-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Maschinen zum automatischen
Herstellen von Filterbeuteln, enthaltend ein Aufgussprodukt wie
Tee, Kamillentee oder andere ähnliche
Produkte, wobei die Filterbeutel aus Filterpapier hergestellt sind,
gefaltet und verschlossen mit einem verknoteten Faden, welcher sie
mit einem Aufnahme-Anhänger
verbindet.
-
Beim
Verpacken von Aufgussprodukten, wird heute die Technik angewandt,
bei welcher die gefalteten Beutel durch Verknoten des Fadens geformt und
verschlossen werden, der den Filterbeutel mit dem Aufnahme-Anhänger verbindet,
um Produktbeutel von hoher Qualität zu erhalten, die sich von ähnlichen
Beuteln durch die Tatsache unterscheiden, dass sie den Kontakt zwischen
dem Aufguss und Elementen der Verpackung vermeiden, welche, wenn auch
begrenzt, der Gesundheit schaden können oder (besonders wichtig
vom Gesichtspunkt des Marketings) die organoleptischen Eigenschaften
des Aufgusses verändern.
Solche Wirkungen kann man zum Beispiel bei Beuteln feststellen,
die durch Verkleben von Bögen
aus Filterpapier mit einem Heisskleber erhalten sind, oder auch
bei Beuteln, bei denen das obere Ende verschlossen und der Faden
mit Metallklammern befestigt ist.
-
Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine verbesserte Maschine
vom Typ enthaltend ein Rad, welches sich mit einer schrittweisen
Bewegung um seine eigene Achse dreht und mit Greifern ausgestattet
ist, welche, wenn sich das Rad dreht, mit einer Reihe von Betriebsstationen
rund um das Rad in Kontakt gebracht werden, welche insbesondere
eine Station zum Falten eines schlauchförmigen halbfertigen Produktes
enthalten, bestehend aus Filterpapier und enthaltend das dosierte
Produkt, und wenigstens eine Station zum Verknoten des Fadens, um
das obere Ende des Beutels zu verschliessen und den Aufnahme-Anhänger an
ihm zu befestigen. Eine solche Maschine entspricht im wesentlichen
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ist in der Italienischen Patentanmeldung
Nr. BO95A000148 und in einer Internationalen Patentanmeldung Nr. WO
96/31395 beschrieben.
-
Eine
Maschine des oben erwähnten
Typs erfüllt
vollkommen den Zweck, Beutel von einer hohen Qualität zu erhalten.
Sie kann jedoch bedeutend verbessert werden, was die Erhöhung ihrer
Produktivität betrifft.
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist der Zweck vollkommen erfüllt durch
eine verbesserte Maschine, enthaltend die in Anspruch 1 zum Ausdruck
gebrachten Merkmale.
-
– Wenn die
Maschine nach dem Anspruch 1 eine Verknotungsstation enthält, versehen
mit einer Verknotungsvorrichtung, welche Nadeln zum Verknoten des
Fadens an dem Anhänger
und an dem oberen Ende des Filterbeutels hat, wobei die Nadeln mit Anschlagelementen
für den
Anhänger
und das obere Beutelende in Kontakt gebracht werden, sowie mit jeweiligen
beweglichen Abfangelementen der Nadeln, kann derselbe Zweck auch
erreicht werden, indem in den Verknotungsstationen zwischen der
Nadel, dem Faden und den Abfangelementen die Voraussetzungen der
gegenseitigen Verbindung hergestellt werden, festgelegt durch präzise geometrische
Eingrenzungen, welche das Erhalten von Bedingungen erlauben, die
mit grösster
Präzision
wiederholt werden können,
auch wenn die Maschine mit hoher Geschwindigkeit arbeitet.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird der oben erwähnte Zweck auch durch Anwendung
eines Verfahrens zum Verknoten des Fadens an dem Anhänger und
an dem oberen Beutelende erreicht.
-
Die
technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung, in Übereinstimmung
mit den oben erwähnten
Zwecken, sind in den anhängenden
Ansprüchen
hervorgehoben, und die Vorteile sind deutlicher in der nachstehenden
detaillierten Beschreibung dargelegt, und zwar unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen, welche eine vorgezogene Aus führung zeigen,
ohne den Anwendungszweck zu begrenzen, und in welchen:
-
1 eine
Gesamtansicht der verbesserten Maschine nach der vorliegenden Erfindung
zeigt;
-
2 ist
eine vergrösserte
Teilansicht der Maschine aus 1, mit einigen
Teilen entfernt, um andere besser zu verdeutlichen;
-
2a zeigt
ein Detail aus 2;
-
3, 4 und 5 zeigen
schematische Ansichten einer typischen Folge von Betriebsphasen
der Maschine nach der vorliegenden Erfindung;
-
6, 7 und 7a sind
eine perspektivische Gesamtansicht, eine Ansicht in der Erhebung
und ein vergrössertes
Detail eines Filterbeutels, hergestellt mit der offengelegten Maschine;
-
8, 9 und 9a sind
vergrösserte
Details der Maschine, welche Teile der Faltstation in zwei Ansichten
in der Erhebung (8 und 9) und eine
Ansicht aus der Richtung k in 9 zeigen;
-
10 ist
eine vergrösserte
Detailansicht der Maschine, welche Teile der Verknotungsstation zeigt;
-
11 und
von 11A bis 11M sind
Detailansichten, die eine Folge von Betriebskonfigurationen von
Teilen der Verknotungsstation zeigen;
-
12 ist
eine Planansicht von unten von einer alternativen Ausführung eines
Details der Erfindung;
-
13 ist
eine Seitenansicht in der Erhebung von dem in 12 gezeigten
Detail.
-
Unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen betrifft die vorliegende
Erfindung eine verbesserte Maschine 1 (s. 1)
zum Verpacken eines Aufgussproduktes in Filterbeuteln 2,
hergestellt aus gefaltetem Filterpapier (s. 6, 7 und 7a)
und versehen mit einem Aufnahme-Anhänger 3,
verbunden mit dem Filterbeutel 2 durch einen Abschnitt 4 eines
Fadens 5, der an beiden Enden verknotet ist, eins an dem
Filterbeutel 2 und das andere an dem Aufnahme-Anhänger 3.
Der Faden 5 verbindet nicht nur den Anhänger 3 und den Filterbeutel 2,
sondern verbindet den Anhänger 3 mit
dem Filterbeutel 2 auch auf solche Weise, dass er entfernt werden
kann, und zwar durch eine in dem Faden 5 hergestellte Schlaufe 62,
die in den Aufnahme-Anhänger 3 greift
und in der nachstehend beschriebenen Weise wirkt.
-
Die
Maschine 1 hat ein Rad 6 (s. 2)
mit einer Anzahl von im wesentlichen an seinem Rand angeordneten
radialen Greifern 7. Das Rad ist umgeben von einer Reihe
von Betriebsstationen, jeweils genannt: Aufnahmestation der halbfertigen
Produkte 8; Faltstation 9 der halbfertigen Produkte;
erste und zweite Stationen 10, 11 zum Formen des
oberen Endes 12 des Filterbeutels 2; Schneidstation 13 des
Fadens 5; Zuführstation 14 des
Anhängers 3;
Verknotungsstation 15.
-
Das
Rad 6, angetrieben auf solche Weise, dass es sich mit Winkelschritten
in nur einer Richtung um seine Symmetrieachse 16 dreht,
wirkt nach und nach mit jeder der Betriebsstationen zusammen, bis das
fertige Produkt (Filterbeutel 2 mit entsprechendem Aufnahme-Anhänger 3 und
einem Verbindungsfaden 5, gewunden um den Filterbeutel 2 und
gehalten durch den Anhänger 3 mit
Hilfe der Schlaufe 62 in dem Faden 5, die in eine
Kerbe 65 in dem Anhänger 3 eingesetzt
ist – s. 6, 7 und 7a) aus
einem halbfertigen Produkt 20 erhalten ist, das in einem
Abschnitt 17 der Maschine 1 vorbereitet wird, der
sich stromaufwärts
der Aufnahmestation 8 befindet, und zwar unter Anwendung
von Verfahren, welche in der vorliegenden Patentanmeldung nicht
beschrieben werden, da sie nicht Teil des Gegenstandes der vorliegenden
Erfindung sind.
-
Spezifisch
in der Aufnahmestation 8 empfängt die Maschine 1 in
der Zuführrichtung 18,
im wesentlichen tangential zu dem Rad 6, die halbfertigen Produkte,
bestehend aus geradlinigen ausgestreckten, schlauchförmigen Abschnitten 20 aus
Filterpapier, wobei die genannten halbfertigen Produkte: durch Falten
der Bögen
aus Filterpapier (zugeführt von
Rollen 20n) erhalten sind; wobei sie an beiden Enden offen
sind; und wobei sie zwei Dosierungen 19 eines Aufgussproduktes
enthalten, die entlang der Zuführrichtung 18 einen
entsprechenden Abstand voneinander haben. In diesem Falle wird Bezug
genommen auf die Herstellung des klassischen Zweikammer-Beutels.
-
Die
Aufnahmestation 8 ist mit einem virtuellen Aufnahmetisch 21 für die Abschnitte 20 versehen, beschrieben
durch drei aufeinanderfolgende Auflageflächen 22, 23 und 24 (s. 8 und 9).
-
Zwei
Auflageflächen 22, 24 sind
feststehend und eine hinter der anderen tangential zu der Aufnahmerichtung 18 positioniert,
so dass sie die beiden Enden des Abschnittes 20 tragen.
Die dritte Auflagefläche 23,
angeordnet zwischen den anderen beiden, ist quer durch die Aufnahmerichtung 18 des
Abschnittes 20 beweglich, synchronisiert mit der Zuführung des Abschnittes 20,
so dass sie unmittelbar vor der Ankunft der Abschnitte 20 an
der Aufnahmestation 8 zu den beiden feststehenden Auflageflächen 22, 24 ausgerichtet
ist.
-
Angeschlossen
an die Aufnahmestation 8 enthält die Maschine 1 die
Faltstation 9 für
die halbfertigen Produkte 20. Letztere hat zwei kontinuierliche
Wände 25, 26,
deren Enden die feststehenden Auflageflächen 22, 24 der
Aufnahmestation 8 einschliessen, und welche sich auf solche
Weise erstrecken, dass sie allmählich
zu einem Bereich dicht am Rande des Rades 6 konvergieren.
Es ist ebenfalls ein Greifelement 27 vorhanden, angeordnet
gegenüberliegend
der beweglichen Auflagefläche 23 und
im Verhältnis
zu dem Abschnitt 20 auf der entgegengesetzten Seite von
der, welche Kontakt mit der beweglichen Auflagefläche hat.
-
Das
Greifelement 27 und die bewegliche Transportfläche 23 haben
passrechte operative Enden, die auf solche Weise geformt sind, dass,
wenn sie in einem zwischen den entgegengesetzten Enden des Abschnitts 20 liegenden
Bereich zusammengeklemmt werden, sie eine „W"-förmige
Falte 28 bilden, welche die beiden verschiedenen Kammern
in dem Filterbeutel 2 voneinander trennt. Das Greifelement 27 und
die bewegliche Auflagefläche 23 können sich auch
zusammen zwischen den Wänden 25, 26 bewegen,
beide zu dem Rad 6 hin und von diesem fort.
-
Die
Faltstation 9 enthält
ebenfalls zwei bewegliche Gegenhalter 29 mit operativen
Enden (9a), die auf solche Weise geformt
sind, dass sie sich mit einem passrechten Profil in den feststehenden
Wänden 25, 26 verbinden,
wobei sie einen Zwischenraum 91 bilden, in welchem die
offenen entgegengesetzten Enden des schlauchförmigen Abschnittes 20,
welcher das Aufgussprodukt enthält, auf
solche Weise geklemmt werden, dass das Produkt 19 am Austreten
gehindert wird. Die genannten Gegenhalter 29 sind beweglich,
synchronisiert mit der Bewegung des Greifelementes 27 und
der diesem gegenüberliegenden
beweglichen Auflagefläche 23.
-
In
der Faltstation 9 wird jeder Abschnitt 20 (s. 3A),
nachdem er auf den Auflageflächen 22, 23, 24 aufgenommen
worden ist, zunächst
zwischen der beweglichen mittleren Auflagefläche 23 und dem Greifelement 27 festge klemmt,
um eine „W"-förmige Falte 28 zu
bilden, und dann zwischen die offenen Zinken 30 eines Greifers 7 transferiert,
welcher sich bis an die Faltstation 9 verschoben hat. Während dem
genannten Transfer wird der Abschnitt 20, anfangs in einer
linearen Konfiguration, allmählich
in einem Winkel positioniert, und zwar mit den Kammern des Filterbeutels 2 eine
gegen die andere gefaltet (s. 3B). Beim Übergang
von dem anfänglichen
Zustand zu dem Endzustand gleiten die entgegengesetzten Enden des
schlauchförmigen
Abschnitts 20 an den feststehenden Wänden 25, 26 entlang,
festgeklemmt zwischen letzteren und den Gegenhaltern 29,
so dass sie, wie bereits erwähnt,
geschlossen bleiben und das Austreten des Produktes aus dem Filterbeutel 2 verhindern.
Wie in 2 gezeigt ist, wird der Faden 5 zum Anbringen
des Anhängers 3 an dem
Filterbeutel 2 kontinuierlich zwischen der Faltstation 9 und
dem Rad 6 zugeführt.
Der Faden 5 wird gegenüberliegend
der Station durch die Zinken 30 der verschiedenen Greifer 7 gehalten,
und zwar durch insgesamt mit 31 bezeichnete Halteelemente, welche
an dem Rad 6 an beiden Seiten der Greifer 7 befestigt
sind, von den Zinken 30 getragen werden und seitliche Vorsprünge 32 des
Greifers 7 enthalten, welche sich zu dem Faden 5 hin
erstrecken.
-
Die
Halteelemente 31 des Fadens 5 enthalten Reibflächen, die
einander gegenüberliegend
angeordnet und elastisch durch ein Federelement 32m getrennt
sind, welches bei einer vorgezogenen Ausführung aus einer Blattfeder
besteht, hergestellt aus einer elastischen, flexiblen Lamelle, die
an dem Vorsprung 32 auf solche Weise befestigt ist, dass
sie einer elastischen Verformung unterzogen wird, wenn sie gebogen
ist, und ständig
gegen den Vorsprung 32 drückt. Der Faden 5 wird
durch Reibung zwischen den sich gegenüberliegenden Reibflächen der
Lamelle und des Vorsprungs 32 gehalten und bleibt, obwohl
er frei ist, tangential zu den Reibflächen zu gleiten, zurückzuführen auf
die Zugbewegung, die auf diesen durch die Umdrehung des Rades 6 ausgeübt wird,
welches ihn von einer Spule 37 abwickelt, ständig zwischen
den aufeinanderfolgenden Halteelementen 31 eines Greifers 7 gespannt.
-
Zwischen
dem Greifer 7 an der Faltstation 9 und dem in
der angrenzenden Position angeordneten nächsten Greifer in der Drehrichtung
des Rades 6 (eine der ersten Formstation 10 entsprechende
Position) hat die Maschine 1 Zuführmittel für den Faden 5, welche
(2a) eine Gabel 33 mit ausgestreckten Zinken 34 enthält, welche
parallel zu der Drehachse 16 des Rades 6 angeordnet
sind und horizontal hervorstehend durch einen Arm 35 getragen
werden, welcher in der vertikalen Ebene zwischen einer Ruheposition,
in welcher die Zinken 34 ausserhalb des Randes des Rades 6 angeordnet
sind, und einer Betriebsposition, in welcher die Zinken 34 innerhalb
des Randes des Rades 6 angeordnet sind, zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Greifern 7 an dem Rad schwingt.
-
Die
Zinken 34 haben flache seitliche Flächen 36, die zu Spitzen 67 auslaufen,
welche jeweils an zwei aufeinanderfolgende Greifer 7 an
dem Rad 6 angrenzen. Wenn der Arm 35 schwingt
und die Zinken 34 aus der Ruheposition in die Betriebsposition innerhalb
des Rades 6 bringt, fangen die Zinken 34 den zwischen
den Halteelementen 31 von zwei aufeinanderfolgenden Greifern 7 angeordneten
Faden 5 ab und geben ihm eine segmentierte Konfiguration,
in welcher abwechselnde Abschnitte des Fadens 5 in Richtungen
vorhanden sind, die vorzugsweise dem Radius und einer Kreissehne
des Rades 6 entsprechen. Diese Konfiguration erlaubt eine
beachtliche Verlängerung
des Fadens 5, welcher der durch die Reibflächen der
Halteelemente 31, die Flächen 36 und die Spitzen 67 ausgeübten Haltewirkung
unterzogen ist.
-
Das
Zusammenwirken des Fadens 5 mit der Faltstation 9 ist
auch in den 8 und 9 gezeigt.
Insbesondere zeigen beide, dass während des Faltens eines schlauchförmigen Abschnittes 20 der Faden 5 von
der Zuführspule 37 abgewickelt
wird, wobei er zwischen den Halteelementen 31 an den offenen
Zinken 30 des Greifers 7 gespannt bleibt (der sich
in die Position unterhalb der Faltstation 9 bewegt hat)
und ebenfalls durch die Zuführmittel 33, 34 gespannt
gehalten wird, welche ihn am Zurückgleiten hindern,
durch die bewegliche Auflagefläche 23 abgefangen
wird (angeordnet zwischen dem schlauchförmigen Abschnitt 20 und
dem Rad 6), und von der Spule 37 abgewickelt wird,
während
er durch die Zinken 30 des Greifers 7 gezogen
und um die Kante des Filterbeutels 2 gewunden wird.
-
Da
die bewegliche Auflagefläche 23 aus
zwei Elementen mit gegenseitigem Durchdringen besteht, parallel
zu der Drehachse 16 des Rades 6 und beweglich
im Verhältnis
zueinander, wird, die Freigabe der beiden Elemente steuernd, die
bewegliche Auflagefläche 23 durch
die Verschiebung von wenigstens einem der beiden Elemente von dem
Rad 6 gelöst, ausgeführt in Übereinstimmung
mit der Drehachse 16. Die Auflagefläche 23 läuft dann
in die Aufnahmestation 8 zurück, während das Rad 6 weiter
in Richtung der ersten Formstation 10 für das obere Ende 12 des
Filterbeutels 2 bewegt wird, mit dem Filterbeutel 2 zwischen
den geschlossenen Zinken 30 des Greifers 7 geklemmt
(3B).
-
In
der ersten Formstation 10 werden durch Abfangen in bekannter
Weise mit feststehenden Anschlagelementen, angeordnet an der Aussenseite des
Rades 6, zwei Seitenfalten 38 des oberen Endes 12 gebildet
(s. 3B und 7).
-
In
der zweiten Formstation 11, erreicht, wenn das Rad 6 einen
weiteren Winkelschritt ausgeführt hat,
werden die oben erwähnten
Seitenfalten 38 durch das Formen einer dritten, mittleren
Falte 39 erneut um sich selbst gefaltet (s. 3C und 7), ebenfalls
unter Verwendung bekannter Anschlagelemente, die hier nicht gezeigt
sind.
-
Am
Ausgang der zweiten Formstation 11 bildet das obere Ende 12 des
Filterbeutels 2 einen Winkel von ungefähr 90° zu dem Rest des in dem Greifer 7 gehaltenen
Filterbeutels 2 und ist nach vorwärts in Übereinstimmung mit der Drehrichtung
des Rades 6 angewinkelt. Bezüglich des Fadens 5 kann
bemerkt werden, dass er in dem augenblicklichen Zustand durch die
Halteelemente 31 auf jeder Seite des Greifers 7 (Vorsprünge 32 und
Federn 32m) und durch die entsprechenden Zinken 30 gespannt
gehalten wird. Ausserdem läuft
ein im wesentlichen geradliniger Abschnitt des Fadens entlang einer
Kreissehne des Rades 6 und zwischen dem in der zweiten
Formstation 11 unten liegenden Greifer 7 und dem
nächsten,
angrenzenden Greifer 7 nach der Drehrichtung des Rades 6 (s. 2)
durch die Schneidstation 13.
-
Die
Schneidstation 13 ist aktiviert, bevor der sich in der
zweiten Formstation 11 in Wartestellung befindliche Greifer 7 vorwärts in Richtung
der Zuführstation 14 des
Anhängers 3 bewegt
wird. Somit, wenn der oben erwähnte
Greifer 7 die Zuführstation 14 der
Anhänger 3 erreicht,
ist der Filterbeutel 2 von einem Teil 4 des Fadens
umgeben, welcher Abschnitte 40 hat, die zwischen den Federelementen 32m und
den Zinken 30 gespannt gehalten sind, und welcher von dem
ununterbrochenen Faden 5 getrennt ist und noch an den Greifern 7 befestigt
ist, welche ihm entlang dem Rad 6 folgen.
-
In
der Zuführstation 14 des
Anhängers 3 wird der
Greifer 7 leicht geöffnet
und unverzüglich
wieder geschlossen, so dass seine Zinken 30 ein Ende des Anhängers 3 greifen,
welcher dann dicht gegen den Filterbeutel 2 gehalten wird
(s. 3D).
-
Kurz
gesagt, wird an dem Ausgang der Zuführstation 14 der Anhänger 3 der
Filterbeutel 2 zwischen den geschlossenen Zinken 30 des
Greifers 7 gehalten; das obere Ende 12 des Filterbeutels 2 ist im
Verhältnis
zu der Drehrichtung des Rades 6 nach vorn gebogen; der
Anhänger 3 ist
zurück
gebogen und der Teil 4 des Fadens 5, gewickelt
um den Filterbeutel 2 und gehalten durch den Greifer 7,
hat zwei Abschnitte 40, welche aus dem Greifer 7 austreten und
zwischen den beiden Zinken 30 des Greifers 7 und
den angrenzenden Federelementen 32m an den seitlichen Vorsprüngen 32 gespannt
gehalten werden.
-
Die
Verknotungsstation 15 enthält eine Verknotungsvorrichtung 42 (10, 11)
mit zwei Arbeitsköpfen 41,
welche an jeder Seite des Filterbeutels 2 positioniert
sind, wenn das Rad 6 anhält, und welche insbesondere
gleichzeitig den Teil 4 des Fadens 5 an dem Anhänger auf
der einen Seite und an dem oberen Ende 12 des Filterbeutels 2 auf
der anderen anbringen.
-
Unter
Bezugnahme auf die 10 und 11, von
A bis I, kann gesehen werden, dass jeder der beiden Arbeitsköpfe 41 der
Verknotungsvorrichtung 42 einen Anschlag 43 für den Anhänger 3 enthält (oder
für das
obere Ende 12 des Filterbeutels 2, abhängig davon,
welcher Arbeitskopf 41 in Betracht gezogen wird), einen
Presskörper 50,
einen Gegen halter 44, eine Nadel 45, Positioniermittel
für den
Faden 5, Mittel 54 zum Einfädeln des Fadens 5 und
Mittel zum Richten des Anhängers 3 und
den oberen Endes 12 des Filterbeutels 2, jeweils
bezeichnet mit 58a und 58b.
-
Die
Anschlagelemente 43 sind vorzugsweise fest miteinander
verbunden in einem einzigen Block, und insbesondere hat jedes einen
längsverlaufenden Hohlraum 46,
der dieses durchläuft,
oder eine gleichwertige Rille mit einer offenen Seite, welche geradlinig
und auf solche Weise ausgebildet ist, dass sie zu der Form der Nadeln 45 passt.
Diese Anschlagelemente 43 sind beweglich durch die Ebene,
in welcher das Rad 6 liegt, und zwar zwischen einer ersten
Betriebsposition, in welcher eins derselben sich im Kontakt mit
dem Anhänger 3 befindet,
während
das andere mit dem oberen Ende 12 des Filterbeutels 2 im Kontakt
ist, und einer Ruheposition, in welcher die genannten Anschlagelemente 43 parallel
zu der Drehachse 16 des Rades 6 bewegt werden,
in eine Position, die dazu bestimmt ist, nicht die Umdrehung des
Rades 6 zu behindern.
-
Der
Presskörper 50 (vorzugsweise
ein einziger Körper
für den
Anhänger 3 und
das obere Ende 12 des Filterbeutels 2) ist zwischen
dem Rad 6 und den Gegenhaltern 44 positioniert
und ist beweglich in einer radialen Richtung zu dem Rad 6 zwischen
einer Ruheposition, in welcher er sich von dem Rand des Rades 6 so
weit wie möglich
entfernt befindet, und einer Betriebsposition, in welcher er so
dicht wie möglich und
in der Nähe
des Anschlagelementes 43 angeordnet ist. Ausserdem weist
er zwei gebogene Kontaktflächen 48 auf,
welche mit dem Anhänger 3 und
dem oberen Ende 12 des Filterbeutels 2 in Kontakt
kommen, wobei die genannten Flächen
an einer Spitze 49 zusammenlaufen, die im wesentlichen
zu der Achse des sich in Wartestellung in der Verknotungsstation 15 befindlichen
Greifers 7 ausgerichtet und dazu bestimmt ist, sich zwischen
den Anhänger 3 und
das obere Ende 12 des Filterbeutels 2 einzuschieben
und diese in der Position auseinander zu halten, in welcher sie
so dicht wie möglich
an dem Rad liegt (a. 4E-4E-1 und 10 und 11).
Die gebogenen Flächen 48 sind
asymmetrisch und weisen unterschiedliche Abstände von der Drehachse 16 des
Rades 6 auf. Diese Eigenschaft erlaubt es dem Faden 5,
an Punkten des Anhängers 3 und
des oberen Endes 12 des Filterbeutels verknotet zu werden,
die sich mit unterschiedlichen Abständen von den Enden der Zinken 30 des
Greifers 7 angeordnet befinden, wobei des dem oberen Ende 12 des
Filterbeutels 2 erlaubt ist, auf solche Weise festgezogen
zu werden, dass ein einziger Knoten alle drei Falten 38 und 39 des
oberen Endes 12 festzieht (s. 7).
-
Jeder
Gegenhalter 44 enthält
einen Trägerkörper 47,
in welchen durchgehende Bohrungen 72 für die Nadeln 45 eingearbeitet
sind, ausgerichtet zu dem längsverlaufenden
Hohlraum 46 in den Anschlagelementen 43 darüber und
zu den Bohrungen 78 in dem Presskörper 50. Angeschlossen
an den Trä gerkörper 47 sind
zwei elastische Lamellen 68, 69 mit versetzter
Befestigung, deren Endabschnitte 70 und 71 sich
an den entsprechenden freien Enden zu den Nadeln 45 hin
erstrecken.
-
Die
Gegenhalter 44 sind, entsprechend synchronisiert mit dem
Betriebszyklus der Maschine 1, beweglich zwischen einer
Betriebsposition, in welcher der Presskörper 50 sich im Kontakt
mit dem Anhänger 3 und
dem oberen Ende 12 des Filterbeutels 2 befindet,
im Kontakt mit den Anschlagelementen 43, und einer Ruheposition,
in welcher sie von dem Rad 6 entfernt positioniert sind,
so dass sie nicht auf die Umdrehung des Rades 6 einwirken.
Jede Nadel 45 (4, 10 und 11)
hat ein erstes und ein zweites Öhr 51, 52,
angeordnet mit unterschiedlichen Abständen von der Spitze. Die Öhre 51, 52 befinden
sich an dem Rand der Nadeln 45, haben eine offene Seite
und sind auf solche Weise angewinkelt, dass sie zwei querverlaufende
Ebenen der Nadel 45 belegen, die durch die Längsachse
der Nadel 45 gehen und im rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
Jede Nadel 45 ist ausserdem beweglich, wobei sie in der
Lage ist, sich in beiden Richtungen entlang ihrer Längsachse
zu verschieben und sich um die genannte Achse zu drehen (s. 4E, 1-4).
-
Die
Positioniermittel für
den Faden 5 enthalten die Zinken 30 des Greifers 7,
die angrenzenden Vorsprünge 32 und
das Blattfederelement 32m. Die 3 und 10 zeigen, wie
jeder Abschnitt 40 des Fadens (gezeigt als unterbrochene
Linie), welcher aus den geschlossenen Zinken 30 des Greifers 7 austritt,
gespannt ist, und zwar in einer festgelegten Position zwischen den
Zinken 30 und den Halteelementen 31, wobei er,
wie nachstehend erklärt
ist, auf der einen Seite vor dem längsverlaufenden Hohlraum 46 in
dem Anschlagelement 43 für den Anhänger 3 und auf der
anderen Seite vor dem entsprechenden Hohlraum 46 in dem
Anschlagelement 43 für
das obere Ende 12 des Filterbeutels 2 positioniert wird.
-
Die
Einfädelmittel
enthalten zwei gebogene Abfangelemente 54 in Form eines
Kreisbogens (eins für
jeden der Arbeitsköpfe 41)
an einem entsprechenden Arm 55, welcher sich um eine Drehmitte 56 dreht,
die im wesentlichen mit der Bogenmitte des entsprechenden Abfangelementes 54 übereinstimmt.
-
Jedes
Abfangelement 54 wird durch entsprechende und hier nicht
gezeigte Antriebsmittel bewegt, und zwar auf solche Weise, dass
es aus einer Ruheposition an der Seite des Abschnittes 40 des Fadens 5 in
eine Betriebsposition bewegt wird, in welcher das freie Ende 57 den
Abschnitt 40 des Fadens 5 abfängt und sich in das der Spitze
nächstliegende Öhr 51 der
Nadel 45 einschiebt (4E-4) und
durch dieses hindurchgeht.
-
Die
Richtmittel für
den Anhänger 3 und
das obere Ende 12 des Filterbeutels 2 bestehen
aus Zapfen 58a, 58b, die sich pa rallel zu der
Drehachse 16 des Rades 6 erstrecken und durch
geeignete Antriebsmittel bewegt werden. Einer der Zapfen 58a hat ein
zugespitztes Profil, wobei er eine Kante 66 bildet, dazu
bestimmt, den Anhänger 3 gegen
eine erste Kontaktfläche 48 des
Presskörpers 50 zu
drücken. Der
andere Zapfen 58b hat vorzugsweise ein zylindrisches Profil,
wird durch einen Hebel 59 getragen und ist dazu bestimmt,
die nachstehend beschriebenen Aufgaben auszuführen.
-
Die 10 und 11 zeigen,
wie der Zapfen 58a für
den Anhänger 3 durch
entsprechende Antriebsmittel parallel zu sich selbst und entlang
einer gebogenen Bahn 60 bewegt wird, im wesentlichen monoton
und begrenzt durch zwei Endpositionen, in einer von welchen der
Zapfen 58a den Anhänger 3 gegen
den Presskörper 50 drückt und
zu der Biegung in dem Anhänger
entlang der Kontaktfläche 48 beiträgt; der
Zapfen 58a erreicht die zweite Endposition, wenn der Anhänger 3 sich
in einer flachen Konfiguration befindet, begünstigt durch die Vorwärtsbewegung
des Zapfens 58a in Richtung des Presskörpers 50, welcher
sich in der Zwischenzeit zurück
in seine Ruheposition bewegt.
-
Dagegen
hat der Zapfen 58b für
das obere Ende 12 des Filterbeutels 2 eine komplexe
gebogene Bahn 61 (11M),
enthaltend Bögen
mit veränderbaren
Konkavitäten,
die sich entlang ihrem Verlauf einander gegenüberliegen, und zwar aus Gründen, die
in der nachstehenden Beschreibung erklärt werden.
-
Praktisch
kann der Betrieb der Verknotungsstation 15 unter Bezugnahme
auf die Diagramme in den 4E-1/5E-6 beschrieben werden, sowie mit Hilfe der 10 und 11,
beginnend bei dem Ausgangszustand, in welchem: (11A) der Presskörper 50 und die Gegenhalter 44 sich
in dem maximalen Abstand von dem Rand des Rades 6 befinden;
die Abfangelemente 54 in ihre Ruheposition zurückgezogen
sind und ihre Enden 57 den maximalen Abstand von den Nadeln 45 haben;
die Anschlagelemente 43 und die Zapfen 58a, 58b von
der Ebene, in welcher das Rad 6 liegt, in eine Richtung
parallel zu der Drehachse 16 des Rades bewegt werden, und
in eine Position, in welcher sie nicht dessen Umdrehung behindern,
und das Rad 6 einen Greifer 7 durch die Verknotungsstation 15 in
Richtung einer Wartekonfiguration bewegt, in welcher der Greifer 7 anhält, mit
den Enden seiner Zinken 30 an dem Filterbeutel 2 geklemmt
und im wesentlichen in einer zu dem Rad 6 radialen Richtung
zu der Spitze 49 des Presskörpers 50 ausgerichtet
ist (11B). In dem genannten Ausgangszustand
werden die Abschnitte 40 des Fadens 5 (gezeigt
mit einer unterbrochenen Linie in 10) zwischen
den Enden der Zinken 30 und den entsprechenden seitlichen
Vorsprüngen 32 gespannt
gehalten, angeordnet jeweils auf derselben Seite wie der Anhänger 3 und
auf derselben Seite wie das obere Ende 12 des Filterbeutels 2 (3D und 11A).
-
Ausgehend
von dieser Gesamtkonfiguration beginnt der Presskörper 50,
sich in die Position zu bewegen, in welcher er so dicht wie möglich an
dem Rad 6 ist, wobei er die Spitze 49 in dem Raum
zwischen dem Anhänger 3 und
dem oberen Ende 12 des Filterbeutels 2 positioniert
(4E und 11B). Während sich
der Presskörper 50 über eine
bestimmte Länge
seines Hubs in Richtung der Position bewegt, in welcher er sich
so dicht wie möglich
an dem Rad befindet, bewegen sich die beiden Gegenhalter 44 darunter
und die ausgestreckten Zapfen 58a, 58b vorwärts und
parallel zu der Drehachse 16 des Rades 6, wobei
sie auf der einen Seite des Greifers 7 zwischen einen Abschnitt 40 des
Fadens und den Anhänger 3 und
auf der anderen Seite des Greifers 7 zwischen den anderen
Abschnitt 40 des Fadens und das obere Ende 12 des
Filterbeutels 2 eingeschoben werden. Während der Endphase des Hubs
des Presskörpers 50 (11C) in Richtung des Rades legen sich das obere
Ende 12 des Filterbeutels 2 und der Anhänger 3 an
die Kontaktflächen 48 des
Presskörpers 50 an,
wobei sie eine entsprechende Bogenform annehmen. Dieser Bogen wird
dem Anhänger 3 aufgezwungen,
der aus einem steiferen Material als der Filterbeutel 2 hergestellt
ist, teils dank des Zapfens 58a, welcher mit der gegenüberliegenden
Fläche 48 des
Presskörpers 50 zusammenwirkt
und sich gleichzeitig in Richtung des Rades 6 bewegt, so
dass der Anhänger 3 durch
das Anlegen an die Kontaktfläche 48 gebogen
wird. Wenn die Anschlagelemente 43 ebenfalls ihre endgültige Arbeitsposition
erreicht haben, während
der Zapfen 58a für
eine kurze Dauer angehalten bleibt, wird der Zapfen 58b für das obere Ende 12 des
Filterbeutels 2 durch den entsprechenden Hebel 59 von
dem oberen Ende 12 des Filterbeutels 2 fort und
zu der Drehmitte 56 des Rades 6 hin bewegt (11C auf der rechten Seite). Während diese Bewegung vervollständigt wird,
fängt der
Zapfen 58b den Abschnitt 40 des Fadens ab, und
zusammen mit einem Vorsprung 76 an dem Anschlagelement 43 zwingt
er den Abschnitt des Fadens, eine kleine Schlaufe 64 zu
bilden, gezeigt mit einer durchgehenden Linie in 10.
An diesem Punkt werden die Abfangelemente 54 gleichzeitig
zu den Nadeln 45 hin verschoben (11D und 11E). Während des
ersten Teils ihrer Bewegung zu den Nadeln 45 greifen die
beiden Abfangelemente 54 die jeweiligen Abschnitte 40 des
Fadens, welche sich daraufhin in einer unterbrochenen gemischten
Linie anordnen, und zwar mit einer Spitze 74 in dem Bereich,
in welchem das Ende 57 der Abfangelemente 54 mit
dem Faden 5 in Kontakt kommt.
-
Nach
einer ersten Strecke des Vorwärtshubs in
Richtung der Nadeln 45 gelangen die Enden 57 der Abfangelemente 54 auf
beiden Seiten des Greifers 7 an die Endabschnitte 70 der
ersten elastischen Lamellen 68, jeweils entsprechend dem
Anhänger 3 und
dem oberen Ende 12 des Filterbeutels 2. In diesem
Zustand wird der Faden 5 mit seinen Spitzen 74 zwischen
den Enden 57 der Abfangelemente 54 und den elasti schen
Lamellen 68 eingeklemmt und gehalten, welche tangential
zu der Bahn der Enden 57 angewinkelt sind, und welche mit
den Abfangelementen 54 in Form von Reibklemmmitteln in
Kontakt kommen.
-
Mit
anderen Worten (11C, 11D) werden
die Abschnitte 40 des Fadens 5 in zwei aufeinanderfolgende
Abschnitte geteilt, getrennt durch die Spitze 74. Ein erster
Abschnitt wird zwischen den Spitzen 74 und den seitlichen
Vorsprüngen
der Zinken 30 des Greifers 7 gespannt gehalten.
Der zweite Abschnitt ist quer über
dem Hohlraum 46 in den Anschlagelementen 43 gehalten.
Natürlich
ist dies auf beide Köpfe 41 angewandt.
Während
die Abfangelemente 54 bei ihrem Vorwärtshub zu den Nadeln 45 für eine kurze
Dauer anhalten, werden die Nadeln 45 entlang der Längsachse
vorwärts
in Richtung des Rades 6 bewegt, und zwar durch den Anhänger 3 und
das obere Ende 12 des Filterbeutels 2 (s. 4E-1, 11C und 11D), und dringen mit beiden Öhren 51, 52 in
die Hohlräume 46 in
den Anschlagelementen 43 ein. Der Winkel der Nadeln 45 um
die Achse ist solcher, dass die Fadenabschnitte in den Hohlräumen 46 mit
dem am weitesten von der Spitze entfernten Öhr 52 der Nadeln 45 erfasst werden.
Wenn der Faden 5 mit dem Öhr 52 erfasst ist,
wird die Verschiebung der Nadeln 45 umgekehrt und die Nadeln 45,
die sich nun in der entgegengesetzten Richtung bewegen (s. 4E-2 und 11D),
zwingen die Abschnitte 40 des Fadens 5, durch
den Anhänger 3 und
das obe re Ende 12 des Filterbeutels 2 zu gehen,
wobei sie entsprechende Schlaufen 62 bilden, in welchen
der Faden 5 verdoppelt ist (4E-2 und 11E). Eine anschliessende Umdrehung der Nadeln 45 um
ihre Längsachsen
durch einen Winkel von wenigstens 180° oder auch grössere Winkel,
zum Beispiel ein Mehrfaches des genannten Winkels (s. 4E-3), erlaubt dem Faden 5, um sich selbst
gedreht zu werden, wobei die Schlaufe 62 gespannt und festgezogen
wird, welche, wenn sie festgezogen ist, den Faden 5 dicht
an dem der Spitze nächstliegenden Öhr 51 anordnet und
es dem Öhr 51 gleichzeitig
erlaubt, im Verhältnis zu
der Bahn der Abfangelemente 54 ausgerichtet zu werden.
-
Nach
dem genannten Ausrichten fahren die Abfangelemente 54 mit
ihrer Vorwärtsbewegung
(s. 4E-4 und 11F)
in Richtung der Nadeln 45 fort und führen den Abschnitt des Fadens 5 zwischen den
Spitzen 74 und den seitlichen Vorsprüngen 32 durch die
Schlaufen 62, wobei sie den Faden 5 verknüpfen (auf
solche Weise, dass er, wenn er festgezogen ist, einen Knoten 63 bildet),
verursacht durch den Schub der Abfangelemente 54, welche
den Faden 5 durch die der Spitze der Nadeln 45 nächstliegenden Öhre 51 führen. Nach
dem Durchlaufen der Schlaufen 62, wenn sich die Abfangelemente 54 zum Ende
ihres Hubes hin bewegen, wird der Faden 5, geschoben durch
die Enden 57, zwischen die Endabschnitte 71 der
zweiten elastischen Lamellen 69 und die entsprechenden
gegenüberliegenden
Kontaktflächen 77 des
Trägerkörpers 47 gedrückt. Nachdem
sie die Endposition erreicht haben, in welcher sie so dicht wie
möglich
an den Nadeln 45 sind, kehren die Abfangelemente 54 ihre
Bewegungsrichtung um, und während
sich die Enden 57 allmähliche
von der zweiten elastischen Lamelle 69 lösen (11G), wird der Faden 5 freigegeben und
bleibt zwischen dem Ende 71 der zweiten elastischen Lamelle 69 und
der Oberfläche 77 des
Trägerkörpers 47 gehalten,
welche sich im Kontakt miteinander befinden.
-
Ein
Schwingen der Nadeln 45 in Längsrichtung zu den entsprechenden
Achsen (s. wieder 4E-4) gibt die Schlaufen 62 aus
den Öhren 52 frei,
die am weitesten von den Spitzen der Nadeln 45 entfernt
sind, und erlaubt das Erhalten der in 5E-5 dargestellten
verknüpften
Konfiguration, wo das freie Ende des Fadens 5, wie gezeigt,
durch den Trägerkörper 47 (11G) gehalten wird. An diesem Punkt entfernen
sich die Gegenhalter 44 und der Presskörper 50 von dem Rad 6 in
einer radialen Richtung und zu dem Punkt hin, welcher deren Ruheposition
entspricht. Als Ergebnis dieser Verschiebung wird der zwischen der
zweiten elastischen Lamelle 69 und der Oberfläche 77 des
Trägerkörpers 47 gehaltene
Fadenabschnitt zunächst
gezogen, wobei er allmählich
die verknüpfte
Konfiguration festzieht und somit den Knoten 63 bildet,
und dann, wenn die Bewegung der Gegenhalter 44 und des
Presskörpers 50 fortfährt, löst sich
der Fadenabschnitt von der zweiten elasti schen Lamelle 69 und
bleibt in dem Raum zwischen dem Rad 6 und dem Trägerkörper 47 (11H) hängen.
Da die zweiten elastischen Lamellen 69 im Verhältnis zu
den beiden Arbeitsköpfen 41 der
Verknotungsstation 15 mit unterschiedlichen Abständen von
der Drehachse 16 des Rades 6 angeordnet sind,
erfolgt der Übergang
der beiden Abschnitte 40 des Fadens in den hängenden
Zustand in zwei getrennten Phasen, so dass geeignete Luftblasmittel 90,
die aufeinanderfolgend aktiviert werden, auf die hängenden
Abschnitte des Fadens 5 blasen und es erst dem einen und
dann dem anderen erlauben, in dem Raum zwischen dem Anhänger 3 und dem
oberen Ende 12 des Filterbeutels 2 aufgenommen
zu werden (11H und 11I).
-
An
dem das obere Ende 12 des Filterbeutels 2 betreffenden
Arbeitskopf 41 folgt der ausgestreckte Zapfen 58b seiner
Bahn 61 von der Drehachse 16 des Rades 6 fort
(11L). Entlang der Endstrecke der genannten Bahn 61 führt der
Zapfen 58b eine Bewegung aus, welche bewirkt, dass der
Faden 5 das obere Ende 12 und den Anhänger 3 des
Filterbeutels 2 umgibt, und insbesondere, dass die kleine
Schlaufe 64, gebildet durch die Überlänge des Fadens 5,
sich in die Kerbe 65 einfügt (4E-6),
die in der vorangegangenen Zuführstation 14 in
den Anhänger 3 eingearbeitet
wurde (11M). In der genannten Kerbe 65 wird
dann die Schlaufe 64 endgültig freigegeben, und zwar
infolge der Verschiebung des Zapfens 58b parallel zu der
Drehachse 16 des Rades 6, wobei er in seine Ruheposition
geht, in welcher er dem Rad 6 erlaubt, sich frei zu drehen;
dieselbe Bewegung führt
gleichzeitig der den Anhänger 3 betreffende Zapfen 58a aus.
-
In
den anschliessenden Phasen, die in den 5F und 5G gezeigt
sind, werden die vollständig
geformten Filterbeutel 2 weiteren Verarbeitungen unterzogen,
zum Beispiel dem Verpacken in einem schützenden Tütchen 65b, das heisst
Verarbeitungen, die hier nicht beschrieben werden, da sie nicht
Teil der vorliegenden Erfindung sind.
-
Aus
der obigen Beschreibung ist es offensichtlich, dass die Abfangelemente 54 wiederholt
zunächst
mit der ersten elastischen Lamelle 68 zusammenwirken, dann
mit der zweiten elastischen Lamelle 69 und den entsprechenden
gegenüberliegenden Flächen 77 des
Trägerkörpers 47,
wobei sie komplexen zyklischen Belastungen unterliegen, die von
verhältnismässig grosser
Intensität
sind, berücksichtigt man
die kleinen Abmessungen der Abfangelemente 54. Über längere Zeit
könnte
dies zu einigen Nachteilen in Bezug auf ihre mechanische Lebensdauer
und Zuverlässigkeit
führen.
-
Um
solche potentiellen Nachteile zu vermeiden, hat eine alternative
Ausführung,
gezeigt in den 12 und 13, Abfangelemente 54,
die wie eine gebogene Gabel geformt sind, mit zwei Seite an Seite
angeordneten Zinken 101 und 102, welche unterschiedliche
Abmessungen und Formen haben und sich von einem einzigen Körper 100 aus
erstrecken.
-
Eine
erste, grössere
Zinke 101 hat ein freies Ende 104 in Form eines
ausgedehnten Trapez, leicht hervorstehend gegenüber einem sehr viel dünneren freien
Ende 105 der zweiten Zinke 102, welche verjüngt und
dünner
ist als die erste Zinke 101 und einen Vorsprung 103 aufweist,
dazu bestimmt, den Faden 5 abzufangen. Der Vorsprung 103 ist
auf der Seite der zweiten Zinke 102 angeordnet, die von
der ersten Zinke 101 am weitesten entfernt ist, und ist
von dem freien Ende 105 der zweiten Zinke 102 zurückversetzt.
-
Bei
der vorliegenden alternativen Ausführung haben die Zinken 101 und 102 und
der Vorsprung 103 getrennte Funktionen, wobei die zweite Zinke 102 nur
den Faden 5 mitnimmt und die erste Zinke 101 die
zweiten Lamellen 69 zu dem Trägerkörper 47 hin oder von
diesem fort bewegt. Wenn das Abfangelement 54 seine typischen
wechselweisen Bewegungen ausführt,
kann sich die erste Zinke 101, die ein freies Ende 104 hat,
welches weiter hervorsteht als das freie Ende 105 der zweiten
Zinke 102, zwischen die zweiten elastischen Lamellen 69 der Gegenhalter 44 und
den entsprechenden Trägerkörper 47 schieben,
bevor das freie Ende 105 der zweiten Zinke 102 diese
erreicht.
-
Letztere
bewegt sich daher zwischen den zweiten elastischen Lamellen 69 und
dem Trägerkörper 47,
wobei sie den Faden 5 zwischen diesen mitnimmt und ihn
wie beschrieben freigibt, und zwar mit einem Minimum an mechanischer
Belas tung und ohne die zweiten Lamellen 69 zu hemmen oder
ihnen entgegen zu wirken.
-
Die
beschriebene Erfindung kann zahlreichen Änderungen und Varianten unterliegen,
ohne dabei von dem Zweckbereich des erfinderischen Konzeptes abzuweichen.
Ausserdem können
alle Details der Erfindung gegen technisch gleichwertige Elemente
ausgetauscht werden.