DE60301709T2

DE60301709T2 - Vorrichtung zum Siegeln eines flachen Schlauches aus heisssiegelbarem Filterpapier zur Herstellung von Filterbeuteln für aufbrühbare Produkte

Info

Publication number: DE60301709T2
Application number: DE60301709T
Authority: DE
Inventors: Andrea 40068 San Lazzaro di Savena Romagnoli
Original assignee: Tecnomeccanica SRL
Current assignee: Tecnomeccanica SRL
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2023-07-16
Also published as: EP1384669B1; US6871475B2; US20040016216A1; ES2250866T3; ITBO20020478A1; EP1384669A1; CN1297444C; CN1483646A; ITBO20020478A0; ATE305412T1; DE60301709D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die automatische Herstellung von Filterbeuteln für Aufgussprodukte, wie Tee, Kamillentee und ähnliche Kräutertees, und betrifft insbesondere eine sehr vorteilhafte Siegelvorrichtung zur Verwendung in Maschinen zur Herstellung von Filterbeuteln.
Bei der automatischen Verpackung von Aufgussprodukten lehrt der Stand der Technik die Benutzung von Maschinen, welche kontinuierlich Filterbeutel formen, und zwar durch Umfalten und Siegeln in Längsrichtung einer Bahn aus heisssiegelbarem Filterpapier, um einen abgeflachten und horizontal positionierten Schlauch herzustellen, und dann diesen Schlauch in Querrichtung und in bestimmten Abständen auf solche Weise zu siegeln, dass einzelne Mengen eines Aufgussproduktes zwischen zwei aufeinanderfolgenden, querverlaufenden Heisssiegelungen eingeschlossen sind. Der abgeflachte Schlauch wird dann in Längen geschnitten, an welchen ein Faden und ein Aufnahmeanhänger befestigt werden, um die Filterbeutel zu vervollständigen.
Was die Siegelvorgänge betrifft, welche den spezifischen Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, beschreibt das frühere Patent IT 1207628 eine Siegelvorrichtung, enthaltend zwei Blöcke, die so ausgebildet sind, dass sie zwei Paare von abgestuften, übereinanderliegenden Kanten aufweisen. Die obere Kante eines jeden Paares hat eine Anzahl von Bohrungen, durch welche heisse Luft aus einer Heizvorrichtung strömt. Die unteren Kanten haben andererseits eine Lamellenstruktur. Die beiden Paare von Kanten arbeiten in gegenseitiger Juxtaposition an der Aussenseite des Schlauches aus Filterpapier, wobei sie zusammen einen Strom heisser Luft gegen die Ränder des Schlauches leiten, wobei die Ränder des Schlauches Seite an Seite in dichtem Kontakt miteinander angeordnet sind, um die Erzeugende des Schlauches zu bilden, und zwischen den Paaren der Kanten der Siegelvorrichtung durchlaufen. Die durch die Bohrungen gerichtete heisse Luft aktiviert thermisch und lokal eine Schicht von Klebstoff an der inneren Oberfläche des Schlauches aus heisssiegelbarem Filterpapier. Wenn der Schlauch aus Filterpapier sich entlang seiner Zuführbahn bewegt, läuft er zwischen zwei aufeinanderfolgenden Paaren von Druckrollen durch, welche die längsverlaufenden und querverlaufenden Siegelungen an dem Schlauch auf solche Weise ausführen, dass die Taschen gebildet werden, welche die einzelnen Dosen von Aufgussprodukt enthalten.
Das Dokument US 3,775,222 beschreibt eine Vorrichtung, in welcher Luft aufgeheizt und an Düsen zum Heisssiegeln eines Längsrandes von einer Bahn aus Material zum kontinu ierlichen Formen eines Schlauches geleitet wird, zum Beispiel von verschiedenen Arten von Verkleidungsmaterial in einer Kartonverkleidemaschine, welches das Aufheizen auf unterschiedlichen Ebenen erfordert, um das Siegeln auszuführen. Die Luft wird mit geregeltem Druck parallel durch einen Heizblock und eine Anzahl von ventilgesteuerten Durchlässen zugeführt, welche den Heizblock umgehen. Die Düsen haben ein abgeflachtes Ende, angeordnet in einer offenen Siegelrippe, und die heisse Luft wird auf die angrenzende Oberfläche der längsverlaufenden Randabschnitte der Bahn gerichtet.
Bei dem ersten Typ von Siegelvorrichtung führen die Anordnung der Heizblöcke und die Abgabe von heisser Luft von der Aussenseite her auf den geformten Filterpapierschlauch zu einem erheblichen Energieverlust und einer geringen Leistung der Vorrichtung. Obwohl die heisse Luft von den Bohrungen mit einer ziemlich hohen Geschwindigkeit abgegeben werden kann, führen der horizontale Abstand, den sie zurücklegen muss, bevor sie die vertikalen Ränder des zu siegelnden Filterpapiers erreicht, und die Tatsache, dass die die Bohrungen enthaltenden Blöcke ausserhalb des Filterpapierschlauches angeordnet sind, tatsächlich unvermeidbar dazu, dass ein Teil des Stromes von heisser Luft durch natürliche Konvektion verloren geht, ohne eine nützliche Wirkung in dem Arbeitsbereich zu erhalten.
Ein anderer Faktor, der sich negativ auf die Energieleistung auswirkt, ist, dass die heisse Luft auf die Fläche des Filterpapiers trifft, die der mit dem zu reaktivierenden Klebstoff versehenen Fläche gegenüberliegt, wobei die Reaktivierung somit das Ergebnis des Leitens von Wärme durch das Filterpapier ist. Obwohl das Filterpapier sehr dünn und von natürlicher Mikroporosität ist, erhöht diese Art des Betriebes trotzdem weiter insgesamt die Unzulänglichkeit der Vorrichtung. Weitere Nachteile der oben beschriebenen Vorrichtung liegen in ihrer komplexen und eher klobigen Struktur.
Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist, die oben erwähnten Nachteile durch das Vorsehen einer Vorrichtung zu vermeiden, die in einer Weise dazu bestimmt ist, den Strom der heissen Luft vollkommen auf die zu siegelnden Ränder zu richten, und damit die Voraussetzungen zu vermeiden, die es der heissen Luft erlauben, an dem Siegelbereich vorbei zu gehen, und zwar auf solche Weise, dass der Strom von heisser Luft gerade auf die Schicht von zu reaktivierendem Klebstoff gerichtet wird.
Weitere Zwecke der Erfindung sind, eine Vorrichtung vorzusehen, welche: eine einfache Struktur hat; verhältnismässig preisgünstig herzustellen ist; und viel weniger Platz beansprucht als die für den gleichen Zweck bestimmten Vorrichtungen nach der bekannten Technik.
In Übereinstimmung mit der Erfindung werden diese Zwecke erreicht durch eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der nachfolgenden Ansprüche.
Die technischen Eigenschaften der Erfindung, welche sich auf die obigen Zwecke bezieht, sind klar in den nachstehenden Ansprüchen beschrieben, und ihre Vorteile gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervor, und zwar unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, welche rein als ein Beispiel eine vorgezogene Ausführung der Erfindung zeigen, ohne den Zweck des erfinderischen Konzeptes zu begrenzen, und in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Maschine zur Herstellung von Filterbeuteln für Aufgussprodukte ist, versehen mit einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt schematisch die Vorrichtung aus 1 in einer Plandarstellung von oben gesehen;
3 ist eine stark vergrösserte perspektivische Detailansicht, die einen Teil der Vorrichtung aus den 1 und 2 zeigt;
4 ist eine weitere vergrösserte Detailansicht, welche den in 3 dargestellten Teil der Vorrichtung zeigt.
Unter Bezugnahme auf die 1 der beiliegenden Zeichnungen ist mit der Nummer 54 in ihrer Gesamtheit eine automatische Maschine zur Herstellung von Filterbeuteln für Aufgussprodukte bezeichnet, wie Tee, Kamillentee und ähnliche Kräutertees.
Die automatische Maschine, welche Gegenstand einer anderen, gleichzeitig durch die Anmelderin hinterlegten Patentanmeldung bildet, stellt die Filterbeutel in einer Reihe von Phasen her, zu welchen die Vorbereitung des abgeflachten Schlauches 34 gehört, wobei letzterer Vorgang durch die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, die in ihrer Gesamtheit mit 250 bezeichnet ist.
Genauer gesagt ist der Schlauch 34 aus einer Bahn 17 von Filterpapier hergestellt, welche eine Schicht von Klebstoff trägt, der durch Wärme aktiviert werden kann, wobei die Bahn kontinuierlich in horizontaler Position zugeführt wird und einzelne Dosen 19 des Aufgussproduktes trägt, angeordnet auf ihrer oberen Oberfläche in geeigneten Abständen.
Entsprechende Faltmittel, besser dargestellt in 2, enthaltend eine im wesentlichen keilförmige Spindel 256, welche auf jeder Seite zu ihr passrechte seitliche Gegenfaltelemente 257 aufweist, werden verwendet zum allmählichen Umfalten der Bahn 17 um sich selbst, bis ihre Längsränder 18 übereinanderliegen. Sobald der abgeflachte Schlauch 34 vollkommen geformt und der Kleber durch Wärme aktiviert worden ist, werden die Längsränder 18 gegeneinander gepresst und durch gerändelte Rollen 258, die miteinander in Kontakt kommen, auf solche Weise versiegelt, dass der Schlauch 34 endgültig geschlossen wird.
Die Vorrichtung 250 enthält (3) einen einzigen Betriebsblock 94, der im wesentlichen die Form einer länglichen, verjüngten Pyramidenstumpfes mit einer im wesentlichen dreieckigen Basis 261 hat.
An seiner Basis 261, und angrenzend an seine schrägen Seitenwände 98, hat der Betriebsblock 94 seitlich hervorstehende Kanten 252, welche zwei entsprechende Reihen 251 von Ejektoren 96 tragen, dazu bestimmt, ein bis auf eine geeignete Temperatur erhitztes gasförmiges Fluid auszusenden, das aus einer im Inneren des Blockes 94 angeordneten Kammer 259 kommt, die mit den Ejektoren 96 und durch eine geeignete Leitung 260 mit einem aussen liegenden Lufterhitzer in Verbindung steht, welcher nicht in den Zeichnungen dargestellt ist.
Der Betriebsblock 94 ist auf solche Weise positioniert, dass er im Inneren des sich bildenden Schlauches 34 angeordnet ist, und so, dass sein breites Ende 253 in die Richtung 254 entgegengesetzt der Richtung zeigt, in welcher die Bahn 17 aus Filterpapier zugeführt wird. Die beiden Reihen 251 von Ejektoren 96 an der Basis der schrägen Seitenwände 98 des Betriebsblockes 94 sind zu den Längsrändern 18 der Bahn 17 aus Filterpapier, die zu einem Schlauch geformt wird, ausgerichtet und diesen zugewandt.
Da sie den Längsrändern 18 des Schlauches 34 zugewandt sind und das erhitzte gasförmige Fluid gegen die Innenflächen 97 der Ränder 18 des Schlauches 34 richten, sind die Ejektoren somit in der Lage, direkt auf die Schicht von Klebstoff auf der Bahn 17 aus Filterpapier zu wirken, wobei sie den Klebstoff reaktivieren, wenn die Bahn 17 allmählich über dem Betriebsblock 94 umgefaltet wird.
Was die Form der Ejektoren 96 betrifft, so zeigen die 3 und 4, dass die Ejektoren vorzugsweise als Öffnungen 96 ausgebildet sind, die durch die schrägen Seitenwände 98 verlaufen und alle mit der Kammer 259 in Verbindung stehen, die im Inneren des Betriebsblockes 94 angeordnet ist, und durch die Leitung 260 gespeist werden.
Die Öffnungen 96 sind im wesentlichen rechteckig in der Form und wechseln sich mit Kanälen 255 zum Ableiten des Fluids ab, zugewandt den darüber liegenden Längsrändern 18 des Schlauches 34 und eingearbeitet in die seitlich hervorstehenden Kanten 252 der Basis 261 des Betriebsblockes 94.
Der Betrieb der Vorrichtung 250 ist deutlich aus der 3 zu erkennen. Die Bahn 17 aus heisssiegelbarem Filterpapier, die in einer horizontalen Position liegt, wird in der durch den Pfeil 254 angezeigten Richtung durch eine Zugkraft zugeführt, die von den Rollen 258 ausgeübt wird, und allmählich schlauchförmig rund um den Betriebsblock 94 gefaltet.
Daraus ergibt sich, dass die Bahn 17 einen im wesentlichen konisch offenen Schlauch 34 bildet, von welchem die Längsränder 18 der ursprünglichen Bahn 17 an den Seitenwänden 98 des Betriebsblockes 94 gleiten und sich dichter und dichter aufeinander zu bewegen, bis sie übereinander liegen.
Der gleitende Kontakt zwischen den Längsrändern 18 und den Seitenwänden 98 bewirkt, dass die Ränder 18 sich auf die Ejektoren 96 zu bewegen, wobei sie die Schicht von Klebstoff an den Innenflächen 97 des Schlauches 34 der heissen Luft aussetzen.
Dieses Aussetzen maximiert die Wirksamkeit der Wärmereaktivierung des Klebstoffes.
Somit ist die Reaktivierung erstens wirksamer, weil die von den Ejektoren 96 ausgesandte heisse Luft direkt auf die ihnen zugewandte Schicht von Klebstoff trifft.
Zweitens ist die Reaktivierung des Klebstoffes noch wirksamer, weil die von den Ejektoren 96 ausgesandte heisse Luft zu den offenen Rändern 18 des Schlauches 34 aufsteigt und praktisch nicht in der Lage ist, aus dem Bereich auszuweichen, in welchem sich die Ränder 18 der Bahn in direktem Kontakt mit den schrägen Seitenwänden 98 des Betriebsblockes 94 befinden, weshalb sie nach aussen nur durch das hintere Ende des Schlauches 34 ausweichen kann, wo die Bahn 17 noch offen ist. Dies bedeutet, dass die Luft gezwungen ist, einer langen Strecke nach rückwärts zu folgen, wobei sie an den den Klebstoff tragenden Rändern 18 vorbei strömt und der grösste Teil der von der Luft mitgeführten Hitze entlang dieser Strecke auf den Klebstoff an den Rändern 18 übertragen wird, was noch weiter die Wirksamkeit der Wärmereak tivierung verbessert und gleichzeitig die Menge an Energie verringert, die durch die Abgabe von nicht genutzter Wärme an den Aussenbereich verloren geht.
Die Vorrichtung 250 erreicht somit vollkommen die vorgenannten Zwecke der Erfindung durch eine verhältnismässig einfache, wirtschaftliche Struktur, die gleichzeitig leistungsfähig und in hohem Masse zuverlässig ist.
Es versteht sich, dass die beschriebene Erfindung nutzbringend in vielen Industriebereichen angewandt werden kann, und sie kann auf verschiedene Weise verändert und angepasst werden, ohne dabei von dem Zweck der Erfindung abzuweichen, wie er in den anhängenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

Vorrichtung zum Siegeln eines flachen Schlauches (34) aus heisssiegelbarem Filterpapier zur Herstellung von Filterbeuteln für Aufgussprodukte, bei welchem der Schlauch (34) aus einer Bahn (17) aus Filterpapier hergestellt ist, das durch Wärmereaktivierung einer Schicht aus Klebstoff siegelbar ist, wobei die Bahn (17) einzelne Dosen (19) des Aufgussproduktes trägt, angeordnet auf ihrer oberen Oberfläche in geeigneten Abständen und zugeführt in der horizontalen Position, und dann um sich selbst gefaltet wird, bis ihre Längsränder (18) einander gegenüberliegen, wobei die Vorrichtung (250) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie wenigstens einen Betriebsblock (94) enthält, der wenigstens zwei Reihen (251) von Ejektoren (96) trägt, dazu bestimmt, ein bis auf eine geeignete Temperatur erhitztes gasförmiges Fluid auszusenden, wobei der Betriebsblock im Inneren des sich bildenden Schlauches (34) angeordnet ist, wobei die Reihen (251) der Ejektoren (96) zu den Längskanten (18) der Bahn (17) aus Filterpapier ausgerichtet und diesen zugewandt sind und die Ejektoren (96) das gasförmige Fluid auf die Innenseiten (97) der Ränder des Schlauches (34) abgeben, und zwar direkt auf den Klebstoff auf der Bahn (17) aus Filterpapier, wenn es über dem Betriebsblock (94) gefaltet ist; wobei der Betriebsblock (94) die Form eines länglichen, sich verjüngenden Festkörpers hat und auf solche Weise angeordnet ist, dass sein breites Ende (253) in die Richtung (254) entgegengesetzt der Richtung zeigt, in welcher die Bahn (17) aus Filterpapier zugeführt wird, und wobei der Betriebsblock (94) schräge Seitenwände (98) hat, welche die Ejektoren (96) auf solche Weise tragen, dass letztere der Innenseite des Schlauches (34) zugewandt sind und sich im Kontakt mit den Längsrändern (18) des Schlauches (34) befinden, um den Klebstoff an den Flächen (97) zu reaktivieren und die aus den Ejektoren (96) ausströmende Luft daran hindern, zwischen den Rändern (18) und den schrägen Seitenwänden (98) selbst auszutreten.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen einzigen Betriebsblock (94) enthält.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsblock (94) zwei Reihen (251) von Ejektoren (96) enthält, die den Längsrändern (18) des sich bildenden Schlauches (34) zugewandt sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen (251) von Ejektoren (96) an den Kanten (252) des Betriebsblockes (94) positioniert sind, wobei sie seitlich von den schrägen Seitenwänden (98) hervorstehen, um den Längsrändern (18) des Schlauches (34) aus Filterpapier zugewandt zu sein.
Vorrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ejektoren Öffnungen (96) sind, die durch die schrägen Seitenwände (98) verlaufen und mit einer internen Kammer (259) in Verbindung stehen, welche beiden Reihen (251) gemeinsam und mit dem gasförmigen Fluid beschickt ist.
Vorrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (96) im wesentlichen rechteckig in der Form sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie Kanäle (255) zum Ableiten des Fluids enthalten, und die mit den Öffnungen (96) in Verbindung stehen.