DE3621651C2 - Vorrichtung zur Herstellung von Filterbeuteln für Aufgußprodukte und zur Einzelverpackung der Filterbeutel in eine Außenhülle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Filterbeuteln für Aufgußprodukte und zur Einzelverpackung der Filterbeutel in eine Außenhülle gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Bauart ist beispielsweise in der US-PS 38 05 483 der Anmelderin beschrieben und dargestellt.

Im wesentlichen hat diese Vorrichtung einen drehbar gelagerten Zuführ-Drehkopf mit mehreren Armen, die sich radial nach außen erstrecken und gleichmäßig auf dem Umfang verteilt sind, Greifzangen, von denen jeweils eine an einem der Arme angebracht ist und die Aufgabe hat, jeweils ein Filterpapierstück zu bearbeiten, Mittel zum schrittweisen Drehen des Drehkopfes, um auf diese Weise die Greifzangen auf einer vorbestimmten Bewegungsbahn in Schrittfolge vorzurücken, Mittel zur Bildung der Beutel, welche entlang der genannten Bewegungsbahn angeordnet sind und mit den Greifzangen zur Herstellung der Filterbeutel aus den Filterpapierstücken zusammenarbeiten, Einrichtungen zum Füllen der Beutel, wenn die Greifzangen eine bestimmte Stellung entlang der Bewegungsbahn erreicht haben, so daß die von den Greifzangen gehaltenen Filterbeutel mit einem Außgußprodukt gefüllt werden können, Organe zum Anbringen eines Fadens mit Etikett an jedem gefüllten und von den Greifzangen gehaltenen Beutel, wenn die Greifzangen eine weitere, vorbestimmte Stellung auf der Bewegungsbahn erreicht haben, sowie Organe zur Abnahme der gefüllten Beutel von den Greifzangen, zum Anbringen einer Schutzhülle um die Beutel und zur Rückführung der umhüllten Beutel zu den Greifzangen.

Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die zuletzt genannten Organe zur Abnahme und Rückführung der gefüllten Beutel von den Greifzangen und zu den Greifzangen des intermittierend drehbaren Drehkopfes im wesentlichen zangenartige Greifer, die bezüglich des Drehkopfes eine radiale Hin- und Herbewegung ausführen, und die Organe zum Anbringen der Schutzhülle (Außenhülle) haben im wesentlichen ein Bauteil, das eine alternierende Schwingbewegung ausführt, um durch Saugwirkung einen Abschnitt für die Schutzhülle zuzuführen, sowie ein Ziehwerkzeug mit festen und hin- und herbeweglichen Bauteilen.

Die Betätigung sowie die Bewegungsabstimmung der genannten, beweglichen Organe erfordern einen verhältnismäßig komplizierten Mechanismus, der die Produktionsgeschwindigkeit der Maschine und damit die Produktionsleistung beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Gattung zur Verfügung zu stellen, bei der die Einzelverpackung der Filterbeutel in eine Außenhülle schneller und sicherer erfolgt, wobei die Betätigungsmittel hierfür auch einfach im Aufbau sein sollen.

Bei einer Vorrichtung der im Patentanspruch 1 umrissenen Gattung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Vorrichtung mit den erfindungsgemäß vorgesehenen Verbesserungen,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des die Erfindung betreffenden Teils der Vorrichtung,

Fig. 3 das Funktionsschema des in Fig. 2 gezeigten Teils der Vorrichtung, wobei die Buchstaben A bis I aufeinander folgende Arbeitsstellungen der jeweiligen Organe bezeichnen, und

Fig. 4 eine nochmals vergrößerte Ansicht des gemäß der Erfindung vorgesehenen Doppelgreifers.

Wie Fig. 1 zeigt, hat die Vorrichtung ein Gehäuse 1, von dem sich ein Teil vertikal nach oben erstreckt. Alle Arbeitsorgane sind im wesentlichen an der Vorderseite dieses vertikalen Teils angeordnet. Von den Arbeitsorganen sind in Fig. 1 im wesentlichen die folgenden dargestellt:

- ein Drehkopf 2 mit radial sich erstreckenden Armen 3, die, wie Fig. 2 zeigt, gleichen Abstand voneinander haben, wobei am freien Ende jedes Armes eine Greifzange 4 angebracht ist; diese Anordnung ist i. w. in der genannten US-PS 38 05 483 erläutert;
- eine Filterpapier-Rolle 5 für die Herstellung von Filterbeuteln 6 (vgl. Fig. 3 D) für die Aufnahme eines Aufgußproduktes wie Tee, Kamillentee o. dgl.;
- ein Zuführtrichter 7 für das genannte Aufgußprodukt mit einer Dosiereinrichtung dieses Produktes, das während der Bildung der Beutel in diese eingefüllt wird;
- eine Rolle 8 für ein Band zur Herstellung von Etiketten, die an einem nicht gezeigten Faden angebracht werden, welcher an jedem Filterbeutel 6 befestigt wird, um dessen Handhabung während der Verwendung bei der Zubereitung eines Aufgußgetränkes zu ermöglichen;
- zwei Rollen 9 eines Metalldrahtes, mit dessen Hilfe, wie erwähnt, der Faden mit dem Etikett über Metallklammern in einem Klammerorgan 10 am Filterbeutel 6 befestigt wird;
- der Vorrichtungsteil 11, der gemäß der Erfindung ausgebildet ist und anhand der Fig. 2, 3 und 4 näher erläutert wird.

In Fig. 2 ist ein Band 12 zu erkennen, aus welchem die Außenhüllen 20 für die Filterbeutel 6 hergestellt werden und das von einer Rolle 13, die auch in Fig. 1 gezeigt ist, abgewickelt wird. Dieses Band 12 wird nach der Abwicklung von der Rolle 13 in üblicher Weise über frei drehbare Umlenkrollen 14 geführt. Hinter der letzten Umlenkrolle 14 gelangt das Band 12 hinter einer Platte 15 zu Ziehwerkzeugen 16, durch die es hindurchläuft und dabei, wie vor allem Fig. 3 A zeigt, in Längsrichtung asymmetrisch so gefaltet wird, daß es im Querschnitt etwa die Form eines V mit unterschiedlich langen Schenkeln hat. In dem in Fig. 3 A gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen die Ziehwerkzeuge 16 aus zwei vertikalen Elementen 16 A und 16 B mit Polygonquerschnitt, die so angeordnet sind, daß jeweils eines Kante an der Außenseite des zu einem V-Querschnitt gefalteten Bandes 12 anliegt.

In Bewegungsrichtung hinter den festen Ziehwerkzeugen 16 befinden sich zwei Falzrollen 17, die um i. w. vertikale Achsen 17a gegenläufig rotieren und die Aufgabe haben, entlang dem längeren Schenkel des V-förmig gefalteten Bandes 12 eine Falzlinie 18 einzudrücken.

In Bewegungsrichtung hinter den Falzrollen 17 ist ein Bremsorgan 21 vorgesehen, das auf die Außenseiten der V-Schenkel des entsprechend gefalteten Bandes 12 einwirkt. Dieses Bremsorgan 21 besteht im wesentlichen aus einem festen Anschlag 21a und einer Freigaberolle 21b, die um eine vertikale Achse frei drehbar in einem Tragelement 21c gelagert ist, welches dem festen Anschlag 21a gegenüberliegt.

Das Bremsorgan 21 befindet sich zwischen den Falzrollen 17 und einer Mitnehmereinrichtung 19, welche das Band 12 für die Herstellung der Außenhüllen 20 intermittierend oder schrittweise vorschiebt. Die Mitnehmereinrichtung 19 hat zwei zylindrische Walzen 19a und 19b, die sich i. w. in vertikaler Richtung erstrecken und über zwei zugehörige, miteinander kämmende Zahnräder 19c und 19d gegenläufig angetrieben werden. Die zylindrische Walze 19a hat in bekannter Weise auf einem Umfangsabschnitt eine Mantelfläche mit geringerem Radius als die übrige Zylinderfläche, so daß diese Walzen 19a und 19b, welche das Band 12 weiterziehen, eine intermittierende, von einer Stillstandsphase unterbrochene Vorschubbewegung erzeugen.

In Durchlaufrichtung hinter der Mitnehmereinrichtung 19 befindet sich ein Schneidorgan 22, das von dem V-förmig gefalteten Band 12 einen Abschnitt mit einer Länge abtrennt, die ausreichend ist, zwischen den Schenkeln des V jeweils einen geschlossenen und mit dem Aufgußprodukt gefüllten Filterbeutel 6 in Längsrichtung aufzunehmen (vgl. Fig. 3 E). Dieses Schneidorgan 22 hat zwei Messerklingen 22a und 22b, die in Gegenrichtung zueinander beweglich sind, wie die Stellungen der Fig. 3 A, 3 B und 3 C zeigen.

In Bewegungsrichtung unmittelbar vor den beiden Messerklingen 22a und 22b des Schneidorgans 22 befindet sich eine Trennscheibe 28, die um eine Achse 29 zwischen den V-Schenkeln des gefalteten Bandes 12 schwenkbar ist, um auf diese Weise die Querränder sofort nach dem Abtrennen der Abschnitte 25 mittels des Schneidorganes 22 voneinander zu trennen. In Vorschubrichtung unmittelbar hinter dem Schneidorgan 22 befindet sich eine Zange 23 mit zwei Armen, die um eine horizontale Achse 24 i. w. in der Ebene der mit den radialen Armen 3 verbundenen Greifzangen 4 des Drehkopfes 2 schwenkbar sind. Der Endbereich der Arme dieser Zange 23 ist in Form einer kleinen Hacke oder Klaue ausgebildet, so daß sich beide gegenüber liegen und i. w. eine V-Führung haben. Wie Fig. 3 D zeigt, dient die Zange 23 dazu, einen Abschnitt 25 in der Nähe des V-Bodens unmittelbar nach dem Abtrennen durch das Schneidorgan 22 vom Band 12 an zwei voneinander beabstandeten Punkten zu erfassen.

In Bewegungsrichtung unmittelbar hinter dem Schneidorgan 22 befindet sich ein über einen Bogen von i. w. 90° verbundenes, doppelwandiges Scharelement 30, das die Aufgabe hat, die Schenkel der V-förmig gefalteten Abschnitte 25 in geöffneter Stellung zu halten, damit zwischen diese der Filterbeutel 6 eingeführt werden kann.

Über diesem Scharelement 30 und in derselben Ebene befindet sich ein Doppelgreifer, der radial zu der jeweiligen Greifzange 4, die an jedem radialen Arm 3 des Drehkopfes 2 befestigt ist, hin- und herbeweglich ist. Eine Greifzange 26 des Doppelgreifers befindet sich zwischen den Zangenarmen der anderen Greifzange 27 (vgl. Fig. 3 D, 3 E, 3 F und 4).

Die phasensynchrone Betätigung der Schwenkbewegungen um die Achse 24 und der Öffnungs- und Schließbewegungen der Arme der Zange 23 sowie der Hin- und Herbewegungen und der Öffnungs- und Schließbewegungen der Greifzangen 26 und 27 hat sich in der Praxis als wesentlich einfacher erwiesen als bei der entsprechenden Einrichtung nach der US-PS 38 05 483, so daß eine wesentlich höhere Produktionsleistung erzielt werden kann.

Diese phasensynchrone Betätigung der genannten Bewegungen wird so durchgeführt, daß die Greifzange 26 in fester Folge die einzelnen, nacheinander zugeführten Filterbeutel 6 erfaßt und von den Greifzangen 4 des Drehkopfes 2 in dessen äußerer Stellung abnimmt (vgl. Fig. 3 D); die schwenkbare Zange 23 des Doppelgreifers gelangt aus der Stellung der Fig. 3 D, in der sie einen V-förmig gefalteten Abschnitt 25 erfaßt, in ihre gemäß Fig. 3 E geschwenkte Stellung, in der sich der zuvor herausgezogene Filterbeutel 6 zwischen den V-Schenkeln des Abschnittes 25 befindet. Gemäß Fig. 3 E wird die Greifzange 27 geschlossen, so daß sie den V-förmig gefalteten Abschnitt 25 erfaßt, zwischen dessen Schenkeln sich der von der Greifzange 26 erfaßte Filterbeutel 6 befindet. Schließlich werden die gemeinsam erfaßten Teile - innen befindlicher Filterbeutel 6 und Außenhülle 20 - in die Greifzange 4 des Drehkopfes 2 zurückgeführt (vgl. Fig. 3 F).

Das versiegelte Schließen der Außenhülle 20 mit dem Umfalzen der Zunge, die durch die Falzlinie 18 auf dem längeren V-Schenkel begrenzt ist, erfolgt in bekannter Weise gemäß den Fig. 3 G, 3 H und 3 I.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Filterbeuteln für Aufgußprodukte und zur Einzelverpackung der Filterbeutel in eine Außenhülle, umfassend einen Zuführ-Drehkopf mit mehreren Armen, die sich radial nach außen erstrecken und gleichmäßig auf dem Umfang verteilt sind, Greifzangen, von denen jeweils eine an einem der Arme angebracht ist und die Aufgabe hat, jeweils ein Filterpapierstück zu bearbeiten, Mittel zum schrittweisen Drehen des Drehkopfes, um auf diese Weise die Greifzangen auf einer vorbestimmten Bewegungsbahn in Schrittfolge vorzurücken, Mittel zur Bildung der Beutel, welche entlang der genannten Bewegungsbahn angeordnet sind und mit den Greifzangen zur Herstellung der Filterbeutel aus den Filterpapierstücken zusammenarbeiten, Einrichtungen zum Füllen der Beutel, wenn die Greifzangen eine bestimmte Stellung entlang der Bewegungsbahn erreicht haben, so daß die von den Greifzangen gehaltenen Filterbeutel mit einem Aufgußprodukt gefüllt werden können, Organe zum Anbringen eines Fadens mit Etikett an jedem gefüllten und von den Greifzangen gehaltenen Beutel, wenn die Greifzangen eine weitere, vorbestimmte Stellung auf der Bewegungsbahn erreicht haben, sowie Organe zur Abnahme der gefüllten Beutel von den Greifzangen, zum Anbringen einer Schutzhülle um die Beutel und zur Rückführung der umhüllten Beutel zu den Greifzangen, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung eines Streifens oder Bandes (12) zur Bildung der Außenhüllen (20) vorgesehen sind:
- fest angeordnete Ziehwerkzeuge (16) mit einander gegenüberliegenden, vertikalen Elementen (16a, 16b) zur asymmetrischen Längsfaltung des Bandes (12) für die Außenhülle (20) in eine V-Form mit unterschiedlich langen Schenkeln,
- gegenläufig rotierende Falzrollen (17) zum Einprägen einer längs verlaufenden Falzlinie (18) in den längeren V-Schenkel in der Nähe des Längsrandes des kürzeren Schenkels,
- ein auf die Außenseiten der V-Schenkel des Bandes (12) einwirkendes Bremsorgan (21)
- eine Mitnehmereinrichtung (19) zum intermittierenden oder schrittweisen Vorschub des V-förmig gefalteten Bandes (12) zwischen den Ziehwerkzeugen (16), den Falzrollen (17) und dem Bremsorgan (21),
- ein Schneidorgan (22) zum Abtrennen von Abschnitten (25) von dem V-förmig gefalteten Band (12) mit einer Länge, die zur Aufnahme von geschlossenen und ein Aufgußprodukt enthaltenden Beuteln (6) in ihrer Längserstreckung zwischen den Schenkeln des V-förmig gefalteten Abschnitts (25) ausreicht,
- eine Zange (23), die in der Ebene der an den radialen Armen (3) des Drehkopfs (2) angeordneten Greifzangen (4) schwenkbar ist,
- einen Doppelgreifer, der bezüglich der an den Armen (3) des Drehkopfs (2) angeordneten Greifzangen (4) bei dessen Stillstand radial beweglich ist, und
- Mittel zur phasensynchronen Betätigung der Schwenkbewegung und der Öffnungs- und Schließbewegung der Zange (23) sowie der hin- und hergehenden Bewegungen und Öffnungs- und Schließbewegungen der Greifzangen (26, 27) des Doppelgreifers zum Abnehmen eines gefüllten und verschlossenen Filterbeutels (6) mittels der ersten Greifzange (26) des Doppelgreifers von den Greifzangen (4) des Drehkopfes (2), zum Schwenken der Zange (23) aus einer Stellung zum Ergreifen eines V-förmig gefalteten Abschnittes (25) in eine Stellung, in der sich der gefüllte Filterbeutel (6) zwischen den Schenkeln des V-förmig gefalteten Abschnittes (25) befindet, zum Schließen der zweiten Greifzange (27) des Doppelgreifers, die dadurch den Abschnitt (25), zwischen dessen V-Schenkeln der Filterbeutel (6) von der ersten Greifzange (26) gehalten wird, von außen erfaßt, und zum Rückführen der aus innerem Filterbeutel (6) und Außenhülle (20) gebildeten Einheit zu der Greifzange (4) des Drehkopfes (2) mit radialen Armen (3).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung hinter dem Schneidorgan (22) ein über einem Bogen von i. w. 90° verbundenes, doppelwandiges Scharelement (30) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehwerkzeuge (16) zwei Vertikalelemente (16a, 16b) mit Polygonquerschnitt aufweisen und so mit einer Platte (15) zusammenarbeiten, daß zwei einander gegenüberliegende Kanten an der Außenseite des V-förmig zu faltenden Bandes (12) mit unterschiedlicher Schenkellänge anliegen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmereinrichtung (19) zwei i. w. zylindrische Walzen (19a, 19b) mit i. w. vertikaler Achse aufweist, welche zu ihrem gegenläufigen Antrieb miteinander kämmende und an diesen befestigte Zahnräder (19c, 19d) aufweisen und von denen eine Walze (19a) eine Mantelfläche hat, die auf einem Teil des Außenumfangs einen kleineren Radius als der übrige Teil des zylindrischen Außenumfangs aufweist, um dadurch eine Haltephase während des Vorschubs zu erzeugen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifteil am Ende der Arme der Zange (23) als V-förmige Klaue oder Hacke ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hin- und herbewegliche Doppelgreifer eine innere Greifzange (26) hat, die zwischen den Greifarmen der äußeren Greifzange (27) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung vor dem Schneidorgan (22) eine zwischen den Schenkeln des V-förmig gefalteten Bandes (12) schwenkbare Trennscheibe (28) vorgesehen ist, die die Querränder nach dem Abtrennen der V-förmigen Abschnitte (25) von dem Band (12) voneinander trennt.