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Diese
Erfindung betrifft Aufgusspakete, genauer gesagt, jedoch nicht ausschließlich Aufgusspakete
für Kaffee,
und ihre Ausbildung. Herkömmliche
Aufgusspakete für
Tee oder Kaffee besitzen einen Behälter mit einer porösen Wand,
der mit dem Kaffee oder Tee gefüllt
ist. Im Gebrauch werden derartige Behälter in heiße Flüssigkeit, wie Wasser, eingetaucht.
Es ist bekannt, einen offenen Behälter, wie einen Beutel, in
die Flüssigkeit
zu hängen,
wobei dies über
einen Faden zum Aufhängen
bewerkstelligt wird. Bei anderen Anordnungen ist ein Filterbeutel mit
Halteelementen versehen, mittels denen der Filter vom Rand eines
Behälters
für die
heiße
Flüssigkeit
gelagert werden kann. Eine derartige Anordnung ist in der EP-A-0463181
beschrieben. Diese Anordnung kann jedoch schwierig in der Herstellung
und im Gebrauch sein. Ein Aufgusspaket, das einfacher in der Herstellung
ist, ist in der WO-A-01/51383 beschrieben. Es wurde jedoch insbesondere
bei Kaffee festgestellt, dass eine derartige Anordnung in einem angemessenen
Zeitraum keinen zufrieden stellenden Geschmack liefert.
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Ein
anderes bekanntes Aufgusspaket ist in der WO-A-9836991 beschrieben.
Dieses Paket besitzt ein Beutelelement, das ein zu extrahierendes trinkbares
Material enthält,
und ein Lagerelement, das am oberen Ende des Beutelementes befestigt
ist, um das Paket in einem Becher zu lagern.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Aufgusspaket zur
Verfügung gestellt,
das einen halbporösen
offenen Behälter
für ein
aufzugießendes
Material und einen Träger
zum Lagern des Behälters
vom Rand eines Gefäßes aufweist,
wobei der Träger
in der Lage ist, eine Öffnung auszubilden,
durch die Flüssigkeit
in den Behälter eingegossen
werden kann, und wobei der Behälter gegenüberliegende
Seitenwände
und eine Unterteilungseinrichtung aufweist, die den Behälter in
zwei Abteile unterteilt, so dass das auf gießbare Material in einem Abteil über die
Unterteilungseinrichtung vom aufgießbaren Material im anderen
Abteil getrennt ist.
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Die
Unterteilungseinrichtung kann einen zwischen den Seitenwänden ausgebildeten
Zwickel umfassen. Dieser Zwickel kann einstückig mit den Seitenwänden ausgebildet
sein.
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Der
Träger
kann ein Paar von benachbart zueinander angeordneten Elementen aufweisen,
die auf gegenüberliegenden
Enden versiegelt sind. Die Versiegelung der beiden Elemente kann
durch Heißversiegeln
erfolgen.
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Der
obere Endabschnitt des Behälters
kann zwischen den benachbart zueinander angeordneten Elementen des
Trägers
angeordnet und hiermit über eine
Heißversiegelung
versiegelt sein. Die Trägereinrichtung
kann so faltbar sein, dass sie entlang dem Behälter liegen kann, um als Verschluss
zu wirken, der den offenen Behälter
verschließt,
bis er gebrauchsbereit ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zum Ausbilden eines Aufgusspaketes aus einer Materialbahn zur Verfügung gestellt,
die die folgenden Einrichtungen umfasst: eine Falteinrichtung zum
Falten der Materialbahn in eine im Wesentlichen W-Form, eine Einrichtung
zum Versiegeln des Materiales an Stellen, die den Rändern des
Paketes entsprechen, wobei ein Schenkel der W-Form ein erstes Abteil
und der andere Schenkel ein zweites Abteil bilden, eine Einrichtung
zum Durchtrennen des Materiales, um von der Bahn einzelne Behälterteile
zu bilden, eine Einrichtung zum Befestigen eines Trägerelementes
am oberen offenen Endabschnitt eines jeden Behälterteiles zur Ausbildung des
Aufgusspaketes, eine Fülleinrichtung
zum Füllen
eines jeden Aufgusspaketes und eine Einrichtung zum Aufrechterhalten
einer Trennung zwischen den zwei Abteilen des Behälterteiles an
der Fülleinrichtung.
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Die
Vorrichtung kann eine zweite Falteinrichtung zum Falten eines jeden
Trägerelementes
in eine Lage, in der es das Aufgusspaket verschließt, aufweisen.
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Die
Vorrichtung kann eine Haspel aufweisen, um die die Materialbahn
gewickelt ist. Die Vorrichtung kann eine Einrichtung zum Zuführen des
Materiales von der Haspel zur Falteinrichtung umfassen. Die Zufuhrrichtung
kann eine Spannungs- und/oder Bahnsteuereinrichtung zum Steuern
der Spannung in der Materialbahn aufweisen.
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Die
Falteinrichtung kann eine Einrichtung zum Bringen der Materialbahn
in eine im Wesentlichen U-Form und eine Einrichtung zum Ausbilden
eines Zwickels in die Basis der U-Form zur Erzeugung der W-Form aufweisen.
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Die
Versiegelungseinrichtung kann eine Heißversiegelungseinrichtung aufweisen.
Die Heißversiegelungseinrichtung
kann elektrisch erhitzte Backen umfassen, die mit gegenüberliegenden
Seiten der gefalteten Bahn in Eingriff stehen. Die Backen können pneumatisch
betätigt
sein. Alternativ dazu kann die Versiegelung durch Falten ausgebildet
werden.
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Die
Schneideinrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie einen generell
vertikalen Schnitt entlang den versiegelten Abschnitten der gefalteten Bahn
ausbildet.
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Die
Vorrichtung kann eine Quelle von vorgeformten Trägerelementen aufweisen, welche
abstromseitig der Schneideinrichtung angeordnet ist. Alternativ
dazu können
die Trägerelemente
aus einer Materialbahn geformt sein, die von einer Haspel zugeführt wird.
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Die
Vorrichtung kann eine Schwingbalkeneinheit zum Fördern der Behälterteile
und ihrer begleitenden Trägerelemente
durch einen Trägerelementversiegelungsabschnitt
aufweisen. Der Trägerelementversiegelungsabschnitt
kann ein oder mehrere Versiegelungsstationen zum Heißversiegeln
eines jeden Trägerelementes
mit dem oberen offenen Ende seines zugehörigen Behälterteiles umfassen.
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Die
Fülleinrichtung
kann einen Trichter aufweisen, der über der Bahn eines jeden geformten Aufgusspaketes
angeordnet ist und Material enthält, das
jedem Behälterteil
für jedes
Aufgusspaket zuzuführen
ist. Der Trichter kann Kaffee enthalten.
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Die
Mündung
des Trichters kann eine Schnecke zum Zuführen einer vorgegebenen Menge
an Material für
jedes Paket aufweisen.
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Die
Trennungsaufrechterhaltungseinrichtung kann einen Längsträger umfassen,
der von den Abteilen überspreizt
wird. Der Träger
kann sich von einer Position nahe an der Schneideinrichtung entlang der
Bahn der Behälterteile
der Fülleinrichtung
erstrecken, um die beiden von der W-Form eines jeden Behälterteiles
gebildeten Abteile getrennt zu halten. Alternativ dazu kann die
Trennungsaufrechterhaltungseinrichtung einen Finger umfassen, der
zwischen den beiden Abteilen an der Fülleinrichtung anordbar ist.
Der Finger kann unter der Fülleinrichtung
angeordnet und aufwärts
bewegbar sein, um zwischen den Abteilen angeordnet zu werden. Er
kann pneumatisch oder nockenbetätigt
sein.
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Die
Vorrichtung kann einen Beutelformabschnitt aufweisen, der abstromseitig
des Trägerelementfaltabschnittes
angeordnet ist.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Formen eines
Aufgusspaketes aus einer Materialbahn zur Verfügung gestellt, das dadurch
gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst: Falten
der Materialbahn im Wesentlichen in eine W-Form, Versiegeln der
gefalteten Bahn an Stellen, die den Randabschnitten eines Behälterteiles
des Paketes entsprechen, Durchtrennen der Bahn entlang den versiegelten
Abschnitten zur Ausbildung von einzelnen Behälterteilen, Befestigen eines
Trägers
an jedem Behälterteil
und Füllen
der beiden Abteile, die von der W-Form eines jeden Behälterteiles
gebildet werden, während
die Abteile voneinander getrennt gehalten werden, um eine gleiche
Verteilung des Füllmateriales
in jedes Abteil sicherzustellen.
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Die
Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen erläutert.
Von den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Aufgusspaketes für Kaffee gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Schnittansicht des Aufgusspaketes;
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3 eine
schematische Draufsicht des Aufgusspaketes im Gebrauch;
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4 eine
perspektivische Ansicht, die zeigt, wie der Behälter in zwei Abteile unterteilt
ist;
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5 eine
perspektivische Ansicht, die eine andere Ausführungsform eines Aufgusspaketes zeigt;
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6 eine
schematische Ansicht, die das Aufgusspaket der 5 im
Gebrauch zeigt;
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7 eine
Draufsicht auf ein Trägerelement;
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8 eine
Seitenansicht einer Vorrichtung zur Ausbildung eines Aufgusspaketes
des in den 1–7 gezeigten
Typs;
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9 eine
vereinfachte schematische Ansicht, die die von der Vorrichtung der 8 ausgeführten Vorgänge zeigt;
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9a eine
schematische Darstellung einer Versiegelungsbacke;
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10 eine
vereinfachte perspektivische Darstellung der Arbeitsschritte der
Vorrichtung der 8;
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11 eine
weitere vereinfachte perspektivische Darstellung, die eine Ausführungsform
einer Abteiltrennungsaufrechterhaltungseinrichtung zeigt; und
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12 eine
Ansicht ähnlich 11,
die eine modifizierte Ausführungsform
zeigt.
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Wie
die 1–4 der
Zeichnungen zeigen, besitzt ein Aufgusspaket 10 einen Behälter 12 und
einen Träger 14 für den Behälter. Der
Träger
umfasst zwei Trägerelemente 14,
mit Hilfe von denen der Behälter
am Rand eines Trinkgefässes,
wie beispielsweise eines Kruges oder Bechers 15, angebracht
werden kann, wie in 3 der Zeichnungen dargestellt.
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Die
Trägerelemente
können
jeweils einen Streifen aus mit Kunststoff beschichteter Pappe umfassen,
die gegenüberliegend
angeordnet sind. Jedes Trägerelement
ist an einem seiner Enden 16 eingekerbt, um einen Vorsprung 18 zu
bilden. Dieser Vorsprung 18 liegt in der Ebene des Trägerelementes und
steht in Längsrichtung
des Elementes senkrecht zu den Enden 16 vor.
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Am
Ende der Trägerelemente
gegenüber den
Enden 16 befindet sich eine Ausnehmung 22. Die
Ausnehmungen 22 sind zu den entsprechenden Vorsprüngen 18 ausgerichtet
und entsprechen diesen in der Form.
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Die
Trägerelemente
sind miteinander und mit dem Träger 12 versiegelt.
Bei diesen Versiegelungen kann es sich um Heißversiegelungen handeln. Die Trägerelemente
sind so angeordnet, dass das Ende 16 eines Elementes gegenüber dem
Ende 20 des anderen Elementes angeordnet ist, so dass die
entsprechenden Vorsprünge
in entgegengesetzte Richtungen vorstehen. Jedes Trägerelement
besitzt eine Reihe von Perforationslinien 24, die zwischen
den Enden 16 angeordnet sind und sich senkrecht zur Längsrichtung
des Elementes und parallel zum Ende 16, 20 erstrecken.
Die Perforationslinien ermögli chen,
dass die Trägerelemente
aus einer geschlossenen Position (2) in eine
offene Position, die in 3 der Zeichnungen dargestellt
ist, bewegt werden können.
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Der
Behälter
hat die Form eines Sacks mit offenem Ende oder Beutels 12.
Der Beutel wird aus einer Bahn eines porösen heißsiegelbaren Materiales geformt,
die gefaltet wird, um einen Querschnitt vorzusehen, der generell
W-förmig
ausgebildet ist, wie in den 2 und 4 gezeigt,
wobei der mittlere Teil des W einen tiefen Zwickel bildet. Die langen Seiten 30 des
W sind über
Randversiegelungen 32, die sich vom oberen Ende zum unteren
Ende des Beutels erstrecken, miteinander versiegelt. Die unteren
Ecken sind abgerundet, wie bei 35 gezeigt, um das Herabtropfen
von Flüssigkeit
aus dem Beutel zu minimieren.
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Aus 2 der
Zeichnungen kann man entnehmen, dass der mittlere Zwickel 34 eine
Unterteilungseinrichtung bildet, die den Beutel oder Behälter in
zwei Abteile 36, 38 unterteilt. Der in jedem dieser Abteile
befindliche Kaffee wird durch den mittleren Zwickel voneinander
getrennt. Es wurde festgestellt, dass mit dieser Anordnung ein Kaffeegetränk mit verbessertem
Geschmack in einer angemessenen Zeit erzeugt werden kann. Es versteht
sich, dass eine minimale Aufgießzeit
erreicht wird, wenn sich in jedem Abteil im Wesentlichen gleiche
Kaffeemengen befinden.
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Das
obere offene Ende des Beutels 12 ist zwischen den Trägerelementen 14 angeordnet.
Die Außenflächen des
Beutels am offenen Ende sind an der gegenüberliegenden einwärts weisenden
Fläche der
Trägerelemente
so befestigt, dass der Beutel am oberen Ende offen bleibt, wie in 3 gezeigt.
Die Trägerelemente
sind an ihren Enden 16, 20 über Heißversiegelungen, die sich parallel
zu den Perforationslinien 24 erstrecken, miteinander versiegelt.
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Es
versteht sich, dass das Trägerelement 14 übergefaltet
werden kann, so dass es entlang dem oberen Ende des Beutels 12 angeordnet
ist. Dies hat den Vorteil, dass die Größe irgendeines Beutels, der das
Aufgusspaket enthält,
reduziert und das offene Ende des Beutels auf wirksame Weise verschlossen wird,
so dass der Kaffee beim Bewegen des Beutels nicht herausfällt.
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Zum
Gebrauch wird der Beutel aus einem Lagerbeutel entfernt und werden
die Trägerelemente aufwärts gefaltet,
um das Aufgusspaket in den in 1 gezeigten
Zustand zu bringen. Auf die gegenüberliegenden Enden des Trägerelementes
wird eine Druckkraft aufgebracht, um die Elemente im Bereich der
Perforationslinien 24 nach außen zu biegen. Wie in 3 gezeigt,
führt dies
dazu, dass die Trägerelemente
eine generell ovale Form einnehmen, wodurch die Vorsprünge 18 auf
dem Rand eines Trinkgefässes 15 sitzen
können.
Ferner wird durch das Verbiegen der Trägerelemente das obere Ende
des Beutels geöffnet
und eine Öffnung
gebildet, durch die Wasser auf den Kaffee gegossen werden kann,
der in den zwei Abteilen 36, 38 des Beutels enthalten
ist.
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Es
versteht sich ferner, dass die Konstruktion es ermöglicht,
dass der Beutel vom Rand des Gefäßes gelagert
werden kann, so dass sich der den Kaffee enthaltende Abschnitt in der
Flüssigkeit
im Gefäß befindet,
wenn Wasser in den Beutel gegossen worden ist.
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Die
Trägerelemente 14 können durch
das in der WO 01/51383 beschriebene Verfahren geformt werden. Ihre
Ausbildung ist jedoch in keiner Weise auf dieses Verfahren beschränkt.
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Eine
andere Ausführungsform
des Aufgusspaketes ist in den 5–7 gezeigt.
Gemeinsame Elemente mit der ersten Ausführungsform besitzen die gleichen
Bezugszeichen.
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Bei
dieser Ausführungsform
besitzt jedes Trägerelement
in der Nachbarschaft des heißversiegelten
Endabschnittes eine darin ausgebildete Falte 25. Die Falte
erstreckt sich senkrecht zur Längsabmessung
eines jeden Trägerelementes.
Jedes Trägerelement
besitzt auf seiner Innenfläche
eine Reihe von Perforationslinien 24, die zwischen den
Enden 16 angeordnet sind und sich senkrecht zur Längsrichtung
des Elementes und parallel zum Ende 16, 20 erstrecken.
Die Falten 25 erleichtern die Bewegung der Trägerelemente
von einer geschlossenen Position (5) in eine
offene Position, die in 6 der Zeichnungen dargestellt
ist. Die Perforationslinien führen
zu einer augenförmigen Öffnung im
offenen Zustand.
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Die
Trägerelemente
können
im wesentlichen als einziges flaches Element hergestellt werden,
wie in 7 der Zeichnungen gezeigt. Die beiden Elemente
sind um eine Achse 28 in die in 1 gezeigte Position
faltbar. Bei der Achse handelt es sich in erster Linie um eine Trennlinie,
wobei jedoch die Abschnitte, die die beiden Elemente bilden, an relativ kurzen
Abschnitten 29 miteinander verbunden sind. Man erkennt,
dass die Abschnitte am Ende eines jeden Elementes über eine
kurze Strecke nach innen beabstandet sind, so dass es eine relativ
lange zentrale Trennlinie 26 und zwei kurze Endtrennlinien 27 gibt.
Durch diese Konstruktion wird das Falten des Trägerelementes in einen nebeneinander
liegenden Zustand erleichtert.
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Im
Gebrauch der zweiten Ausführungsform wird
der Beutel aus dem Lagerbeutel, in dem er gelagert wurde, entfernt
und werden die Lagerelemente aufwärts gefaltet, um das Aufgusspaket
in den in 5 gezeigten Zustand zu bringen.
Auf die gegenüberliegenden
Enden des Trägerelementes
wird eine Druckkraft aufgebracht, die bewirkt, dass sich die Elemente
im Bereich der Perforationslinien 24 nach außen biegen.
Diese Bewegung wird durch die Faltung 25 erleichtert. Wie
in 6 gezeigt, wird hierdurch erreicht, dass die Trägerelemente
eine generell augenförmige
Konfiguration einnehmen, so dass die Vorsprünge 18 auf dem Rand
eines Trinkgefäßes 15 sitzen
können.
Ferner wird durch das Verbiegen der Trägerelemente das obere Ende
des Beutels geöffnet,
so dass eine Öffnung
gebildet wird, durch die Wasser auf den in den beiden Abteilen 36, 38 des Beutels
enthaltenen Kaffee gegossen werden kann.
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Diese
Konstruktion ermöglicht,
dass der Beutel vom Rand des Gefäßes gelagert
wird, so dass der Kaffee enthaltende Abschnitt in der Flüssigkeit
im Gefäß sitzt,
wenn Wasser in den Beutel gegossen worden ist.
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Wie
in den 1–7 wird
gezeigt, verlaufen die Seitenränder 32 des
Beutels parallel zueinander. Dies ist jedoch nicht wesentlich. Beispielsweise können die
Seitenränder
auch zum unteren Rand hin schräg
verlaufen.
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In
den 8–12 ist
eine Vorrichtung zur Ausbildung eines Aufgusspaketes des in den 1–7 dargestellten
Typs beschrieben, die ein Gehäuse 90 umfasst.
Im Gehäuse 90 befindet
sich eine Haspel 100, auf die eine Bahn eines Materials zum
Ausbilden des Behälterteiles 12 des
Aufgusspaketes gewickelt ist. Dieses Material kann irgendein geeignetes
poröses
heißsiegelfähiges Material
umfassen, das zur Ausbildung von Aufgusspaketen verwendet wird.
Die Haspel ist auf einer freikragenden Welle 102 gelagert,
die am Gehäuse 90 montiert
ist. Die Materialbahn wird von der Haspel 100 entlang einer
Bahn 101, die eine drehbare Führungsrolleneinheit und einen
federbelasteten Pendelarm 103 aufweisen kann, zu einem
Formabschnitt 108 geführt. Die
Führungsrolleneinheit
ermöglicht
eine Feineinstellung der Bahn während
des Betriebes. Der Pendelarm 103 steuert die Bahnspannung
und kann das Abwickeln des Materiales über eine pneumatische Bremse
begleiten.
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Der
Formabschnitt 108 umfasst einen Fließformer 104 in der
Form einer festen Platte, der die flache Bahn in eine U-Form bringt. Eine
feste Lamelle 106 erzeugt dann in der U-Form den Zwickel 34, der vorstehend
in Verbindung mit 2 beschrieben wurde. Die Anordnung
ist derart, dass ein nach unten herabhängender Abschnitt der W-Form,
der ein Abteil des Behälterteiles
bildet, auf einer Seite der Lamelle liegt, während sich das andere Abteil
auf der anderen Seite der Lamelle befindet. Die Führungsstangen
dienen dazu, die vertikale Ausrichtung der Bahn zu steuern.
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Das
gefaltete Material wird dann einem Versiegelungsabschnitt 110 zugeführt. In
diesem Abschnitt werden zwei Versiegelungsvorgänge mit Hilfe von elektrisch
erhitzten beweglichen Backen durchgeführt, die sich auf gegenüberliegenden
Seiten der gefalteten Materialbahn befinden. Eine erhitzte feste Platte 112 ist
zentral im Versiegelungsabschnitt angeordnet, und die Schenkel der
W-Form sind so vorgesehen, dass sie die Platte 112 überspreizen.
In einer ersten Versiegelungsposition erzeugen die Versiegelungsbacken
ein Versiegelungsprofil einer Form, die bei 114 in 6 gezeigt
ist, und an einer zweiten Versiegelungsposition erzeugt ein anderer Satz
von Versiegelungsbacken das Profil 115. Jede bewegliche
Backe funktioniert so, dass sie die Bahn zwischen sich und der festen
Platte 112 einklemmt, um das Versiegelungsprofil 114 in
jedem Schenkel der W-Form auszubilden. Über einen entsprechenden Vorgang
wird das Versiegelungsprofil 115 erzeugt. Die Versiegelungsvorgänge werden
so durchgeführt,
dass die Position des im Formabschnitt ausgebildeten Zwickels erhalten
wird. Durch die Verwendung einer erhitzten Lamelle wird eine relativ
rasche Heißsiegelung
erreicht.
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Die
Versiegelungsbacken können
pneumatisch oder mit Hilfe von Nocken betätigt werden, um die erforderliche
Versiegelungskraft bereitzustellen. Nach dem Versiegelungsabschnitt
wird die Bahn in einen Schneidabschnitt 118 eingeführt, der
zum Ausbilden eines Schnittes entlang der Linie 120 durch
jeden vorher ausgebildeten Versiegelungsabschnitt dient, so dass
die im Versiegelungsabschnitt ausgebildete Versiegelung den hinteren
Rand eines Behälterteils
und den vorderen Rand des nächsten
Behälterteils
bildet. In diesem Stadium sind die langen Ränder eines jeden Abteiles der
W-Form nicht miteinander versiegelt, so dass der von den Versiegelungen
gebildete Beutelteil eine sattelförmige Gestalt besitzt.
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Der
Schneidabschnitt ist bei 118 in 8 gezeigt.
Er dient dazu, einen einzelnen Behälterteil vom Vorderrand der
Bahn abzutrennen, wobei die Schnittlinie hierfür mittig in Bezug auf die vertikale
Versiegelung angeordnet ist, wie vorstehend erläutert. Das Profil das vom Schneidabschnitt
ausgeführten Schnittes
ist bei 120 in 9 gezeigt.
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Der
Schneidabschnitt 118 besitzt einen Anker und ein Messer,
die pneumatisch oder über
Nocken zusammen belastet werden, um die erforderliche Schneidkraft
zur Verfügung
zu stellen. Der vordere Behälterteil 122 wird
in einem nachfolgenden Vorgang von der Bahn abgetrennt, indem dieser
Behälterteil über eine
größere Strecke
als die Bahn vorbewegt wird.
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Unmittelbar
vor der Schneidstation und unter der Bahn der Behälterteile
ist ein Mechanismus 124 (11) vorgesehen,
um die beiden Abteile eines jeden Behälterteiles auseinander zu bewegen.
Dieser Mechanismus umfasst ein Paar von benachbart zueinander angeordneten
Platten 125, die aufwärts
bewegt werden können,
um im Zwickel zwischen den beiden Abteilen eines jeden Behälterteiles
angeordnet zu werden. Die Platten sind seitlich expandierbar, um
diese Abteile auseinander zu bewegen und sicherzustellen, dass sie
beim Vorbewegen des Behälterteiles
auf jeder Seite des vorderen Teiles 126 eines Längsträgers 127 angeordnet
sind und diesen überspreizen.
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Bis
zu diesem Punkt in der Maschine ist die Materialbahn entlang ihrer
linearen Bahn mit Hilfe eines Bahnvorschubgreifers vorbewegt worden,
der das Material von der Haspel bis in dessen Position in der Schneidstation
abzieht. Die Bahn ist so angeordnet, dass sie während eines jeden Maschinenzyklus um
90 mm vorbewegt wird. Der Bahnvorschubgreifer umfasst eine pneumatisch
betätigte
oder nockenbetätigte
Klemme, die auf einem linearen Schlitten montiert ist, der die Bahn
ergreift. Die Klemme und der Schlitten werden von einem nockenbetätigten Hebel 125a angetrieben.
Nach jedem Vorschubhub gibt die Klemme die Bahn frei und werden
der Greifer und Schlitten in ihre Ausgangsposition zurückgeführt. Während die
Bahn nicht schrittweise vorwärtsbewegt wird,
wird sie von einer Klemme in Position gehalten.
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Der
nächste
von der Vorrichtung durchgeführte
Vorgang besteht darin, Trägerelemente
oder Etiketten 14 am gerade ausgebildeten Behälterteil anzubringen.
Die Maschine umfasst ein Magazin 130, in der eine Vielzahl
von vorgeschnittenen Rohlingen des in 7 gezeigten
Typs angeordnet ist, die jeweils ein Trägerelement bilden sollen. Dieses Magazin
hat typischerweise eine Kapazität
von 600 Rohlingen. Wie man erkennen kann, ist das Magazin vertikal
angeordnet und wird der unterste Rohling von einer Lippe am Bodenende
des Magazins gelagert. Saugbecher ziehen den un tersten Rohling in
Vertikalrichtung vom Stapel ab, so dass die Lippe dann den nächsten Rohling
im Stapel lagert. Diese Saugbecher werden pneumatisch betätigt und
positionieren einen Rohling unmittelbar über dem oberen Ende eines Behälterabschnittes.
Jeder Rohling wird mit Hilfe von Seitenführungen positioniert und auf
seiner Basis gelagert. Der Rohling wird dann über dem Behälterteil freigegeben und mit
dem Behälterteil
von Antriebsstiften auf einer generell bei 132 gezeigten Schwingbalkeneinheit
vorwärts
bewegt. Die Rohlinge werden aus ihrem flachen Zustand mit Hilfe
eines Faltschuhs in eine V-Form gefaltet. Eine Anfangsfaltung wird über einem
mittleren Lager auf einen eingeschlossenen Winkel von etwa 50° durchgeführt. Der Schuh
hält die
Faltung in dieser Position, bis ein noch zu beschreibender Trägerelementversiegelungsabschnitt
den Faltvorgang vervollständigt.
Der Faltschuh wird pneumatisch oder über Nocken angetrieben.
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Jeder
Behälterteil
und sein zugeordnetes, teilweise gefaltetes Etikett oder Trägerelement 14 werden
dann durch einen Versiegelungsabschnitt 135, der eine Reihe
von vier Versiegelungsstationen aufweist, mit Hilfe einer Schwingbalkeneinheit
bewegt. Bei der dargestellten Anordnung erfahren jeder Behälterteil
und sein zugehöriges
Etikett vier Versiegelungsvorgänge.
Diese Versiegelungsvorgänge versiegeln
das Etikett am oberen offenen Ende des Behälterteiles. Hierzu weist der
Versiegelungsabschnitt 135 vier Sätze von elektrisch erhitzten
Backen auf, die mit Längsabstand
auf beiden Seiten des Etikettes angeordnet sind. Die Versiegelungsbacken werden
pneumatisch oder über
Nocken betätigt,
um die erforderliche Versiegelungskraft zur Verfügung zu stellen. Die Schwingbalkeneinheit
bewegt die Behälterteile
und Etiketten vom Beutelschneidabschnitt bis zu einer Füllstation
vor. Während
eines jeden Maschinenzyklus werden die Behälterteile mit ihren Etiketten 130 mm
vorbewegt. Träger
bilden ein System zum Ergreifen und Freigeben der Beutel. Ein nockenbetriebener
Hebel erzeugt die entsprechende Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Trägers.
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Die
Versiegelungspositionen sind in den 9–12 mit 140, 141, 142 und 143 bezeichnet. In
der Versiegelungsstation 140 wird die Versiegelung entlang
dem Bereich 150 durchgeführt, in der Versiegelungsstation 141 wird
die Versiegelung in den Bereichen 151 durchgeführt, und
in der Station 142 werden die Falten 25 gebildet.
In den Versiegelungsstationen 140, 141 und 142 werden
die Abteile eines jeden Behälterteiles
von einem relativ tiefen Teil 128 des Trägers 127 auf
Abstand gehalten. In der Versiegelungsstation 143 hat der
Träger 127 einen relativ
flachen Teil 129. Auf diese Weise können die aufrecht stehenden
Ränder
eines jeden Abteiles 152 miteinander versiegelt werden,
mit Ausnahme des Teiles, durch den sich der Trägerteil 129 erstreckt. Nach
dem Versiegeln in der Position 143 wird das Etikett fest
mit seinem Behälterteil
versiegelt, um ein Aufgusspaket zu bilden.
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Abstromseitig
des Etikettenversiegelungsabschnittes ist ein Füllabschnitt 145 angeordnet.
Dieser Füllabschnitt
umfasst einen Trichter 146, der über der Bahn der Aufgusspakete
angeordnet ist. Die Mündung
des Trichters weist eine servobetriebene Schnecke auf, die eine
geeignete Kaffeemenge, die im Trichter 146 gelagert wird,
jedem Aufgusspaket zu führt,
wenn dieses unter der Mündung
des Trichters vorbeiläuft.
An der Füllstation
wird jedes Paket mit Hilfe von pneumatisch oder nockenbetätigten Saugbechern
geöffnet,
damit Kaffee durch die Öffnung
des Paketes eindringen kann. Die beiden vom W-Querschnitt des Behälterteiles 12 gebildeten
Abteile sind in diesem Stadium noch auf gegenüberliegenden Seiten des Trägerteiles 129 angeordnet,
so dass daher der vom Trichter 146 zugeführte Kaffee im
wesentlichen in gleichen Mengen in diese beiden Abteile eindringt.
Die Unterteilungseinrichtung für
die Abteile, die bei dieser Ausführungsform
der Trägerteil 129 ist,
spielt eine wichtiger Rolle zur Sicherstellung, dass die beiden
Abteile gleiche Kaffeemengen erhalten.
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Es
können
Sensoren vorgesehen sein, um zu überprüfen, dass
jedes Aufgusspaket korrekt und offen angeordnet ist, und die Abteile
des Behälterteiles
können
mit Hilfe von Blasluft geöffnet
werden, bevor der Kaffee eingegeben wird. Die Vorrichtung kann einen
Vibrator aufweisen, um das Paket vibrieren zu lassen und eine Brückenbildung
des Kaffees im Behälterteil
zu verhindern.
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Nach
dem Füllen
wird jedes Aufgusspaket geschlossen und der Beutel von der Füllstation
auf der Schwingbalkeneinheit zu einer Zurückweisungsstation 160 überführt. Die
Zurückweisungsstation 160 sorgt
für eine
automatische Zurückweisung
der Pakete, wenn sie bestimmte Kriterien nicht erfüllen. Die
nächste
Stufe der Vorrichtung ist ein bei 170 gezeigter Etiketten-
oder Trägerelementfaltabschnitt.
In diesem Abschnitt wird gemäß 9 jedes
Etikett oder Trägerelement übergefaltet,
so dass es entlang der Seite seines zugehöri gen Behälterteiles liegt, wobei die
Faltlinie im Behälterteilmaterial
auftritt. Dieser Überfaltvorgang
des Etiketts schließt
auf sichere Weise das Aufgusspaket und hält den Kaffee im Behälterteil
während
der Überführung. Ein
Abstreifer kann Verwendung finden, um das Etikett zur Innenseite
der Vorrichtung hin zu falten, und Führungen lagern das Etikett
und den Behälterteil
beim Überführen zur
nächsten
Station.
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Der
letzte Abschnitt der Vorrichtung ist ein Beutelformabschnitt 180,
der dazu dient, jedes gefüllte
Aufgusspaket in einem versiegelten Beutel unterzubringen. Die Vorrichtung
umfasst eine Haspel 200, auf die eine Materialbahn zur
Ausbildung des Lagerbeutels gewickelt ist. Material wird von der
Haspel 200 entlang einer Bahn 201 an einem federbelasteten
Pendelarm 202 vorbei zum Lagerbeutelformabschnitt 180 geführt. Ein
Lagerbeutelvorschubgreifer zieht Material von der Haspel 200 bis
zu einem Lagerbeutelversiegelungs- und -abtrennmodul 204 ab,
der die bei 205 und 206 in 9 dargestellten
Vorgänge
ausführt.
Das Material wird vertikal versiegelt, wonach die Lagerbeutel abgeschnitten
werden, indem ein Schnitt im vorderen Rand der Bahn durchgeführt wird,
wobei diese Schnittlinie zentral in Bezug auf die ausgebildete vertikale
Lagerbeutelversiegelung angeordnet ist.
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Die
erhitzte Lamelle 112 des Verriegelungsabschnittes 110 umfasst
zwei Seite an Seite angeordnete elektrisch leitende Lamellenteile,
die durch elektrisch isolierendes Material voneinander getrennt sind.
Elektrischer Strom kann den Lamellenteilen über Leitungen 210 zugeführt werden,
die in
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12 gezeigt
sind. Der Lamellenendabschnitt 112a ist relativ dick, während der
Lamellenendabschnitt 112b relativ dünn ist und daher aufgrund seines
höheren
Widerstandes heißer
wird. Die Lamelle 112 besteht aus Material mit hohem Widerstand,
wie beispielsweise Titan.
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Der
Versiegelungsabschnitt 135 umfasst ferner eine mittig angeordnete
erhitzte Lamelle 220. Die Trägerelemente werden nach der
Abgabe vom Trichter 130 so gefaltet, dass sie diese Lamelle 220 überspreizen.
Die Lamelle umfasst einen ersten Teil 221, der aus Phosphorbronze
geformt ist, und einen zweiten Teil 222, der aus Titan
besteht. Die in Querrichtung beweglichen Versiegelungsbacken der
Versiegelungsstationen im Versiegelungsabschnitt 135 pressen
das gefaltete Trägerelement
gegen die Lamelle 220, wobei der obere Teil eines Behälters zwischen
die Lamelle 220 und das Trägerelement geklemmt wird. Wärme vom
Lamellenkopf versiegelt das Trägerelement
mit dem oberen Teil oder Mündungsteil
des Behälters.
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Die
auf diese Weise vom Inneren her durchgeführte Heißversiegelung stellt eine effiziente
und wirksame Methode zur Durchführung
dieses Vorganges dar.
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Die
bei 225 in 12 gezeigte Station umfasst
Faltbacken, die zusammenwirkende Nuten und Rippen aufweisen. Diese
Backen sind betätigbar,
um mit gegenüberliegenden
Seiten des Trägerelementes 14 in
Eingriff zu treten und die vorstehend in Verbindung mit den 5–7 beschriebenen
Falten 25 zu bilden. Durch das Ausbilden der Falten 25 in
diesem Stadium des Verfahrens und nicht im vorgeformten Rohling
wird sichergestellt, dass die Falten genau ausgerichtet sind.
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Wie
vorstehend beschrieben, werden die Trägerelemente oder Etiketten 14 aus
vorgeschnittenen Rohlingen geformt, die in einem Magazin 130 gelagert
sind. Es ist auch möglich,
die Etiketten aus einer kontinuierlichen Materialbahn, die von einer
Haspel zugeführt
wird, wie beispielsweise der bei 210 gezeigten, zu formen.
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Wie
vorstehend beschrieben, umfasst die Abteiltrenneinrichtung an der
Füllstation
einen Trägerteil 129.
Es sind aber auch andere Anordnungen möglich. Beispielsweise kann
ein Finger unter der Füllstation 145 vorgesehen
sein, der betätigbar
ist, um zwischen den beiden Abteilen eines jeden Filterteiles angeordnet
zu werden und diese Abteile voneinander auf Abstand zu halten. Der
Finger kann durch pneumatische oder nockenbetätigte Einrichtungen nach oben
in seine Betriebsstellung bewegbar sein.