JP7451575B2 - 煎じ出し製品を含むフィルタバッグを形成するための封止および切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、茶、コーヒー、カモミールなどの煎じ出し製品用のフィルタバッグを形成するための封止および切断装置に関する。

本発明によるフィルタバッグは、いわゆる従来タイプ、すなわち、シングルローブまたはダブルローブのフィルタバッグ（すなわち、平らな展開部を有する）、またはピラミッド型フィルタバッグ（すなわち、実質的に三次元の展開部を有する）であり得る。

両タイプのフィルタバッグは、共通の要素として、フィルタ材料紙片と１回分の煎じ出し製品、および一方の側でフィルタ材料紙片に且つもう一方の側でグリップタグに結合されたストレッチ糸を持つ。

糸は通常、所定の経路に沿ってフィルタバッグの周りに配置され、区別されたタイプの（例えば封止による）接合点でフィルタバッグに関連付けられる。区別されたタイプの接合点は、すなわち、使用中も結合を維持する必要がある場合の強固な点、または軟弱な（light）点であって、使用前に糸のその部分を切り離す必要がある場合の軟弱な点である。

このタイプのフィルタバッグを形成するための機械は、例示的なタイプの従来技術の解決策において基本構造として以下を含み得る。すなわち、
１つまたは複数の作業面を規定するホイールであって、円形の供給方向を持つ作業経路を規定するように、それ自体の軸周りに回転するホイールと、
作業経路の所定ゾーンの円筒形作業面に、同期して（in phase）、個々のタグを配置するための第１の供給ステーションと、
供給方向を基準にして個々のタグを配置するためのゾーンの下流の所定のゾーンから開始して、進行（weave）経路に沿って円筒形作業面上に連続した糸を供給するための第２の供給ステーションであって、糸の進行経路はまた、円筒形作業面に存在する突出したピンの存在のおかげで得られる、第２の供給ステーションと、
タグと糸の織りを重ね合わせて円筒形作業面に沿ってフィルタ材料の連続したストリップを供給するための、第２の供給ステーションに対して下流に配置された第３の供給ステーションと、
糸とタグとの間に（特に強固なタイプの封止を得るようにプログラムされた）第１の一連の封止を形成するように構成された第１のソノトロード群であって、第２の供給ステーションと第３の供給ステーションとの間に配置された第１のソノトロード群と、
第１のソノトロード群の下流で且つフィルタ材料のストリップが配置される円筒形作業面に配置された第２のソノトロード群であって、進行経路に沿って配置され且つフィルタ材料のストリップの下に存在するストレッチ糸とストリップとの間、およびストリップとタグとの間の両方に複数の封止を形成する（この場合、第２のソノトロード群は軟弱なタイプの封止を得るように構成されている）ように構成された第２のソノトロード群と、
タグと糸を既に備えるフィルタバッグを完成させるための、ホイールの下流に配置されたステーションであって、フィルタバッグ（フラット、ピラミッド型、または四面体形状）を幾何学的に形成し、１回分の煎じ出し製品を導入し、超音波装置でその形状のフィルタバッグを閉じ、形成された個々のフィルタバッグを分離するように構成されたステーションと、を含み得る。

既に述べたように、上記のフィルタバッグを形成するための現在の機械では、上記の接合点を形成するためのステーション、および形成されたフィルタバッグを超音波装置で封止および切断するためのステーションが使用されている。

特に、形成されたフィルタバッグの封止および切断に使用される超音波装置は、フィルタバッグを形成するためのラインの下流に配置され、形成されたフィルタバッグの上部とフィルタ材料のストリップの供給方向に対して先のフィルタバッグの上流に配置されたフィルタバッグの底部とを同時に閉じることを可能にする。

封止および切断装置は、
フィルタ材料のストリップを密封するためのソノトロードと、
ソノトロードに面して配置されたカウンタプレートすなわちアンビルと、
ソノトロードとアンビルが間隔を置いて配置された第１の非動作位置と、ソノトロードとアンビルがフィルタ材料のストリップを封止するために前面において接触している第２の動作位置との間でソノトロードとアンビルを移動させるように構成された、ソノトロードおよびアンビルに接続された移動システムであって、ソノトロードとアンビルは、ストリップの供給方向に対して横方向に移動する、移動システムと、
アンビルに配置され且つストリップの封止後にフィルタ材料のストリップを分離できる切断要素またはナイフであって、切断要素がアンビルに収容されている引込非動作位置と、切断要素がアンビルから突き出ておりフィルタ材料のストリップを分離する、フィルタ材料のストリップを切断するための前進動作位置との間で、ソノトロードおよびアンビルの動きと同期した移動手段によって移動される切断手段またはナイフと、を備える。

この解決策では、ソノトロードはＣ字型の断面を持ち、一方で、１回分の製品を既に含むフィルタバッグの上部の封止を規定し、他方で、形成されるべき次のフィルタバッグの底部を規定する。

ソノトロードの中央にある溝は、フィルタ材料のストリップを切断するステップ中にナイフを挿入することを、つまり、はさみのような動作で２つのフィルタバッグが形成されることを可能にする。

しかしながら、この技術的な解決策にはいくつかの欠点がある。

線形ナイフとソノトロードの溝を組み合わせて一種のシザーカットを行うと、ナイフの切断部分が急速に摩耗する。

フィルタバッグの形成に使用されるいくつかの材料、特にいわゆる「織物－不織布」材料の高い弾性のために、ナイフの摩耗はまた、さらに増大する。

これに、この解決策で正確で且つ高品質の切断を得るためには、振動が誤った切断ラインを決定するのを防ぐために、切断ステップ中にソノトロードを非アクティブ化する必要があるという事実を追加する必要がある。これは、ステップの全体的な速度低下とソノトロードの部品のより大きな応力を必要とする。

本発明の目的は、上記の欠点を克服する、例えば、茶、コーヒー、カモミールなどの煎じ出し製品を含むフィルタバッグを形成するための封止および切断装置を提供することである。

特に、本発明の目的は、フィルタバッグの最終品質を改善することができる、例えば、茶、コーヒー、カモミールなどの煎じ出し製品を含むフィルタバッグを形成するための封止および切断装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、装置を形成する部品の動作寿命を延ばすと同時に、フィルタバッグを形成する時間を短縮できる、例えば、茶、コーヒー、カモミールなどの煎じ出し製品を含むフィルタバッグを形成するための封止および切断装置を提供することである。

前記目的は、添付の特許請求の範囲に特徴づけられる本発明による、例えば、茶、コーヒー、カモミールなどの煎じ出し製品を含むフィルタバッグを形成するための封止および切断装置によって完全に達成される。

本発明の技術的特徴は、添付の図面に例として示されている、本発明の好ましい非限定的な実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
本発明による煎じ出し製品用のフィルタバッグを形成するための封止および切断装置の、他の部分をより良く示すために一部が切り取られた、概略正面図である。 図１の封止および切断装置の一部を形成するアンビルとソノトロードの拡大された詳細の斜視図である。 切断装置のアンビルの正面斜視図である。 非動作位置にあるソノトロードおよびアンビルユニットの、他の部分をより良く示すために一部が切り取られた、斜視図であり、アンビルに配置された切断要素が動作位置にある斜視図である。 非動作位置にあるソノトロードおよびアンビルユニットの、他の部分をより良く示すために一部が切り取られた、斜視図であり、アンビルに配置された切断要素が図４とは異なる動作位置にある斜視図である。 先の図面の切断要素の移動ユニットの斜視図である。 図６の切断要素の移動ユニットの断面図である。

添付の図面、特に図１および２を参照すると、全体が１００とラベル付けされた本発明による装置は、種々のタイプの製品を収容するバッグを形成するために（超音波による）封止および切断に使用される。

図示の場合、単に非限定的な例として、煎じ出し製品用のフィルタバッグの形成が説明されている。

したがって、再び例として、封止および切断装置１００は、ピラミッドバッグなどの三次元フィルタバッグといわゆる伝統的な長方形のシングルローブまたはダブルローブのバッグの両方を形成するように構成された、フィルタバッグを形成するための機械（図示せず）で使用され得る。

各バッグは、少なくとも１回分の製品を収容する材料片で得られる。フィルタバッグの場合、各フィルタバッグは、１回分の煎じ出し製品を収容するフィルタ材料片で得られる。

以下に説明するのは、フィルタ材料で得られるフィルタバッグなどの、本発明による装置によって接合および切断されるバッグであるが、本発明による解決策は、解決策の範囲を制限することなく、製品を収容する他のタイプのバッグに適用され得る。

封止および切断装置１００は、（１回分の製品を既に含む第１のフィルタバッグの閉じた上部と、供給方向Ｄ２に対して第１のフィルタバッグの上流に形成される第２のフィルタバッグの底部とを規定するように、）供給方向Ｄ２に沿って供給されるフィルタ材料の連続した（図１および２に破線で示された）管状ストリップ２ｓの部分２を封止するように構成された封止ヘッド１すなわちソノトロードを備える。

ストリップ２ｓの供給方向は、装置１００が適用される成形機のタイプに応じて、垂直面、水平面、または傾斜面に沿っていてもよい。

封止および切断装置１００は、ソノトロード１に面して配置されたカウンタヘッドすなわちアンビル３を備える。

アンビル３は、少なくともソノトロード１の長さに等しい、またはそれ以上の長さ（または主の長手方向の展開）を有する箱型の構造を有する。

封止および切断装置１００は、ソノトロード１および／またはアンビル３に接続された移動システム４であって、ソノトロード１とアンビル３が間隔をあけて配置される第１の非動作位置と、ソノトロード１とアンビル３が、形成される対応するそれぞれのバッグの上部および底部の同時封止を形成するように、フィルタ材料のストリップの部分２を封止するために前面において接触している第２の動作位置との間で、ソノトロード１およびアンビル３を（同期して）移動させるように構成された移動システム４を備える。

ソノトロード１およびアンビル３は、フィルタ材料の連続したストリップ２ｓの供給方向Ｄ２を横切る移動方向Ｄ３に沿って同期して移動される。

（ソノトロード１に接続された）移動システム４は、ソノトロード１およびアンビル３に向かう、およびソノトロード１およびアンビル３から離れる動きを同期させることができる複数の運動学的機構（接続ロッドおよびクランクの複数の対、並びに関連する駆動ユニットなど）を備える。

封止および切断装置１００は、支持および移動要素８に接続された円形のブレード６を備える切断要素５を備え、支持および移動要素８は、連続した管状ストリップ２ｓの供給方向Ｄ２に垂直な方向Ｄ６に沿って円形形状のブレード６に並進運動を与えることができる。

切断要素５は、アンビル３に配置されており、形成された第１のフィルタバッグをフィルタ材料の残りの連続したストリップ２ｓから分離するように、第２の動作位置にあるソノトロード１およびアンビル３でフィルタ材料のストリップ２ｓを切断するように構成されていることに留意されたい。

図３から７にも示されるように、アンビル３はスリット７を備え、スリット７からブレード６が突出しており、ブレード６は、形成されたバッグを残りの連続したストリップ２ｓから分離するように、ソノトロード１およびアンビル３が第２の動作位置にある間に、ソノトロード１との接触によって管状ストリップ２ｓを切断するように構成されている。

第１の実施形態によれば、切断要素５は、アンビル３の内側に配置された移動および支持ユニット８に連結され且つ自由に回転可能な円形のブレードプロファイル６を備えたホイール６ａを備える。

第２の実施形態によれば、切断要素５は、アンビル３の内側に配置された移動および支持ユニット８に堅固に関連付けられた円形のブレードプロファイル６を備えたホイール６ａを備える。

第３の実施形態によれば、切断要素５は、アンビル３の内側に配置された移動および支持ユニット８と連結された円形のブレードプロファイル６を備えたホイール６ａを備える。

これに照らして、ホイール６ａは、少なくともブレード６の並進移動中に（ソノトロード１とのコントラストに関係なく）、ホイール６ａに強制的な回転を与えるように構成された独立した移動ユニット９に接続されている。

独立したユニット９は、図７にブロックで示されており、移動および支持手段８が作動されたときにホイール６ａを回転させることができるピニオンラックユニットを備えた駆動ユニットまたは運動学的結合からなり得る。

好ましくは、移動および支持ユニット８は、アクチュエータ１１に接続されたホイール６ａを支持するための支持体１０を備え、アクチュエータ１１は、アンビル３の長手方向の展開に沿って支持体１０を両方向に移動させるように構成されている。

これに照らして、支持体１０は、ホイール６ａの両方向への直線的な並進ストロークを可能にするように、アンビル３の内側に配置された線形ガイド１２にスライド可能に接続されている。

好ましくは、支持体１０は、その中央部分において支持体１０に連結されたロッカー１３を備える。

ロッカー１３は、第１のアーム１４および第２のアーム１５を有する。

ホイール６ａは、第１のアーム１４に（第１のアーム１４の自由端に）連結されている。支持体１０と接触している調整およびカウンターバランスのためのグラブねじ１６は、スリット７から突出するホイール６ａの動作位置を調整するように、第２のアーム１５にねじ込み式に接続されている。

これに照らして、弾性予荷重要素１７（ばね）が、支持要素８（支持体１０）とブレード６（第１のアーム１４）との間に配置されており、ブレード６を第２の動作位置にあるソノトロード１と接触させ続けることができる。

図示のように、ソノトロード１は、平らで且つ連続したプロファイルを備えた、アンビル３に面する接触面１８を備え、その上で、円形のプロファイルを有するブレード６は、接触面１８と接触することによってフィルタ材料の管状ストリップ２ｓの切断を決定するように、スライドすることができる。

好ましくは、アンビル３は、封止ゾーンにおいてソノトロード１の長さＳ１に少なくとも等しい長さＳ７を有するスリット７を有する（好ましくは、スリット７は、ソノトロード１の展開よりも大きい展開を有し得る）。

好ましくは、アンビル３は単一の部品として作られる。

好ましくは、ソノトロード１および／またはブレード６は硬化した材料でできている。本発明はまた、煎じ出し製品を収容するバッグ（フィルタ）を封止および切断するための方法を提供する。

この方法は、以下のステップを含む。すなわち、
供給方向Ｄ２に沿って供給されるフィルタ材料の連続した管状ストリップ２ｓの部分２を封止するように構成された封止ヘッド１またはソノトロードを準備するステップと、
ソノトロード１に面して配置されたカウンタヘッドまたはアンビル３を準備するステップと、
ソノトロード１およびアンビル３を、フィルタ材料の管状ストリップ２ｓに接触するまで、フィルタ材料の連続した管状ストリップ２ｓを供給する方向Ｄ２を横切る移動方向Ｄ３に沿って、互いに向かって移動させるステップと、
形成される対応するそれぞれのバッグの上部と底部（図示の場合のように、１回分の製品を既に含む第１のフィルタバッグの閉じた上部と、供給方向Ｄ２に対して第１のフィルタバッグの上流に配置された形成中の第２のフィルタバッグの底部と）の同時封止を達成するように、ソノトロード１を作動させることによって、フィルタ材料の管状ストリップ２ｓの部分２を接合するステップと、
形成されたフィルタバッグをフィルタ材料の残りの連続した管状ストリップ２ｓから分離するように、切断要素５を使用して、封止されたフィルタ材料の連続した管状ストリップ２ｓの部分２に沿って切断するステップであって、連続した管状ストリップ２ｓの供給方向Ｄ２に垂直な方向Ｄ６に沿って円形のブレード６を備えた切断要素５の並進を含む、ステップと、を含む。

図示のように、切断ステップは、ソノトロード１への接触によってブレード６によって実行される。

また、切断ステップは、ソノトロード１およびアンビル３の移動方向Ｄ３に垂直な方向Ｄ６に沿って円形形状のブレード６を備えた切断要素５の並進を含むことに留意されたい。

切断要素５の並進は、ソノトロード１およびアンビル３の長手方向の展開全体に沿って行われ、形成されたフィルタバッグの、フィルタ材料の残りのストリップに対する確実な且つ完全な分離を可能にすることに留意されたい。

好ましくは、円形形状のブレード６を備えた切断要素５による切断ステップは、作動されたソノトロード１の封止ステップ中に行われる。

このように構成された機械のおかげで、多くの利点を備えたプリセットの目的が達成される。

（好ましくは回転する）円形のブレードの存在により、ブレードの寿命を延ばすことができる。

円形のブレードと接触するための表面を規定する平らなソノトロードの存在は、フィルタ材料のストリップのストレッチを切断する安全性と精度を向上させる。

ソノトロードとアンビルの展開に沿って線形軌道に沿って移動可能な円形のブレードの存在により、時間を改善し且つ切断されたストレッチのエッジをほつれることなくフィルタ材料のストレッチをクリーン且つ正確に切断することを可能にするように、スイッチを入れて作動されたソノトロードで切断できる。

Claims (13)

1. 製品を収容するバッグを形成するための封止および切断装置（１００）であって、
   供給方向（Ｄ２）に沿って供給される連続した管状ストリップ（２ｓ）の部分（２）を封止するように構成された封止ヘッド（１）またはソノトロードと、
   前記ソノトロード（１）に面して配置されたカウンタヘッドまたはアンビル（３）と、
   前記ソノトロード（１）および／または前記アンビル（３）に接続されており且つ前記ソノトロード（１）および／または前記アンビル（３）を、前記ソノトロード（１）およびアンビル（３）が互いから間隔をあけて配置される第１の非動作位置と、前記ソノトロード（１）および前記アンビル（３）が、形成される対応するそれぞれのバッグの上部と底部を同時封止するように、前記管状ストリップ（２ｓ）の前記部分（２）を封止するために前面において接触している第２の動作位置との間で移動させるように構成された移動システム（４）と、
   支持および移動ユニット（８）に接続された円形のブレード（６）を備える切断要素（５）であって、前記支持および移動ユニット（８）が前記連続した管状ストリップ（２ｓ）の前記供給方向（Ｄ２）に垂直な方向（Ｄ６）に沿って円形の前記ブレード（６）に並進移動を与えることができる、切断要素（５）と、を備え、
   前記アンビル（３）がスリット（７）を備え、前記スリット（７）から前記ブレード（６）が突出しており、前記ソノトロード（１）および前記アンビル（３）が前記第２の動作位置にある間に、形成されたバッグを残りの前記連続した管状ストリップ（２ｓ）から分離するように、前記ブレード（６）は、前記ソノトロード（１）との接触により、前記残りの管状ストリップ（２ｓ）から前記管状ストリップ（２ｓ）を切断するように構成されている、封止および切断装置（１００）。
2. 前記切断要素（５）は、前記アンビル（３）の内側に配置された前記移動および支持ユニット（８）と連結され且つ自由に回転可能な円形のブレードプロファイル（６）を備えたホイール（６ａ）を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記切断要素（５）は、前記アンビル（３）の内側に配置された前記移動および支持ユニット（８）に堅固に関連付けられた円形のブレードプロファイル（６）を備えたホイール（６ａ）を備える、請求項１に記載の装置。
4. 前記切断要素（５）は、前記アンビル（３）の内側に配置された前記移動および支持ユニット（８）と連結された円形のブレードプロファイル（６）を備えたホイール（６ａ）を備え、前記ホイール（６ａ）は、少なくとも前記ブレードの並進移動中に、前記ホイール（６ａ）の強制的な回転を与えるように構成された独立した移動ユニット（９）に接続されている、請求項１に記載の装置。
5. 前記移動および支持ユニット（８）が、アクチュエータ（１１）に接続された前記ホイール（６ａ）を支持するための支持体（１０）を備え、前記アクチュエータ（１１）は、前記アンビル（３）の長手方向の展開に沿って前記支持体（１０）を両方向に移動させるように構成されており、前記支持体（１０）は、前記ホイール（６ａ）の両方向に直線的な並進ストロークを可能にするように、前記アンビル（３）の内側に配置された線形ガイド（１２）にスライド可能に接続されている、請求項２から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記支持体（１０）が、前記支持体（１０）の中心に連結されたロッカー（１３）を備え、前記ロッカー（１３）は、第１のアーム（１４）と第２のアーム（１５）とを備え、前記ホイール（６ａ）は前記第１のアーム（１４）に連結されており、前記支持体（１０）と接触している調整グラブねじ（１６）が前記スリット（７）から突き出ている前記ホイール（６ａ）の位置を調整できるように、前記第２のアーム（１５）にねじ込み式に接続されている、請求項５に記載の装置。
7. 前記ブレード（６）を前記第２の動作位置の前記ソノトロード（１）と接触させ続けるように、前記支持ユニット（８）と前記ブレード（６）との間に配置された弾性要素（１７）を備える、請求項２から５のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記ソノトロード（１）が、平らで且つ連続したプロファイルを備えた、前記アンビル（３）に面する接触面（１８）を備え、その上で、円形のプロファイルを備えた前記ブレード（６）は、前記接触面（１８）と接触することによって前記管状ストリップ（２ｓ）の切断を決定するように、スライドできる、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記アンビル（３）に形成された前記スリット（７）が、封止ゾーンにおいて前記ソノトロード（１）の長さ（Ｓ１）と少なくとも等しい長さ（Ｓ７）を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記アンビル（３）が単一の部品として作られている、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記ソノトロード（１）および／または前記ブレード（６）が硬化した材料でできている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 製品を収容するバッグを封止および切断するための方法であって、
    供給方向（Ｄ２）に沿って供給される連続した管状ストリップ（２ｓ）の部分（２）を封止するように構成された封止ヘッド（１）またはソノトロードと、
    前記ソノトロード（１）に面して配置されたカウンタヘッドまたはアンビル（３）を準備するステップと、
    前記ソノトロード（１）および前記アンビル（３）を、前記管状ストリップ（２ｓ）と接触するまで、前記連続した管状ストリップ（２ｓ）を供給する方向（Ｄ２）を横切る移動方向（Ｄ３）に沿って、互いに向かって移動させるステップと、
    形成される対応するそれぞれのバッグの上部と底部を同時封止するように、前記ソノトロード（１）を作動させることによって、前記管状ストリップ（２ｓ）の前記部分（２）を封止する封止ステップと、
    形成されたバッグを残りの前記連続した管状ストリップ（２ｓ）から分離するように、切断要素（５）を使用して、連続した封止された管状ストリップ（２ｓ）の前記部分（２）に沿って切断する切断ステップであって、前記連続した管状ストリップ（２ｓ）の前記供給方向（Ｄ２）に垂直な方向（Ｄ６）に沿って円形のブレード（６）を備えた前記切断要素（５）の並進を含む、切断ステップと、を含み、
    前記切断ステップが、前記ソノトロード（１）への接触によって、前記ブレード（６）によって実行され、
    円形の前記ブレード（６）を備えた前記切断要素（５）による前記切断ステップが、前記作動されたソノトロード（１）の前記封止ステップ中に行われる、方法。
13. 前記連続した管状ストリップ（２ｓ）がフィルタ材料でできており、前記製品が煎じ出し製品である、請求項１２に記載の方法。

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