DE3923770A1 - Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen herstellung von aufguss-filterpapierbeuteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Filterpapier-Aufgußbeuteln, wobei jeder dieser Beutel mit einem Faden ausgestattet ist, an dem ein kleiner Anhänger befestigt ist. Die Erfindung betrifft auch die nach diesem Verfahren erhältlichen Filterpapier- Aufgußbeutel.

Unter einem Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wird im Rahmen der vorliegenden Unterlagen ein Verfahren verstanden, bei dem mehrere Filterpapierbeutel nicht einer nach dem anderen sondern gleichzeitig hergestellt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise zur Herstel­ lung von Aufgußbeuteln für Tee oder andere Kräuter Anwendung finden, wobei diese Beutel eine Dosis des Produkts enthalten und im allgemeinen mit einem Faden ausgestattet sind. An einem Ende dieses Fadens ist ein kleiner Anhänger befestigt, auf dem angegeben ist, welches Produkt im Beutel enthalten ist.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung derarti­ ger Beutel bekannt. Bei allen Verfahren wird eine spezielle Vorrichtung zur Herstellung und zum Füllen der Beutel einge­ setzt. Bei allen diesen bekannten Verfahren wird zum jeweiligen Zeitpunkt ein einzelner Beutel hergestellt. Bis zum heutigen Tag wurde immer nur versucht, die Produktionszeiten zu verkür­ zen, um so die Herstellungsgeschwindigkeit und folglich die Produktionskapazität der Herstellungsvorrichtungen zu steigern.

Man kann sich leicht vorstellen, wie vielen Schwierigkeiten man begegnet, wenn man Vorrichtungen bereitzustellen wünscht, die über einen höheren stündlichen Output verfügen, jedoch nur einen Beutel zugleich produzieren können.

Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, für dieses Problem eine Lösung zu finden. Jedoch führten diese Versuche zu keinen befriedigenden Ergebnissen. Vielmehr war es erforderlich, für eine ausreichende stündliche Produktionsleistung (etwa 400 bis 500 Beutel pro Minute) sehr komplexe, laute, einen großen Raum einnehmende und teure Maschinen einzusetzen.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Filterbeuteln wird beispielsweise von einer Filterpapierrolle ausgegangen. Daraus stellt man eine Reihe von Blättern her, die jeweils einen Filterbeutel ergeben sollen. Diese Blätter werden um ein Schild gefaltet, das - wenn es vorwärts bewegt wird - jedes Blatt entlang einer Bahn zieht, in der jedes Blatt auch an sei­ nen Kanten gefaltet wird, so daß ein Beutel erhalten wird, der nach der Befüllung auch an der noch offenen Seite geschlossen und durch eine Vorrichtung verschlossen wird. Gleichzeitig wird ein Faden daran befestigt, an dessen gegenüberliegendes Ende ein kleiner Anhänger angenäht ist.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird ein Filterpapier­ streifen beim Abwickeln von einer Rolle in Längsrichtung in zwei Streifen gefaltet und dann zwischen ein Paar von gerändel­ ten Rädern eingeführt, welche die beiden Papierschichten mit­ einander verbinden, so daß eine Reihe von aneinander verbun­ denen Beuteln erhalten wird, die jeweils eine offene Seite besitzen.

Unmittelbar nach der Befüllung jedes Beutels wird die vierte Seite verschlossen. Im Anschluß daran werden die Beutel durch Schneiden voneinander getrennt.

Bei diesem bekannten Verfahren wird der Faden, an dem der An­ hänger zuvor während der Herstellung des Beutels befestigt wor­ den ist, von der offenen Seite des Beutels her zwischen die beiden Papierschichten kurz vor dem Verbinden eingeführt, so daß der Kopf des Fadens zwischen den beiden Papierschichten zu liegen kommt und dort befestigt wird.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren werden die wie oben beschriebenen Beutel mit Hilfe einer Vorrichtung an einen durchgehenden Faden genäht, an dem der Anhänger gleichzeitig befestigt wird. Dieser Faden, an dem mehrere Beutel in Ab­ wechslung mit ebenso vielen Anhängern hängend befestigt sind, wird in einer nachfolgenden Stufe zerschnitten.

Bei einem weiterhin bekannten Verfahren werden die Anhänger, die aus einem Papierstreifen ausgeschnitten sind, der auf einer Seite mit einem thermoplastischen Material beschichtet ist, um einen Faden gefaltet und thermisch abgedichtet. Ein Filterpa­ pierband wird orthogonal zur Bewegungsrichtung des den Anhänger tragenden Fadens vorwärtsbewegt, wobei dieser Faden unter An­ haften gegen das Papier gedrückt wird. Dann wird das Papierband mit den Fäden und den dazugehörigen Anhängern in Längsrichtung gefaltet, um die Beutel herzustellen, welche im Anschluß daran gefüllt, verschlossen und geschnitten werden.

Aus obigen Darlegungen geht hervor, daß bei allen bisher be­ kannten Verfahren nur jeweils ein Teebeutel zu einem bestimmten Zeitpunkt hergestellt wird. Diese Verfahren haben jedoch die nachstehend näher erläuterten Nachteile.

Bei allen vorgeschlagenen Verbesserungen wurde die Steigerung hinsichtlich der Produktivität der Herstellungsmaschinen stets dadurch begrenzt, daß ein Arbeiten bei hohen Geschwindigkeiten immer zu beträchtlichen Problemen führt, unabhängig davon, wie aufwendig und perfektioniert diese Herstellungsmaschinen auch sind.

Derzeit ist kein Verfahren für die kontinuierliche Herstellung von mit einem Faden und einem Anhänger ausgerüsteten Filterpa­ pierbeuteln bekannt. Ein derartiges Verfahren wäre jedoch äußerst nützlich, da es zu einer beträchtlichen Produktivitäts­ steigerung führen würde, obgleich es möglich wäre, langsam ar­ beitende Maschinen bzw. Vorrichtungen einzusetzen.

Erfindungsgemäß wird ein derartiges Verfahren zur Herstellung von Filterpapierbeuteln bereitgestellt, die jeweils mit einem eigenen Faden und Anhänger ausgerüstet sind. Mit diesem Verfah­ ren ist eine kontinuierliche Produktion möglich. Dies bedeutet die gleichzeitige Herstellung von mehr als einem Beutel bei je­ dem Herstellungszyklus.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden an einem Filterpapier­ band mehrere Anhänger befestigt, deren Oberfläche teilweise klebend ausgestaltet ist und die an demjenigen Faden befestigt werden, welcher entlang dieses Papierstreifens vorwärtsbewegt wird. Der Papierstreifen wird in Abhängigkeit von der klebenden Fläche jedes Anhängers derart geschnitten, daß eine entsprech­ ende Zahl an Streifen erhalten wird, wobei an den beiden gegen­ überliegenden Seiten jedes Streifens mittels des klebrigen Teils eines Anhängers bzw. des klebrigen Teils des folgenden Anhängers ein Faden befestigt ist.

Der Papierstreifen wird dann zusammen mit seinem Faden und sei­ nem Anhänger gefaltet und verschlossen bzw. abgedichtet, um den Beutel zu bilden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der eine bevorzugte Aus­ führungsform darstellenden Figuren näher erläutert. Von den Fi­ guren zeigen:

Fig. 1 bis 4 die Herstellungsstufen der Anhänger und deren Anbringung an dem Faden;

Fig. 5 die Befestigung des Fadens und der Anhänger an einem Filterpapierstreifen;

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen und Verbinden bzw. Verschließen der Beutel;

Fig. 7 einen auf diese Weise erhaltenen Beutel mit Faden und Anhänger und

Fig. 8 bis 10 die Verfahrensstufen zur Herstellung der Beutel nach einer weiteren bevorzugten erfin­ dungsgemäßen Ausführungsform.

Der eigentliche Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf der Art und Weise, in der der Faden zusammen mit den Anhän­ gern hergestellt und auf das Filterpapierband aufgebracht bzw. dort befestigt wird. Zu diesem Zweck wird der klebrige Teil der Anhängeroberfläche ausgenutzt. Die Anhänger werden erfindungs­ gemäß dadurch hergestellt, daß von einer Papierschicht ausge­ gangen wird, die auf einer Seite mit einem thermoverschweißba­ ren Material, beispielsweise Polypropylen beschichtet ist. Das Papier wird, wie in Fig. 1 gezeigt, gestanzt; die schraffierten Zonen werden ausgeschnitten.

Der Streifen wird dann entlang den in der Fig. 1 gezeigten ge­ strichelten Linien geschnitten, um eine Reihe von Streifen 1 (man vgl. Fig. 2) zu erhalten, die jeweils mit Zungen 2 bzw. mit durch eine Perforation abgetrennten Bereichen ausgestattet sind, welche voneinander beabstandet sind.

Ein Baumwollfaden 3 (man vgl. Fig. 3) wird auf die Seite des Streifens, der mit Polypropylen beschichtet ist, aufgelegt und parallel mit jedem Streifen 1 bewegt. Die Zungen 2 werden dann eine nach der anderen um die strichpunktierte Linie 4 mit Hilfe eines geheizten Stabes umgefaltet. Dies führt dazu, daß die beiden Polypropylenschichten aneinander haften, um den Faden zwischen ihnen festzuhalten.

Zum selben Zeitpunkt oder nachdem die Zunge um den Faden gefal­ tet worden ist, wird der Streifen 1 entlang der gestrichelten Linie 5 geschnitten, um den soeben hergestellten Anhänger abzu­ heben. Letzterer Anhänger kann dann mittels des Fadens weggezo­ gen werden, welcher mit einer höheren Geschwindigkeit läuft als der Papierstreifen.

Auf diese Weise wird eine Reihe von Fäden erzeugt, an denen mehrere in geeigneter Weise beabstandete Anhänger befestigt sind, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist. Ein Bereich 6 der Oberfläche jedes Anhängers ist mit Polypropylen beschichtet. Die Breite dieser Oberfläche entspricht dem Abstand zwischen den Zungen 2 am Streifen 1.

Der erste Anhänger jedes Streifens wird mit dem Papierband ver­ bunden, aus dem die Beutel bestehen sollen, indem auf die mit Polypropylen beschichtete Anhängeroberfläche gedrückt wird.

Fig. 5 zeigt den Papierstreifen, der in Richtung des Pfeils A bewegt wird und mit Fäden 3 sowie den dazugehörigen und daran hängenden Anhängern ausgestattet ist.

Der Papierstreifen mit den Anhängern wird entlang der Linien 6′ geschnitten, so daß mehrere unabhängige Streifen erhalten wer­ den, von denen jeder mit einem Faden und der entsprechenden Reihe von Anhängern ausgestattet ist. Der Schnitt entlang den Linien 6′ kann auch nach der Herstellung und Befüllung der Beu­ tel durchgeführt werden.

Danach wird jeder dieser Streifen entlang den Linien 7 ge­ schnitten, so daß der Beutel zusammengefügt werden kann, wie dies schematisch in Fig. 6 gezeigt ist.

Dazu wird die Kante des Streifens 27 durch Zangen 8 ergriffen, welche ihn jedesmal in Richtung des Pfeils A um einen Betrag ziehen, welcher dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anhängern entspricht.

Nachdem der Streifen 27 bis zum vorgegebenen Punkt bewegt wor­ den ist, wird ein Paar von Referenzelementen 11 von unten nach oben bewegt, bis es den Streifen erfaßt und ihn gegen den unte­ ren Teil des Trichters 10 preßt, der eine in geeigneter Weise geformte untere Kante besitzt.

Dann schneidet eine Klinge 12 oder ähnliches den Streifen ent­ lang der Klebzone des nachfolgenden Anhängers.

Der Trichter 10 mit den Referenzelementen 11 und dem geschnit­ tenen Filterpapierband wird im Anschluß daran nach unten be­ wegt, wobei das Blatt 27 zwischen den beiden Elementen 11 fest­ gehalten wird. Der Trichter 10 ist dabei so plaziert, daß er mit der zentralen Zone in Kontakt steht, welche den Boden des Beutels bilden wird.

Zum selben Zeitpunkt oder kurz danach wird ein Container 13, der zwei bewegliche Teile 14 besitzt, nach oben bewegt.

Der Trichter 10 wird mit dem Blatt 27 zwischen die Elemente 14 des Containers eingeführt, die als Bezugselemente fungieren. Das Blatt 27 wird nach oben um den Trichter 10 gefaltet. Im An­ schluß daran wird der Container 13 geschlossen und die Elemente 14 bewirken, wenn sie aufeinanderzubewegt werden, daß das Fil­ terpapierband um den Trichter sowie um dessen Seiten gefaltet wird, so daß der eigentliche Beutel gebildet wird.

Zu diesem Zeitpunkt wird das Produkt durch den Trichter 10 ge­ führt und in den Beutel eingefüllt, welcher vom Container 13 festgehalten wird, während der Trichter nach oben bewegt wird, bis er den Beutel verlassen hat. Dann werden die Referenzele­ mente 11 vom Boden weggeführt und entfernt.

Die nächste Stufe besteht darin, daß der Beutel an der oberen Kante und an beiden Seitenkanten mit Hilfe eines Backenpaares 9 verschlossen wird. Die Backen 9 können unterhalb des Trichters 10 angebracht sein, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. ln diesem Fall kann der Container 13 zwischen den beiden Backen hindurch­ geführt werden. Die Backen können jedoch auch an einer nachfol­ genden Fertigungsstation angebracht sein.

Auf diese Weise wird ein wie in der Fig. 7 gezeigter Beutel er­ halten, wobei der Faden um die beiden Seiten herumläuft und an beiden Seiten mit der oberen Kante des Filterpapierbandes ver­ bunden ist.

Nachdem der Beutel verschlossen ist, öffnen sich die Backen 9, der Container 13 wird nach unten bewegt und öffnet sich im An­ schluß daran, um den Beutel freizugeben.

Nach einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungs­ form können die Beutel dadurch hergestellt werden, daß zwei überlappende Filterpapierbänder verschlossen bzw. unter Abdich­ tung miteinander verbunden werden und daß die Anhänger an der­ artigen Bändern fixiert werden.

Dazu werden die beiden Filterpapierbänder von einem gerändelten Rad (man vgl. Fig. 8) ergriffen, welches die Versiegelung bzw. Verbindung an den Kanten des Beutels herbeiführt, wobei die Be­ füllung vorgenommen wird, unmittelbar bevor die Beutel ver­ schlossen werden. Zum gleichen Zeitpunkt werden die Anhänger hergestellt und an dem Faden befestigt, wie dies zuvor be­ schrieben ist.

Auch in diesem Fall sind die Anhänger an einem der Filterbänder mittels der propylenbeschichteten freien Oberfläche des Anhän­ gers fixiert.

Beim weiteren Fortschreiten des Papierstreifens führt er die Fäden und Anhänger bis zu einer Zone bzw. bis zu einem Bereich mit sich, in der bzw. in dem einander gegenüberliegende Stäbe jeden Faden ergreifen und ihm die in Fig. 9 gezeigte Kurvenform verleihen.

Der Papierschicht gegenüberliegend ist eine mit den Stäben ver­ bundene, durchbohrte und erhitzte Platte, die bei einem niedri­ gen Druck gehalten wird und die den Faden an seinem Ort hält, bis eine gegenüberliegende erhitzte Druckplatte den Faden mit dem Papierband verschweißt, wobei der nachfolgende Anhänger versiegelt wird.

Auf diese Weise wird ein Filterpapierstreifen erhalten, an dem mehrere Reihen von Anhängern befestigt sind, die voneinander um einen Betrag beabstandet sind, welcher den Größen der herzu­ stellenden Beutel entspricht, wobei dieser Streifen bis zu der Zone geführt wird, in der die Beutel hergestellt und befüllt werden.

Die Beutel werden entlang den strichpunktierten Linien 15 und 16 der Fig. 9 geschnitten, um die Filterbeutel zu erhalten, die jeweils mit ihrem eigenen Anhänger ausgerüstet sind.

Die Schnittlinien 15 sind so angeordnet, daß sie die Zone 6 in zwei Zonen teilen, so daß ein dünner Streifen an einem Beutel in Klebeverbindung verbleibt, während ein weiterer größerer Streifen an dem folgenden Beutel kleben bleibt, um den entspre­ chenden Faden und den Anhängerteil zu befestigen.

Ein auf diese Weise hergestellter Beutel ist in Fig. 10 darge­ stellt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Aufguß-Filterpapierbeuteln, von denen jeder mit einem Faden und einem daran befestig­ ten Anhänger ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Oberfläche des Anhängers klebend ausge­ staltet ist und dazu benutzt wird, den Anhänger und den Faden mit dem Beutel zu verbinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Papierrolle, deren eine Seite mit einem thermoverschweißbaren bzw. thermoverbindbaren Material beschichtet ist, stanzt und anschließend schneidet, um eine Reihe von perforierten Streifen zu erhalten,
den ersten perforierten Bereich dieser Streifen um einen Baumwollfaden faltet, der zusammen mit dem Streifen bewegt wird, um einen Anhänger zu erhalten, dessen Oberfläche bereichsweise klebend ist und anschließend den so erhalte­ nen Anhänger schneidet,
den Faden um einen Betrag vorwärtsbewegt, welcher der Länge des an dem Beutel anzubringenden Fadens entspricht, und den Streifen um einen Betrag vorwärtsbewegt, welcher der Größe eines Anhängers entspricht,
den so erhaltenen Anhänger an einen zusammen mit dem Faden vorwärtsbewegten Filterpapierband befestigt, um einen kon­ tinuierlichen Papierstreifen zu erhalten, an dem in regel­ mäßigen Abständen eine Reihe von Anhängern angebracht ist, die an einem Faden befestigt sind,
den Papierstreifen entlang den Linien schneidet, welche die Klebezone jedes Anhängers derart schneiden, daß meh­ rere Streifen erhalten werden, die jeweils mit einem an einer Seite fixierten Anhänger ausgestattet sind, wobei ein Baumwollfaden an jedem Anhänger angebracht und an dem Papierstreifen fixiert ist, der mit der gegenüberliegenden Seite verbunden ist,
diese Streifen zur Herstellung des Beutels faltet und nach dem Befüllen die Kanten verschließt bzw. verbindet, um einen Beutel herzustellen, der mit einem Faden ausgestat­ tet ist, dessen Enden an einer Kante bzw. an einem Rand des Papierstreifens auf den gegenüberliegenden Seiten befestigt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Papierblatt mit dem daran angebrachten Faden und Anhänger im zentralen Bereich umfaltet, an den beiden Rändern verschließt und nach dem Befüllen am freien Rand verschließt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Papierstreifen mit dem daran angebrachten Fa­ den sowie den Anhängern

• - in einer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anhängern liegenden Zone gegen die untere Kante eines Trichters preßt,
• - schneidet, so daß ein Streifen entsteht, der zur Her­ stellung des Beutels oder einer Reihe von Beuteln dienen soll, und
• - um den Trichter faltet und an beiden Seitenrändern mit Hilfe von Greifmitteln verschließt, und
• - daß man den Trichter nach dem Befüllen entfernt und den so hergestellten Beutel entlang den drei freien Rändern thermoverschließt bzw. thermoverschweißt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch
ein Mittel zum Ergreifen des Endteils der Papierstreifen mit dem daran angebrachten Faden und den Anhängern,
ein Mittel zum Pressen dieses Streifens gegen die untere Kante eines Trichters in einer zwischen zwei aufeinander­ folgenden Anhängern befindlichen Zone,
ein Mittel, um diesen Streifen um den Trichter zu falten und um ihn an den Seitenrändern davon zu halten,
ein Mittel zum Entfernen des Trichters und von Referenz­ elementen nach Einfüllen des Produkts in den Beutel, während letzterer an seinen Seitenrändern gehalten wird, und
ein Mittel, um die seitlichen und oberen Ränder nach dem Befüllen zu verbinden bzw. abzudichten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Mittel zum Befüllen der Beutel, bevor deren Seitenränder miteinander verbunden werden.

7. Verfahren zur Herstellung von Aufguß-Filterpapierbeutel mit einem Faden und einem Anhänger, dadurch gekennzeichnet, daß man

• - eine Papierrolle, deren eine Seite mit einem thermover­ schweißbaren bzw. thermoverbindbaren Material ausgestattet ist, stanzt und anschließend schneidet, um mehrere perfo­ rierte Streifen zu erhalten,
• - den ersten perforierten Bereich jedes Streifens um einen Baumwollfaden faltet, der parallel mit dem Streifen geführt wird, um einen Anhänger zu erhalten, dessen Ober­ fläche teilweise klebend ausgestaltet ist, und den so erhaltenen Anhänger schneidet,
• - den Faden um einen Betrag vorwärtsbewegt, welcher der Länge des an dem Beutel anzubringenden Fadens entspricht und den Streifen um einen Betrag vorwärtsbewegt, welcher der Größe eines Anhängers entspricht,
• - dem Faden mit Hilfe mehrerer gegenüberliegender Stäbe einen gekrümmten Verlauf verleiht und den Faden sowie die zugehörigen Anhänger heiß auf ein Filterpapierband auf­ bringt,
• - die Beutel kontinuierlich herstellt, indem man das Papierband oben auf ein zweites Band auflegt und damit unter Abdichtung verbindet,
• - die Beutel füllt und verschließt und
• - die Papierstreifen zerschneidet, so daß die Beutel von­ einander getrennt werden, wobei man derart schneidet, daß auch der klebende Teil jedes Anhängers derart geschnitten wird, daß ein Teil dieses klebenden Teils dazu verwendet werden kann, den Anhänger an seinem eigenen Beutel haftend zu halten, und daß der verbleibende klebende Teil zur Sicherung bzw. Befestigung des Fadens des nachfolgenden Beutels an diesem Beutel dient.

8. Mit einem Faden und einem Anhänger ausgerüstete Aufguß­ beutel, erhältlich nach den Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 und 7.