用于形成用于浸泡产品的过滤袋的机器的制作方法

本发明涉及一种用于形成用于诸如(粉末，颗粒或叶子形式的)茶、咖啡、洋甘菊之类的浸泡产品的过滤袋的机器。

背景技术：

术语“过滤袋”用于表示至少两种类型的过滤袋：单室过滤袋，该单室过滤袋在最小构造中包括形成包含一剂浸泡产品的腔室的过滤材料件；以及双室过滤袋，该双室过滤袋同样包括单个滤纸件，但是形成两个分离的腔室。每个腔室包含一剂浸泡产品。两个腔室朝向彼此折叠，形成单个上端部(呈颠倒的“v”形)和呈“w”形的底端部。

单室过滤袋和双室过滤袋还可以配备标签和将标签连接到过滤袋的系绳。

最后，可以将外包装封套添加到上述过滤袋以用于以密封或非密封的方式裹绕和关闭单个过滤袋。

从专利文献ep762973、ep762974和ep765274(均为同一申请人的名字)中已知一种用于制造称为双瓣型过滤袋的机器类型。

该机器沿成形和供给线延伸，其上定位有：

-用于沿供给表面供给滤纸网的工位；

-用于在预定距离处在滤纸网上供给一定剂量的产品的工位；

-用于将条带折叠在其自身上，裹绕一定剂量的产品并且随后纵向地接合条带的管状工位；

-用于折叠单个滤纸件以具有双室的工位；

-旋转传送器，该旋转传送器配备有径向突出的夹持器、定位在折叠工位下方并且构造成接纳单个经折叠的滤纸件；围绕水平轴线步进地移动的该旋转传送器将一个接一个地布置并相对于机器的框架静止的每个滤纸件旋转到操作工位，以便将绳以适当地围绕滤纸件裹绕的方式关联到该滤纸件，并且又将标签连接到该绳。

在专利文件ep1384665中描述了这种类型的另一机器，其还描述了以步进方式围绕轴线旋转的旋转传送器。该旋转传送器具有沿该旋转传送器定位以便接纳和保持对应的经折叠的滤纸件的多个夹持器。该机器包括至少一个操作工位，该操作工位构造成在由旋转传送器驱动的圆形路径期间对由夹持器保持的每个滤纸件实施操作。

在一些机器方案中，取决于待形成的滤袋的类型，可以(替代地)有：

-用于沿旋转传送器的路径折叠该件的两个腔室的打开端部的工位，并且通过将绳打结在同一个件上来保持这两个端部；或者

-用于在与剩余薄膜分离之前或同时，横向地关闭该件的端部的另一工位。

该机器还可包括用于为沿旋转传送器的路径定位或者定位在另一旋转传送器处的每个过滤袋施加一片外包装材料的工位。

如上所述构造的机器间歇地操作，也就是说，沿供给线存在的所有工位是步进式操作的。

步进式操作限制了机器的生产率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于形成用于浸泡产品的过滤袋的机器，伴有大于现有技术机器的生产率，而且保持高质量的过滤袋。

更具体地，本发明的目的是提供一种用于形成用于浸泡产品的过滤袋的机器，伴有减小的尺寸和高灵活性。

这些目的根据权利要求1的用于形成用于浸泡产品的过滤袋的装置完全实现了。

附图说明

将参考附图来描述本发明，附图仅作为示例提供而不限制本发明的范围，在附图中：

-图1是根据本发明的用于形成包含浸泡产品的过滤袋的机器的示意性正视图，其中切去了一些部分以更好地示出其它部分；

-图2示出了用于形成包含浸泡产品的过滤袋的机器的局部分解立体图，根据本发明，该机器包括旋转传送器和多个工位；

-图3至6是立体图，各自示出在图2中所示的旋转传送器上布置的多个操作站中的一个，以用于形成过滤袋的对应的不同操作构造；

-图3a是图3的放大细节；

-图7示出了图4所示的操作工位和夹持器元件的一部分的放大视图，并且一些部分被切除以更好地示出其它部分；

-图8示出了图5所示的操作工位和夹持器元件的一部分的放大视图，并且一些部分被切除以更好地示出其它部分；

-图9是从图2的旋转传送器的单个操作工位的从下方观察的立体图；

-图10示出了图1和图2的旋转传送器的一部分以及用于将连续的绳供给到旋转传送器的张紧滚筒的示意性正视图，其中一些部分被切除以更好地示出其它部分。

具体实施方式

根据本发明的机器(其整体标记为100)用来制造过滤袋1，该过滤袋可包含以粉末、颗粒或叶片形式计量分配的诸如茶、咖啡、甘菊之类的浸泡产品。

表述“过滤袋”用于表示至少两种类型的过滤袋。

第一种类型称为单室型，包括形成包含一剂浸泡产品的单个腔室的一件过滤材料。

第二种类型的过滤袋称为双室型，包括过滤材料的单件1a，该单件1a形成两个单独的腔室1b、1c。每个腔室1b、1c包含一定剂量的浸泡产品。两个腔室1b、1c朝向彼此折叠，形成单个上端部(呈颠倒的“v”形)和呈“w”形的底端部。

这两种类型的过滤袋可以配备有夹持标签1t和将该标签1t连接到所形成的过滤袋1的系绳1g(见图3至图6)。

还可以添加外包装封套以围绕每个单个过滤袋1裹绕并且封围。

将在本说明书中描述和保护的机器结构具有如下的技术方案：该技术方案可以同时用于具有步进模式或不连续操作的机器和连续操作的机器，因而不会将该方案限制于一种或其它类型的机器。

为了更加简化该说明，该方案将描述具有连续操作的机器，但不限制本发明的保护范围。

根据本发明的机器100从能够获得包括上述那些(从更简单的单室过滤袋到更复杂的双室袋，并且在外包装袋封套中具有系绳和的标签)各种类型的过滤袋的概念开始，在必需时附加被设计成在过滤材料件上或过滤袋上执行所需操作的操作工位。

该说明书描述了一种机器，该机器能够在标签1t和过滤材料件1之间施加绳1g，并且在这种情况下机器连续操作。

如已经提到的，不管待形成的过滤袋的类型如何，过滤材料件1的该部分包含至少一剂浸泡产品。

每个件1具有对应的纵向延伸轴线x1(即，该件的最长延伸轴线)。

机器100包括旋转传送器2，旋转传送器2围绕主旋转轴线x2旋转并且配备有多个可移动的夹持元件3，这些夹持元件3沿封闭圆形轨迹围绕主旋转轴线x2旋转。

每个夹持元件3构造成沿操作路径p(在这种情况下为圆形)接纳和保持过滤材料件1。

机器100包括至少一个操作工位4，该操作工位4构造成沿封闭圆形轨迹内部的操作路径p对由对应的夹持元件3保持的过滤材料件1执行操作。

如所示的(图3至图8)，每个夹持元件3设置有铰接装置5，这些铰接装置5构造成用于围绕横向于主旋转轴线x2的至少一个副旋转轴线x5来获得进一步的旋转以便至少在操作工位4处旋转和定位对应的过滤材料件1，并且其纵向延伸轴线x1平行于主旋转轴线x2。

换言之，夹持元件设计成相对于旋转传送器的旋转轴线沿径向轨迹来接纳(来自其它旋转传送器或用于件的形成/运输的装置)过滤材料件，然后旋转该件从而使该件平行于旋转轴线且沿操作工位的方向以用于成形操作。

如上所述，夹持元件的这种结构可以同时用在以步进方式或不连续方式移动的旋转传送器上和连续移动的旋转传送器。

如图所示，机器100以这样的方式构造，使得其包括围绕主旋转轴线x2连续旋转的移动旋转传送器2。

机器100还包括多个第一夹持元件3，这些夹持元件3沿移动旋转传送器2定位并且可与其一起连续移动。

机器100还包括多个第一操作工位4，这些第一操作工位4沿移动旋转传送器2定位并且可随其连续移动。

每个操作工位4连接到对应的夹持元件3且构造成沿移动旋转传送器2的封闭圆形轨迹中的操作路径p的至少一个区段在过滤材料件1上执行至少一个操作。

简而言之，机器100包括多个操作单元，所有这些操作单元在过滤材料件上操作相同的操作，所有这些操作单元彼此独立并且围绕旋转轴被连续驱动。

此外，在移动旋转传送器2的进料区域(例如，过滤材料的另一个旋转传送器或输送装置21，如图1所示)，在该区域处，件1a被释放到对应的夹持元件3，操作工位4和对应的第一夹持元件3水平偏移开，即，定位在不同的竖直平面上，从而允许拾取件1而不受对应的夹持元件3的干扰。

随后，夹持元件3的旋转允许过滤材料件1定位在操作工位4中(或相关的件1的一部分)，使得第一操作工位4可以在该件1上执行一个或多个操作。

在完成操作后，夹持元件3使过滤材料件1从操作工位4旋转并移开，使得在移动旋转传送器2的出料区域处，件1a可以自由地转移到随后的处理步骤/工位，例如第二移动旋转传送器，或者如果成形完成则被适当地存储。

这种结构允许每单位时间和在减小的空间(角度部段)中、在大量过滤材料件上获得过滤袋的中间操作或完成。

应当注意，旋转传送器2形成平行于主旋转轴线x2的周缘表面，并且在其上定位有多个操作工位4和对应的多个夹持元件3。

鉴于此，每个操作工位4定位成固定在由移动旋转传送器2形成的周缘表面2a的第一部分上。

每个夹持元件3沿旋转传送器2的周缘表面2a的第二部分定位，使得其面向对应的操作工位4。

在所示的情况下，操作工位4远离由旋转传送器2的周缘表面2a形成的外边缘，同时夹持元件3朝向由旋转传送器2的周缘表面2a形成的外边缘移动。

在所示的情况下，作为非限制性示例，每个操作工位4是用于在过滤材料件1的端部1a上施加绳1g和标签1t的工位。

在这种特定情况下，通过夹持元件3(再次伴随着连续运动)从轮或输送装置21拾取件1，从而阻挡靠近件1的头端1a的区域，在这种情况下，存在标签1t。因此，在这种情况下，每个夹持元件3构造成用于拾取和保持件1和标签1t，保持件1的端部1a的自由以便通过操作工位4将绳1g施加在件1上并且施加在标签上，并且将标签相对结合到件1。

在图1中(作为非限制性示例)，输送装置21(包括围绕平行于主旋转轴线x2的轴连续旋转的旋转传送器)制备并移动与位于件1的标签1t结合的每个过滤材料件1。

各个标签1t从位于传送装置21附近的旋转盒21m供给。

应当注意，传送装置21沿逆时针方向旋转，而旋转传送器2沿顺时针方向旋转。

在旋转传送器2的下方设置有盒2m(卷筒)，该盒2m用于将绳1g朝着旋转传送器2的切向区域供给，使得每个操作工位4在其通过期间拦截并拾取待施加到过滤材料件1的绳1g的一部分。

在本说明书中，没有详细描述而是仅示出了操作工位4。

如图3至图9所示，每个夹持元件3包括，夹持器6，该夹持器6用于夹持、保持和释放过滤材料件1。

每个夹持元件3还包括铰接装置5，该铰接装置5连接到夹持器6以获得围绕横向于主旋转轴线x2的副旋转轴线x5的进一步旋转。

夹持元件3还包括移动装置7，该移动装置7连接到夹持器6以用于在用于接纳和释放的第一非操作打开位置(图3)和用于保持过滤材料件1的接近的操作位置(图4)之间移动夹持器6。

应当注意，每个夹持元件3包括用于支承夹持器6的塔形部(tower)8。

优选地，移动装置7沿上述横向于主旋转轴线x2的副旋转轴线x5连接到夹持器6。

沿相同轴线x5的夹持器的副旋转和打开和关闭单元的组合结构使得可以显著减小每个夹持元件的尺寸。

优选地，每个夹持器6包括至少两个板6a、6b和对应的臂9a、9b，该至少两个板6a、6b彼此面对以用于夹持过滤材料件1，臂9a、9b用于支承每个夹持板6a、6b。

鉴于此，每个臂9a、9b铰接在支承塔形部8上并且连接到移动装置7，使得两个板6a、6b在板6a、6b被间隔开的打开的非操作位置(用于接纳或释放)和板6a、6b朝向彼此移动以用于夹持过滤材料件1的接近的操作位置之间旋转。

优选地，每个铰接装置5包括(参见图8)齿轮10，借助于与副旋转轴线x5同轴地定位的第一轴11,齿轮10可旋转地键接到支承塔8。

此外，每个铰接装置5包括第一运动传递单元12，其通过运动机构连接在齿轮10和第一凸轮装置13之间，以用于沿移动旋转传送器2的封闭圆形轨迹中的操作路径p的至少一个区段而至少在操作工位4处控制塔形部8的旋转和用于定位夹持元件3和对应的过滤材料件1，使其纵向延伸轴线x1从横向于主旋转轴线x2的位置到平行于主旋转轴线x2的位置，且反之亦然。

换言之，第一凸轮装置13构造成(借助于第一驱动器12)使塔形部8朝向操作工位4旋转足以完成对过滤材料件1的操作的一段时间/旋转传送器2的一定的旋转弧度，并且随后使塔形部8返回到初始位置以允许经处理的过滤材料件1的释放。

用于临时保持系绳1g的装置140可操作地定位在塔形部8上，以用于在第一打开的非操作位置中在由夹持器6的板6a、6b形成空间内制备一段系绳1g，并等待过滤材料件1。

这些保持装置140包括可移动的参考元件14和柔性板141。

可移动的参考元件14被连接到上述驱动单元12；柔性板141与塔形部8关联并且相对于主旋转轴线x2横向延伸。

参考元件14(具体参见图3、图3a、图4)构造成平行于主旋转轴线x2并且在夹持元件3下方定位，从而在夹持器6的板6a、6b之间的过滤材料件1的定位处结合柔性板141将一段绳1g保持在过滤材料件1的底部上。

该参考元件14包括具有接触头14a的杆，并且柔性板141的突出部能够确保将该段绳1g稳定地保持在由夹持器的板6a、6b形成的空间的下部区域中并且靠近塔形部8。

在旋转传送器2的预定区域中且在每个夹持部6在该区域中通过时进行绳子1g的定位/供给。

更具体地，在旋转传送器2的连续旋转期间，将(连续的)绳1g以如下方式供给到旋转传送器2，使得将其自身(拉紧并且在旋转传送器2的切向位置中)在通道中靠近夹持部6的两个板6a、6b定位(从盒2m供给绳1g)。

应当注意(图10)，连续的绳1g由靠近旋转传送器2的张紧滚筒142引导。

张紧滚筒142沿其周缘配备有多个弧形扇区143以用于引导连续的绳1g，从而保持绳1g拉紧。

张紧滚筒142还配备有至少一个插入元件144，该插入元件144构造成拦截连续的绳1g并将该绳1g插入两个打开的板6a、6b之间的空间中，并且随后将绳1g定位在参考元件14和板141之间(借助于板的柔性)。

优选地，在张紧滚筒142上有各自定位在两个连续的弯曲引导扇区143之间的两个或更多个插入元件144。

应当注意，每个插入元件144包括连接到定位在张紧滚筒142上的凸轮装置148的臂144a，以用于允许相对于张紧滚筒142的径向地两个方向中在非操作位置和前进操作位置之间作直线运动，其中在非操作位置中臂144a缩回，而在前进操作位置中臂144a前进超出张紧滚筒142的整体尺寸并且在两个板6a、6b之间截取拉紧的连续的绳1g的该部分。

臂144a的头端144b构造成叉形，以便将连续的绳1g朝着由参考元件14和柔性板141形成的保持区域拉动。

臂144a的头部144b推动连续的绳1g以便弯曲板141并且允许连续的绳1g进入板14和参考元件141之间并且保持在那里(见图10)。

还应当注意，每个夹持器6的每个板6a、6b配备有齿145，齿145相对于用于容纳过滤材料件1的区域在板6a、6b外侧突出。

每个齿145具有销146，销146用于使由壁147保护的连续的绳1g居中和滑动，以便限定用于约束绳1g的通道。

被展开的绳1g由臂6b、6a的销146渐进地截取(相对于旋转传送器2的旋转方向，仅作为示例，该旋转方向在这种情况下是顺时针方向)，并且可以在由臂144a将该段绳1g插入到用于容纳的区域内的期间安全地执行。

因此，绳1g保持以“v”形延伸定位在由两个打开的板6a、6b限定的容纳空间内，并且保持被约束在三个明确限定的点中，以便防止绳1g的该部分移动，直到夹持部6在件1上关闭，这决定了件1和绳1g的该部分的稳定性。

应当注意，杆14通过相对于驱动单元12的铰接具有升/降运动，以用于正确地跟随过滤材料件1朝向和远离操作工位4的旋转。

在塔形部8旋转期间杆14的提升允许绳1g的释放，因此绳1g可在对应的操作工位4中在打结操作之前与材料件1的底部接触。

如图8和图9所示，驱动单元12包括杠杆22，杠杆22在第一端配备有啮合在齿轮10中的齿弧23。

驱动单元12还包括传动轴24，传动轴24平行于副旋转轴线x5定位。传动轴24在相对端处键接到杆22的第二端。

驱动单元12包括四连杆机构25，该四连杆机构25定位在横向于副旋转轴线x5的竖直平面上，并且在四连杆机构25上、在其上部部分可旋转地铰接有参考元件14。四连杆机构25连接在传动轴24的自由端处。

四连杆机构25使用连接杆26连接到第一凸轮装置13，连接杆26构造成获得四连杆机构25的升降运动的角度驱动。

该运动由第一凸轮装置13有效地控制成沿平行于主运动轴线x2的轴线x13延伸。

连接杆26在下方铰接在第一凸缘27的端部处，第一凸缘27连接到围绕轴线x13旋转地移动的第一筒部28的近端部。

第一筒部28在其远端处与一对第一凸轮从动辊子29连接，该第一凸轮从动辊子29沿定位在旋转传送器2内部的第一圆形凸轮轨道30定位。

如图7和图9所示，每个移动装置7在支承塔形部8内部包括：

-主齿轮15，主齿轮15键接到夹持元件3的臂9a；

-卫星齿轮16，卫星齿轮16键接到夹持元件3的另一个臂9b；

-第二轴17，第二轴17与副旋转轴线x5同轴地定位；第二轴17在相对筒形部分上配备有多个圆形隔室(compartments)，该多个圆形隔室由沿第二轴17等距离的对应系列的环形狭缝18形成，并且在环形狭缝18上该第二轴17啮合在主齿轮15上并能够围绕副旋转轴线x5旋转；

-第二运动传递单元19，第二运动传递单元19连接在第二轴17和第二凸轮装置20之间以用于控制第二轴17沿副旋转轴线x5在两个方向上的平移，从而允许两个板6a、6b在板6a、6b被间隔开的打开的非操作位置和板6a、6b朝向彼此移动以用于夹持过滤材料件1接近的操作位置之间旋转。

换言之，第二凸轮装置20允许第二轴17沿两个方向的平移，从而作为齿条以便获得主齿轮15的旋转(沿一个方向或另一个方向)，并且因此获得卫星齿轮16的反向旋转，从而获得板6a、6b的移动。

啮合切口18的圆形结构允许夹持器6围绕铰接的副轴线x5旋转，而不会由此限制主齿轮15和第二轴17之间的运动联接。

允许第二轴17的传递的第二凸轮装置20包括连接杆31，连接杆31平行于第二轴17定位并且铰接在第二轴17的自由端处。

连接杆31依次铰接到第二凸缘32，连接到(与第一筒部28同轴并在其内部的)第二筒部33的近端，并且可围绕平行于主旋转轴线x2的轴线x13旋转地移动。

第二筒部33在其远端处与一对第二凸轮从动辊子34连接，该第二凸轮从动辊子34沿定位在旋转传送器2内部的第二圆形凸轮轨道35定位。

本发明提供了一种用于从各自包含至少一剂浸泡产品的过滤材料件1a开始制造用于浸泡产品的过滤袋的方法。

每个过滤材料件1具有对应的纵向延伸轴线x1。

该方法至少包括以下步骤：

-将正在形成的过滤材料件1供给到移动旋转传送器2，移动旋转传送器2具有用于夹持过滤材料件1的多个元件3；旋转传送器2围绕主旋转轴线x2(连续地)旋转(图3)；

-使过滤材料件1围绕主旋转轴线x2旋转，过滤材料件的相对的纵向轴线x1横向于主旋转轴线x2定位并且由对应的夹持元件3保持；

-进一步使过滤材料件1围绕横向于主旋转轴线x2的对应的副旋转轴线x5旋转(图4)；以及

-将过滤材料件1放置在操作工位4上，使对应的纵向延伸轴线x5与主旋转轴线x2平行，操作工位4构造成对正在形成的过滤材料件1执行至少一次操作(图5)，过滤材料件1由对应的夹持元件3保持。

随后的步骤为与前一旋转方向反向围绕副旋转轴线x5的进一步旋转，以便使过滤材料件1返回，使其纵向轴线x1横向于主旋转轴线x2，过滤材料件1再次由对应的夹持元件3保持(图6)。

随后的进一步的步骤为从对应的夹持元件3释放材料件1。

预设的目标利用刚刚描述的机器结构完全地实现了。

实际上，根据本发明的机器非常灵活并且具有很高的生产率和减小的尺寸。

可折叠夹持元件的方案可用于在具有连续移动和不连续或步进的移动的不同类型的机器中。

每个单元可沿旋转传送器的极短弧形区段对过滤材料件进行操作，并且借助于特别的夹持元件而可以快速地接纳和释放该件并且可以立即开始操作，从而减少停机时间和机器尺寸。

借助于夹持元件/操作工位组合，过滤材料件在工位中的定位是快速、精确的并且在减少的单位时间内实现高的质量。