TWI327123B - Apparatus for making pods for infusion products - Google Patents

Description

1327123 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 技術領域 本發明係有關於一種用以製造沖泡製品用之囊袋的設 5 備。 【先前技術】 背景技藝 在目前的沖泡製品（如咖啡，茶，菊花茶等）市場中，使 用單一劑量的 ''囊袋〃已顯著地增加，且為目前最熱門的 10 製造熱飲之方式是使用此種囊袋於特別設計的機器中，俾 以供家用或辦公用（即小至中量之應用）。 一般而言，單一劑量的囊袋係用來配置一單杯飲料。 此種囊袋在不限制本發明範圍下常包括相互疊置並密封以 包封住大體上圓形的一單一製品劑量的過;慮紙的兩個部份 15 構成。 用以製造此種囊袋的一習知包裝機揭露於EP 432.126 中，其中囊袋依據包括以下步驟的方法形成：饋入一第一 長條或段之過濾紙至在其中備有造成過濾紙皺起之一適合 的構件之一站；沿著一成形鼓輪的表面移動該第一長條過 20 濾紙，該鼓輪備有圓形袋以及強迫過濾紙的間隔區進入鼓 輪中之袋中的抽吸構件，如此可在過濾紙中形成一連串大 體上圓形的囊袋；藉由一配料站填充一單一劑量製品至各 囊袋中，而該配料站位在囊袋成形鼓輪之旋轉方向上該抽 吸拉伸帶之下游，且由與該囊袋成形鼓輪同步的一第二旋 5 1327123 轉鼓輪構成；最後，在相對於成形鼓輪的旋轉方向位於填 充站之下游的各個密封站，接合其中備有以製品填充之囊 袋的一第一長條之過濾紙與一第二長條之過濾紙。 揭露於上述歐洲專利中以該機器所實施之方法具有許 5 多缺點，尤其是藉由抽吸拉伸過濾紙以形成囊袋的步驟具 有其缺點。 事實上，雖然該方法包括在一使過濾紙起皺的一特定 站中，製備該長條過濾紙以使其適於形成該等囊袋的複雜 步驟，以此方式形成在過濾紙中的許多經抽吸拉伸的囊袋 10 事實上均有瑕疵，因其上有皺折或折痕。這些皺折不僅阻 止接下來填充至囊袋中的沖泡製品均勻地散布在囊袋中， 且可能會導致第一及第二長條之間不良的密封。 因此，製成的囊袋常有缺陷，且由於它們裝載不足量 的沖泡製品或具有產生沖泡製品通過其中而漏出之不良密 15 封部份，必須被丟棄。 因此，本發明的目的是提供用以製造無上述習知技藝 之缺點且可均勻地製造高品質囊袋的沖泡製品之囊袋的一 設備。 【發明内容】 20 發明之揭露 依據本發明，上述目的藉由供製造容納一沖泡製品之 個別劑量的囊袋之設備達成，該設備包括：其上備有均勻 地分佈之袋的一旋轉鼓輪輸送構件；一第一線，用以饋入 一第一長條之過濾材料，將該第一長條饋入至該旋轉鼓輪 6 1327123 輸送構件；一作動機構，用以移動該第一長條抵靠在該旋 轉輸送構件上的袋，俾以在該第一長條上形成一系列的壓 模；以及一第二線，用以饋入一第二長條之過濾材料；該 設備的特徵在於在該作動構件包含，對於在旋轉鼓輪輸送 5 構件上的各袋，與袋本身連接的至少一成形頭部，該成形 頭部可以朝向該袋移動，及移動離開該袋，使得它被壓入 該第一長條中並於該袋中壓印該第一長條，以形成個別之 壓模；以及在與成形頭部同步地作用在該袋處之該第一長 條的抽吸構件。 10 圖式之簡單說明 本發明之技術特徵清楚地界定在申請專利範圍中，且 其優點將在下文配合圖式以及較佳實施例之說明中更加清 楚，其中： 第1圖為使用依據本發明之設備製造的一沖泡製品囊 15 袋之側視圖； 第2圖為依據本發明之用以製造囊袋的設備之一較佳 實施例的概略立體圖，為清楚起見，其中的一些部份已省 略； 第3圖為第2圖之設備的前視圖，其中顯示部份零件的 20 橫截面，而另一些零件為清楚起見而省略； 第4圖為第3圖之設備的橫截面之側視圖； 第5圖為第3圖之設備的平面圖； 第6圖為依據本發明的設備之另一實施例的前視圖，其 中顯示某些零件的橫截面，而另一些零件省略；以及 7 第7及8圖分別為代表依據本發明之設備的零件之步驟 循環及移動的圖式。 【實施方式】

較佳f施例之詳扭莖A 參看圖式，在第1及2圖中，標號5代表用以製造容納沖 泡製品（譬如磨碎混合咖啡)之過濾材料之〜單一劑量囊 的設備。 囊袋1通常具有一非對稱形狀，且包括相互疊置的過濾 紙之第一與第二部份2及3，其密封在一起，俾以包封住一 劑量的沖泡製劑。 如第2圖所示，用以製造囊袋1的設備5包括用以饋入一 第二連續帶或長條11之過濾紙的一第二線A，而在過濾紙上 置放數個間隔的沖泡製品劑量4,以及用以饋入一第一連續 帶或長條12之過濾紙的一第一線B。 如第2及3圖中所示，設備5基本上包括繞著一水平軸χ 而旋轉的一鼓輪6，且在其側表面上有數個袋7，該等袋界 定當第一長條12之過濾紙在鼓輪6的表面上移動且與其接 觸時’第-長條12之過濾紙可以藉壓印方式形成之個別的 壓模L;以制以壓印第—長肋之過祕的作動構件8， 該作動構件8與繞著軸χ轉動之鼓輪6同步地沿著—圓形路 徑P(第7圖）朝向袋7或離開袋7而移動。 尤/、疋作動構件8沿著路徑P的至少一弧形部？丨作用 在第長條12上，而該路徑P的至少一弧形部!^與用以饋送 其上備有物品劑量4的第二長條丨丨之第二線續分開的：如 1327123 此，第一長條12壓抵各袋7，使得壓模L形成在其上，各壓 模則被置放在製品的各個劑量4上，然後以習知方式密封至 第二長條11之過濾紙，俾以製成囊袋1。 與作動構件8 —起作動是用以收集第一長條π之部份 5的一補償構件9，該作動構件9設計成作用在圓形路徑P之上 述弧形部P1的至少一部份上的第一長條丨2之過濾紙上，以 收集且儲存第一長條12的有限部份，其原因在以下說明。 設備5亦包括用以連接第二長條11之過濾紙至成形的 第一長條12之過濾紙，以形成密封囊袋1的一接合單元1〇， 10 該接合單元10(僅部份顯示於第2圖中）係位在鼓輪6的附 近，且在第二長條11之過濾紙的第二線A之下。 如第2及4圖中所詳細地顯示，數個袋7均勻地分佈在鼓 輪6的外表面上，以在第一長條12之過濾紙上連續地形成個 別壓模L，各壓模L設計成覆蓋定位在第二線A上的第二長 15 條11上之各個劑量4。 第一長條12沿著第一線B，以與鼓輪6繞著其軸X轉動 的方向V—致的方向饋入。 如第2、3及6圖中所示，作動構件8包括數個壓模成形 頭部13以及抽吸構件14。各頭部13定位成沿著圓形路徑p 2〇 的弧形部P1面對各個袋7 ’且塑形成配合第一長條12之過濾 紙定位於其上的袋7之形狀。抽吸構件14定位在各袋7中， 至少在圓形路徑P的一區中為打開的，以便當頭部降至袋7 中而在位於該袋7内之第一長條12之一部份中形成一壓模L 時，配合頭部13 —起作用，且當頭部13自袋7移開時，其部 9 份地關閉。 在第3圖中所不的較佳實施例中，各壓模成形頭部i3 包括剛性的按壓讀或本體13a，其形狀及尺寸配合袋7 的形狀及尺寸；在第6圖中所示的實施例十，該壓模成形頭 5 f 13則包括可撓性材料的—薄膜说，薄膜別安裝於且沿 著周緣固定至一剛性板13c之框架中。 在這兩個實施例中，各壓模成形頭部13藉一相對鼓輪6 之徑向移動與__平板15連接（第如圖），該平板Η用以穩定 在袋7附近的[長條U之财緣，以使在壓印第一 長條12之過濾紙以形成壓模[的步驟時，袋7的頂部實質上 被關閉》 在各壓模成开> 頭部13以及相關平板15之間具有間置彈 性構件16(實際上是可在第4圖中看見的彈菁⑽，其設計成 可在抽吸構件14部份地關閉時，使頭部13至少自袋7中移 15 開〇 彈簧16a纏繞著栓16b，而該等栓i6b作為頭部13在相對 於平板15之兩個方向上徑向移動的導桿。 如第3及4圆中詳細所示，各壓印成形頭部13為定位在 頭部13及一用以旋轉鼓輪6及頭部13兩者之共同轴18之間 20的第一凸輪構件17所作動。 第一凸輪構件17可使頭部13以與軸X平行的方向（參見 第2圖），朝向鼓輪6移動，在該處頭部η沿著圓形路徑p之 弧形部P1徑向地面對袋7，然後沿著圓形路徑P的弧形路徑 P2離開鼓輪6，而其上備有製品劑量4之過濾紙的第一部伤3 10 1327123 通過圓形路徑P的弧形路徑P2。 尤其是，如第4圖所示，各壓模成形頭部13的第—凸輪 構件17包括在共同軸18上的一第一凸輪輪廊28，該第一凸 輪輪廓28接合與支持壓模成形頭部π及平板的—桿觀 5内側端相連接的一第-凸輪從動滾子29，俾以允許壓模成 形頭部13如上所述地朝向及離開各個袋7移動（參看第⑽ 圖中的第一箭頭F17)。 各壓模成形頭部13亦為在頭部13及用以旋轉鼓輪6 共同軸18之間作動的第二凸輪構件19所作動。 之 1〇 帛二凸輪構件19允許已在圓形路徑P的弧形部卩！之至 少一部份T3上（第7及8圖）面對各個袋7的頭部13，自其遠離 開袋7的一位置，徑向移動移動至頭部13接近或實質上^ 7的外周緣接觸的一預壓印的位置，反之亦然。 衣 尤其是’如第4圖中所示’第二凸輪構件19包括— 15凸輪輪廓31，其架設在共同軸18上且與連接-台架33的： 凸輪從動滚子32接合，而台架33可滑動地架設在支持頭舍 13及平板15的桿30上，如此可使頭部13依據第如圖中: 示的步驟循環，沿著包括在弧T3，-點η以及頭部已回至， 升起位置（參看第二箭頭F19)的—端點乃之間的各個弧 2〇面，朝向袋7移動，或自袋7移開。 在第二凸輪從動滾子32及台架33之間具有間置彈 件34，其設計成緩衝壓模成形頭部13之向下移動。 在第4及3圖中，標號職表—推動構件，其用以 位在圓形路徑p的-點T4上的壓模成形頭部13且與抽吸構 11 件Μ-起作動’以開始壓模成形顯卵在圓形路徑p的預定 點T4處之向下移動。 更詳言之，推動構件20包括一與轉動肋連接之第二 輪36,第二軸36與用以旋轉鼓輪6的共同㈣平行且與鼓輪 5 6同步。 轉動板35備有數個自轉動板35突出，且設計成與各壓 模成形頭部13接觸的止推滾子37，俾以在預定點丁4上開始 向下成形之移動。 再次參看第3及4圖，上述補償構件9定位在各壓模成形 10頭部13的相對側邊上，以形成第—長條咖一多餘鬆他部 份’其在頭部13的向下移動至袋7中時，可以被拉緊以補償 推入袋7的過滤紙。 尤其是，補償構件9包括一銷21，銷21定位在各壓模成 形頭部13之間’且配置在第一長條12之過滤紙及鼓輪6的表 15面之間。 在例示之較佳實施例中，銷21與定位在鼓輪6之後的一 垂直支撐桿22相連接。 桿22被定位在上述共同軸18上的第三凸輪構件23所驅 動，以允許銷21大體上在鼓輪6的表面下的第一縮回端位置 20 (亦即，在鼓輪6本身中的個別長形孔6a中）以及銷21升高至 鼓輪6表面上方使得定量的多餘材料收集在袋7的附近的一 第二延伸端位置之間，採取至少沿著圓形路徑p的弧形部^ 的數個位置。 凸輪構件23包括兩個支撐桿22的連接桿24及25，其一 12 1327123 備有與一第二凸輪輪廓27接合的一第三凸輪從動滾子26， 而第三凸輪輪廓27為共同軸18所備置，以界定由各銷21配 合頭部13之移動沿著圓形路徑p所採取的一系列位置。詳而 言之，該等位置如下：一第一縮回位置，係就第一弧形部 5 P5而言（第7及8圖），其對應於在鼓輪6上的第一長條12之過 慮紙的饋入’以及相對於鼓輪6之旋轉方向v位在銷21上游 之一個別壓模成形頭部13的一平移饋入移動，朝向且徑向 地位在袋7上方，一第二升高位置，係就一第二弧形部p6 而言，在該處多餘材料被收集，且其對應於壓模成形頭部 10 13朝向袋7之徑向移動；一第三位置，係就一第三弧形部p7 而言，在該處銷21以徑向再向下移動，朝向鼓輪6的表面； 第四最後向下移動位置，係就第四弧形部p8而言，當在點 T4上壓模成形頭部13徑向朝向下移入袋7中時，形成第一長 條12的部份3。 15 如第3、4及5圖所示，上述的抽吸構件14包括定位在各 袋7之下的一室137。該室137通過數個孔138連接至袋7，孔 138平均地分佈在袋7之底7a上。 各室137通過一個別導管139，連接至設計成可產生真 空並分配真空且依據沿著圓形路徑P的袋7之位置開及關的 20 —單元 140。 在實務上，除了在部份地關閉允許頭部13升高的點 T5 ’以及允許成形的第二部份3在通過第二長條〗丨時被釋放 在劑量4上的路徑P2之點T6外，路徑p的整個弧形部ρι均維 13 1327123 在顯示本發明之非限制實例的圖式中，製品劑量4，袋 7及形成在第一長條π上的壓模L均為圓形，因此頭部b於 其剛性形態下亦具有一圓形的形狀。 、 類似地，孔138配置成可形成至少兩個共中心圓形群組 5 1383及1381)’以允許袋7之底乃上的過濾紙作較佳的勒接（參 看第5圖）。 > 另一方面，若壓模成形頭部13為上述備有譬如一橡膠 薄膜的薄膜形式13b(第6圖）’它可為方形或矩形，且被一剛 性方形板13c環繞邊緣固持，並製成可以配合在下方袋7的 10 形狀。 簡言之，上述配合第7及8圖所述且由壓模1與劑量*連 接的點T6開始的構件操作步驟及移動如下： -一第一扇形區，其包括Pl&p2的一部份，在該處頭 部13-平板15總成縮回（T1)，且相對於方向v在其上游的銷 15 21在一降下位置(P5)且抽吸構件14是打開的； -緊接在第一長條12饋入鼓輪6之後的ρι之—第二扇形 區，在該處頭部13-平板15開始朝向個別袋7移動，直到它 徑向地疊置在袋7上(T2) ’且銷21開始以徑向向上移動，俾 以產生多餘的材料(P6); 20 一第三扇形區，在該處，頭部13·平板丨5總成朝向袋7 徑向地降下(T3)且被固持在該處，銷21再以徑向 動，以使在頭13下游的下-销21，向上移動至位置 -第四扇形H，在該處，頭部13•平板15總成大體上維 持上述相同的位置，直到其到達點丁4，此時，頭部13在推 14 1327123 動構件20的作動下，向下移動至袋7内，而銷21—直向下移 動(P8)，以便讓在第一長條12中的壓模適當地形成。 -一第五扇形區，自點T4延伸至點T5，在該處，頭部13-平板15總成被固持在壓模成形位置且銷21在降下位置，直 5 到到達抽吸構件14暫時關閉，以使頭部13-平板15總成升高 並回到升高位置(T2)。 -一第六扇形區，自點T5延伸至T6，在該處，頭部13-平板15總成離開個別袋移動回去，且銷21維持在降下位 置，以允許第二長條11在劑量4置於鼓輪6之下的狀況下通 10 過，且至少在點T6處關閉抽吸，以使在第一長條12中的壓 模L被釋放在劑量4上。 上述設備具有以下優點：深且足夠的壓模允許具有相 同重量的囊袋的形成，在長條上無皺折/折痕，且由於成形 頭部的特殊設計，配合可用以收集小量多餘過濾材料以補 15 償被頭部下壓的材料之系統，沖泡製品無一漏失，亦即， 所有囊袋確實地容納等量的沖泡製品。 須瞭解的是本發明在不脫離其發明概念之範圍下可作 各種改良。此外，本發明的細節可以技術上相當之元件取 代。 20【圖式簡單說明】 第1圖為使用依據本發明之設備製造的一沖泡製品囊 袋之側視圖； 第2圖為依據本發明之用以製造囊袋的設備之一較佳 實施例的概略立體圖，為清楚起見，其中的一些部份已省 15 1327123 略； 第3圖為第2圖之設備的前視圖，其中顯示部份零件的 橫截面，而另一些零件為清楚起見而省略； 第4圖為第3圖之設備的橫截面之側視圖； 5 第5圖為第3圖之設備的平面圖； 第6圖為依據本發明的設備之另一實施例的前視圖，其 中顯示某些零件的橫截面，而另一些零件省略；以及 第7及8圖分別為代表依據本發明之設備的零件之步驟 循環及移動的圖式。 10【主要元件符號說明】 1 囊袋 13 頭部 2 第一部份 13a 按壓元件 3 第二部份 13b 薄膜 4 劑量 13c 剛性板 5 設備 14 抽吸構件 6 鼓輪 15 平板 6a 長形孔 16 彈性構件 7 袋 16a 彈篑 7a 底 16b 栓 8 作動構件 17 第一凸輪構件 9 補償構件 18 共同軸 10 接合單元 19 第二凸輪構件 11 第二長條 20 推動構件 12 第一長條 21 銷 16 1327123 22 支撐桿 139 導管 23 第三凸輪構件 140 〇0 — 早7G 24,25 兩連接桿 A 第二線 26 第三凸輪從動滚子 B 第一線 27 第三凸輪輪廓 F17 第一箭頭 28 第一凸輪輪廓 F19 第二箭頭 29 第一凸輪從動滾子 L 壓模 30 桿 P 圓形路徑 31 第二凸輪輪廓 P1 弧形部 32 第二凸輪從動滾子 P2 弧形路徑 33 台架 P5 第一弧 34 彈簧構件 P6 第二弧 35 轉動板 P7 第三弧 36 第二軸 P8 第四弧 37 止推滾子 T3 弧 137 室 T4-T6 點 138 孔 X 轴 138a，138b共中心圓形群組 17

Claims (1)

1327123 第93121886號專利申請案申請專利範圍修正本修正日期98年12月 十、申請專利範圍： 1.一種用以製造容納個別劑量之沖泡製品的囊袋的設備， 該設備包括：其上備有均勻地分佈之袋的旋轉鼓輪輸送 構件；用以饋入一第一長條之過濾材料，將該第一長條 5 饋入至該旋轉鼓輪輸送構件的一第一線；用以移動該第 一長條抵靠在該旋轉鼓輪輸送構件上的該等袋，俾以在 該第一長條上形成一系列壓模的一作動構件；以及用以 饋入一第二長條之過濾材料的一第二線；該設備之特徵 在於該作動構件包括：對於在該旋轉鼓輪輸送構件上的 10 各袋，與該袋連接的至少一成形頭部，該成形頭部可朝 向該袋移動，並可移動離開該袋，使得該成形頭部被壓 入該第一長條中並於該袋中壓印該第一長條，以形成個 別的壓模；以及在與該成形頭部同步地作用在袋處之該 第一長條上的抽吸構件。 15 2.如申請專利範圍第1項的設備，其特徵在於它包括按壓在 該頭部上的一往復推動構件，以推動該頭部至該袋中， 並配合作用在該袋上的該抽吸構件，在該第一長條上形 成該壓模。 3. 如申請專利範圍第1或2項的設備，其特徵在於該抽吸構 20 件設計成可在該旋轉鼓輪輸送構件轉動時，固持該第一 長條及該成形頭部於該袋内一段預定的時間。 4. 如申請專利範圍第1項的設備，其特徵在於該成形頭部包 括一剛性的按壓元件，其形狀及尺寸配合與其連接的該 袋之形狀及尺寸。 18 1327123 5. 如申請專利範圍第1項的設備，其特徵在於該成形頭部由 一可撓性材料的薄膜構成，而該薄膜架設於且沿周緣地 固定至一似框架的剛性板中。 6. 如申請專利範圍第4或5項的設備，其特徵在於各該成形 5 頭部與一穩定平板相連接，而該穩定平板設計成穩定在 該袋中的該第一長條的個別邊緣，俾使得在壓印該第一 長條時，該袋的頂部可實質上被關閉。 7. 如申請專利範圍第6項的設備，其特徵在於它包括定位在 該成形頭部及該穩定平板之間的一彈性間置構件。 10 8.如申請專利範圍第1項的設備，其特徵在於該成形頭部藉 由第一凸輪驅動構件以及第二凸輪驅動構件而作動，該 第一凸輪驅動構件以與該旋轉鼓輪輸送構件的轉動(X)軸 平行之方向，在個別袋上朝向或離開該旋轉鼓輪輸送構 件而移動；該第二凸輪驅動構件以相對於該袋本身的徑 15 向方向，朝向或離開在該旋轉鼓輪輸送構件上的個別袋 移動。 9. 如申請專利範圍第1項的設備，其特徵在於它另包括被定 位且作用在各成形頭部上的補償構件，俾展開該第一長 條的一預定長度，以形成該第一長條的一多餘鬆弛部 20 份，當該頭部朝向該袋移動以形成該壓模時，該多餘鬆 弛部份被用盡且補償朝向該袋滑動的部份。 10. 如申請專利範圍第9項的設備，其特徵在於該補償構件包 括對各頭部而言，定位在該頭部之相對側邊上的一對 銷，該等銷在該凸輪構件的推動作用下，以一對該袋及 19 1327123 該成形頭部實質上成徑向的方向朝向或離開該第一長條 之過遽材料移動。 11.如申請專利範圍第1項的設備，其特徵在於該第二線係由 該第二長條之過濾材料之饋入所界定，其支持該沖泡製 5 品之一有序連串劑量，而各劑量設計成可與該第一長條 的一個別壓模連接。 20