面的轮4(图4)。

轮4围绕其自身的轴线4X旋转，以限定具有圆形供给方向D(在这种情况下为顺时针方向)的工作路径P。

机器100还包括第一供给工位5，第一供给工位5用于将单独的标签3同相地放置在工作路径P的预定放置区域中的工作表面上。

如所示的，机器100包括第二供给工位6，第二供给工位6用于从用于放置单独的标签3的区域的相对于轮4的供给方向D的下游的预定区域开始、在工作表面上沿着编织路径(迂回行进路径)供给连续的线2。

机器100还包括第三供给工位7，第三供给工位7用于在工作表面上供给连续的过滤材料条带1，以叠置线2的编织部分(迂回布置部分)和标签3。供给工位7被定位在第二供给工位6的相对于轮4的供给方向D的下游。

再次如所示的，机器100包括密封装置8、9，它们被定位在第一供给工位5和第二供给工位6的相对于轮4的供给方向D的下游，它们被构造成在线2、标签3和过滤材料条带1之间形成密封。

再次如所示的，机器100包括至少第一供给装置11，第一供给装置11用于使过滤材料条带1沿着供给线L1移动，并且被定位在操作轮4的相对于过滤材料条带1的供给方向L1的下游。

再次如所示的，机器100包括工位10，工位10用于完成配备标签3和线2的过滤袋，被定位在供给装置11的相对于过滤材料条带1的供给方向D的下游，并且被构造成用于形成过滤袋，用于在形成的过滤袋中引入一剂的浸泡产品，并且将包含该一剂浸泡产品的过滤袋(以其可以是三维形或者矩形的最终形状)封闭。

如所示的，第一供给装置11具有两个第一供给辊12、13(并排放置)，它们用于将要放置在轮4的工作表面上的一定量的过滤材料条带1以受控的(即，可变的)方式退绕。

两个第一供给辊12和13由控制系统控制，该控制系统被构造成借助于电动机、取决于用以形成期望尺寸的过滤袋的所需过滤材料的件的长度来调节两个第一供给辊12、13的转速。

优选地，两个第一供给辊12、13可以以交替或步进的旋转运动来操作。应当注意，第一供给装置使得可以改变过滤材料的件的尺寸，并且因此改变该类型过滤袋的尺寸，而无需改变在操作轮上和在完成工位中两者的用于组装过滤袋的部件(过滤材料的件、线和标签)的步骤和工艺(过程)。

应当注意，用于供给标签3的第一工位5包括用于储存连续的标签3的条带的卷筒系统5a，该连续的标签3的条带被供给至用于在操作轮4上切割和定位单个标签3的单元5b。

优选地，用于供给连续的线2的第二工位6包括滑阀式盒(Spool type magazine)(未示出)，其对用于将线2定位在操作轮4上的单元6a供给，其具有用于将线2沿着预定路径或图案布置在轮4上的臂6b。

在图5中，线2的编织路径借助于非限制性示例来示出。

还应当注意，用于供给过滤材料条带1的第三工位7包括用于储存(由适合的辊)退绕出的连续的过滤材料条带1的卷筒系统7a，直至退绕出的条带到达操作轮4。

应当注意，在密封装置8、9之间存在切割元件31，其构造成将线2的存在于连续的过滤材料条带1下方的编织部分与其余的连续的线2分开。

上述的完成工位10包括至少一个浸泡产品的计量器(定量给料器)10a以及子工位10b，该子工位10b用于在其沿着竖直供给轴线10Z运动期间以封闭的管状构造使过滤材料条带1形成和封闭。沿着子工位10b的向下运动，过滤材料条带1被一系列封闭工位(未详细示出)截取，从而形成过滤袋的底部、过滤袋的头部(在引入一剂浸泡产品之后)并且卸下这样形成的过滤袋。

过滤袋的尺寸(四面体或矩形)将取决于沿着连续的过滤材料条带1的向下竖直轴线的密封系统的类型、布置和程控的激活，并且还(如下详细所述)取决于连续的过滤材料条带1到达形成工位10b的位置。

在同一申请人名下的专利文献EP 1 572 539和EP 2 563 671中示出了用于完成具有不同几何构造的过滤袋的工位的两个示例。

应当注意，过滤材料条带1直接从第三工位7延伸，该第三工位7用于将过滤材料条带1(即，从卷筒7a)供给到第一供给装置11，其可以以交替或步进方式移动，沿着用于供给过滤材料条带1的、与过滤材料条带1的中心线轴线X1重合的路径L1穿过轮4。

机器100包括第二供给装置14，第二供给装置14用于使过滤材料条带1移动，其插设在第一供给装置11和形成工位10之间。

第二供给装置14具有用于供给过滤材料条带1的两个第二辊15、16，被构造成用于在完成工位10中以受控的方式供给并且定位过滤材料条带1。

鉴于此，第一供给装置11具有以交替或步进方式旋转的两个第一辊12、13，而第二装置14具有可以以连续旋转运动来操作的两个第二辊15、16。

针对完成工位10(通常具有较高的操作速度)的操作，第一供给装置11和第二供给装置14的两对辊的运动的差异使得可以适应操作轮4的操作以及用于线2和标签3的相应工位，并且可以适应所用的过滤材料的件的尺寸。

第一供给装置11包括平行于彼此并且沿水平方向延伸的两个第一辊12、13。两个第一辊由框架支承，在该框架中有用于至少一个第一辊的驱动单元。该驱动单元连接至这样的单元，即，该单元控制第一辊12和13的步进运动，以调节连续的过滤材料条带1的供给。

第二供给装置14包括平行于彼此并且沿水平方向延伸的两个第二辊15、16。两个第二辊由框架支承，在该框架中有用于至少一个第二辊的驱动单元。该驱动单元连接至这样的单元，即，该单元控制第二辊15和16的连续运动，以控制连续的过滤材料条带1的朝向用于完成过滤袋的工位10的供给。

如所示的，机器100还包括补偿装置17，补偿装置17用于调节过滤材料条带1的供给。

鉴于此，该补偿装置17定位在第一供给装置11和第二供给装置14之间，用于取决于对第一供给装置11和第二供给装置14的过滤材料条带1加以供给的不同速度来调节在两个装置11、14之间供给的材料带条1的供给。

应当注意，补偿装置17包括用于截取连续的过滤材料条带1的辊17a。辊17a可空转并且连接至被铰接到机器框架100T的摆臂17b。

臂17b被控制为呈其摆式运动，以取决于可操作的供给要求改变过滤材料条带的在第一供给装置11和第二供给装置14之间的延伸部(简而言之，该装置产生一种用于第二供给装置14的缓冲器，而不会影响第一供给装置11的步进运动)。

如所示的，机器100包括装置18，装置18用于转移过滤材料条带1，以使正在被供给的过滤材料条带1横向移动，也就是说，改变过滤材料条带1的中心线轴线X1的位置，使得过滤材料条带1的中心线轴线X1与轮4的工作表面上的工作线重合。

应当注意，工作线平行于过滤材料条带1的供给线L1，并且取决于期望的过滤袋的尺寸来限定。鉴于此，平移装置18被插设在第一供给装置11和第二供给装置14之间(以及随后的补偿装置17之间)，并且被构造成在转换成要形成的过滤袋的不同尺寸时被激活。

优选地，转移装置18包括被铰接到单元30的至少转移辊19、20，单元30用于移动和截取正在被供给的过滤材料条带1。

鉴于此，至少一个转移辊19、20的角度旋转被设计成以改变过滤材料条带1的中心线轴线X1的位置。

更详细地，转移装置18包括具有固定轴线的一对转移辊或轴19、20，它们被叠置并且铰接到单元30，单元30用于轴19、20的在非操作位置和操作位置之间的运动，在非操作位置中，轴19、20由用于过滤材料条带1通过的路径间隔开，在操作位置中，轴19、20沿着过滤材料条带1的路径定位，从而改变过滤材料条带1的穿过被构造成使正在被供给的过滤材料条带1横向地移动的轴19、20的通过(图3)。

换言之，该对轴19和20具有调节系统(例如，具有竖直铰接延伸部的共用的支承销)，该调节系统能够将它们移动至这样的位置，使得其在由机器设定而要求时变成连续的过滤材料带1的路径的一部分。

该对轴19和20被定位成使它们的延伸轴线相对于第一供给装置11和第二供给装置14的第一辊12、13和第二辊14、15的旋转轴线倾斜。

鉴于此，连续的过滤材料条带1首先卷绕在上部轴19上，并且随后进入下部轴20，形成一种“Z”形路径。

由于用于移动该对轴19、20的单元30，可以改变该对轴19、20的倾斜角度(也使用由于操作者的手动操作)，以使连续的过滤材料条带1沿着轴19、20的固定表面滑动，并且因此改变过滤材料条带1的中心线轴线X1的相对于其供给线L1的位置。

如所示的(图1、4)，轮4具有棱柱形形状，从而围绕旋转轴线4X相继地限定多个单独的工作表面4a。

鉴于此，每个单个的工作表面4a是平坦延伸的，从而相继地移动至独立的第一供给工位5、第二供给工位6和第三供给工位7。

优选地，但不限制本发明，轮4的截面具有八边形的形状，从而形成八个独立的工作表面4a。

优选地，每个工作表面4a具有用于延长线2的编织路径的多个突出的参考销21。

再次如所示的，机器100包括第一密封装置8，该第一密封装置8插设在第二供给工位6和第三供给工位7之间，被设计成用于在线2和标签3之间形成第一系列密封部。

此外，机器100包括第二密封装置9，该第二密封装置9位于第一密封装置8的相对于轮4的供给方向D的下游，并且被构造成用于在线2的根据编织路径来定位的一部分和过滤材料条带1之间，以及在过滤材料条带1和标签3之间形成多个密封部。

由于这种结构，每个第一密封装置8和第二密封装置9由用于超声密封的对应的单个头部22、23组成，单个头部22、23各自作用在多边形的轮4的对应的工作表面4a上，多边形的轮4a每次其都被放在单个头部22、23前面。

换言之，单独且平坦的工作表面的存在允许形成结合点(弱的或牢固的)而必需的所有超声波焊接器(sonotrode)仅由两个单个头部构成，其中每一个一起组成进行相对于轮4的轴线4X的直线和径向运动的两个或多个超声波焊接器：该特征使得可以获得结合点的优秀质量与高性能速度的组合。

还应当注意，上述控制系统与存储器可操作地相关联，在该存储器上储存了针对两个第一供给辊12、13的相应的多个旋转速度的多个设定。由于这种结构的机器，可以实现具有许多优点的预设目标。

第一供给装置的存在使得可以快速且安全地改变将形成过滤袋的过滤材料的件的尺寸大小。

第二供给装置的存在允许在用于完成过滤袋的工位中维持较高的生产速度，而不影响要在操作轮上执行的步骤的操作速度。

转移装置(其是可移动的)的存在使得可以取决于要完成的过滤袋的类型来改变连续的过滤材料条带的位置，并且因此可以改变要在完成工位中形成的密封部的位置。

多边形的轮的使用通过各个工位的操作部件的运动学上的简化而可提高要结合的部件的定位质量。

Claims (13)

1.一种用于制造用于浸泡产品的过滤袋的机器，每个所述过滤袋都由过滤材料的件制成，与所述过滤材料的件相关联的有用于与夹持标签(3)连接的系线(2)；用于制造过滤袋的所述机器(100)至少包括：

-限定工作表面的轮(4)；所述轮(4)围绕其自身的轴线(4X)旋转，以限定具有圆形供给方向(D)的工作路径(P)；

-第一供给工位(5)，用于将单独的标签(3)同相地放置在所述工作路径(P)的预定放置区域中的工作表面上；

-第二供给工位(6)，用于从用于放置单独所述标签(3)的区域的相对于所述轮(4)的供给方向(D)的下游的预定区域开始、在所述工作表面上沿着编织路径供给连续的所述线(2)；

-第三供给工位(7)，所述第三供给工位用于在所述工作表面上供给连续的过滤材料条带(1)，以与编织的线(2)和所述标签(3)叠置，并且被布置在所述第二供给工位(6)的相对于所述轮(4)的供给方向(D)的下游；

-密封装置(8、9)，所述密封装置被定位在所述第一供给工位(5)和所述第二供给工位(6)的相对于所述轮(4)的供给方向(D)的下游，被设计成用于在所述线(2)、所述标签(3)和所述过滤材料条带(1)之间形成密封部；

-至少第一供给装置(11)，所述至少第一供给装置(11)用于使所述过滤材料条带(1)沿着供给线(L1)移动，并且被定位在所述操作轮(4)的相对于所述过滤材料条带(1)的供给方向(L1)的下游；

-用于完成配备有所述标签(3)和所述线(3)的过滤袋的工位(10)，被定位在所述供给装置(11)的相对于所述过滤材料条带(1)的供给方向(D)的下游，并且被构造成用于形成所述过滤袋，用于在形成的所述过滤袋中引入一剂的浸泡产品，并且将包含所述一剂的浸泡产品的过滤袋封闭，其特征在于，所述至少第一供给装置(11)包括两个第一供给辊(12、13)，用于将要放置在所述轮(4)的工作表面上的一定量所述过滤材料条带(1)以受控的退绕，即可变的方式退绕，两个第一供给辊(12、13)由控制系统控制，所述控制系统借助于电动机、取决于用以形成期望尺寸的过滤袋而所需的所述过滤材料的件的长度来调节所述两个第一供给辊(12、13)的转速。

2.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述两个第一供给辊(12、13)能以交替或步进的旋转运动来操作。

3.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，包括第二供给装置(14)，用于使所述过滤材料条带(1)移动，并且被插设在所述第一供给装置(11)和所述形成工位(10)之间；所述第二供给装置(14)具有用于供给所述过滤材料条带(1)的两个第二辊(15、16)，被构造成用于在所述完成工位(10)中以受控的方式供给并且定位所述过滤材料条带(1)。

4.根据权利要求3所述的机器，其特征在于，所述两个第二辊(15、16)能以连续旋转运动来操作。

5.根据权利要求3或4所述的机器，其特征在于，包括用于调节所述过滤材料条带(1)的供给的补偿装置(17)；所述补偿装置(17)定位在所述第一供给装置(11)和所述第二供给装置(14)之间，用于取决于供给所述第一供给装置(11)和所述第二供给装置(14)的所述过滤材料条带(1)的不同速度来调节在两个装置(11、14)之间供给的所述材料条带(1)的供给。

6.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，包括转移装置(18)，所述转移装置用于转移所述过滤材料条带(1)，以使正在被供给的所述过滤材料条带(1)横向移动，即，改变所述过滤材料条带(1)的中心线轴线(X1)的位置，使得所述过滤材料条带(1)的中心线轴线(X1)与所述轮(4)的工作表面上的工作线重合；所述工作线平行于用于供给所述过滤材料条带(1)的线(L1)，并且取决于期望的所述过滤袋的尺寸来限定。

7.根据权利要求6所述的机器，其特征在于，所述转移装置(18)包括被铰接到单元(30)的至少一个转移辊(19、20)，所述单元(30)用于移动和截取正在被供给的所述过滤材料条带(1)，所述至少一个转移辊(19、20)的角度旋转被设计成以改变所述过滤材料条带(1)的轴线(X1)的位置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述轮(4)具有棱柱形形状，从而围绕所述旋转轴线(4X)相继地限定多个单独的工作表面(4a)；每个单个的工作表面(4a)是平坦延伸的，从而相继地移动至各个所述第一供给工位(5)、所述第二供给工位(6)和所述第三供给工位(7)。

9.根据权利要求8所述的机器，其特征在于，所述轮(4)的截面具有八边形的形状，从而形成八个独立的工作表面(4a)。

10.根据权利要求8或9所述的机器，其特征在于，每个工作表面(4a)具有用于延长所述线(2)的编织路径的多个突出的参考销(21)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述密封装置包括：

-第一密封装置(8)，所述第一密封装置被插设在所述第二供给工位(6)和所述第三供给工位(7)之间，被设计成用于在所述线(2)和所述标签(3)之间形成第一系列密封部；以及

-第二密封装置(9)，所述第二密封装置(9)位于所述第一密封装置(8)的相对于轮(4)的供给方向(D)的下游，并且被构造成用于在所述线(2)的根据所述编织路径来定位的一部分和所述过滤材料条带(1)之间，以及在所述过滤材料条带(1)和所述标签(3)之间形成多个密封部。

12.根据前述权利要求所述的机器，其特征在于，每个所述第一密封装置(8)和所述第二密封装置(9)由用于超声密封的对应的单个头部(22、23)组成，每个所述头部作用在多边形的所述轮(4)的对应的工作表面(4a)上。

13.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述控制系统与存储器被可操作地相关联，在所述存储器上储存了针对所述两个第一供给辊(12、13)的相应的多个旋转速度的多个设定。

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