JP4755108B2 - 浸出製品用ポッド製造装置 - Google Patents

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Description

本発明は、浸出製品を収容するポッドを製造するための装置に関する。
コーヒー、大麦コーヒー、お茶、カモミール等のような浸出製品の現在の市場では、一回分の定量の”ポッド(pods)”の使用が、著しく増加されており、近年、暖かい飲み物を作るのに、非常に人気のある方法は、家庭用や会社用(すなわち、少量から中くらいの量)でさえ、そのようなポッドを、特別に設計された機械で使用することである。
通常、一回分の定量の形式のこれらのポッドは、一回分の飲み物を提供するのに使用される。この形式のポッドを、本発明の明細書が説明するが、それにより本発明の概念の範囲を制限することはない。この形式のポッドは、通常、一つの部分が他の部分を覆って取り付けられ、略円形形状の一回分の量の製品を入れるように密封される、2つのフィルター紙部分からなる。
この種のポッド製造のための従来技術のパッケージング装置は、ヨーロッパ特許第432.126号で説明および図示されており、以下の段階を有する工程に従ってポッドが形成される。
第一のウエブ(web)または、フィルター紙を、適切な手段でフィルター紙にしわを寄せて縮めさせるステーションに搬送し、
形成ドラムの表面に沿って、フィルター紙のウエブを動かし、
フィルター紙に、連続した略円形の袋を形成するような方法で、フィルター紙の間隔が空けられた領域をドラムのポケットの中に強制的に入れる、円形ポケットと吸引手段が設けられ、
袋形成ドラムの回転方向で、吸引ベルトの下流に位置付けられて、袋形成ドラムに同期された第二の回転ドラムからなる投与ステーションによって、各々の袋の中に定量の製品を満たし、
最後に、ウエブ中の袋に製品を詰められた、フィルター紙の第一のウエブを、形成ドラムの回転方向に対して、充填ステーションの下流に位置付けられた、密閉するステーションに搬送されたそれぞれの第二のフィルター紙のウエブに結合する。
前述したヨーロッパ特許で説明された機械により、具体化された方法は、いくつかの大きな不都合を有していて、その不都合は、特に、袋を形成するための吸引により、フィルター紙を引き出す段階に関連する。
実際、その方法は、フィルター紙を、袋を形成するのに適するようにさせる、フィルター紙にしわをつける特別なステーションに、フィルター紙のウエブを準備する複雑な段階を含むけれども、このようにフィルター紙に形成された、多くの吸引により引き出された袋は、その中にしわ、または折り目を有するという点で、実際には欠点がある。これらのしわは、その後、袋に詰められる浸出製品が、袋中で均一に広がることを妨げるだけでなく、第一ウエブと第二ウエブとの間に脆弱な密閉をもたらす結果となる可能性がある。
その結果、作られたポッドは、しばしば欠陥品であり、ポッドは不十分な量の浸出製品を収容し、または、隙間を通して浸出製品が漏れる隙間を形成する、不適切に密閉された部分を有するので、不合格とされなければならない。
本発明の目的は、それゆえ、上述した従来技術の不都合を取り除き、連続的に高品質のポッドを作ることができる、浸出製品用のポッドを作るための装置を提供することである。
本発明に従って、上の目的は、それぞれの定量の浸出製品を含むポッドを作るための装置によって達成され、装置は、
その上に均一に分配されるポケットを有する回転ドラム運搬手段と、
第一のウエブを運搬手段に搬送するフィルター材料の第一のウエブを搬送するためのラインと、
第一のウエブ上に、一連の凹部を形成するために、第一のウエブを回転ドラム運搬手段上のポケットに対して、動かすための作動手段と、
フィルター材料の第二のウエブを搬送するための第二ラインと、を有し、
作動手段は、
回転ドラム運搬手段のそれぞれのポケットのためにポケット自体に連結された少なくとも一つの形成ヘッドを有し、形成ヘッドは、ポケットに向かって、およびポケットから離れて動き、形成ヘッドは、ウエブ中に押し付けられて、それぞれの凹部を形成するようにポケットの中でウエブを押圧し、
形成ヘッドに同期して、ポケットでウエブ上に作用する、吸引手段を有する点で、特徴付けられる装置。
上の目的に関連する、本発明の技術的な特徴は、特許請求の範囲で明確に説明されている。その有利点が、本発明の概念の範囲を制限せずに、単に例として提供される本発明の好ましい実施形態を図示する添付図面を参照して、以下の詳細な説明から明確になる。
添付図面、詳細には、図1と2を参照して、符号5は、挽かれたコーヒーブレンドのような、しかしそれに制限されない浸出製品を収容するフィルター材料の単一の定量のポッド1を作るための装置の全体を示す。
ポッド1は、非対称形状を通常有していて、一つのフィルター紙が他のフィルター紙を覆って置かれ、浸出製品の定量4を取り囲むように密閉された、2つのフィルター紙2と3(図1を参照のこと)を有している。
図2で示されるように、ポッド1を作るための装置5は、間隔が開けられて複数の浸出製品の定量4が置かれた、フィルター紙の連続する細長い一片またはウエブ11を搬送するためのラインAと、フィルター紙の連続する細長い一片またはウエブ12を搬送するラインBを有する。
図2と3で示されるように、装置5は水平軸X周りを回転するドラム6を一般的に有し、ドラムの横の表面にそれぞれ凹部Lを形成する複数のポケット7を有する。複数のポケット7は、フィルター紙12の第一のウエブがドラム6自体の表面を覆って搬送され、ドラム6自体の表面に接触するときに、フィルター紙12の第一のウエブが、凹部によって形成されることを可能にする。装置5は、更にフィルター紙12の第一のウエブに押圧するための作動手段8を有し、前記手段は、X軸周りを回転するドラム6に同期して、ポケット7に向かって、およびポケット7から離れて円形経路P(図7参照のこと)に沿って動く。
より詳細には、その上に定量の製品4を有するウエブ11を搬送するためのラインAから離れた、経路Pの少なくとも一つの円弧P1に沿って、作動手段8は、ウエブ12に作用する(図1と7参照のこと)。この様に、第一のウエブ12は、各々のポケット7に対して押し付けられて、凹部Lがその上に形成され、各々のウエブ12は、製品のそれぞれの定量4を覆って置かれて、次に、ポッド1を完成させるような方法で、フィルター紙11のウエブを公知の方法で、密閉する。
作動手段8と連結して作用する、ウエブ12の収集部分のための補償手段9があり、補償手段9は、以下で説明される理由のために、ウエブ12の限定された部分を集めて、保存するような方法で、円形経路Pの前述した円弧P1の少なくとも一部分で、フィルター紙12のウエブに作用するように設計される。
装置5は、また、フィルター紙11の第二のウエブを、密閉されたポッド1を作るためにフィルター紙12の形成された第一のウエブに接合するための関連装置10を有し、装置10(図2で単に、部分的に図示される)は、ドラム6の近傍、およびフィルター紙ウエブ11のラインAの下に位置付けられる。
図2と4でより詳細に示されたように、複数のポケット7が、第一のフィルター紙ウエブ12にそれぞれの凹部Lを連続的に形成するために、ドラム6の外側表面に、均等に分配されていて、各々の凹部Lは、ラインA上のウエブ11に位置付けられたそれぞれの定量4を覆うように設計される。
ウエブ12は、その軸X周りのドラム6の回転方向Vに一致した方向で、ラインBに沿って搬送される。
図2、3および6で示されているように、作動手段8は、複数の凹部形成ヘッド13を有し、各々が、円形経路Pの円弧P1に沿って、それぞれのポケット7に面するように位置付けられて、第一のフィルター紙ウエブ12がその上に位置付けられたポケット7に適合するように形成される。吸引手段14は、各々のポケット7の内側に位置付けられて、ヘッド13が、ポケット7の内側のウエブ12の部分に、凹部Lを形成するために、ポケット7の中で下げられるときに、ヘッド13に連動して作用するような方法で、円形経路Pの少なくとも一つの領域間で、スイッチが入れられ、ヘッド13がポケット7から離れて動かされたときに、部分的にスイッチが切られる。
図3で図示された、好ましい実施形態では、各々の凹部形成ヘッド13は、ポケット7の形状および大きさに適合する形状および大きさの、剛体の押圧要素または押圧体13aを有している。図6で図示された実施形態では、凹部形成ヘッド13は、剛体のプレート13cのフレームに取り付けられて、剛体のプレート13cのフレームの周辺に固定されている、可撓性材料の薄膜13bを有している。
両方の実施形態においては、各々の凹部形成ヘッド13は、凹部Lを形成するために、第一ウエブ12を押圧する段階の間、ポケット7の頂部が略閉じられることを可能にするように、ポケット7の近傍で、フィルター紙ウエブ12の端部を安定化するために、ドラム6に対する半径方向の動作によって、プレート15に連結されている。(図2と3参照のこと)
各凹部形成ヘッド13と関連付けられたプレート15間には、吸引手段14が部分的にスイッチを切られたときに、ヘッド13が少なくともポケット7から離れて動くことができるように設計された、ヘッド13とプレート15間に置かれた弾性手段16(実際には、図4で見ることが出来る、バネ16a)がある。
バネ16aは、プレート15に対してヘッド13の半径方向の両方向の動作のためのガイドとして作用するピン16bの周りに、巻きついている。
図3と図4でより詳細に図示されるように、各々の凹部形成ヘッド13は、ヘッド13と、ドラム6とヘッド13両方を回転させるための共通シャフト18との間に位置付けられた第一カム手段17によって、作用させられる。
第一カム手段17は、ヘッド13を、ヘッド13が円形経路Pの円弧P1に沿うポケット7に半径方向に面するドラム6に向かって、軸X(図2参照のこと)に平行な方向に動くことを可能にし、フィルター材料の第一の部分3がその上に定量の製品4を載せて通過する、円形経路Pの円弧P2に沿って、ドラム6から離れて動くことを可能にする。
詳細には、図4で示されるように、各々の凹部形成ヘッド13の第一カム手段17は、共通シャフト18上に作られた第一カム外形28を有し、上述したようにそれぞれのポケット7に向かって、およびポケットから離れて動くことを、凹部形成ヘッド13に可能にするような方法で(図2と4の矢印F17参照のこと)、凹部形成ヘッド13とプレート15を支持するロッド30の内側端部に結合されている第一カム従属子29に係合されている。
各々の凹部形成ヘッド13は、また、ヘッド13とドラム6を回転するための共通シャフト18の間に作用する第二のカム手段19によって、作用させられる。
第二のカム手段19は、既にそれぞれのポケット7に面して、円形経路Pの円弧P1の少なくともT3領域で(図7と8参照のこと)、ヘッド13の半径方向の動作を可能にし、ポケット7から離れる位置から、ヘッド13がポケット7の外周に近接してポケット7の外周に略接触する事前押圧位置への、ヘッド13の半径方向の動作を可能にし、逆の場合も同じである。
より詳細には、図4で図示されるように、第二のカム手段19は、共通シャフト18上に作られた第二のカム外形31を有し、ヘッド13とプレート15を支持するロッド30にスライド可能に取り付けられたキャリッジ33に取り付けられたカム従属子32に係合される。このことは、凹部形成ヘッド13を、図7と図8で表される工程サイクルに従って、円弧T3、位置P4と、ヘッド13が上昇される位置に戻らされるT5での端部位置(矢印F19参照のこと)の間に含まれる、それぞれの円弧に沿って、ポケット7に向かって動かすこと、および離れて動かすことを可能にするためである。
第二のカム従属子32とキャリッジ33の間には、凹部形成ヘッド13の下方への動作を鈍らせるように設計された挿入スプリン手段34がある。
図4と3において、符号20は、円形経路Pの位置T4に位置づけられた凹部形成ヘッド13を押し付けるための手段を示し、円形経路Pのあらかじめ定められた位置T4で、凹部形成ヘッド13の下方への動作を開始するための吸引手段14に連結して作用するための手段を示す。
より詳細に見ると、押し出し手段20は、第二のシャフト36に接続されて、ドラム6を回転するための共通シャフト18に平行で、共通シャフト18に同期された回転プレート35を有する。
プレート35は、プレート35自体から突出する複数のスラストころを備えていて、あらかじめ定められた位置T4で、下方への形成動作を開始するような方法で、各々の凹部形成ヘッド13に接するように設計されている。
再び図3と4を参照して、前述した補償手段9は、ヘッド13がポケット7の中に下がって移動するときに、ポケット7の内側に押されるフィルター材料を補償するために、ヘッド13の下への動作中に取り込まれるウエブ12の余分に弛んだ部分を生成するために、各々の凹部形成ヘッド13の反対側に位置づけられる。
より詳細には、手段9は、ピン21を有し、各々の凹部形成ヘッド13の間に位置付けられて、フィルター材料のウエブ12とドラム6の表面との間に、挿入されている。
図示された、好ましい実施形態では、ピン21は、ドラム6の後ろに位置付けられた垂直補助ロッド22に結合されている。
ロッド22は、すくなくとも円形経路Pの円弧P1に沿って複数の位置の選択を可能にするための、前述した共通シャフト18上に位置付けられた第三のカム手段23によって駆動され、ピン21がドラム6の表面の略下側(すなわち、ドラム6自身のそれぞれのスロット6aの中で)の第一の退避位置と、形成ポケット7の近くに定量の余分な材料が集まるように、ピン21がドラム6の表面の上に上昇される、第二の伸延端部位置との間で、駆動される。
カム手段23は、ロッド22を支持する2つの接続ロッド24と25を有していて、その中の一つは、ヘッド13の動作に一致して、円形経路Pに沿う各々のピン21によって選ばれた連続位置を形成するように、共通シャフト18によって示された第三のカム外形27に係合された第三のカム従属子26を備えている。より詳細には、位置は以下のようようである。すなわち、ドラム6上のフィルター材料のウエブ12の搬送と、それぞれの凹部形成ヘッド13の併進運動に対応する第一円弧P5(図7と8参照のこと)のための第一の退避位置。第一の退避位置では、それぞれの凹部形成ヘッド13は、ポケット7に向かって、ポケット7の半径方向に上に、ドラム6の回転方向Vに対して、ピン21の上流に位置付けられる。更に、余分な材料が集められる、ポケット7に向かう凹部形成ヘッド13の半径方向の動作に対応する第二の円弧P6のための第二の上昇位置。第三の円弧P7のためにドラム6の表面に向かって、ピン21が半径方向で、1段階下がって動く第三の位置及び、凹部形成ヘッド13が第一のウエブ12の部分3を形成するためにT4位置で、ポケット7の中で半径方向に下がって動くときに、第四の円弧P8のために最後に上から下へ動く第四の位置。
図3、4及び5で示すように、前述の吸引手段14は、各々のポケット7の下に位置付けられたチャンバー137を有する。チャンバー137は、ポケット7の底7aに均一に分布された複数の穴138を通って、ポケット7に接続されている。
各々のチャンバー137は、それぞれの溝139を通って、真空を生成するためのユニット140に接続されて、ユニット140は、円形経路Pに沿うポケット7の位置に従って、真空を分配し、そのスイッチを入れる、または切るように設計されている。
実際には、真空は、ヘッド13を上昇することを可能にするために、部分的にスイッチが切られるT5位置と、ウエブ11を通りすぎるときに、形成された部分3が定量4の上に解放されることを可能にする経路P2のT6位置とを除いて、経路Pの全円弧P1上に、真空が残っている。
貼付図面では、本発明を制限しない例として、定量の製品4、ポケット7及びウエブ12に形成された凹部Lは、円形形状であり、従って、その剛体バージョンでは、ヘッド13もまた円形形状を有する。
同様に、ポケット7のボトム7a上へのフィルター紙のよりよい密着を可能にするために、少なくとも二つの同心円のグループ138aと138bを形成するような方法で、穴138は、配置される。(図5参照のこと)
一方、凹部形成ヘッド13が、例えば、ゴムの薄皮を伴う、薄皮形式13bならば(図6参照のこと)、ヘッド13は、正方形または矩形形状でもよく、剛体により、端部を丸く保持された4角形プレート13cでもよく、ポケット7の下層の形状に適合するような方法で作られてもよい。
要するに、特に図7と8に関連して、凹部Lが定量4と合わさる位置T6から開始する、動作段階と上述した構成要素の動作は、以下のようである。
P1部分とP2部分を有する第一角度領域では、ヘッド13とプレート15の組立体が退避され(T1)、V方向に対してその上流のピン21は、下位位置(P5)にあり、吸引手段14がONになる。
連続して、ドラム6への第一のウエブ12の搬送が続く、第二の角度領域P1では、ヘッド13とプレート15の組立体は、それぞれのポケット7に向って移動を開始し、それが、ポケット7の全体を覆って、半径方向で重ね合わせられるまで移動し(T2)、ピン21は、余分な材料を生成するために、半径方向に移動を開始する。(P6)
第三角度領域では、ヘッド13とプレート15の組立体がポケット7に半径方向に向って下げられて(T3)そこで保持され、一方、ピン21が、ヘッド13の下流の次のピン21’を、位置P6に対して上昇して移動することを可能にするように、半径方向に、1段階下がって動く(P7)。
第四角度領域では、ヘッド13とプレート15の組立体は、ヘッド13が、押し付け手段20の動作の下で、ポケット7の中に下がって動くT4位置に到達する前まで、略同じ位置に依然としてあり、一方、ピン21は、第一ウエブ12に凹部が適切に形成されることを可能にするように、最後まで、下がって動く(P8)。
T4位置からT5位置に伸びる第五領域では、ヘッド13とプレート15の組立体は、凹部形成位置で保持されて、ピン21は、吸引手段14が、ヘッド13とプレート15の組立体が、上昇位置(T2)に上昇して戻ることを可能にするように、わずかの間スイッチが切られるT5位置に到着するまで、下位位置にある。
T5位置からT6位置に伸びる第6領域では、ヘッド13とプレート15の組立体は、それぞれのポケットから離れて後ろに移動し、ピン21は、ドラム6の下の、定量4を伴う第二のウエブ11の通過を可能にするために下位位置に依然としてあり、吸引手段は、ウエブ12の凹部Lが、定量4の上に解放されることを可能にするように、少なくともT6位置では、OFFにされる。
上述した装置は、以下の有利点を提供する。
深くて広い凹部は、ウエブの中に折り目/しわなしに、従って、浸出製品が漏れる可能性なしに、定量のポッドを形成することを可能にする。それは、特に、ヘッドによって、押し下げられる材料を補償するために少量の余分のフィルター材料を集めるためのシステムと組み合わされた特別な設計の形成ヘッドのおかげであり、このことは、すべてのポッドが、正確に同じ量の浸出製品を含むことを意味する。
本発明は修正されることができて、従って、本発明の概念の範囲を逸脱することなしに、さまざまな方法で適用されることが理解される。更に、本発明のすべての詳細は、技術的に等価要素と置き換えられることができる。
図1は、本発明に従った装置を使用して作られた、浸出製品用のポッドの側面図である。 図2は、本発明に従ったポッドを作るための装置の好ましい実施形態の、明確のためにいくつかの部分が切り取られた、概略の斜視図である。 図3は、いくつかの部分が断面で、他の部分が明確のために切り取られた、図2の装置の正面図である。 図4は、図3で図示された装置の断面の側面図である。 図5は、図3の装置の平面図である。 図6は、いくつかの部分が断面で、他の部分が明確のために切り取られた、本発明に従った装置の別の実施形態の正面図である。 図7は、本発明に従った装置の各部の動きを表す図である。 図8は、本発明に従った装置の工程サイクルを表すグラフである。

Claims (11)

  1. それぞれの定量(4)の浸出製品を収容するポッド(1)を作るための装置(5)であって、
    前記装置は、その上に均一に分配されるポケット(7)を有する回転ドラム運搬手段(6)と、第一のウエブ(12)を前記回転ドラム運搬手段(6)に搬送する、フィルター材料の前記第一のウエブ(12)を搬送するためのライン(B)と、前記第一のウエブ(12)上に、連続する凹部(L)を形成するための前記回転ドラム運搬手段(6)上の前記ポケット(7)に対して、前記第一のウエブ(12)を動かすための作動手段(8)と、フィルター材料の第二のウエブ(11)を搬送するための第二のライン(A)を有し、
    前記作動手段(8)は、前記回転ドラム運搬手段の回転に同期して該回転ドラム運搬手段の周囲の円形経路に沿って動く形成ヘッドであって、前記回転ドラム運搬手段の前記ポケットの数量と同じ数量の形成ヘッドを備え、該各形成ヘッドがそれぞれの前記ポケットと協働しうるように構成され、
    前記形成ヘッド(13)は、前記ポケット(7)に向かっておよび前記ポケット(7)から離れて動き、それぞれの凹部(L)を形成するために、前記第一のウエブ(12)の中に押込まれて、前記ポケット(7)の中で前記第一のウエブ(12)を押圧し、吸引手段(14)が前記形成ヘッド(13)に同期して、前記ポケット(7)で、前記第一のウエブ(12)に作用することを、特徴とする装置。
  2. 前記装置は、前記ポケット(7)の中に前記形成ヘッド(13)を押して、前記ポケット(7)自体に作用する前記吸引手段(14)に連動して、前記第一のウエブ(12)に前記凹部(L)を形成するような方法で、前記形成ヘッド(13)を押圧する、往復押し付け手段(20)を有することを、特徴とする、請求項1に記載の装置。
  3. 前記吸引手段(14)は、前記回転ドラム運搬手段(6)が回転する間に、規定された長さの時間、前記ポケット(7)に前記第一ウエブ(12)と前記形成ヘッド(13)を保持するように設計されることを、特徴とする、請求項1また2に記載の装置。
  4. 前記形成ヘッド(13)は、それが結合される前記ポケット(7)の形状と大きさに適合する形状と大きさの、剛体の押し付け要素(13a)を有することを、特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記形成ヘッド(13)は、枠のようなプレート(13c)に取り付けられて、枠のようなプレート(13c)の周辺にしっかりと固定される柔軟な材料の薄皮(13b)からなることを、特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。
  6. 各々の前記形成ヘッド(13)は、前記第一ウエブ(12)に押圧する段階の間、前記ポケット(7)の頂部が略密閉されることを可能にするように、前記ポケット(7)で、前記第一のウエブのそれぞれの端部を安定するように設計される、安定化プレート(15)に結合されたことを、特徴とする、請求項4または5に記載の装置。
  7. 前記形成ヘッド(13)と前記安定化プレート(15)の間に位置付けられた弾性の挿入手段(16)を有することを、特徴とする、請求項6に記載の装置。
  8. 前記各形成ヘッド(13)は、第一カム手段(17)により、前記回転ドラム運搬手段(6)のそれぞれの前記ポケットの上方に向かっておよびそれぞれの前記ポケットの上方から離れるように前記回転ドラム運搬手段(6)の回転軸(x)に対して平行方向に移動され、また、
    前記各形成ヘッド(13)は、第二カム手段(19)により、前記回転ドラム運搬手段(6)のそれぞれの前記ポケットに向かっておよびそれぞれの前記ポケットから離れるようにそれぞれの前記ポケットに対して半径方向に移動されることを、特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記形成ヘッド(13)が、前記凹部(L)を形成するために前記ポケット(7)に向かって動くときに、前記ポケット(7)に向かってスライドする部分を補う前記第一のウエブ(12)の余分な弛んだ部分を生成する補償手段(9)であって、各々の前記形成ヘッド(13)に位置付けられ作用する補償手段(9)を更に有することを、特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の装置。
  10. 前記補償手段(9)は、各々の前記形成ヘッド(13)のために、前記ポケット(7)と前記形成ヘッド(13)に対して略半径方向に、前記形成ヘッド(13)の反対側に位置付けられ、第三カム手段(23)の押し付け動作の下で、フィルター材料の前記第一ウエブ(12)に向かう、そして、前記第一ウエブ(12)から離れて動く一対のピン(21)を有することを、特徴とする、請求項9に記載の装置。
  11. 前記第二の搬送ライン(A)は、規則的に連続する定量の前記浸出製品(4)を支援する、フィルター材料の前記第二のウエブ(11)の搬送によって形成され、各々の定量(4)は、前記第一ウエブ(12)のそれぞれの凹部(L)に関連付けられるように設計されることを、特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の装置。
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