JP2015511504A

JP2015511504A - フィルタを製造し、フィルタを、飲料を準備するための一回分カプセルに挿入する装置および方法

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Publication number: JP2015511504A
Application number: JP2014561244A
Authority: JP
Inventors: ホードラーロルフ
Original assignee: RYCHIGER AG
Current assignee: RYCHIGER AG
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2015-04-20
Also published as: CA2866119C; EP2825465B1; US20150020481A1; CA2866119A1; TWI561193B; US9630732B2; EP2825465A1; WO2013134885A1; TW201343116A

Abstract

フィルタを製造し、フィルタを、飲料を準備するための一回分カプセルに挿入するための装置は、シート材料から材料部分を打ち抜き、ビーカ状フィルための形状を成すように材料部分を成形するための打抜きおよび成形装置と、成形されたフィルタをカプセルに挿入するために、加工流れ方向に沿って、打抜きおよび成形装置から離れて配置された挿入装置と、打抜きおよび成形装置から複数の成形されたフィルタを受け取り、受け取ったフィルタを挿入装置へ搬送するための第１の搬送装置（１７５，１７６）と、打抜きおよび成形装置から複数の成形されたフィルタを受け取り、受け取ったフィルタを挿入装置へ搬送するための第２の搬送装置（１７７）と、を備える。第１の搬送装置（１７５，１７６）および第２の搬送装置（１７７）は互いに対して可動である。これにより、打抜きおよび成形装置の複数のフィルタを挿入装置へ供給する際の柔軟性を高めることができる。さらに、隣接する打抜きおよび成形ツールの間および隣接する挿入ツールの間のそれぞれの距離が異なってもよい、打抜きおよび成形装置および挿入装置の形状を可能にする。

Description

本発明は、フィルタを製造し、フィルタを、飲料を準備するための一回分カプセルに挿入する装置に関する。本発明は、さらに、フィルタを製造し、フィルタを、飲料を準備するための一回分カプセルに挿入する方法に関する。

背景技術
飲料を準備するための一回分カプセルが公知である。一回分カプセルは、コーヒー、紅茶またはココアなどの飲料を準備するために使用される物質の所定の分量を含んでいる。物質は、特に粉末状または顆粒状で存在していてよい。ある種の一回分カプセルでは、物質はビーカ状フィルタ内に保持され、フィルタは、物質を受容するための体積を形成するように形成されている。特に、ドリップコーヒーを準備するための一回分カプセルが公知である。この一回分カプセルは、ビーカ状シェルと、シェル内に配置され、少なくともその上縁部に沿ってシェルに取り付けられたビーカ状フィルタと、シェルにシールされ、カプセルを密閉するカバーと、を有している。

ビーカ状フィルタを製造し、フィルタをカプセルに挿入する複数の装置および方法が公知である。

例えば、欧州特許第２０９３１４８号明細書（Opem S.p.A）は、生産ラインに沿ってシェルを次々に前進させるためのコンベヤを有する、飲料を準備するための一回分カプセルを製造するプラントに関する。プラントは、さらに、ろ過材料の個々のビーカ状フィルタを形成し、各ビーカ状フィルタを不透過性シェル内に解放する少なくとも１つのシングル成形および挿入装置と、シェル内での各ビーカ状フィルタの高さを調節する手段と、フィルタの上縁部をシェルの上縁部に溶接する溶接手段と、を有する。

この装置は、かなり複雑な構成のものであり、装置の加工流れ方向に対して垂直な方向でかなりのスペースを必要とする。

独国特許出願公開第１０２００８０２９４７１号明細書（Packaging Technologies）は、カプセルにフィルタを供給する方法及び装置を開示している。フィルタは、硬いストッパによって規定された位置まで高速で供給される。その後、フィルタは、正確に位置決めされ、最終的にカプセルへ供給される。高速の供給は、空気流を用いることによって行われてよく、カプセルへの供給は、ホルダおよびプッシャを使用して行われてよい。

この装置は、フィルタ形成ステーションから、フィルタがカプセルに挿入されかつ取り付けられるラインまでの、形成されたフィルタの供給を必要とする。これは、プラント全体の設置面積の増大を生じ、形成されたフィルタを取り扱うためのかなり複雑な手段を必要とする。

発明の概要
本発明の課題は、設置面積が小さく、構成が単純であり、高いスループットを可能にする、フィルタを製造し、フィルタを、飲料を準備するための一回分カプセルに挿入する装置および方法を提供することである。

発明の解決手段は、請求項１および１２の特徴によって明示されている。本発明によれば、フィルタを製造し、フィルタを、飲料を準備するための一回分カプセルに挿入する装置は、
ａ）シート材料から材料部分を打ち抜き、ビーカ状フィルタの形状を成すように材料部分を成形する打抜きおよび成形装置と、
ｂ）成形されたフィルタをカプセルに挿入するために、加工流れ方向に沿って、打抜きおよび成形装置から離れて配置された挿入装置と、
ｃ）打抜きおよび成形装置から複数の成形されたフィルタを受け取り、受け取ったフィルタを挿入装置へ搬送する第１の搬送装置と、
ｄ）打抜きおよび成形装置から複数の成形されたフィルタを受け取り、受け取ったフィルタを挿入装置へ搬送する第２の搬送装置と、を備え、
ｅ）第１の搬送装置および第２の搬送装置は互いに対して可動である。

一方では打抜きおよび成形のために、他方では挿入のために別個の装置を使用することにより、打抜き、成形および挿入が通常は１つの加工軸線に沿って１つの装置によって行われるシステムと比較して、より高いスループットを達成することができる。互いに対して可動な２つの搬送装置を使用することにより、打抜きおよび成形装置の複数のフィルタを挿入装置へ供給する際の融通性を高めることができる。

フィルタを製造し、フィルタを、飲料を準備するためのカプセルに挿入する対応する方法は、
ａ）第１の装置において、シート材料から材料部分を打ち抜き、ビーカ状フィルタの形状を成すように材料部分を成形するステップと、
ｂ）成形されたフィルタを加工流れ方向に沿って第１の装置から第２の装置へ搬送するステップと、
ｃ）第２の装置において、成形されたフィルタをカプセルに挿入するステップと、を含み、
ｄ）成形されたフィルタを第１の装置から第２の装置へ搬送する際に、隣接する成形されたフィルタの距離が減じられる。

フィルタがビーカ状であることにより、シート材料から打ち抜かれた材料部分は、成形されたフィルタまたはカプセルのものよりも著しく大きな面積を有する。それにもかかわらず、打抜きおよび成形後の距離の減少により、間隔の狭いカプセルの連続した列のようなコンパクトな構成で挿入装置へ供給されるカプセルに、成形されたフィルタを挿入することができる。したがって、例えば、カプセルを成形し、フィルタをシールし、またはカプセルを充填およびシールするための、先行および後続のプロセシングステーションのジオメトリは、打抜きおよび成形装置の高いスペース要求にもかかわらずコンパクトなジオメトリを有し得る。

好適には、打抜きおよび成形装置は、複数の打抜きおよび成形ツールを有し、隣接する打抜きおよび成形ツールの加工位置は互いに対して第１の距離に配置されている。挿入装置は、複数の挿入ツールを有しており、隣接する挿入ツールの加工位置は互いに対して第２の距離に配置されており、第２の距離は第１の距離よりも小さい。

“加工位置”という言い方は、例えば円形のツールの中心に対する、打抜き／成形ツールおよび挿入ツールそれぞれの特定の幾何学的箇所に関する。したがって、前述の距離は、ツールの外側輪郭の間の距離に関するものではなく、ツールのこれらの特定の幾何学的箇所の距離に関するものである。隣接するツールのこれらの幾何学的箇所を接続する線は、あらゆる方向、すなわち軸方向（加工流れ方向に対して平行）または横方向（加工流れ方向に対して垂直）を有してよいまたはこれらの方向に対して角度づけられていてよい。特に、これらの線は、打抜きおよび成形ツールおよび挿入ツールそれぞれに対して同じ方向を有する必要はない。

これにより、フィルタをオフラインで準備し、それらを生産ラインへ供給する必要なしに、様々なツール（挿入と比較した場合の打抜きおよび成形）のためのおよび／または材料部分およびビーカ状フィルタのための様々なスペース要求を考慮することができる。特に、打抜きおよび成形ツールのためのスペース要求は、挿入ツールの配列を決定しない。これにより、挿入装置、および場合によっては（フィルタをカプセルにシールするため、フィルタを充填するためおよび／またはカバーをカプセルにシールするためなどの）挿入装置の下流に配置された別の装置の全幅を減じることができる。

好適な実施の形態において、複数の打抜きおよび成形ツールの加工位置は２つの直線的なラインに沿って配置されており、これらのラインは加工流れ方向で間隔を置かれており、打抜きおよび成形ツールは、２つのラインの第１および第２のラインにおいて交互に配置されている。複数の挿入ツールの加工位置は直線的なラインに沿って配置されており、打抜きおよび成形ツールのそれぞれに１つの挿入ツールが割り当てられており、割り当てられた挿入ツールの加工位置は、加工流れ方向では、それぞれの打抜きおよび加工ツールの加工位置に関して配置されている。したがって、互いに対して可動な２つの搬送装置は、２つのラインに沿って交互に配置されたツールによって打ち抜かれかつ成形されたフィルタを、１つのライン上に配置された挿入ツールへ搬送することができる。特に、ラインは、加工流れ方向に対して垂直に向けられている。打抜きおよび成形ツールのスペース要求により特に必要である場合には、打抜きおよび成形ステーションの３つ以上のラインが設けられてもよい。

したがって、フィルタは、２つの直線的なラインに沿って配置された位置において打ち抜かれかつ成形され、これらのラインは、加工流れ方向で間隔を置かれている。次いで、成形されたフィルタを第１の装置から第２の装置へ搬送する際に、成形されたフィルタは１つの直線的なラインに沿った位置を占めさせられる。

有利には、第１の搬送装置および第２の搬送装置はそれぞれ、成形されたフィルタそれぞれを受容するための複数の座部を有しており、第１の搬送装置の座部と、第２の搬送装置の座部とは、加工流れ方向に対して垂直なラインに沿って互いにずらされている。これにより、２つのラインのうちの第１のラインに配置されたツールによって成形されたフィルタは第１の搬送装置によって受容されてよく、２つのラインのうちの第２のラインに配置されたツールによって成形されたフィルタは第２の搬送装置によって受容される。加工流れ方向に沿って互いに対して２つの搬送装置を移動させることは、次いで、フィルタを加工流れ方向に対して垂直な１つの列にさせる。

好適には、第１の搬送装置の座部と、第２の搬送装置の座部とは、歯が噛み合うような関係にされ得る搬送エレメントの部分に配置されている。これは、搬送装置が接近させられた位置において、座部を有する第１の搬送装置および第２の搬送装置の部分が、加工流れ方向に対して垂直なラインに沿って互いに交互に続くことを意味する。

第１の搬送装置および第２の搬送装置の搬送エレメントが、歯が噛み合うような関係にされ、座部が直線的なラインに沿って配置されるように形成されていると、より一層好ましい。カプセルに挿入されるフィルタを直線的なラインに沿って位置決めすることができることは、挿入を著しく単純にする。特に、フィルタが提供される全てのカプセルは、加工流れ方向に対して垂直に向けられた複数の平行なラインにおいて供給されてよい。

これに代えて、座部は、隣接する座部がまだ互い違い配列になっている最終位置へ接近させられる。

好適な実施の形態において、装置は２つの挿入装置を有しており、挿入装置の一方は、加工流れ方向に沿って打抜きおよび成形ツールの上流に配置されており、挿入装置の他方は、加工流れ方向に沿って打抜きおよび成形ツールの下流に配置されている。したがって、後続の打抜きおよび成形サイクルの成形されたフィルタは、交互に、成形されたフィルタをカプセルに挿入するための第２の装置まで下流へ、および成形されたフィルタをカプセルに挿入するための第３の装置まで上流へ搬送される。

これにより、第１および第２の挿入装置を交互に使用することができる。他方の挿入装置が充填される前に挿入の完了を待つ必要がなく、これは、生産速度をより高める。

これに関して、第１および第２の搬送装置のうちの少なくとも一方に対して可動な第３の搬送装置を有することは特に有利である。第３の搬送装置は、第１および第２の搬送装置とそれぞれ交互に協働してもよい。好適には、第３の搬送装置は、第１の搬送装置と協働するための複数の座部と、第２の搬送装置と協働する複数の別の座部とを有する。これにより、２つの後続の成形サイクルにおいて成形されたフィルタのために、別個の座部が提供される。したがって、他方の座部に保持されたフィルタの挿入がまだ完了していないとしても、フィルタが既に対応する座部へ供給されてよい。

これに代えて、２つの搬送装置は、両方の挿入装置と協働するように配置されていてもよい。

好適な実施の形態において、第１および第３の搬送装置はベースに固定して取り付けられているのに対し、ベースは加工流れ方向で可動である。第２の搬送装置は、加工流れ方向で第１および第３の搬送装置の間の位置において、ベースに対して可動に、ベースに取り付けられている。これは、単純な構成および効率的な作動を可能にする。ベースおよび第２の搬送装置の移動を適切に組み合わせることにより、打抜きおよび成形装置および挿入装置と選択的に協働することができる。

好適には、打抜きおよび成形装置は、打抜きおよび成形方向に可動な打抜きツールと、打抜きツールの中心に同軸に配置されたプランジャとを有し、プランジャは、打抜きツールに対して打抜きおよび成形方向に可動である。

特に、成形ツールは、打抜きおよび成形方向で打抜きツールの下流に配置されており、プランジャは、打ち抜かれた材料部分を成形ツールに通過させ、これにより、ビーカ状フィルタの形状を成すように材料部分を成形し、プランジャはさらに、成形されたフィルタを搬送装置のうちの１つへ搬送する。

したがって、フィルタの打抜きおよび成形は直線的なラインに沿って行われ、成形されたフィルタは、直線的なラインに沿って配置された搬送装置の座部へ搬送される。これは、単純でコンパクトな構成を可能にし、高いスループットを提供する。

その他の有利な実施の形態および特徴の組合せが、以下の詳細な説明および請求項の全体から得られる。

実施の形態を説明するために図面が用いられる。

本発明の装置および方法の１つの態様の主な原理を示している。本発明の装置および方法の１つの態様の主な原理を示している。本発明による装置の実施の形態の斜視図を示している。本発明による装置の実施の形態の断面図を示している。１つの作動段階における装置の搬送機構の斜視図である。１つの作動段階における装置の搬送機構の斜視図である。連続する作動段階における装置の断面図である。連続する作動段階における装置の断面図である。連続する作動段階における装置の断面図である。連続する作動段階における装置の断面図である。連続する作動段階における装置の断面図である。連続する作動段階における装置の断面図である。

図面において同じ構成部材には同じ参照符号が付されている。

好適な実施の形態
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の装置および方法の２つの態様の主な原理を示している。複数の打抜きおよび成形ツールを用いて、シート材料から材料部分が打ち抜かれる。円１０．１〜１０．１０によって示されたこれらの材料部分のサイズ（加えて、材料部分の面積の外側に延びることが要求される打抜き工具および付加的なエレメントの幅）は、打抜きおよび成形ツールの最小限の設置面積を規定する。装置の幅を減じるために、打抜きおよび成形ツールは、加工流れ方向に対して垂直な２つのラインに沿って互い違いのパターンで配置されている。これにより、特にかなり多数の打抜きおよび成形ツールが使用される場合に、所要の幅をほとんど半分にすることができる。

成形されたフィルタの面積は、平坦な打ち抜かれた材料部分の面積よりも著しく小さい。典型的な場合、フィルタの直径は、材料部分の直径の３分の１以下である。したがって、挿入ツールは、円２０．１〜２０．１０によって示された、著しくより小さな面積を必要とする。これにより、挿入ツールは直線的なラインに沿って配置されてよく、互い違いのパターンは必要とされない。したがって、矢印によって示したように、５つの打抜きおよび成形ツール１０．１，１０．３，１０．５，１０．５，１０．７，１０．９において成形されたフィルタは、加工流れ方向に沿って、他の打抜きおよび成形ツール１０．２，１０．４，１０．６，１０．８，１０．１０において成形されたフィルタよりも大きな距離を搬送される。

図１Ｂは、図１Ａの変化態様を示しており、この場合、挿入ツールは打抜きおよび成形ステーションの下流のみならず、その上流にも設けられている。円２１．１〜２１．１０によって示された対応する面積は、下流のステーションのものに対応する。成形されたフィルタは、打抜きおよび成形ステーションの上流に配置された挿入ステーションまたは打抜きおよび成形ステーションの下流に配置された挿入ステーションに供給されてよい。下流および上流の挿入ステーションを交互に用いることにより、システム全体のスループットを増大させることができる。なぜならば、挿入能力が２倍になるからである。図１Ｂに示された全体的なレイアウトは、以下の図面に関連して説明される実施の形態のものに対応する。

図２Ａは、本発明による装置の１つの実施の形態の主要な構成部材の斜視図を示している。図２Ｂは、加工流れ方向を含む鉛直方向平面における断面図を示している。装置１００は、打抜きおよび成形ステーション１２０と、打抜きおよび成形ステーション１２０の上流の第１の挿入ステーション１５０と、打抜きおよび成形ステーション１２０の下流の第２の挿入ステーション１６０と、搬送機構１７０とを有する。

打抜きおよび成形ステーション１２０は、図１に示したように互い違いのパターンで配置された１０個の打抜きおよび成形装置１２１を有する。打抜きおよび成形装置１２１は、打抜きツール１２２を有し、この打抜きツール１２２は、ナイフおよび固定されたマトリックス１２４を備える可動なダイ１２３と、ダイ１２３とは別個に可動な中央プランジャ１３１とを含む。プランジャ１３１の下端部は、僅かに凸状のスキン面を備える円筒の形状を有するパンチを特徴とする。パンチの端面は円形であり、その直径は、成形されるビーカ状フィルタの基部の直径に対応している。

主支持板１２５はステーションの全幅に亘って延びており、その主面は鉛直である。主支持板１２５は、主支持板１２５の両側に配置された２つの鉛直軌道１２６において案内されながら鉛直方向に可動である。主支持板１２５の移動は、モータ１２７ｂによって駆動される駆動軸１２７ａを有するニーレバー機構１２７によって行われる。駆動軸１２７ａは３つのニーレバー１２７ｃの第１の端部に連結されており、ニーレバー１２７ｃの第２の端部は、主支持板１２５に回転可能に支持された別の軸１２７ｄに連結されている。駆動軸１２７ａを約３０度回転させると、主支持板１２５は鉛直軌道１２６に沿って移動する。全ての成形装置１２１の可動なダイ１２３は主支持板１２５に固定されているので、可動なダイ１２３は、モータ１２７ｂおよびニーレバー機構１２７によって操作されてよい。ニーレバー機構１２７は、ダイ１２３の打抜き位置における最大の力の伝達を保証する。

２つの制御板１３２，１３３もステーションの全幅に亘って延びており、鉛直面を有し、別の鉛直軌道において案内されながら、主支持板１２５とは別個に鉛直方向に可動である。２つの制御板１３２のうちの一方は主支持板１２５の第１の側に配置されており、制御板１３３のうちの他方は主支持板１２５の他方の側に配置されている。上端部においてプランジャ１３１は、それぞれの制御板１３２，１３３の対応する凹所と協働するフランジ付き部分を有する。制御板１３２，１３３の移動は、ラック・アンド・ピニオン駆動装置１３４によって駆動される。ラック・アンド・ピニオン駆動装置１３４は、それぞれのピニオン１３４ｂによって駆動される、装置の両側に配置された２つのラック１３４ａを有し、ピニオンは別のモータ１３４ｃによって駆動される。ラック１３４ａは伝達板１３５に取り付けられており、それらの主面は加工流れ方向に延びている。両制御板１３２，１３３は両伝達板１３５に取り付けられている。ラック・アンド・ピニオン駆動装置１３４とは反対の主支持板１２５の側において制御板１３２に取り付けられた伝達板１３５の部分は、独立した鉛直可動性を保証するために主支持板１２５の開口１２５ａを横切っている。

各挿入ステーション１５０，１６０は、２つのピニオン１５１ａ，１６１ａを含むラック・アンド・ピニオン駆動装置１５１，１６１を有しており、各ピニオンはそれぞれ２つのラック１５１ｂ，１６１ｂと協働する。ピニオン１５１ａ，１６１ａは別のモータ１５１ｃによって駆動される。ラック１５１ｂ，１６１ｂは、やはり鉛直軌道において案内される側板１５２，１６２に取り付けられている。さらに、挿入ツール１５３，１６３は、側板１５２，１６２を連結するクロスプレートに取り付けられている。打抜きおよび成形ツールに対する挿入ツール１５３，１６３の配置は、図１Ｂに示されている。挿入ツールは円筒形であり、その直径は、ビーカ状フィルタの基部に対応する。

フィルタ材料のシート３０は、打抜きおよび成形装置１２１のダイ１２３とマトリックス１２４との間に供給される。シート３０は、装置の加工流れ方向に対して斜めの方向に供給される。なぜならば、これは、フィルタ材料のよりよい採取を可能にするからである。

図３Ａおよび図３Ｂは、２つの作動段階における装置の搬送機構１７０の斜視図である。搬送機構１７０は、軸１７１ｂによって結合されかつ別のモータ１７１ｃによって駆動される、装置の両側に配置された２つのピニオン１７１ａを含むラック・アンド・ピニオン駆動装置１７１を有する（図２Ａ，図２Ｂ参照）。ピニオン１７１ａは、搬送機構１７０の側板１７２の延長部に取り付けられた対応するラック１７１ｄを駆動する。側板１７２は、加工流れ方向に沿って、水平方向に延びた直線軌道１７３において案内される（図２Ａ参照）。側板１７２の間には台板１７４が取り付けられており、その主面は水平面において延びている。台板１７４は、搬送機構１７０が据え付けられたときに装置の加工領域にわたって延びる２つの細長い開口１７４ａ，１７４ｂを有する。第１の水平な保持板１７５は第１の開口１７４ａと協働し、第２の水平な保持板１７６は第２の開口１７４ｂと協働する。両保持板１７５，１７６は、台板１７４に堅く取り付けられた基部１７５ａ，１７６ａを有しており、保持板１７５，１７６と台板１７４との間にはスペーサ１７５ｂ，１７６ｂが挟まれている。保持板１７５，１７６は、さらに、基部１７５ａ，１７６ａから延びた５つの座部１７５ｃ，１７６ｃをそれぞれ有する。座部１７５ｃ，１７６ｃは円形のボア１７５ｄ，１７６ｄを有しており、その寸法は、成形されたフィルタの寸法に適応させられており、ボア１７５ｄ，１７６ｄに部分的に挿入されたフィルタが、フィルタ材料の弾性により、その僅かに円錐形の側面によってそれぞれのボアに保持されるようになっている。２つの保持板１７５，１７６の座部の位置は、互い違いになっている。

搬送機構１７０は、さらに、可動な保持板１７７を有しており、この可動な保持板１７７は、中央部分１７７ａと、加工流れ方向および加工流れ方向とは反対方向の両方において、すなわち中央部分１７７ａの前側および後側において、５つの座部１７７ｂ，１７７ｃとを有する。座部の寸法はちょうど、台板１７４に固定された保持板１７５，１７６の座部のものである。座部は互い違いの関係に配置されており、前方の保持板１７５の座部１７５ｃに面した座部１７７ｂが、その座部１７５ｃと協働し、かつ後方の保持板１７６の座部１７６ｃに面した座部１７７ｃが、その座部１７６ｃと協働するようになっている。可動な保持板１７７の中央部分１７７ａは、２つのリニアガイド１７７ｄによって案内されており、その両横方向端部の近くで２つのレバー１７８の第１の脚部に結合されている。各レバー１７８は、レバー１７８のスイベル軸の反対の、レバー１７８の別の脚部に取り付けられたカムを有する。カムは、固定されたスロット１７９と協働し、台板１７４が最も後方の位置にあるときに、可動な保持板１７７は図３Ａに示された第１の位置へ移動させられる。第１の位置において、後方のシート部分１７７ｃは、後方の保持板１７６のシート部分１７６ｃと協働する。台板１７４が最も前方の位置にあるとき、可動な保持板１７７は、図３Ｂに示された第２の位置へ移動させられ、この位置で、前側の座部１７７ｂは、前側の保持板１７５の座部１７５ｃと協働する。両位置において、協働する座部は、加工流れ方向に対して垂直に向けられた直線的なラインに配置される。座部は、台板１７４の細長い開口１７４ａ，１７４ｂにより、台板１７４によって覆われない領域に配置されている。

図４Ａ〜図４Ｆは、連続する作動段階における装置の断面図を示している。図４Ａに示された状況において、フィルタは、既に、前のステップの間に、前側の（第１の）水平な保持板１７５と、可動な保持板１７７の前側部分との座部１７５ｃ，１７７ｂの円形のボア１７５ｄ内に位置決めされている。搬送機構１７０は、ほぼ図３Ａに示された位置にあり、成形及び挿入装置に対して最も後方の位置へ移動させられている。２つの挿入ステーション１５０，１６０の全ての挿入ツール１５３，１６３は、その最も上方の位置にある。

打抜きおよび成形装置１２１の全てのダイ１２３およびマトリックス１２４は、互いに対して開放位置にあり、マトリックス１２４は空である。ニーレバー機構１２７は、上側位置、すなわちダイ１２３用の主支持板１２５がその上側位置にあるところにある。ラック・アンド・ピニオン駆動装置１３４はその最も上方の位置にあり、そこでは駆動装置に連結されたプランジャ１３１はダイ１２３の背後に後退させられている。

次に、それぞれのモータ１２７ｂ（図２Ａ参照）を作動させることによってニーレバー機構１２７は下降させられる。これにより、ダイ１２３はそれぞれのマトリックス１２４上へ下降させられ、フィルタ材料のシート３０の円形部分を切断する。図４Ｂに示したように、最初、切断された部分はダイ１２３とマトリックス１２４との間に保持される。

ニーレバー機構１２７を下降させるのと同時に、対応するモータ１７１ｃ（図２Ａ参照）を作動させることによって搬送機構１７０がその最も前方の位置へ移動させられる。固定されたスロット１７９と、レバー１７８（図３Ａ参照）のカムとの協働により、搬送機構１７０の移動は自動的に、前側（第１）の水平な保持板１７５と、可動な保持板１７７の前側部分の座部１７５ｃ，１７７ｂとの円形ボアが１つのラインに配置されるような位置、すなわち図３Ｂに示された状況への、可動な保持板１７７の移動につながる。

別のステップにおいて、プランジャ１３１は、それぞれのモータ１３４ｃによって作動させられる対応するラック・アンド・ピニオン駆動装置１３４によって下降させられる（図２Ａ参照）。同時に、ニーレバー機構１２７に連結されたモータ１２７ｂ（図２Ａ参照）を作動させることによって、ダイ１２３およびマトリックス１２４は互いから分離される。これによりプランジャ１３１が材料部分をマトリックス１２４に押込み、これにより、折目付きの側壁を備えたビーカ状フィルタを形成する。ビーカ状フィルタが、後側（第２）の水平な保持板１７６と、可動な保持板１７７の後側部分との座部１７６ｃ，１７７ｃの対応する円形ボア１７６ｄに確実に保持されるまで、プランジャ１３１が下降させられる。さらに、ラック・アンド・ピニオン駆動装置１６１によって駆動されて、前側の挿入ツール１６３は下降させられ、搬送機構１７０の対応する座部に保持されたビーカ状フィルタに係合し、自体公知のカプセルフィーダ５０によって座部の下方に位置決めされたカプセルの列にビーカ状フィルタを押し込む。結果的な状況が図４Ｃに示されている。

次に、挿入ツール１６３が、対応するラック・アンド・ピニオン駆動装置１６１によって駆動されることにより、後退させられる。ニーレバー機構１２７に連結されたモータ１２７ｂ（図２Ａ参照）をさらに作動させることによって、ダイ１２３およびマトリックス１２４は、完全に開放した位置へさらに互いに分離させられる。同時に、それぞれのラック・アンド・ピニオン駆動装置１３４によって、プランジャ１３１がその最も上方の位置へ後退させられる。成形されたフィルタが、前側の座部の代わりに搬送機構１７０の後側の座部に保持されることを除き、図４Ｄに示された対応する位置は、ほぼ図４Ａに示されたものに対応する。したがって、搬送機構１７０は、最も後方の位置の代わりに、最も前方にある。

次に、それぞれのモータ１２７ｂ（図２Ａ参照）を作動させることによってニーレバー機構１２７は下降させられる。これにより、ダイ１２３はそれぞれのマトリックス１２４上へ下降させられ、フィルタ材料のシート３０の円形部分を切断する。図４Ｅに示したように、最初、切断された部分はダイ１２３とマトリックス１２４との間に保持される。

ニーレバー機構１２７を下降させるのと同時に、対応するモータ１７１ｃ（図２Ａ参照）を作動させることによって搬送機構１７０がその最も後方の位置へ移動させられる。固定されたスロット１７９と、レバー１７８（図３Ａ参照）のカムとの協働により、搬送機構１７０の移動は自動的に、後側（第２）の水平な保持板１７６と、可動な保持板１７７の後側部分との座部１７６ｃ，１７７ｃの円形ボア１７６ｄが１つのラインに配置されるような位置、すなわち図３Ａに示された状況への、可動保持板１７７の移動につながる。

別のステップにおいて、プランジャ１３１は、それぞれのモータ１３４ｃ（図２Ａ参照）によって作動させられる対応するラック・アンド・ピニオン駆動装置１３４によって下降させられる。同時に、ニーレバー機構１２７に連結されたモータ１２７ｂ（図２Ａ参照）を作動させることによって、ダイ１２３およびマトリックス１２４は互いから分離される。これによりプランジャ１３１が材料部分をマトリックス１２４に押し込み、これにより、折目付きの側壁を備えたビーカ状フィルタを形成する。前側（第１）の水平な保持板１７５と、可動な保持板１７７の前側部分との座部１７５ｃ，１７７ｂの対応する円形ボア１７５ｄにビーカ状フィルタが確実に保持されるまで、プランジャ１３１が下降させられる。さらに、ラック・アンド・ピニオン駆動装置１５１によって駆動されて、後側の挿入ツール１５３が下降させられ、搬送機構１７０の対応する座部に保持されたビーカ状フィルタに係合し、自体公知のカプセルフィーダによって座部の下方に位置決めされたカプセルの列にビーカ状フィルタを押し込む。

挿入ツール１５３の後退の後、ダイ１２３およびマトリックス１２４を完全に開放した位置へ互いにさらに分離させ、プランジャ１３１をその最も上方の位置へ後退させ、図４Ａに示された状態が達せられ、別の加工サイクルが続いてよい。

本発明は、記載された好適な実施の形態に限定されない。ツールの数、形状および配列は異なって選択されてもよく、構成部材の移動を駆動するその他の手段が使用されてもよい。プランジャ、搬送装置の座部、ダイおよびマトリックス、挿入ツールなどの構成部材は、フィルタおよびカプセルの形状に適応させられるように異なって設計されてもよい。

概して、本発明は、設置面積が小さく、構成が単純であり、高いスループットを可能にする、フィルタを製造し、フィルタを、飲料を準備するための一回分カプセルに挿入するための装置および方法を提供するということに留意すべきである。

Claims

フィルタを製造し、該フィルタを、飲料を準備するための一回分カプセルに挿入する装置であって、
ａ）シート材料から材料部分を打ち抜き、ビーカ状フィルタの形状を成すように前記材料部分を成形する打抜きおよび成形装置と、
ｂ）成形されたフィルタをカプセルに挿入するために、加工流れ方向に沿って、前記打抜きおよび成形装置から離れて配置された挿入装置と、
ｃ）前記打抜きおよび成形装置から複数の成形されたフィルタを受け取り、受け取ったフィルタを前記挿入装置へ搬送するための第１の搬送装置と、
ｄ）前記打抜きおよび成形装置から複数の成形されたフィルタを受け取り、受け取ったフィルタを前記挿入装置へ搬送するための第２の搬送装置と、を備え、
ｅ）前記第１の搬送装置および前記第２の搬送装置は互いに対して可動であることを特徴とする、フィルタを製造し、該フィルタを、飲料を準備するための一回分カプセルに挿入する装置。
前記打抜きおよび成形装置は、複数の打抜きおよび成形ツールを有し、隣接する打抜きおよび成形ツールの加工位置は、互いに対して第１の距離に配置されており、
前記挿入装置は、複数の挿入ツールを有し、隣接する挿入ツールの加工位置は、互いに対して第２の距離に配置されており、該第２の距離は前記第１の距離よりも小さい、請求項１記載の装置。
前記複数の打抜きおよび成形ツールの加工位置は、２つの直線的なラインに沿って配置されており、該ラインは、加工流れ方向に間隔を置かれており、前記打抜きおよび成形ツールの加工位置は、２つの前記ラインのうちの第１のラインおよび第２のラインに交互に配置されており、
前記複数の挿入ツールの加工位置は、１つの直線的なラインに沿って配置されており、前記打抜きおよび成形ツールのそれぞれに１つの挿入ツールが割り当てられており、割り当てられた前記挿入ツールの加工位置は、加工流れ方向で、それぞれの打抜きおよび成形ツールの加工位置に関して配置されている、請求項２記載の装置。
前記第１の搬送装置および前記第２の搬送装置はそれぞれ、成形されたフィルタそれぞれを受容するための複数の座部を有しており、前記第１の搬送装置の座部と、前記第２の搬送装置の座部とは、加工流れ方向に対して垂直なラインに沿って互いにずらされている、請求項２または３記載の装置。
前記第１の搬送装置の座部と、前記第２の搬送装置の座部とは、歯が噛み合うような関係にされ得る搬送エレメントの部分に配置されている、請求項４記載の装置。
前記第１の搬送装置および前記第２の搬送装置の搬送エレメントが、歯が噛み合うような関係に配置されて、前記座部が直線的なラインに沿って配置されるように形成されている、請求項５記載の装置。
２つの挿入装置を有しており、該挿入装置の一方は、加工流れ方向に沿って前記打抜きおよび成形ツールの上流に配置されており、挿入装置の他方は、加工流れ方向に沿って前記打抜きおよび成形ツールの下流に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
前記第１および第２の搬送装置のうちの少なくとも一方に対して可動な第３の搬送装置を有する、請求項７記載の装置。
前記第１および第３の搬送装置は、基部に固定して取り付けられており、該基部は加工流れ方向に可動であり、前記第２の搬送装置は、加工流れ方向で第１および第３の搬送装置の間の位置において、前記基部に対して可動に、該基部に取り付けられている、請求項８記載の装置。
前記打抜きおよび成形装置は、打抜きおよび成形方向に可動な打抜きツールと、該打抜きツールの中心に同軸に配置されたプランジャとを有し、該プランジャは、前記打抜きツールに対して打抜きおよび成形方向に可動である、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
前記打抜きおよび成形方向で前記打抜きツールの下流に成形ツールが配置されており、前記プランジャは、打ち抜かれた材料部分を前記成形ツールに通過させ、これにより、ビーカ状フィルタの形状を成すように前記材料部分を成形し、前記プランジャはさらに、成形されたフィルタを前記搬送装置のうちの１つへ搬送する、請求項１０記載の装置。
フィルタを製造し、該フィルタを、飲料を準備するためのカプセルに挿入する方法であって、
ａ）第１の装置において、シート材料から材料部分を打ち抜き、ビーカ状フィルタの形状を成すように前記材料部分を成形するステップと、
ｂ）成形されたフィルタを加工流れ方向に沿って第１の装置から第２の装置へ搬送するステップと、
ｃ）前記第２の装置において、前記成形されたフィルタをカプセルに挿入するステップと、を含み、
ｄ）前記成形されたフィルタを前記第１の装置から前記第２の装置へ搬送する際に、隣接する成形されたフィルタの距離が減じられることを特徴とする、フィルタを製造し、該フィルタを、飲料を準備するためのカプセルに挿入する方法。
前記フィルタは、２つの直線的なラインに沿って配置された位置において打ち抜かれかつ成形され、前記ラインは、加工流れ方向に間隔を置かれており、成形されたフィルタは、該成形されたフィルタを前記第１の装置から前記第２の装置へ搬送するときに１つの直線的なラインに沿った位置を占めさせられる、請求項１２記載の方法。
後続の打抜きおよび成形サイクルの成形されたフィルタは、交互に、前記成形されたフィルタをカプセルに挿入するための第２の装置まで下流へ、および前記成形されたフィルタをカプセルに挿入するための第３の装置まで上流へ搬送される、請求項１２または１３記載の方法。
前記フィルタの打抜きおよび成形は直線的なラインに沿って行われ、成形されたフィルタは、直線的なラインに沿って配置された搬送装置の座部へ搬送される、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の方法。