DE69033194T2

DE69033194T2 - Manufacture of infusion bags

Info

Publication number: DE69033194T2
Application number: DE69033194T
Authority: DE
Inventors: Alan George Kenney; John David Wood
Original assignee: Tetley GB Ltd
Current assignee: Tetley GB Ltd
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1999-10-28
Anticipated expiration: 2010-04-14
Also published as: CA2031502C; DE69003065T3; IT9047893A0; EP0548057A1; ATE181707T1; DK0422157T3; GB8909846D0; ZA903190B; IE64933B1; DE69033194D1; DK0422157T4; AU5406990A; IT9047893A1; IT1240815B; EP0548057B1; ES2043369T5; NZ233445A; ATE93798T1; EP0422157B2; CN1046714A

Abstract

A method and apparatus for manufacturing infusion packages such as tea or coffee bags of predetermined shape, comprises means for dosing discrete piles 7 of infusion on a first moving web 4, means 8 for sealing a second web 5 over the first to form a consolidated web with discrete infusion containing pockets 3, a co-rotating roller cutting device having cutting means and recess means to cut packages of predetermined shape e.g. circular from the web, a suction device 15 for collecting waste web and maintaining downstream web tension to transport the cut packages to a removal device 50,51 operable to stamp the packages downwardly into stacking chambers 49. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Aufgußpackungen, wie etwa Tee- und Kaffeebeutel und ähnliche Beutel, die Kräuter oder andere Aufgußmaterialien enthalten. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Aufgußpackungen und ein Verfahren hierfür und eine durch eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren hergestellte neuartige Aufgußpackungsform.The present invention relates generally to infusion packs, such as tea and coffee bags and similar bags containing herbs or other infusion materials. More particularly, the invention relates to an apparatus for making infusion packs and a method therefor and to a novel form of infusion pack made by such an apparatus and method.

Ein bekanntes Verfahren und eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung von Aufgußpackungen wie etwa Teebeuteln umfaßt das dosierte Aufbringen getrennter Haufen von Aufgußmaterial mit Abstand voneinander auf eine sich schnell bewegende Papierbahn und das dichtende Aufbringen einer zweiten Bahn über die erste Bahn zum Erzeugen einer zweilagigen Bahn mit einer Mehrzahl von getrennten Taschen, die Aufgußmaterial enthalten. Zur Ausgabe oder zum Verpacken wird die Bahn dann mittels quer- und längsorientierter Messer in Einzelpackungen getrennt, oder Paare von Packungen werden durch einen Zahnschnitt voneinander getrennt. Ein derartiges Verfahren erlaubt eine kontinuierliche Fertigung von Aufgußpackungen mit einer sehr hohen Produktionsrate, wie es zur kostengünstigen Herstellung von beispielsweise Teebeuteln erforderlich ist, um diese auf dem allgemeinen Markt zu verkaufen.A known method and apparatus for producing infusion packages such as tea bags comprises metered application of separate heaps of infusion material at a distance from one another onto a rapidly moving paper web and sealingly applying a second web over the first web to produce a two-ply web having a plurality of separate pockets containing infusion material. For dispensing or packaging, the web is then cut into individual packages by means of transverse and longitudinal knives, or pairs of packages are cut by a tooth cut. Such a method allows continuous manufacture of infusion packages at a very high production rate, as is necessary for inexpensive manufacture of, for example, tea bags for sale on the general market.

Wie oben angesprochen, werden bei bekannten Vorrichtungen dieser Art die Packungen von der zweilagigen Bahn durch Messer getrennt, und demzufolge sind die Aufgußpackungen quadratisch oder rechteckig, wobei die Taschenabstände und die Bahnabmessungen derart sind, daß die gesamte Bahn in die Einzelpackungen oder die Packungspaare zerschnitten wird, ohne irgendein Abfallbahnmaterial übrig zu lassen. Aus diesem Grund haben Aufgußpackungen, wie etwa Tee- und Kaffeebeutel, die mit hohen Produktionsraten zum Verkauf auf dem allgemeinen Markt massengefertigt wurden, traditionell eine rechteckige Form.As mentioned above, in known devices of this type, the packages are separated from the two-layer web by knives and, as a result, the infusion packages are square or rectangular, with the pocket spacing and the web dimensions being such that the entire web is cut into the individual packages or the pairs of packages without leaving any waste web material. For this reason, infusion packages such as tea and coffee bags, which are used at high production rates for Sold on the general market, they were mass-produced and traditionally had a rectangular shape.

Die GB-A-674886 offenbart eine Maschine zur Herstellung von umhüllten rechteckigen Teebeuteln und bildet die Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1.GB-A-674886 discloses a machine for producing wrapped rectangular tea bags and forms the basis for the preamble of claim 1.

Die FR-A-1341096 offenbart eine Maschine zur Erzeugung von löffelartigen Behältern.FR-A-1341096 discloses a machine for producing spoon-like containers.

Gemäß einem ersten Aspekt sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen von Aufgußpackungen vor, umfassend: Mittel zum dosierten Aufbringen von Aufgußmaterial in getrennten Haufen auf eine erste sich bewegende poröse Bahn, mit dem Dosiermittel synchronisierte Mittel zum dichten Zusammenbringen einer zweiten sich bewegenden porösen Bahn mit der ersten Bahn, um eine laufende zweilagige Bahn mit einer Mehrzahl von getrennten, Aufgußmaterial enthaltenden Taschen herzustellen, und eine Bahnschneideeinrichtung, umfassend: zusammenwirkende gemeinsam drehende Rollen mit einer Mehrzahl von Ausnehmungsmitteln, die während jeder vollständigen Drehung der Rollen eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden, mit Aufgußmaterial gefüllten Taschen aufnehmen, und Schneidmittel, die an wenigstens einer der Rollen vorgesehen und den Ausnehmungsmitteln zugeordnet sind, um jede Tasche zu einer Einzelpackung zuzuschneiden, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Ausnehmungsmittel zugeordneten Schneidmittel eine Schneidkante umfassen, die eine vorbestimmte nicht rechteckige Form für den Außenumfangsrand jeder Packung festlegt, derart, daß nach dem Schneiden Abfallbahnmaterial die Packungen umgibt, und dadurch, daß die Vorrichtung ferner umfaßt: Packungsentfernungsmittel zum Entfernen von ausgeschnittenen Packungen von der laufenden zweilagigen Bahn, Mittel zum Aufrechterhalten von Spannung in dem Abfallbahnmaterial stromabwärts der Schneidmittel, wodurch das die einzelne Packung umgebende Abfallbahnmaterial bewirkt, daß die Packungen zu den Packungsentfernungsmitteln gefördert werden, Mittel zum Verhindern eines Trennen der Packungen von der Bahn zwischen den Schneidmitteln und den Packungsentfernungsmitteln, und Mittel stromabwärts der Schneideinrichtung, um das Abfallbahnmaterial nach Entfernung der Packungen zu sammeln.According to a first aspect, the invention provides an apparatus for producing infusion packages comprising: means for metering infusion material in discrete piles onto a first moving porous web, means synchronized with the metering means for bringing a second moving porous web into close contact with the first web to produce a continuous two-ply web having a plurality of discrete pockets containing infusion material, and a web cutting device comprising: cooperating co-rotating rollers having a plurality of recess means for receiving a plurality of successive pockets filled with infusion material during each complete rotation of the rollers, and cutting means provided on at least one of the rollers and associated with the recess means for cutting each pocket into an individual package, characterized in that the cutting means associated with each recess means comprise a cutting edge defining a predetermined non-rectangular shape for the outer peripheral edge of each package, such that that after cutting, waste web material surrounds the packages, and in that the apparatus further comprises: package removal means for removing cut packages from the running two-ply web, means for maintaining tension in the waste web material downstream of the cutting means whereby the waste web material surrounding the individual package causes the packages to be conveyed to the package removal means, means for preventing separation of the packages from the web between the cutting means and the package removal means, and means downstream of the cutting means for collecting the waste web material after removal of the packages.

Gemäß einem zweiten Aspekt sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Aufgußpackungen vor, welches die Schritte umfaßt: dosiertes Aufbringen von Aufgußmaterial in getrennten Haufen zwischen ersten und zweiten sich bewegenden porösen Bahnen, dichtes Zusammenbringen der zwei Bahnen zum Erzeugen einer fortlaufenden zweilagigen Bahn mit einer Mehrzahl von getrennten, Aufgußmaterial enthaltenden Taschen, Durchführen der Bahn durch eine Rollenschneideinrichtung mit zusammenwirkenden gemeinsam drehenden Rollen mit einer Mehrzahl von Ausnehmungsmitteln, die während jeder vollständigen Drehung der Rollen eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden, mit Aufgußmaterial gefüllten Taschen aufnehmen, und Ausschneiden jeder Tasche zu einer Packung von vorbestimmter Form durch Schneidmittel, die an wenigstens einer der Rollen vorgesehen und den Ausnehmungsmitteln zugeordnet sind, gekennzeichnet durch Ausschneiden der Packungen durch Schneidmittel in Form von an wenigstens einer der Rollen vorgesehenen Schneidkanten, die eine vorbestimmte nicht rechteckige Form für den Außenumfangsrand jeder Packung festlegen, derart, daß nach dem Schneiden Abfallbahnmaterial die Packungen umgibt, Aufrechterhalten von Spannung in der Bahn stromabwärts der Schneideinrichtung, so daß das die Packungen umgebende Abfallbahnmaterial bewirkt, daß die Packungen zu der Position befördert werden, wo sie von der Bahn entfernt werden, Verhindern eines Trennen der Packungen von der Bahn zwischen den Schneidmitteln und den Packungsentfernungsmitteln, Entfernen der ausgeschnittenen Packungen von der laufenden zweilagigen Bahn, und Sammeln des Abfallbahnmaterials nach einem Entfernen der Packungen.According to a second aspect, the invention provides a method of making infusion packages comprising the steps of: metering infusion material in separate piles between first and second moving porous webs, bringing the two webs closely together to produce a continuous two-ply web having a plurality of separate pockets containing infusion material, passing the web through a roll cutting device having cooperating co-rotating rollers having a plurality of recess means which receive a plurality of successive pockets filled with infusion material during each complete rotation of the rollers, and cutting each pocket into a package of predetermined shape by cutting means provided on at least one of the rollers and associated with the recess means, characterized by cutting the packages by cutting means in the form of cutting edges provided on at least one of the rollers which define a predetermined non-rectangular shape for the outer peripheral edge of each package, such that after the Cutting waste web material surrounding the packages, maintaining tension in the web downstream of the cutting means so that the waste web material surrounding the packages causes the packages to be conveyed to the position where they are removed from the web, preventing separation of the packages from the web between the cutting means and the package removal means, removing the cut packages from the running two-ply web, and collecting the waste web material after removal of the packages.

Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren stellen eine vollständig neue Abweichung vom Stand der Technik dar, wobei während Beibehaltung einer fortlaufenden Hochgeschwindigkeitsfertigungsrate Aufgußpackungen, wie etwa Teebeutel mit anderen als rechteckigen Formen gebildet werden können. Die gegenwärtig bevorzugten Packungen sind im wesentlichen rund, und eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ermöglichte das erste Mal die Herstellung im wesentlichen runder Teebeutel mit einer kostengünstigen hohen Produktionsrate zum Verkauf auf dem allgemeinen Markt, welche Teebeutel den Verbraucher ansprechen.Such an apparatus and method represents a completely new departure from the prior art whereby, while maintaining a continuous high speed production rate, infusion packages such as tea bags can be formed with shapes other than rectangular. The currently preferred packages are substantially round and a preferred embodiment of the invention enables for the first time substantially round tea bags to be produced at a cost effective high production rate for sale to the general market which tea bags appeal to the consumer.

Zur Maximierung der Produktionsrate haben die Rollen bevorzugt eine Mehrzahl von Ausnehmungen und entsprechende Schneidmittel, die sowohl in Umfangsrichtung als auch in Breitrichtung angeordnet sind. Hierdurch läßt sich eine wesentliche Anzahl von Packungen pro Umdrehung der Rollen erzeugen. Die Anzahl der Schneidmittel kann variieren, beispielsweise 2 bis 10 in Umfangsrichtung und 1 bis 5 in der Breite einer Rolle.To maximize the production rate, the rolls preferably have a plurality of recesses and corresponding cutting means arranged both circumferentially and widthwise. This allows a substantial number of packages to be produced per revolution of the rolls. The number of cutting means can vary, for example 2 to 10 circumferentially and 1 to 5 across the width of a roll.

Bei einer Ausführungsform umfassen die Ausnehmungsmittel an beiden Rollen gebildete Ausnehmungen, und die relative Winkelorientierung der Rollen ist derart, daß das oder jedes Ausnehmungspaar an den jeweiligen Rollen zusammenwirkt, um zusammen eine Ausnehmung zur Aufnahme der Taschen an den Bahnen zu bilden, wenn sie zwischen den Rollen durchlaufen. Weiter ist es möglich, daß die Ausnehmungen nur an einer der Rollen gebildet sind, während die anderen Rollen eben sind.In one embodiment, the recess means comprises recesses formed on both rollers and the relative angular orientation of the rollers is such that the or each pair of recesses on the respective rollers cooperate to form a recess for receiving the pockets on the webs as they pass between the rollers. It is further possible for the recesses to be formed on only one of the rollers while the other rollers are flat.

Weiter ist beabsichtigt, daß die Rollen als drehende Stempel und Matrizen wirken können, wobei Schneidkanten an beiden Rollen eine Schneidwirkung bilden. Alternativ könnte eine Schneidkante an einer Rolle auf einer elastischen Fläche der anderen aufliegen. Jedoch sind die Schneidmittel bevorzugt durch eine Lippe oder Kante gebildet, die um die Ausnehmung einer der Rollen (der Schneidrolle) hochsteht, wobei die Lippe oder Kante mit einer harten glatten Fläche der gegenüberliegenden Rolle (Amboßrolle) zusammenwirkt. Die Lippe oder Kante legt die vorbestimmte Form der Packungen fest. Bevorzugt ist die glatte Fläche um eine Ausnehmung an der Amboßrolle vorgesehen.It is further contemplated that the rollers may act as rotating punches and dies, with cutting edges on both rollers providing a cutting action. Alternatively, a cutting edge on one roller could rest on a resilient surface of the other. However, the cutting means are preferably formed by a lip or edge raised around the recess of one of the rollers (the cutting roller), the lip or edge cooperating with a hard smooth surface of the opposite roller (anvil roller). The lip or edge defines the predetermined shape of the packs. Preferably, the smooth surface is provided around a recess on the anvil roller.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtmittel gemeinsam rotierende erwärmte Rollen, durch die die Bahnen hindurchlaufen, und die, wie bei bekannten Maschinen dieses Typs, hochstehende Flächen umfassen, die die Dichtflächen festlegen, wobei die Bahnen zur Wärmeabdichtung geeignete thermoplastische Materialien enthalten. Erfindungsgemäß bilden die hochstehenden Flächen bevorzugt eine Dichtform, die mit der vorbestimmten Form der Packungen, z. B. rund, zusammenpaßt. Es ist beabsichtigt, daß die Dichtmittel mit der Bahnschneideeinrichtung kombiniert werden können, indem man die Schneidrollen mit Erwärmungsmitteln und erhöhten Dichtungen nahe dem Schneidmittel ausbildet. Dies ergibt natürlich eine ausgezeichnete Registerstellung zwischen dem Schnitt und der Dichtung. Jedoch ist ein möglicher Nachteil dieses Lösungswegs, daß das Erwärmen der Rollen die Schneidkante des Schneidmittels beeinträchtigt, die zum sauberen Schnitt des Materials von hoher Qualität sein muß.In a preferred embodiment, the sealing means comprise co-rotating heated rollers through which the webs pass and which, as in known machines of this type, comprise raised surfaces defining the sealing surfaces, the webs comprising thermoplastic materials suitable for heat sealing. According to the invention, the raised surfaces preferably form a sealing shape which matches the predetermined shape of the packages, e.g. round. It is envisaged that the sealing means can be combined with the web cutting device by providing the cutting rollers with heating means and raised seals near the cutting means. This of course results in excellent registration between the cut and the seal. However, a potential disadvantage of this approach is that the heating of the rollers affects the cutting edge of the cutting medium, which must be of high quality in order to cut the material cleanly.

Bevorzugt sind daher die Schneidrollen und Dichtrollen getrennt voneinander und miteinander synchronisiert, um sicherzustellen, daß die von den Dichtrollen hergestellten abgedichteten Taschen richtig mit den Schneidrollen in Eingriff treten, so daß der Schnitt nur an den abgedichteten Abschnitten der Bahn durchgeführt werden kann, wobei ein durchgehend abgedichteter Bereich um den Umfang der Packung vorbestimmter Breite und gesteuerter Toleranz bleibt. Hierzu haben die Dicht- und Schneidrollen synchronisierte Geschwindigkeiten, wobei die Phase und relative Seitenposition der Schneidrollen bevorzugt bezüglich der Dichtrollen einstellbar ist. Wie gesagt, paßt die zwischen den Bahnen erzeugte Dichtung bevorzugt zu der Form der Endpackungen. Somit umgibt für kreisförmige Packungen bevorzugt eine kreisförmige Dichtung jede Aufgußtasche.Preferably, therefore, the cutting rollers and sealing rollers are separate from and synchronized with each other to ensure that the sealed pockets produced by the sealing rollers properly engage the cutting rollers so that the cut can only be made on the sealed portions of the web, leaving a continuous sealed area around the periphery of the package of predetermined width and controlled tolerance. To this end, the sealing and cutting rollers have synchronized speeds, the phase and relative lateral position of the cutting rollers preferably being adjustable with respect to the sealing rollers. As stated, the seal produced between the webs preferably matches the shape of the end packages. Thus, for circular packages, a circular seal preferably surrounds each infusion pocket.

Wie oben gesagt, wird mit bekannten Techniken zur Herstellung rechteckiger Packungen, die gesamte zweilagige Bahn tatsächlich in Packungen gewandelt, und es wird kein Abfallbahnmaterial erzeugt. Andererseits wird erfindungsgemäß das nach Trennung der Packungen verbleibende Bahnmaterial gesammelt, so daß die Gesamtheit der Bahn vor und nach dem Schneidvorgang beibehalten wird. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wirken die Mittel zum Sammeln des verbleibenden Bahnmaterials zum Beibehalten eines Spannungsgrads in der Bahn stromabwärts der Schneideinrichtung, wodurch die Bahn (die Abfall wird), die die ausgeschnittenen Packungen umgibt, wirkt, um die Packungen zu den Packungsentfernungsmitteln zu transportieren. Ein besonders bevorzugtes Sammelmittel umfaßt ein Saugsystem, das vorteilhafterweise einstellbar ist, um die erwünschte Spannung der Bahn stromabwärts der Schneideinrichtung vorzusehen, und das ein schlitzartiges Einlaßende umfassen kann, um die mit einer Führung in Verbindung stehende, sich bewegende Bahn aufzunehmen, um den Abfall zu entfernen. Statt des Saugsystems wurde ein Rollensystem vorgeschlagen.As stated above, with known techniques for producing rectangular packages, the entire two-ply web is actually converted into packages and no waste web material is produced. On the other hand, according to the invention, the web material remaining after separation of the packages is collected so that the entirety of the web is maintained before and after the cutting operation. In a particularly advantageous embodiment, the means for collecting the remaining web material act to maintain a degree of tension in the web downstream of the cutting device, whereby the web (which becomes waste) surrounding the cut packages acts to transport the packages to the package removal means. A particularly preferred collecting means comprises a suction system which is advantageously adjustable to provide the desired tension of the web downstream of the cutting device and which may comprise a slot-like inlet end for receiving the moving web in contact with a guide to remove the waste. Instead of the suction system, a roller system has been proposed.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Packungsentfernungsmittel ein hin- und hergehendes Stanzelement oder -elemente, deren Bewegung mit der Bewegung der Schneideinrichtung synchronisiert ist, wobei das Element oder die Elemente die Packungen von der sich bewegenden Bahn bevorzugt nach unten in eine darunter angeordnete Stapelkammer treiben. Aus der Stapelkammer können die Packungen automatisch in Kartons oder Kisten überführt werden. Die Unterenden der Stanzelemente, die mit den Packungen in Eingriff treten, haben bevorzugt einen kleineren Querschnitt als die Packungen; so daß die Elemente nicht an dem die Packungen umgebenden Bahnmaterial anstoßen, wenn die Packungen von der Bahn gestanzt werden. Die zweilagige Bahn wird bevorzugt durch Platten stromaufwärts und stromabwärts der Schneideinrichtung gehalten, wobei die stromabwärts liegende Platte unter den Packungsentfernungsmitteln geöffnet oder unterbrochen ist, so daß die Packungen von der sich bewegenden gespannten Bahn stromabwärts der Schneideinrichtung nach unten verlagert werden können. Die Verwendung einer stromabwärts liegenden Bahnhalteplatte selbst stellt eine vollständig neue Abweichung von der bekannten Vorrichtung dar, bei der die gesamte Bahn in Packungen geschnitten wird und daher kein Bahnhalter stromabwärts der Schneideinrichtung vorgesehen war.In a preferred embodiment, the package removal means comprises a reciprocating punching element or elements, the movement of which is synchronized with the movement of the cutting device, the element or elements driving the packages from the moving web preferably downwards into a stacking chamber arranged below. From the stacking chamber, the packages can be automatically transferred into cartons or boxes. The lower ends of the punching elements which engage the packages preferably have a smaller cross-section than the packages; so that the elements do not abut the web material surrounding the packages when the packages are punched from the web. The two-ply web is preferably held by plates upstream and downstream of the cutting device, the downstream plate below the package removal means being opened or interrupted so that the packages can be displaced downwards from the moving tensioned web downstream of the cutting device. The use of a downstream web holding plate itself represents a completely new departure from the known device in which the entire web is cut into packages and therefore no web holder was provided downstream of the cutting device.

Die Dosiermittel für das Aufgußmaterial können eine Dosierrolle umfassen, die mit den Dichtrollen der bevorzugten Ausführungsform auf bekannte Weise synchronisiert ist.The dosing means for the infusion material may comprise a dosing roller which is synchronized with the sealing rollers of the preferred embodiment in a known manner.

Die Erfindung erstreckt sich auf eine Aufgußpackung wie etwa einen im wesentlichen runden Tee- oder Kaffeebeutel, der durch das vorgenannte Verfahren und die vorgenannte Ausführungsform hergestellt wurde.The invention extends to an infusion package such as a substantially round tea or coffee bag produced by the aforementioned method and embodiment.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung kreisförmiger Teebeutel wird nachfolgend nur beispielshalber unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:A preferred embodiment of the invention for producing circular tea bags is described below, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt;Fig. 1 shows schematically a side view of the device according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht der Vorrichtung ist, wobei bestimmte Teile der Klarheit wegen weggelassen sind;Fig. 2 is a schematic perspective view of the device with certain parts removed for clarity;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 ist, die aber andere Bauteile der bevorzugten Ausführungsform zeigt; undFig. 3 is a view similar to Fig. 2, but showing other components of the preferred embodiment; and

Fig. 4 die Vorderansicht der Schneidrollen von Fig. 3 zeigt.Fig. 4 shows the front view of the cutting rollers of Fig. 3.

Wendet man sich Fig. 1 zu, wird eine Bahn 4 aus wärmeabdichtbarem Filtermaterial um eine Rolle 6 einer Dosiervorrichtung (bekannten Typs) zugeführt, die getrennte Haufen von Tee 7 auf der sich bewegenden Bahn ablegt. Die Bahn 4 und eine zweite sich bewegende Filterbahn 5 werden dann zusammengebracht und verlaufen durch den Spalt von erwärmten gemeinsam rotierenden Dichtrollen 8, die synchron zu der Rolle 6 angetrieben sind und die die Streifen zur Bildung einer zweilagigen Bahn 9 mit getrennt abgedichteten Taschen 3 verbinden, die Tee enthalten. Diese allgemeine Anordnung ist in der Technik bekannt und wird daher im weiteren Detail hier nicht diskutiert.Turning to Fig. 1, a web 4 of heat sealable filter material is fed around a roller 6 to a metering device (of known type) which deposits separate piles of tea 7 onto the moving web. The web 4 and a second moving filter web 5 are then brought together and passed through the nip of heated co-rotating sealing rollers 8 which are driven synchronously with the roller 6 and which join the strips to form a two-ply web 9 with separately sealed pockets 3 containing tea. This general arrangement is known in the art and will therefore not be discussed in further detail here.

Fig. 3 zeigt die erwärmten Rollen 8, die zur Verwendung bei der vorliegenden Ausführungsform zum Erzeugen im wesentlichen kreisförmiger Teebeutel geeignet sind. Jede Rolle 8 ist mit zwei Reihen im wesentlichen kreisförmiger Taschen 10 versehen, die mit gleichem Abstand um den Umfang der Rollen herum angeordnet sind. Selbstverständlich wären andere Anzahlen oder Anordnungen von Taschen ebenfalls möglich. Die Rollen werden von geeigneten Lagermitteln (nicht gezeigt) drehbar gehalten und durch eine kämmende Zahnradanordnung 11 angetrieben. Wenn sich bei Betrieb die Rollen drehen, drücken die die Taschen 10 umgebenden erhöhten Abschnitte 12 die Bahnen 4 und 5 zusammen und schmelzen mit Hilfe ihrer Wärme ein Dichtmaterial, beispielsweise Polypropylen, das auf den Bahnen vorgesehen ist, um eine zweilagigen Bahn mit einer Mehrzahl von getrennten abgedichteten, Tee enthaltenden Taschen 3 zu bilden. Der Betrieb der Dichtrollen ist (auf bekannte Weise) mit der der Dosiervorrichtung 6 synchronisiert, so daß die auf der Bahn 4 abgelegten Teehaufen während der Wärmeabdichtung von den Taschen 10 umgeben werden.Figure 3 shows the heated rollers 8 suitable for use in the present embodiment for producing substantially circular tea bags. Each roller 8 is provided with two rows of substantially circular pockets 10 equally spaced around the circumference of the rollers. Of course, other numbers or arrangements of pockets would also be possible. The rollers are supported for rotation by suitable bearing means (not shown) and driven by a meshing gear arrangement 11. In operation, as the rollers rotate, the raised portions 12 surrounding the pockets 10 press the webs 4 and 5 together and, with the aid of their heat, melt a sealing material, for example polypropylene, provided on the webs to form a two-ply web having a plurality of separate sealed tea-containing pockets 3. The operation of the sealing rollers is synchronized (in a known manner) with that of the dosing device 6, so that the tea heaps deposited on the track 4 are surrounded by the pockets 10 during heat sealing.

Nachdem die verfestigte zweilagige Bahn 9 das Dichtmittel 8 verläßt, läuft es in eine Schneideinrichtung 13, die später im Detail beschrieben wird. Die Schneideinrichtung 13 schneidet im wesentlichen kreisförmige Beutel aus der Bahn 9, die aber immer noch die Beutel umgibt, nachdem sie die Schneideinrichtung 13 verlassen haben. Auf diese Weise werden die Beutel von der Bahn zu einer Stapel- und Verpackungsstation 14 gefördert, die in der Beschreibung später im Detail beschrieben wird. Wenn die Beutel von der Bahn getrennt worden sind, wird das Abfallbahnmaterial durch eine Saugvorrichtung 15 beseitigt.After the consolidated two-ply web 9 leaves the sealant 8, it passes into a cutting device 13, which will be described in detail later. The cutting device 13 cuts substantially circular bags from the web 9, which still surrounds the bags after they have left the cutting device 13. In this way, the bags are conveyed from the web to a stacking and packaging station 14, which will be described in detail later in the description. Once the bags have been separated from the web, the waste web material is removed by a suction device 15.

Nun zurück zu der Schneideinrichtung 13, die im Detail in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt ist. Die Schneideinrichtung umfaßt zwei zusammenwirkende gemeinsam drehende Rollen 16, 17. Die Bahn 9 wird in die Klemmstelle zwischen den Rollen entlang einer Einlaufplatte 18 gefördert.Now back to the cutting device 13, which is shown in detail in Figs. 2, 3 and 4. The cutting device comprises two cooperating, jointly rotating rollers 16, 17. The web 9 is conveyed into the nip between the rollers along an inlet plate 18.

Die Rolle 17 ist auf einem Lager gehalten, das in vertikalen Schlitzen (nicht gezeigt) angeordnet ist, die entlang gegenüberliegender Schenkel 28, 29 eines Traggehäuses 30 nach unten verlaufen, wobei die obere Rolle 17 auf der unteren Rolle 16 ruht, die durch ein festes Lager gehalten ist. Eine Klemmplatte 31 ist quer über die Oberenden der Schenkel 28, 29 mit diesen verbunden und trägt einen Gewindebolzen 32 in einem Gewindeloch. Dieser Bolzen 32 wirkt durch eine Druckrollenanordnung 34 auf die Schneidrollen 16, 17, so daß der Kontaktdruck zwischen den Rollen 16, 17 durch Anziehen oder Lösen des Bolzens 32 erhöht oder gemindert werden kann. Die Druckrollenanordnung umfaßt an jedem Ende Rollen 61, die auf die Außenabschnitte 62 der Schneidrolle 17 wirken.The roller 17 is supported on a bearing located in vertical slots (not shown) extending downward along opposite legs 28, 29 of a support housing 30, the upper roller 17 resting on the lower roller 16 which is supported by a fixed bearing. A clamping plate 31 is connected across the upper ends of the legs 28, 29 and carries a threaded bolt 32 in a threaded hole. This bolt 32 acts on the cutting rollers 16, 17 through a pressure roller assembly 34 so that the contact pressure between the rollers 16, 17 can be increased or decreased by tightening or loosening the bolt 32. The pressure roller assembly includes rollers 61 at each end which act on the outer portions 62 of the cutting roller 17.

Die Form der Rollen 16, 17 ist klar aus Fig. 4 ersichtlich. Beide Rollen 16, 17 haben eine Mehrzahl von Ausnehmungen 35, 36, die in zwei Reihen in ihren jeweiligen Oberfläche gebildet sind, wobei die Ausnehmungen in jeder Reihe mit gleichem Abstand um den jeweiligen Rollenumfang angeordnet sind. Die Ausnehmungen haben im wesentlichen eine Kreisform und haben annähernd die gleiche maximale Tiefe, aber einen etwas unterschiedlichen Querschnitt. Sie könnten in Abhängigkeit von der besonderen Form des erzeugten Beutels unterschiedliche Tiefen oder Formen haben. Die Ausnehmungen 35 an der oberen Rolle 17 haben eine größere Fläche als diejenigen 36 an der unteren Rolle 16, und daher liegen sie vollständig über diesen Ausnehmungen, wenn sich die Rollen drehen und zusammenwirken. Sie könnten statt dessen auch die gleiche Fläche oder eine kleinere als die an der unteren Rolle haben, ohne daß sich das Arbeitsprinzip ändert. Die Ausnehmungen 35, 36 wirken zusammen, um Abstände zur Aufnahme der Tee enthaltenden Abschnitte der in der Bahn 3 gebildeten Tasche zu bilden. Wie in der Einführung beschrieben, kann die Anzahl der Ausnehmungen variieren. Die dargestellten Schneid- und Dichtrollen haben einen ähnlichen Durchmesser, aber sie können unterschiedlich sein, wenn die relativen Drehzahlen entsprechend eingestellt sind.The shape of the rollers 16, 17 is clearly visible from Fig. 4. Both rollers 16, 17 have a plurality of recesses 35, 36 formed in two rows in their respective surfaces, the recesses in each row being equally spaced around the respective roller circumference. The recesses are substantially circular in shape and have approximately the same maximum depth but a slightly different cross-section. They could have different depths or shapes depending on the particular shape of the bag being produced. The recesses 35 on the upper roller 17 have a larger area than those 36 on the lower roller 16 and therefore lie completely over these recesses when the rollers rotate and cooperate. They could instead have the same area or a smaller area than that on the lower roller without changing the principle of operation. The recesses 35, 36 cooperate to form spaces for receiving the tea-containing portions of the pocket formed in the web 3. As described in the introduction, the number of recesses can vary. The cutting and sealing rollers shown are of similar diameter but they can be different if the relative speeds are adjusted accordingly.

Eine im wesentlichen kreisförmige Schneidkante 37 ist um jede Ausnehmung 35 an der oberen Rolle gebildet, die daher als Schneidrolle wirkt. Diese Kante 37 ist durch eine relativ niedrige und nur wenig erhöhte Lippe gebildet, die die Ausnehmung umgibt. Die Oberseite der Lippe ist ausreichend scharf, um den gewünschten Schneideffekt als Ergebnis des Drucks zu erzielen, der auf die Lippe während des Schneidens mit Hilfe des durch den Einstellbolzen 32 gesetzten Kontaktdrucks wirkt. Die Schneidkanten 37 drücken gegen die glatte Fläche um die Ausnehmungen 36 der unteren Rolle 16, die als ein sich drehender Amboß wirkt. Mit genau kreisförmigen Schneidkanten werden die sich ergebenden Beutel ein klein wenig elliptisch, nämlich weil sich das Band streckt, wenn es durch die Schneidrollen läuft. Dies wird kaum bemerkt, könnte jedoch dadurch kompensiert werden, daß man die Schneidkanten ein wenig elliptisch macht, falls dies erwünscht ist.A substantially circular cutting edge 37 is formed around each recess 35 on the upper roller, which therefore acts as a cutting roller. This edge 37 is formed by a relatively low and only slightly raised lip surrounding the recess. The top of the lip is sufficiently sharp to achieve the desired cutting effect as a result of the pressure exerted on the lip during cutting by means of the contact pressure set by the adjusting bolt 32. The cutting edges 37 press against the smooth surface around the recesses 36 of the lower roller 16, which acts as a rotating anvil. With precisely circular cutting edges, the resulting bags will be a little bit elliptical, namely because the tape stretches as it passes through the cutting rollers. This is hardly noticeable, but could be compensated for by making the cutting edges a little bit elliptical if desired.

Beim Schneidbetrieb läuft die Bahn 9 mit ihren getrennt abgedichteten, Tee enthaltenden Taschen sukzessiv zwischen die Rollen 16, 17. Die Schneidkante 37 wirkt mit der Amboßfläche an der Rolle 16 zum Ausschneiden des Beutels, wobei der zwischen den jeweiligen Ausnehmungen 35 und 36 gebildete Abstand den Tee enthaltenden Abschnitt des Beutels aufnimmt, wenn dieser geschnitten wird.During the cutting operation, the web 9 with its separately sealed tea-containing pockets runs successively between the rollers 16, 17. The cutting edge 37 acts with the anvil surface on the roller 16 to cut out the bag, the space formed between the respective recesses 35 and 36 receiving the tea-containing portion of the bag as it is cut.

Um einen zufriedenstellenden Betrieb sicherzustellen, ist die Drehzahl der Rollen 16, 17 zu der der Dichtrollen 8 durch einen geeigneten Getriebemechanismus 38 gekoppelt, der in Fig. 3 schematisch gezeigt ist. Die Stellung der Schneidrollen 16, 17 ist bezüglich der Dichtrollen 8 in Querrichtung variabel. Hierzu ist ein Einstellrad 70 in den Gehäusearm 28 eingeschraubt. Wenn das Rad 70 hinein- oder herausgeschraubt wird, bewegt sich die Rolle 17 in dem Gehäuse 30 zur Seite. Die relative Phase der Dichtrollen 8 und der Schneidrollen 16, 17 kann durch eine Klemmschraube in der Schlitzanordnung 39 eingestellt werden, die lösbar mit einem Paar Zwischenzahnrädern 40, 41 in Eingriff steht, die mit den jeweiligen Antriebszahnrädern für die jeweiligen Rollensätze kämmen.To ensure satisfactory operation, the speed of the rollers 16, 17 is coupled to that of the sealing rollers 8 by a suitable gear mechanism 38, which is shown schematically in Fig. 3. The position of the cutting rollers 16, 17 is relative to the Sealing rollers 8 are variable in the transverse direction. For this purpose, an adjustment wheel 70 is screwed into the housing arm 28. When the wheel 70 is screwed in or out, the roller 17 moves sideways in the housing 30. The relative phase of the sealing rollers 8 and the cutting rollers 16, 17 can be adjusted by a clamping screw in the slot arrangement 39, which is releasably engaged with a pair of intermediate gears 40, 41 which mesh with the respective drive gears for the respective roller sets.

Durch geeignete Einstellung der relativen Seitenposition und der Phase der Schneidrollen treten die Tee enthaltenden Taschen auf der Bahn 9 korrekt in die Schneideinrichtung ein, wobei die Tee aufnehmenden Abschnitte in den Ausnehmungen 35, 36 der Rollen 16, 17 aufgenommen sind und die abgedichteten Abschnitte davon nach außen vorstehen, so daß sie durch die Schneidkante 37 geschnitten werden.By appropriately adjusting the relative lateral position and phase of the cutting rollers, the tea-containing pockets on the web 9 correctly enter the cutting device, with the tea-receiving portions received in the recesses 35, 36 of the rollers 16, 17 and the sealed portions projecting outwardly therefrom so as to be cut by the cutting edge 37.

Nachdem die Bahn 9 in Einzelbeutel geschnitten wurde, werden die Beutel aus der Schneideinrichtung 13 herausbewegt, und zwar sowohl durch das von den Schneidrollen 16, 17 einwirkende Moment als auch durch das Abfallbahnmaterial, das die Beutel immer noch umgibt und durch die Saugvorrichtung 15 unter Spannung steht.After the web 9 has been cut into individual bags, the bags are moved out of the cutting device 13, both by the moment exerted by the cutting rollers 16, 17 and by the waste web material still surrounding the bags and under tension by the suction device 15.

Nach Verlassen des Schneidmittels laufen die Beutel zu der Stapelstation 14. Diese umfaßt Stapelkammern 49, die nebeneinander angeordnet sind und offene Oberenden aufweisen. Die Bahn wird in diesem Bereich durch eine weitere Platte 48 getragen, die über den Stapelkammern geöffnet ist. Wenn die Beutel über die Oberenden der Kammern laufen, werden sie durch Stößelelemente 50 in die Kammern gedrückt. Diese Elemente, die bevorzugt einen kreisförmigen Querschnitt und einen kleineren Durchmesser als die Teebeutel haben, sind am Ende von Schäften 51 angebracht, die sich nach oben und unten bewegen. Falls anders geformte Beutel gefertigt werden, passen die Abschnitte der Elemente bevorzugt mit der Beutelform zusammen. Wenn eine vorbestimmte Anzahl von Beuteln in die Kammern 49 eingetreten ist, werden die Stapel vom Boden der Stapeleinrichtung in Schachteln (nicht gezeigt) abgelassen. Wie in Fig. 3 dargestellt, stehen die Oberenden der Schäfte 51 der Stößelelemente 50 mit drehenden Nockenelementen 63 in federndem Eingriff, die durch eine Nockenwelle 74 gehalten sind, die mit dem Antriebszahnradmechanismus 38 durch einen Kettenantrieb 65 gekoppelt ist, der mit einem Zahnrad 66 in Eingriff steht, das an der Antriebswelle der oberen Schneidrolle 17 angebracht ist. Auf diese Weise kann die hin- und hergehende Bewegung der Stößel mit der Drehung der Schneidrollen synchronisiert werden. Der Kraftantrieb des Systems kann auf irgendeines der Antriebszahnräder des Mechanismus 38 wirken.After leaving the cutting means, the bags pass to the stacking station 14. This comprises stacking chambers 49 arranged side by side and having open tops. The web is supported in this area by a further plate 48 which is open above the stacking chambers. As the bags pass over the tops of the chambers, they are forced into the chambers by pusher elements 50. These elements, which are preferably circular in cross section and smaller in diameter than the tea bags, are mounted at the end of shafts 51 which move up and down. If differently shaped bags are made, the sections of the elements preferably conform to the bag shape. When a predetermined number of bags have entered the chambers 49, the stacks are discharged from the bottom of the stacking device into boxes (not shown). As shown in Fig. 3, the upper ends of the shafts 51 of the tappet members 50 are resiliently engaged with rotating cam members 63 which are supported by a cam shaft 74 connected to the drive gear mechanism 38. by a chain drive 65 which engages a gear 66 mounted on the drive shaft of the upper cutting roller 17. In this way, the reciprocating movement of the rams can be synchronized with the rotation of the cutting rollers. The power drive of the system can act on any of the drive gears of the mechanism 38.

Unmittelbar hinter der Stapelstation befindet sich eine Abfallbahnmaterialentfernungsvorrichtung 15. Diese umfaßt eine Führung 54, die sich an einem Ende zu einem schlitzartigen offenen Mund 55 zuspitzt, der sich quer über den Bahnlaufweg erstreckt, und die an ihrem anderen Ende mit einer Saugvorrichtung (nicht gezeigt) in Verbindung steht. Dies ermöglicht eine leichte und wirksame Entfernung des Abfalls von der Vorrichtung und hält darüber hinaus in der Bahn stromabwärts der Schneideinrichtung die Spannung, um ein Transportmittel für die ausgeschnittenen Packungen zu bilden, wie oben beschrieben.Immediately behind the stacking station is a waste web material removal device 15. This comprises a guide 54 which tapers at one end to a slot-like open mouth 55 extending across the web path and which is connected at its other end to a suction device (not shown). This enables easy and effective removal of waste from the device and also maintains tension in the web downstream of the cutting device to provide a means of transport for the cut packages as described above.

Bei der bevorzugten Ausführungsform kann man eine hohe Fertigungsrate von Beuteln erreichen, beispielsweise 1200 bis 2500 pro Minute für das dargestellte "zweibahnige" Band. Die Rollen drehen sich alle mit hohen Geschwindigkeiten, was von den Rollengrößen abhängen kann, die sich ebenfalls ändern können. In der Praxis wurden Drehzahlen im Bereich von 200 bis 500 UPM verwendet.In the preferred embodiment, a high production rate of bags can be achieved, for example 1200 to 2500 per minute for the "two lane" belt shown. The rollers all rotate at high speeds, which may depend on the roller sizes, which may also vary. In practice, speeds in the range of 200 to 500 rpm have been used.

Während die Erfindung bezüglich der Fertigung im wesentlichen kreisförmiger Teebeutel beschrieben wurde, so ist sie selbstverständlich auch bei anderen Aufgußpackungen und anderen Formen verwendbar. Obwohl die obige Ausführungsform Schneidrollen beschreibt, die jeweils mit Ausnehmungen gebildet sind und die durch ein miteinander in Eingriff stehendes Getriebe zusammen angetrieben sind, wird angeregt, daß bei einer anderen Ausführungsform Ausnehmungen auch nur in der Schneidrolle 17 gebildet sein könnten, während die Rolle 16 eben bleibt. In diesem Fall kann man das Getriebe zwischen den Rollen 16, 17 weglassen, wobei die Rolle 16 durch Reibung angetrieben werden kann.While the invention has been described with respect to the manufacture of substantially circular tea bags, it is to be understood that it is applicable to other infusion packages and other shapes. Although the above embodiment describes cutting rollers each formed with recesses and driven together by an intermeshing gear, it is suggested that in another embodiment recesses could be formed only in the cutting roller 17 while the roller 16 remains flat. In this case the gear between the rollers 16, 17 can be omitted and the roller 16 can be driven by friction.

Claims

1. Apparatus for producing infusion packages, comprising: means (6) for metering infusion material in separate piles (7) onto a first moving porous web (4), means synchronized with the metering means for bringing a second moving porous web (5) into close contact with the first web to produce a continuous two-ply web (9) having a plurality of separate pockets (3) containing infusion material, and a web cutting device (13) comprising: cooperating co-rotating rollers (16, 17) having a plurality of recess means (35, 36) which receive a plurality of successive pockets filled with infusion material during each complete rotation of the rollers, and cutting means (37) provided on at least one of the rollers and associated with the recess means for cutting each pocket into an individual package, characterized in that the cutting means associated with each recess means comprises a cutting edge (37), which defines a predetermined non-rectangular shape for the outer peripheral edge of each package such that after cutting waste web material surrounds the packages, and in that the apparatus further comprises: package removal means (50, 51) for removing cut packages from the running two-ply web, means for maintaining tension in the waste web material downstream of the cutting means whereby the waste web material surrounding the individual package causes the packages to be conveyed to the package removal means, means for preventing separation of the packages from the web between the cutting means and the package removal means, and means (15) downstream of the Cutting device to collect the waste web material after removal of the packs.

2. Device according to claim 1, wherein the recess means comprise recesses (35, 36) provided on both rollers.

3. Apparatus according to claim 1, wherein the recess means comprise recesses provided on only one of the rollers.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, in which the cutting edge (37) is formed by an edge or lip which extends around the recess of one of the rollers and cooperates with a hard smooth surface of the opposite roller, the rollers being pressed together so that the cooperation between the cutting edge and the surface takes place under pressure.

5. Device according to one of the preceding claims, in which the sealing means comprises co-rotating heated rollers (8) which are separate from the cutting rollers (16, 17) and synchronized with them.

6. Apparatus according to any preceding claim, wherein the web material collecting means (15) comprise a suction system having an elongated inlet opening (55) adapted to receive the waste web material.

7. Apparatus according to any preceding claim, wherein the package removal means comprise a reciprocating member or members (50, 51) the movement of which is synchronized with the movement of the cutting device to drive the packages away from the moving web.

8. A device according to claim 7, wherein the lower end of the element or elements has a smaller cross-section than the packings.

9. A method for producing infusion packs, comprising the steps of: metered application of infusion material in separate piles (7) between first and second moving porous webs (4, 5), bringing the two webs together closely to produce a running two-ply web (9) with a plurality of separate pockets (3) containing infusion material, passing the web through a roll cutting device (13) with cooperating, co-rotating rollers (16, 17) with a plurality of recess means (35, 36) which receive a plurality of successive pockets filled with infusion material during each complete rotation of the rollers, and cutting each pocket into a pack of predetermined shape by cutting means (37) provided on at least one of the rollers and associated with the recess means, characterized by cutting the packs by cutting means in the form of recesses provided on at least one of the rollers Cutting edges (37) defining a predetermined non-rectangular shape for the outer peripheral edge of each package such that after cutting waste web material surrounds the packages, maintaining tension in the web downstream of the cutting means such that the waste web material surrounding the packages causes the packages to be conveyed to the position where they are removed from the web, preventing separation of the packages from the web between the cutting means and the package removal means, removing the cut packages from the running two-ply web, and collecting the waste web material after removal of the packages.

10. A method according to claim 9, wherein the tension is maintained by suction means.

11. A method according to claim 9, wherein the tension is maintained by rolling.

12. A method according to claim 9, 10 or 11, in which the packages are removed from the web by pressing elements (50, 51) whose movement is synchronized with the rollers of the cutting device.