DE602004009337T2

DE602004009337T2 - Filterpapierbehälterverpackungsmaschine

Info

Publication number: DE602004009337T2
Application number: DE602004009337T
Authority: DE
Inventors: Gino Rapparini
Original assignee: Aroma System SRL
Current assignee: Aroma System SRL
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2024-11-04
Also published as: EP1682411B1; US7377089B2; EP1682411A1; ES2294558T3; DE602004009337D1; US20070017825A1; WO2005047111A1; DE04798765T1; ITBO20030666A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft die technische Ausführung von Maschinen für Verpackungsprodukte in Filterpapierpads. Internationale Referenzklassifizierung: B65b.
STAND DER TECHNIK
Die Verwendung von Filterpapierpads zum Verpacken einzelner Portionen von gemahlenen Produkten ist im Stand der Technik gut bekannt. Pads, die gemahlenen Kaffee mit variieren der Teilchengröße enthalten, werden weit verbreitet verwendet. Alle bisher bekannten Maschinen bringen spezielle Probleme mit sich, insbesondere was die Kontrolle über den Grad der Verdichtung betrifft. Überdies ist die Leistung der derzeit verfügbaren Maschinen nicht zuverlässig und sie sind nicht in der Lage, die vom Markt geforderten hohen Ausstoßraten aufrecht zu erhalten. Das Problem, das es daher zu lösen gilt, besteht in der Herstellung von wirtschaftlichen und zuverlässigen Pads bei einer schnellen Rate und mit einer konstanten Genauigkeit sowohl in Bezug auf das Produktgewicht je verpackter Dosis und seinen Verdichtungsgrad, als auch dort, wo die Teilchengröße nicht homogen ist.
Das Dokument US 5 012 629 , veröffentlicht am 7. Mai 1991, offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Aufgusskaffee-Filterpaketen, in denen ein erster Streifen von Filterpapier benachbart zu einer Form mit einer zylindrisch gepressten Tasche angeordnet ist und der Streifen von Filterpapier entweder mechanisch oder durch ein Vakuum dazu gebracht wird, sich der zylindrisch gepressten Tasche anzupassen. Der Anpassungsschritt bewirkt, dass sich die Oberfläche des ersten Streifens von Filterpapier dehnt und sich mindestens drei Prozent relativ zu seiner Fläche vor dem Anpassungsschritt dehnt. Eine gemessene Menge von gemahlenem Kaffee wird dann in die gepresste Tasche über dem diesem angepassten Filterpapier abgelegt. Ein zweiter Streifen von Filterpapier wird über dem ersten Streifen von Filterpapier und dem gemahlenen Kaffee in der gepressten Tasche angeordnet. Dann werden der erste und der zweite Streifen von Filterpapier zusammen um die mit Kaffee gefüllte, gepresste Tasche herum, z. B. mit einer Heißsiegelpresse versiegelt, die die Streifen aneinander presst und ver siegelt. Das Filterpapier wird dann z. B. durch Stanzen beschnitten, um einen Flanschbereich mit einer Breite von einem halben Zoll zu erzeugen, der sich um die gepresste Tasche herum erstreckt.
Die Pad-Verpackungsmaschine der vorliegenden Erfindung, die in den Ansprüchen definiert ist, löst alle oben beschriebenen Probleme und ist hoch wirtschaftlich in einer industriellen Umgebung zu fertigen wie auch zu bedienen.
Außer dass sie eine minimale Oberfläche in Anspruch nimmt, weist die Maschine der vorliegenden Erfindung eine hoch kompakte Blockstruktur auf.
BESCHREIBUNG
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erklärt, die lediglich zur Illustration dienen und den Umfang der Erfindung selbst keinesfalls einschränken sollen.
1 ist eine schematische axonometrische Darstellung eines Karussells mit einer sich intermittierend drehenden horizontalen Achse (R) und einem Umfang, der als ein vieleckiges Prisma (P) geformt ist, dessen flache Flächen (L) Vertiefungen aufweisen, die direkt in der Fläche (G) eingedrückt sind und mit der Form und Größe der zu bildenden Pads übereinstimen. Das Vorhandensein von Zwillingsvertiefungen (G) auf jeder Fläche des Prismas ist erkennbar.
1bis ist eine schematische axonometrische Darstellung eines Karussells mit einer sich intermittierend drehenden horizontalen Achse (R) und einem Umfang, der als ein vieleckiges Prisma (P) geformt ist, dessen flache Flächen (L) mit austauschbaren Formen (S) ausgestattet sind, die Zwillingsvertiefungen (G) aufweisen.
2 stellt schematisch die Führung von zwei Bahnen von Filterpapier (F1, F2) dar, die von ihren entsprechenden Spulen (B1, B2) vorgeschoben und einander überlagernd um die flachen Flächen des vieleckigen Karussells (P) herum gewickelt sind.
3 ist eine axonometrische Darstellung, die die Führung des Filterpapiers an der Einschub-(F1, F2) und der Vorschub-(F3)-Seite zeigt.
4 veranschaulicht die Ausführung unter Verwendung eines im Stand der Technik bekannten und daher nicht gezeigten Mittels einer ersten Reihe von Schnitten (t) auf dem flachen Abschnitt (1) des Filterpapiers (F1).
5 veranschaulicht die Ausführung einer zweiten Reihe von Schnitten in dem zweiten flachen Abschnitt (2) und eine Vertiefung (G) im zentralen Teil des flachen Abschnitts (1), der mittels eines durch den Pfeil (M) angezeigten Formstempels erhalten wird.
6 veranschaulicht die Zufuhr einer vorbestimmten Dosis von Produkt von in die Zone der entsprechenden Vertiefung (C).
7 veranschaulicht den Betrieb eines flachen Stampfstempels (N') zum Bilden asymmetrischer Pads.
7bis veranschaulicht, ähnlich wie 7, den Betrieb eines konkaven Stampfstempels (N) zum Bilden symmetrischer Pads.
8 veranschaulicht das Eintreffen des Filterpapiers (F2), das über der verdichteten Dosis aufgebracht wird.
9 zeigt in einem entsprechend vergrößerten Maßstab die größere Ausweitung (W) der Schnitte (t) während der Einwirkung des Formstempels (M), der dazu dient, um eine tiefere Vertiefung (C) zu erhalten. Es ist einzusehen, dass die Wirkung des flachen Stampfstempels (N') die gesamte Dosis bündig mit der Fläche des Prismas verdichtet hat, um ein asymmetrisches Pad zu erzeugen.
9bis zeigt, ähnlich wie 9, in einem entsprechend vergrößerten Maßstab die geringere Ausweitung (I) der Schnitte (t) während der Einwirkung eines Formstempels (M), der dazu dient, um eine flachere Vertiefung (C) zu erhalten. Es ist einzusehen, dass die Wirkung des konkaven Stampfstempels (N) den Kaffee verdichtet hat, um ein symmetrisches Pad zu erzeugen.
10 veranschaulicht die Konfiguration der Betriebsabfolge für asymmetrische verdichtete Pads.
10bis bezieht sich, ähnlich wie 10 auf die Betriebsabfolge zur Herstellung symmetrischer verdichteter Pads.
11 veranschaulicht den Vorgang des Stanzens um den Rand der verpackten Pads herum.
12 veranschaulicht die Trennung der asymmetrischen Pads (A) von der doppelten Schicht von Filterpapier (F3).
12bis veranschaulicht die Trennung von symmetrischen Pads (E).
13 veranschaulicht in einem entsprechend vergrößerten Maßstab die Trennung eines asymmetrischen, oben flachen, verdichteten Pads eines Typs (A).
13bis veranschaulicht in einem entsprechend vergrößerten Maßstab die Trennung eines symmetrischen, verdichteten Pads eines Typs (E).
14 ist eine axonometrische Darstellung eines asymmetrischen, oben flachen, verdichteten Pads vom Typ (A).
14bis ist eine axonometrische Darstellung eines symmetrischen, verdichteten Pads (E).
15 ist eine Vorderansicht eines asymmetrischen, oben flachen, verdichteten Pads (A).
15b ist eine Vorderansicht eines symmetrischen, verdichteten Pads (E).
16 zeigt, von oben betrachtet, die Verteilung einer Reihe von Schnitten (t) um die zentrale Zone der flachen Fläche (L) des Prismas (P) herum.
17 zeigt, wie die Schnitte ausgeweitet sind (I), um symmetrische Pads herzustellen.
18 zeigt, wie die Schritte in einen größeren Ausmaß (W) ausgeweitet sind, um ein asymmetrisches, oben flaches, verdichtetes Pad herzustellen, unter Voraussetzung der größeren Tiefe der geformten Vertiefung.
19 stellt schematisch in einer Querschnittsansicht die Wirkung eines Formstempels (M) dar, die derart ist, dass sie dem Filterpapier (F1) die tiefere Form (C) verleiht, die für die untere Hälfte eines oben flachen Pads erforderlich ist.
20 veranschaulicht eine Dosis von Produkt, die zum Verpacken in einem asymmetrischen, oben flachen Pads vom Typ (A) zugeführt wird.
21 veranschaulicht die Wirkung eines flachen Stampfstempels (N'), die derart ist, dass sie die Dosis von Produkt in der im Filterpapier (F1) gebildeten Vertiefung (C) ausgleicht, um ein asymmetrisches Pad zu erzeugen.
22 veranschaulicht das Versiegeln eines verdichteten, asymmetrischen Pads mit einer flachen Filterpapieroberseite (F2).
19bis, 20bis, 21bis und 22bis sind ähnlich den 19, 20, 21 und 22 und stellen die Wirkung eines konkaven Stempels (N'') dar, die derart ist, dass sie das Ausmaß der Verdichtung derselben Dosis von Produkt erhöht, um ein konkaves, asymmetrisches Pad zu erzeugen.
19ter, 20ter, 21ter und 22ter stellen die Wirkung eines konkaven Stempels (N) dar, die derart ist, dass sie das Ausmaß der Verdichtung derselben Dosis von Produkt erhöht, um ein symmetrisches Pad zu erzeugen.
In den Fig. sind die einzelnen Details wie folgt bezeichnet:

A: ist ein oben flaches, verdichtetes Pad.
B1: ist die Spule des Filterpapiers (F1).
B2: ist die Spule des Filterpapiers (F2).
C: ist die in dem Filterpapier (F1) gebildete Vertiefung.
E: ist ein verdichtetes Pad mit einer Standardform und -größe.
F1: ist das Filterpapier, das mit dem Formstempel (M) eingedrückt werden soll.
F2: ist das Filterpapier zum Erzeugen der Pads.
F3: zeigt das Übereinanderliegen der beiden Filterpapiere (F1, F2).
G: zeigt eine Vertiefung an, die direkt in den flachen Flächen des Prismas oder den austauschbaren Formen (S) eingedrückt ist.
L: zeigt die flachen Flächen des vieleckigen Prismas an.
N: zeigt den Stampfstempel für den Standardtyp von Pads (E) an.
N': zeigt den Stampfstempel für verdichtete Pads vom Typ (A) an.
N'': zeigt den konvexen Stampfstempel für Pads vom Typ (A) an.
P: ist das vieleckige, prismenförmige Karussell.
R: zeigt die Achse an, um die herum sich das Karussell intermittierend dreht.
t: zeigt die Schnitte auf dem Filterpapier (F1) an.
T: zeigt die Ausweitung der Schnitte (t) an.
W: zeigt eine größere Ausweitung der Schnitte (t) an, um die Bildung von tieferen Vertiefungen (C) zu ermöglichen.
I, II, II, IV: zeigen die Dosen an, die zum Verpacken in Pads zugeführt werden.
1, 2, 3, 4: zeigen eine systematische Abfolge von Abschnitten an, wo das Filterpapier währenddes Pad-Verpackungsvorgangs flach sein wird.

Die Fig. zeigen deutlich den kompakten, strukturellen Aufbau der Verpackungsmaschine, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht. Die Erfindung ist naturgemäß für verschiedene Ausführungsformen geeignet, sowohl was die Abmessungen als auch die strukturellen Proportionen der verschiedenen Teile betrifft, die die Verpackungsmaschine ausmachen.
Es ist offensichtlich, dass die Anzahl der Seiten des Vielecks wie auch die geometrischen Proportionen des prismenförmigen Karussells variieren können.
Es ist ebenso offensichtlich, dass die Anzahl von Vertiefungen (G) und deren Verteilung auf den Flächen (L) des Prismas variieren kann. Die Auswahl der Schnitte (t) wird auch an die Tiefe der erforderlichen Vertiefung angepasst sein.
Alle nicht veranschaulichten Vorrichtungen sind als solche zu verstehen, die unter Verwendung bekannter Systeme hergestellt und mit in der Technik bekannten technologischen Komponenten betätigt werden.
Die Auswahl der Technologien, die die Funktionalität der Verpackungsmaschine der vorliegenden Erfindung optimieren können, ist: die Anzahl von Seiten des Vielecks, der Durchmesser des vieleckigen Rades, die Länge einer jeden Seite des Vielecks, die Breite des Prismas, die Anzahl von Vertiefungen (G) und deren Verteilung auf den Flächen des Prismas, die Verteilung und Größe der Schnitte (t), die Proportionen der Form- und Stampfstempel (M; N, N', N''), die Vorrichtungen, die die intermittierende Drehung des Rades mit einer horizontalen Achse betätigen, und die Füllvorrichtung zum Ausmessen und Abgeben der zuvor festgelegten Dosen.
Nachdem die ursprünglichen, innovativen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung dargelegt worden sind, kann jeder durchschnittliche Fachmann Filterpapierpad-Verpackungsmaschinen mit den in den nachfolgenden Ansprüchen definierten grundlegenden Eigenschaften herstellen.

Claims

Filterpapierpad-Verpackungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein vieleckiges, prismaförmiges Rad (P) mit einer horizontalen Achse (R) zum intermittierenden Drehen des Rades umfasst, wobei jede flache Fläche (L) des Prismas (P) direkt zumindest eine Vertiefung (G) enthält, die mit der Größe und Form der herzustellenden Pads übereinstimmt.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jede flache Fläche (L) des Prismas (P) mit austauschbaren Formen (S) ausgestattet ist, die Vertiefungen (G) aufweisen, welche mit der Größe und Form der herzustellenden Pads geometrisch übereinstimmen.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Vertiefungen (G) auf jeder flachen Fläche (L) des Prismas entweder in einer tangentialen oder axialen Konfiguration in einer oder mehreren Reihen.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bahn von Filterpapier (F1), die von ihrer entsprechenden Spule (B1) vorgeschoben wird, von einer zweiten Bahn von Filterpapier (F2), die von ihrer entsprechenden Spule vorgeschoben wird, überlagert wird und um die flachen Flächen (L) des vieleckigen, prismaförmigen Rades (P) herum gewickelt wird.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Durchführung einer Reihe von Schnitten (t) in das flache Filterpapier (F1) an geeigneten Positionen um die zentrale Zone herum, die der in dem prismaförmigen Rad (P) eingedrückten Vertiefung (G) entsprechen.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch einen Formstempel (M), der auf eine Papierbahn (F1) in der von den Schnitten (t) umgebenen zentralen Zone aufgebracht wird, um die Papierbahn (F1) in die Form (C) der Vertiefung (G) zu pressen, wobei das Pressen des Filterpapiers durch das Vorhandensein von Schnitten optimiert ist, die sich ausweiten (T), um die Bildung einer Vertiefung in der Filterpapierbahn (F1) durch die Wirkung des Formstempels (M) zu erleichtern, während die Umfangszone des Filterpapiers (F1) flach und an der Fläche (L) des Prismas (P) haften bleibt.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch den Formstempel (M), der so beschaffen ist, dass er eine tiefere Vertiefung (C) in der Papierbahn (F1) erzeugt, indem er die Schnitte (t) zu einer größeren Breite (W) ausweitet, während die Umfangszone des Filterpapiers (F1) flach und an der Fläche (L) des Prismas (P) haften bleibt.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch die größere Tiefe der Vertiefung (C), die so beschaffen ist, dass sie zulässt, dass das Pad die gleiche Menge an verdichtetem Produkt aufnimmt wie symmetrische Pads (E), wobei der Durchmesser gleich ist.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Vertiefungen (G), die so beschaffen sind, dass sie Öffnungen (f) aufweisen, durch die ein Sog aufgebracht wird, um das Filterpapier (F1) anzuziehen, wodurch das Pressen des Letzteren in eine Form (C), die mit der der Vertiefung (G) übereinstimmt, während des Betriebes des Formstempels (M) erleichtert wird.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine so beschaffen ist, dass der durch die Öffnungen (f) in den Vertiefungen (G) aufgebrachte Sog aufrechterhalten bleibt, nachdem der Formstempel (M) seine Einwirkung beendet hat, um das Haften des Filterpapiers (F1) an den Vertiefungen (G) während einer nachfolgenden Verarbeitung sicherzustellen.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Befüllung der durch die Wirkung des Formstempels (M) auf das Filterpapier (F1) erhaltene Vertiefung (C) mit einem vorgemessenen Volumen von Produkt, das mittels eines speziellen konkaven Stampfstempels (N) zur Herstellung symmetrischer Pads verdichtet wird.
Filterpapierpad-Verpackungsmaschine nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Befüllung einer durch die Wirkung des Formstempels (M) auf das Filterpapier (F1) erhaltenen tieferen Vertiefung (C), gefüllt mit mit einem vorgemessenen Volumen von Produkt, das mittels eines speziellen flachen Stampfstempels (N') zur Herstellung asymmetrischer Pads verdichtet und danach mit einer flachen Oberseite verschweißt wird, die aus Filterpapier (F2) hergestellt wird, das auf dem Pad entlang der an den Flächen (L) des prismaförmigen Vielecks (P) haftenden Rändern fixiert wird.