TWI327122B - Device for dosing and forming pods for products for infusion - Google Patents

Description

1327122 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配料及形成沖泡製品的囊袋 5 之裝置。 【先前技術】 背景技藝 在目前的沖泡製品（如咖啡、麥芽咖啡、茶及甘菊花茶等） 市場中，使用單一份量的''囊袋〃已顯著地增加，且目前 10 最熱門的製造美式咖啡之方式是使用此種囊袋於特別設計 的機器中，以供家用或辦公用（即小至中量之應用）。 本說明書無關於其他形式之通常用來製造美式咖啡， 且由一 '' 特大份量〃包組成的過濾、袋，此特大份量包係設 計以供置於位在供應沸騰熱水的一機器之頂部的漏斗狀容 15 器中。熱水與咖啡過濾袋接觸，製備僅被允許滴入下方杯 中的一泡咖啡。 此種廣泛地使用且相當普遍之方案一用以沖泡單人份 飲料的囊袋通常由二部份之過濾紙構成，其等相互疊置且 被密封以包封圓形之單一製品份量。 20 在美式咖啡的囊袋之實例中，製品不（且絕對不可）過度 地壓製，亦即，它必須相當鬆地維持在囊袋中。 由於與用以製造囊袋之機器形式有關之技術理由，囊 袋具有一非對稱輪廓，即，其有一扁平表面（由過濾紙的二 部份中之一所界定）以及一容納該份量之沖泡製品的杯狀 5 表面（由過濾紙的之另一部份所界定）。 一種用以製造此種囊袋的習知方法及相關裝置揭露於 EP-432.126專利中，該方法包括以下步驟： -饋入第一長條過濃紙至一站中，在該站中，適合的構 件可造成過濾紙折起或形成皺折； -沿著一成形鼓輪的表面移動該長條的過濾、紙，而該鼓 輪備有圓形袋以及吸力構件，且同時移動與該過濾紙接觸 的一輸送帶，使過濾紙位在輸送帶及成形鼓輪的表面之 間’使得輸送帶的間隔區藉由吸力而拉至鼓輪中的袋中， 沿著它拉伸濾紙，俾以形成在過濾紙中的一連串囊袋； -藉由一配料站填充一份量的製品於各囊袋中，該配料 站係定位在囊袋形成鼓輪的旋轉方向的吸力拉伸帶之下游 且由與囊袋形成鼓輪同步的一第二旋轉鼓輪構成； -再次以相對於成形鼓輪之旋轉方向，將備有填充有製 品之囊袋的第一長條的過濾紙連接至在定位於填充站之下 游的一個別密封站中的一第二長條。 -切下製成的囊袋’並將其饋出朝向另—包裝站。 該裝置的配料及成形單元的構造由於以下所述具有一 些缺點： —須要預域理長條的過歧，以使其適於形成囊袋， 亦即，《置須要另-站；此操作在兩排或數排平行的囊 袋在長條過遽紙上形成時特別地需要；以及 -由於鼓輪之兩個旋_筒形表面可能難以精確地控 制填充至各囊衣中的製品量(配料及形成)，因為製品是： 重力饋入囊袋的關s ’可造成製品的量的流失。 本發明的目的是藉由提供—種具有簡單構造的裝置而 克服上述習知技藝的缺點，該裝置係用以配料及形成容納 沖泡製品之碟狀物之錢’且允許沖泡製品之碟狀物以實 用、快速且可靠地分配製品之方式形成，並可使製品碟狀 物在高操作速度下置放在-長條㈣紙上。 【發明内容】 發明之_元 依據本發明，此目的可藉由用以配料及形成容納沖泡 製品的囊袋之-裝置而達成，㈣㈣包括容納—份量沖 泡製品的-片過濾材料。該裝置包括：一製品饋入站，其 用以饋入該製品至界定-單—份量製品且構成於形成構件 中的至少-成形闕中，該軸構件剌㈣成該沖泡製 品的-個別被壓製的碟狀物，且從壓模將壓製㈣㈣釋 放至該過濾材料中，以形成該囊袋。 凰式之簡單説明 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I切㈣佳實關之制中更加清 楚，其中： 月 第1圖為用以配料及形成容納沖泡製品之碟狀物之囊 袋的之-裝置的側視圖，其中某些部份已省略，而顯示其 他部份的橫截面’俾以較清楚地顯示某些細節； 、 第2圖為沿著第i圖之線u侧取的—橫截面圖； 第3圖為顯示第1圖之形成構件之動作的側視圖；以及 1327122 第4圖為使用上述圖中所示的裝置而構成的一沖泡製 品囊袋的概略侧視圖。 【實施方式】 主璧1明較佳f施例之詳纟@蓋翅· 5 參看所附圖式’尤其疋第1及4圖’依據本發明的裝置 可用來製造囊袋1，通常是容納’譬如但不限於一美式研磨 咖啡換合物、麥芽咖啡等〉中泡製品的過慮材料製成之單一 份量囊袋。 本說明書僅揭露用以饋入沖泡製品及形成一製品碟狀 10物5的製品饋入站，其未揭露在用以製造囊袋的一般設備中 依據本發明之裝置上游或下游的其他站。 第4圖中所示的囊袋1僅為囊袋的一實例，其非用以限 制本發明之範圍：囊袋1由包封在相互疊置，且繞著邊緣而 密封的兩片過濾材料la及lb之間的一份量製品構成。 15 依據本發明的裝置（參看第1至3圖）基本上包括一製品 饋入站2 ’其用以饋入該製品至界定一單一份量製品且構成 於形成構件4中的至少一成形壓模3中，該形成構件4係用以 形成該沖泡製品的一個別被壓製的碟狀物5，且從壓模3將 壓製的碟狀物釋放至該過濾材料上，以形成該囊袋1。 20 當廢模3在它繞著形成構件4圍繞其移動的一圓形路徑 P移動時，執行這些操作。 製品饋入站2包括一固定漏斗7，該固定漏斗架設成面 對構成該形成構件4一部份的一旋轉鼓輪8(參看箭頭F8)。 固疋漏斗7具有一弧形出口部份，俾以在週邊上配合旋 8 1327122 轉鼓輪8的一通過表面，使得製品在-預定區中被配料。 第1及2圖顯示旋轉鼓輪8配有數個徑向地配置在旋轉 鼓輪8的表面上之活塞9，各活塞9具有-中空頭部1〇，射 空頭部界定用以容納固定漏斗7所饋入之-份量之製品的 5 壓模3。 由於驅動構件U，各活塞9可以徑向執行 如下所細述 ’俾以允許碟 一系列同步移動，同時繞著其軸連續地旋轉 狀物5適當地如上所述地形成，且同時維持碟狀物5被壓 製，且與界定壓模3的中空頭部1〇之壁分離。 10 為完成該此動作，上述徑向驅動構件u嵌合在各活塞9 及旋轉鼓輪8之間，俾以在活塞9上作動，並依據在一圓形 路徑P上的角位置，使活塞9產生數個同步的移動，並因此： —容納該製品； —壓製該製品’俾以形成碟狀物5 ;以及 15 —鬆開並置放碟狀物5於過濾材料上。 詳言之’徑向驅動構件11包括由至少一引導凸輪輪廓 12構成之凸輪構件’該引導凸輪輪廓12穩固地與旋轉鼓輪8 的内部接合，且與各活塞9的一凸輪從動滾子13結合。 各凸輪從動滚子13剛性地連接至一個別連接桿14的一 20 端’而連接桿14的另一端與一控制栓15接合，該控制拴15 可旋轉地連接至活塞9的壓缸16之内側端，以依據在圓形路 徑P上的活塞9之角位置，徑向地在兩個方向上驅動活塞9。 換言之，控制栓15通過一軸承16c，可旋轉地與壓缸16 之底接觸’俾以依據凸輪從動滾子13之移動’前後地（參看 9 箭頭F9)驅動活塞9。 活塞9的移動顯示於第3圖中，如圖所示各活塞9自一 假想零點PG_，並沿著圓弧執行下述移動： $ •在—第一部份Ρ4中，活塞9朝向旋轉鼓輪8的内側徑向 地移動至-製品配料位置’亦即’使得頭部则固定漏斗7 的弧U移開’且活塞9到達對應其下死點的—點; -在配料路裎Pi中（通過一角α)，活塞9首先自固定漏斗 的弧形部移開，俾以儘可能地收集製品於頭部川中，然後 f始心向朝向旋轉鼓輪8的外部稍許移動直到它到達固 定漏斗7的終點P3，在該處有一用以壓平容納在壓模3中之 製品的壁7a ; 在沿著填塞路徑P2(通過一角度沒）饋入，以填塞碟 狀物5時’活塞9繼續朝向旋轉鼓輪8外侧徑向地移動且靠著 15 ~止擋壁20，直到它到達其對應點P2M的上死點，並維持 在4處’直到它開始在_路經部份p5上的動作； ^ _因此，在活塞9正好回到碟狀物5被釋放處的零點P〇t ⑴，活塞9開始沿著弧形路徑部份？5後退移動，俾以促成碟 狀物5與壓模3分離。 2 為使這些動作精確地完成，凸輪輪廓I?被分成兩個狐 形。卩份，即，一固定的下方部份12a以及對應於包括至少配 料路徑P1的活塞9的路徑p之一部份的一可調整上方部份 l2b，如此可精確地測量壓模3及固定漏斗7之間的位置，以 控制進入壓模3中的製品量。 尤其疋，界疋上方部份12b之半弧可以雙向調整，如箭 10 頭F12b所示，俾以在不改變上方部份12b的終點下，增加或 減少活塞9的頭部1〇以及對應於頭部1〇内的製品量之壓平 點P3之間的距離。 如上所述，由於定位在旋轉鼓輪8上且在各活塞9上作 動的旋轉驅動構件17，活塞9可繞著其轴連續地旋轉（參看 第2圖中的箭頭F32)。 旋轉驅動構件17可包括一固定環齒輪18，其架設在旋 轉鼓輪8内側，且與用鍵固定至各活塞9的個別壓缸16之對 應齒輪19嚙合，使得活塞9在繞著圓形路徑p移動時連續地 旋轉。 此旋轉具有填塞碟狀物5的效果，但不會允許製品之表 面點著在壓模3内之活塞9的頭部1〇之表面：此意謂著當碟 狀物5接續地被職在過濾、㈣上時，碟狀物 潔地分離。 ，月 如上所述，弧形止擋壁20及21繞著旋轉鼓輪8之外表面 =備置，其設計成可允許活塞9被推動而抵靠在圓形路㈣ 及:1:ΓΓ9的壓模3推進，至少在碟狀物5形成 及破壓製時，與活塞9共同操作。 人 如第1圖所示，在旋轉鼓輪8之下備有 過濾材料la，的過遽材料饋人站6 胃、條 轉鼓輪8接收碟狀物5。 長條過慮材㈣自旋 過渡㈣饋人站6可包括—_輸送帶U，其繞著 電力驅動滑車輪23及24移動。 十 輪送帶22的表面最好為穿孔或為多孔的，以使/曰用' 形成一真空的真空構件25與輸送帶22的工作部份相互作 用·此為饋入長條過濾材料la，的輪送帶部份，且碟狀物5 破置放且被吸力正確地固持定位至長條過濾材料u，上（由 於其為習知的，真空構件25僅概略地顯示於圖中）。 本說明書僅藉由非限制之實例揭露置放碟狀物5於一 長條過濾材料la1上，且假定在依據本發明之裝置的下游另 備置其他數個站，用以完成囊袋1使其呈如第4圖中所示之 最後形式：即，包括包封住碟狀物5並相互密封之兩片過濾 材料la及lb。 如上所述的裝置允許用以容納沖泡製品之囊袋的單一 份量碟狀物5可以精確測量之製品份量清潔地且極快速地 形成。 此配料及形成單元的特殊構造，即使在使用單排過濾 材料的狀況下亦可達成高生產速度，因此使得裝置之其他 部份之設計更簡單且更具彈性。 由於形成活塞之同時的平移及旋轉移動，本發明之裝 置可製造出十分緊緻，且清潔的精確份量之製品碟狀物： 平移可控制配料、形成及釋放製品碟狀物的步驟，而旋轉 移動可使碟狀物快速地且在一短的路徑長度上被填塞，且 不會讓它黏在壓模的表面上。 如上所述的本發明具有明顯的工業上之應用，且可在 不脫離本發明的範圍下作各種改良及改變。此外，本發明 的所有細節均可以技術上對應元件取代。 【圖式簡單說明】 1327122 第1圖為用以配料及形成容納沖泡製品之囊袋的碟狀 物之一裝置的側視圖，其中某些部份已省略，而顯示其他 部份的橫截面，俾以較清楚地顯示某些細節； 第2圖為沿著第1圖之線II-II所取的一橫截面圖； 5 第3圖為顯示第1圖之形成構件之動作的側視圖；以及 第4圖為使用上述圖中所示的裝置而構成的一沖泡製 品囊袋的概略側視圖。 【主要元件符號說明】 1 囊袋 12b 可調整上方部份 la，lb兩片過遽材料 13 凸輪從動滾子 la' 長條過濾材料 14 連接桿 2 製品饋入站 15 控制栓 3 壓模 16 壓缸 4 形成構件 16c 軸承 5 壓製碟狀物 17 旋轉驅動構件 6 過濾材料饋入站 18 固定環齒輪 7 固定漏斗 19 齒輪輪 7a 壁 20,21 止擋壁 8 旋轉鼓輪 22 輸送帶 9 活塞 23,24 電力驅動滑車 10 頭部 25 真空構件 11 驅動構件 P 圓形路徑 12 引導凸輪輪廓 P0 假想零點 12a 固定下方部份 PI 配料路徑 13 1327122 P2 填塞路徑 P4 P2M 上死點 P4A P3 終點 P5 第一部份 下死點 弧形路徑部份 14

Claims (1)

1327122 修正日期98年12月 第93121882號專利中請案+請專利範圍修正本 十、申請專利範圍： 種用、己料及形成容納一沖泡製品之一囊袋的裝置， 該囊袋包括㉔_份量沖泡製品的—片過瀘材料且該 裝置至少包括： 一製1"饋人站’其用以饋人該製品至界單一份量 製品且構成於形成構件中的至少—成形壓财，該形成 構件係用叫成該沖泡製品的一個別㈣製的碟狀物’ 且從該壓模將該壓製的碟狀物釋放至該過瀘材料中，以 形成該囊袋； 用以形成該碟狀物的該形成構件包括一旋轉鼓輪，該 旋轉鼓輪備有徑向地配置在該旋轉鼓輪的表面上的多數 活塞▲，且該活塞具有形成—壓模的—Μ頭部該壓模 系Ά成可各納由該製品饋人站饋人之—份量製品； 該裝置之特徵在於該旋轉鼓輪備有在各活塞上作 動’且設計成連續地使各活塞繞著其軸旋轉的一旋轉驅 動構件。 如申明專利範圍第1項的裝置，其特徵在於該壓模藉由該 形成構件沿著一圓形路徑而移動。 如申明專利範圍第1項的裝置，其特徵在於在該用以形成 該碟狀物的形成構件之下備有用以支持及饋入該過濾材 料的一過濾材料饋入站。 4.如申請專利範圍第i項的袈置其特徵在於該製品饋入站 包括架設成面對一旋轉鼓輪，且形成該形成構件之一部 伤的固疋漏斗；該固定漏斗具有一弧形出口部份，以 15 在週邊上配合該旋轉鼓輪 品可 饋入-預定區中。 通過表面，使得該製 5·如申請專利範圍第丨項的裝 件備置在各活塞及該旋轉鼓輪之 =於一f向驅動構 作動，以依據其在一圓形路徑上之角位置在塞上 ^生數個同步移動’俾以容納該製品，壓補i /塞 6=碟狀物’分離並置放該碟狀物至職材料上^形 =專:範圍第5項的裝置，其特徵在於 „ 、一引導凸輪輪廟所構成之 動: 至Γ導凸輪輪廓穩固地與該旋轉鼓輪的内部“ 且”各活塞的-凸輪從動滾子結合；各凸輪。， 接至-個別連接桿的_端，而其 ：子連 合，該控制栓可旋轉地連接至活塞的壓蚊内^拾接 依據在關形路徑上的活塞之肢置，徑向地^ 向上驅動該活塞。 方 7·如申請專利範圍第6項的裝置，其特徵在於該凸 各單一活塞可依據相關於該圓形路#的—相對位牛使 部份之移動而定位且該等移動對應於： S角 一第-弧騎經部份，在該處，該活餘向 該旋轉鼓輪縮回，使得該活塞在到輯應於其下死點》 一點時，其移動成為一製品配料的構形； 之 _用以配料的―第二私形路徑部份，在該處，該活塞 最初在該下死點’以儘可能地收㈣品於該頭部中，並 朝向該旋轉鼓輪的外側徑向地移動，直到它到達製品饋 1327122 入站的終點，在該製品饋入站的終點處有用以壓平容的 在該壓模中的該製品之一壁； -用以填塞該碟狀物的一第三弧形路徑部份，在該 處，該活塞朝向該旋轉鼓輪之外側徑向地移動’並了員抵 5 對應於其上死點的一止擋壁，且維持在該處直到它開始 在一第四弧形路徑部份中的動作為止， -在該第四弧形路徑部份處，該活塞向後移動，以促 成該碟狀物正好在到達該碟狀物被釋放的點之前與該壞 模分離。 10 8.如申請專利範圍第6項的裝置，其特徵在於該引導凸輪輪 廓被分成兩個弧形部份，即，一固定的下方部份以及〜 可調整上方部份，該可調整上方部份對應於包括該製σ 被填充至該等活塞中的一區之該活塞路徑之一部份。 9·如申請專利範圍第1項的裝置，其特徵在於該旋轉驅動構 15 件包括一固定環形齒輪，該固定環形齒輪架設在該旋轉 鼓輪内側，且與用鍵固定至各活塞的個別壓缸之對應齒 輪嚙合，使得該等活塞在繞著該圓形路徑移動時，: 續地旋轉’因而填塞該碟狀物，並阻止其黏在該活塞的 該頭部内，同時可使該碟狀物在被置放到該過遴材μ 20時，完全地分離。 抖上 10·如申請專利範圍第5項的裝置，其特徵在於繞著該旋轉鼓 輪的外表面上有數個弧形壁’料狐形壁設計成可允許 該等活塞被推動而抵靠該圓祕㈣—部份中的該等座 模，使知至少畲該碟狀物形成及被壓製時，該等路形璧町 17 1327122 與該活塞共同操作。 11.如申請專利範圍第3項的裝置，其特徵在於該過濾材料饋 入站包括繞著一對滑車輪移動且具有一穿孔或多孔表面 的一輸送帶；用以至少在該輸送帶的該工作部份上形成 5 —真空的一真空構件，而該輸送帶的工作部份饋入該過 濾材料，且該製品碟狀物被置放在該過濾材料上。 18