DE2730603C3

DE2730603C3 - Verfahren zum Füllen und Verschließen von Verpackungen

Info

Publication number: DE2730603C3
Application number: DE19772730603
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 6240 Koenigstein Niedecker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-07
Filing date: 1977-07-07
Publication date: 1981-10-01
Also published as: DE2730603A1; DE2730603B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Füllen und Verschließen von schlauchartigen Verpackungshüllen aus plastischem Material mit Wurstbrät oder dgl. mit einer Füll- sowie einer Verschließeinrichtung, die mit Verdrängerscherenpaalen zum Einschnüren der Verpackungshüllen und zum Spreizen zur Bildung eines brätfreien Zopfes sowie mit Verschließwerkzeugen zum Setzen von Verschlußklamiiern auf den brätfreien Zopf versehen ist, wobei die Füll- und die Verschließeinrichtung getrennte, syndhronsgesteuerte Antriebe aufweisen.

Es ist bekannt (vgl. DE-OS 15 86 210 und DE-OS 23 44 226), daß bei der Herstellung von Portionswürsten Füllmaschinen mit Verschließmaschinen derart elektrisch gekoppelt werden, daß nach beendetem Ausstoß der Portion in die schlauchartige Verpackungshülle ein Impuls an die Verschließmaschine gegeben wird, worauf diese ihren Arbeitstakt durchführt. Bei diesem schnüren lunächst die Verdrängerscherenpaare aus der geöffneten Ausgangsstellung den Strang ein und werden •,!schließend gespreizt, wodurch ein Zopf der Verpakfcungshülle gebildet wird. Um den Zopf werden sodann durch die von der gleichen oder einer synchron laufenden Welle angetriebenen, aus Stempel und Matrize bestehenden Verschließwerkzeuge zwei Verschlußklammern gesetzt und ggf. wird der Zopf durchtrennt Nach dem Verschließvorgang Werden die Verdrängerscherenpaare wieder geöffnet und unter Entspreizen in ihre Aüsgängsläge zurückgeführt, Die Bewegung der Verdrängerscherenpaare beim Einschnüren und anschließendem Spreizen zur Bildung des nächsten Zopfes und die anschließende Betätigung der Verschließwerkzcuge erfolgt aus dem Stillstand nach Abschluß des Füllvorganges. Hierbei werden die Verdrängerscherenpaare auf eine relativ hohe Betriebsgeschwindigkeit beschleunigt. Nach dem Setzen der Verschlußklammern werden die Verdrängerscherenpaare geöffnet und die Verschließorgane (Verdrängerscherenpaare und Verschließwerkzeuge) aus dieser hohen Betriebsgeschwindigkeit durch Abbremsen in geöffnetem Zustand der Verdrängerscherenpaare zum Stehen gebracht, während der nächste Fullvorgang

ίο erfolgt Durch das an diesen Anhalten anschließende Wiederanfahren ergibt sich eine ins Gewicht fallende Verlustzeit bei jedem Arbeitstakt der Verschließmaschine, vor allem dann, wenn erst — wie das in der Regel der Fall ist — nach beendetem Füllvorgang der von der ', Füllmaschine kommende Impuls für die Betätigung der Verschließorgane gegeben wird. Diese Beschleunigung der Verdrängerscherenpaare aus dem Stillstand in die relativ hohe Betriebsgeschwindigkeit ist aber nicht nur sehr zeitaufwendig, sie beansprucht vielmehr auch Kupplung und Bremse des Antriebs der Verschließorgane ganz erheblich. Die pro Arbeitstakt auftretende Verlustzeit macht sich besonders bei schnell laufenden Maschinen mit hoher Taktzahl bemerkbar, etwa bei Taktzahlen im Bereich von 120 bis 140 Portionen/min^ da dort diese Verlustzeit dann 120 bis 140mal pro Minute anfällt

Bei mechanisch gesteuerten Füllmaschinen kann der Impuls zum Auslösen des Arbeitstaktes der Verschließmaschine zwar vor beendetem Füllvorgang gegeben werden, so daß die beschriebene Verlustzeit dadurch verringert wird. Diese Leistungssteigerung bei mechanisch gesteuerten Füllmaschinen (diskontinuierlichen Füllmaschinen) tritt zwar ein, kann aber nur zu einem kleinen Teil ausgenutzt werden, da die Verschließmaschinen zum allergrößten Teil mit kontinuierlich arbeitenden Füllmaschinen kombiniert werden, die eine Impulsgabe vor vollendetem Ausstoß nicht zulassen. Ferner tritt der Vorteil bei diskontinuierlichen Füllern nur dann ein, wenn die Geschwia^igkeit der Verschließmaschine jeweils der Portior.sgröße angepaßt wird. Außerdem ist eine nennenswerte Leistungsteigerung hierdurch aber höchstens bei kleinem Kaliber möglich, da dieser Impuls nicht sehr lange vor Abschluß des Füllvorgangs abgegeben werden kann, weil sonst die Gefahr besteht, daß die bereits den Einschnürvorgang durchführenden Verdrängerscherenpaare auf die sich noch füllende Wurst auftreffen, wodurch die Wursthülle beschädigt wird und der Produktionsvorgang unterbrochen werden muli.

Einer an sich denkbaren Leistungssteigerung, also eine Erhöhung der Taktzahl der kombinierten Füll- und Verschließmaschine durch eine einfache Anhebung der Betriebsgeschwindigkeit über die erwähnten 120 bis 140 Portionen/min., sind mechanische Grenzen aufgrund der dann auftretenden sehr großen Massenbeschleunigungen, insbesondere beim Antrieb der Verschließorgane gesetzt.

Es ist außerdem bekannt (DE-OS 21 21 006), bei Füllmaschinen mit eingebauter Abdrehvorrichtung während des Füllens der Würste den Abdrehvorgang mit reduzierter Geschwindigkeit weiterlaufen zu lassen, Ein Verschließen der Würste mit einer von der Fülleinrichtung getrennten Verschließvorrichtung ist aber hier nicht vorgesehen, so daß sich das Vorstehend geschilderte Problem des Abstimmens der getrennten Antriebe für Füll- und Verschließmaschine nicht stellt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kombination von Füll* und Verschließeinrichtung der

eingangs genannten Art so. zu gestalten, daß trotz der aufgezeigten konstruktiven Grenzen erheblich mehr Portionen gleichen Füllgewichtes pro Zeiteinheit als bisher hergestellt werden können, wobei dieses Füllgewicht entsprechend der Einstellung der Füllmaschine von Wurststrang zu Wurststrang variabel sein soll.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Antrieb der Verschließeinrichtung während des Füllvorgangs bei der jeweiligen Portionsgröße nur soweit abbremsbar ist, daß er nicht zum Stillsfand kommt.

Die erfindungsgemäße Maßnahme, den Antrieb der Verschließorgane nicht mehr wie bisher während eines jeden Arbeitstaktes beim Füllen der jeweiligen Portion bis zum völligen Stillstand abzubremsen, sie vielmehr auf eine Geschwindigkeit vorzugsweise deutlich größer als Null zu halten, erbringt den Vorteil, daß die Zeit zum Beschleunigen der Verschließorgane auf die übliche Betriebsgeschwindigkeit und damit für das Schließen der Verdrängerscherenpaare. also die vorstehend erläuterte Verlustzeit, wesentlich gegenüber der bisher pro Arbeitstakt erforderlichen Verlustzeit verringert wird. Somit steht bei gleicher Taktzahl wie bisher mehr Zeit für den Füllvorgang zur Verfugung. Diese zusätzliche Zeit kann auf zweierlei Weise genutzt werden: entweder können erheblich mehr Portionen gleichen Gewichtes als bisher pro Zeiteinheit oder es kann die gleiche Anzahl von Packungen, jedoch mit entsprechend größerem Gewicht, hergestellt werden.

Der grundlegende Vorteil der Erfindung besteht also darin, daß pro Zeiteinheit erheblich mehr Füllgut al" bisher portionsweise abgepackt werden kann. Vorteilhaft wird die Erfindung bei Portionswürsten ab etwa 100g angewandt, bei denen z.B. die Anzahl der gefüllten und verschlossenen Würste von 140 auf 190/min. gesteigert werden konnte. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist infolge des nicht mehr erforderlichen Stillstandes und Wiederanfahrens auch schonender für Kupplung und Bremse des Antriebs der Verschließorgane.

Eine vergleichsweise einfache Anpassung der jeweils erforderlichen Abbremsung des Antriebs im Verhältnis zur gewünschten Portionsgröße oder zum Portionsgewicht der zu erzeugenden Packungen ergibt sich dann, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung zur Abbremsung eine elektromagnetische Bremse und zur Anpassung der Abbremsung an die jeweilige Portionsgröße ein Regelwiderstand im Stromkreis der Bremse vorgesehen ist. Dieser Regelwiderstand kann auch über eine Steuerkurvenscheibe in Verbindung mit einem Initiator ·η Anpassung ar das gewünschte Bremsverhalten gesteuert werden. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zur Abbremsung Gleichstrom-Nebenschiüß-Motor und zur Anpassung der Abbremsung an die jeweilige Portionsgröße ein elektrischer Steuerkreis vorgesehen ist

Zur Anpassung der Abbremsung an die jeweilige Portionsgröße kann auch ein Bremsmotor vorgesehen werden, der über einen Nocken auf der Hauptwelle gesteuert wird.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der schematijchen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt

F i g. 1 ein Geschwindigkeitsdiagramm zweier aufeinander folgender Arbeitstakte herkömmlich angetrieben ner Verschließorgane einer Kombination aus Füll* und Verschließmaschine;

Fig.2 die zeitliche Zuordnung der einzelnen Arbeitsschritte der Verschließorgane zu den Arbeitstakten nach F i g. 1;

F i g. 3 ein Geschwindigkeitsdiagramm zweier aufeinander folgender Arbeitstakte von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren angetriebenen Verschließorganen der gleichen Kombination aus Füll- und Verschließmaschine wie nach F i g. 1 unter Anwendung einer elektromechanischen Bremse;

F i g. 4 ein Geschwindigkeitsdiagramm zweier aufeinanderfolgender Arbeitstakte des erfindungsgemäßen Verfahrens wie in F i g. 2 unter Anwendung eines über einen Steuerkreis geregelten Gleichstrom-Nebenschluß-Motors als Antriebsaggregat der Verschließorgane;

Fig. 5 die zeitliche Zuordnung der einzelnen Arbeitsschritte der Verschließorgane zu den Arbeitstakten nach F i g. 3 und 4.

In den F i g. 1, 3 und 4 ist auf der Ordinate jeweils die Arbeitsgeschwindigkeit der Verschließorgane ausgedrückt in Umdrehungen der Antriebswelle pro Minute angegeben, auf der Abszisse ist .-ä während zweier Arbeitstakte jeweils benötigte Zeit fLr die einzelnen Arbeitsschritte wiedergegeben.

Gemäß F i g. 1 werden bei den herkömmlichen Verfahren zum Füllen und Verschließen von Packungen die Vo-.-schließorgane zu Beginn eines jeden Arbeitstaktes von der Geschwindigkeit Null auf die Arbeitsgeschwindigkeit Umax beschleunigt Während dieser Beschleunigung führen die Verdrängerscherenpaare der Verschließmaschine eine Bewegung zum Einschnüren der schlauchartigen Verpackungshülle aus. Dieser Einschnürvorgang wird noch eine kurze Zeit fortgesetzt, nachdem die Arbeitsgeschwindigkeit LW erreicht ist Nach Beendigung des Einschnürens kommt es dann, vgl. F i g. 2, zum Spreizen, Setzen der Verschlußklammern und anschließendem öffnen der Verdrängerscheren. Während der Öffnungsbewegung wird der Antrieb der Verschließorgane, nämlich Welle, Kurvenantrieb, Verbindungsgestänge und Verschließhebel, — und mithin auch die Verdrängerscherenpaare — bereits wieder abgebremst Mit Beginn der Abbremsung setzt auch das Entspreizen der Verdrängerscherenpaare ein, das anschließend bei Erreichen der Arbeitsgeschwindigkeit Null des Antriebs der Verschließorgan? beendet ist. Der anschließende Stillstand der Verschließorgane mit den geöffneten Verdrängerscherenpaaren ist notwendig, um eine Packung, z. B. eine Wurst, bestimmter Portionsgröße füllen zu können. Sobald der Füllvorgang beendet ist, wird die Verschließmaschine von der Füllmaschine angesteuert, so daß sie einen neuen Arbeitstakt zum Füllen und Verschließen einer Portionspackung ausführt wie dies vorstehend beschrieben wurde.

Li der Fig. 2 sind die vorstehend beschriebenen, aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte eines jeden Arbeitstaktes der verschließorgane in ihrer Zuordnung zur Drehzahl, also zur Arbeitsgeschwindigkeit, ihrer Antriebswelle, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, gezeigt Dabei ist die hinsichtlich der Höhe unterschiedliche Auftragung der einzelnen Arbeitsschritte zueinander unbeachtlich; sie erfolgte lediglich aus Gründen der besseren Darstellung.

Das erfindungsgemäße Verfahreil ist in den Fig.3 und 4 dargestellt Die einzelnen Arbeitsschritte sind die gleichen wie beim bekannten Verfahren nach F i g. 1 und 2. Gemäß der Erfindung erfolgt die Abbremsung des Antriebs der Verschließörgäne beim Entspreizen jedoch nicht mehr auf die Geschwindigkeit Null, also in

den Stillstand, sondern nur auf einen Wert vorzugsweise deutlich größer als Null, vgl. Ordinate der F i g. 3 und 4. Dabei steht die für Würste ab einer Portionsgröße von etwa 100 g erforderliche Füllzeit aber dennoch zur Verfügung. Bei Beginn des nächsten Arbeitsganges muß der Antrieb der Verschließorgane sodann nur noch von dieser verringerten Geschwindigkeit auf die Arbeitsgeschwindigkeit beschleunigt werden, was erheblich zeitsparender ist als die entsprechende bisherige Beschleunigung vom Stillstand aus, wie ein Vergleich des Arbeitsschrittes »Einschnüren« nach F i g. 2 mit dem nach F i g. 5 ergibt. Auch in F i g. 5 ist die Zuordnung der aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte der Verschließorgane — und zwar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren — zur Drehzahl ihrer Antriebswelle gemäß F i g. 3 und 4 gezeigt.
Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, beansprucht das

der Geschwindigkeit UnuII auf t/_m« die Zeit ii, beispielsweise von etwa 100 Millisekunden. Demgegenüber ist beim erfindungsgemäßen Verfahren die Zeit für das Beschleunigen des Antriebs der Verschließorgane — nunmehr von der Geschwindigkeit U_e auf U_mlz — wesentlich geringer, beispielsweise etwa 20 ms = (2, was zur Folge hat, daß mit dem erfiridungsgemäßen Verfahren bei Zugrundelegung gleicher Portionsgrößen wie bei dem zum Vergleich stehenden bisherigen Verfahren nach F i g. 1 weniger Zeit pro Arbeitstakt beansprucht wird, nämlich t\ — h = (3, nach dem gewählten Beispiel etwa 80 ms. Die Zeit t₃ wird also gemäß der Erfindung bei jedem Arbeitstakt gespart; wenn somit bisher etwa 120 Würste pro Minute abgepackt wurden, so können nunmehr gemäß der Erfindung etwa 142 Würste hergestellt werden.

Die in Fig.3 gezeigte Abbremsung Und deren Anpassung würden mit einer elektfö-riiagnetischen Bremse in Verbindung mit einem regelbaren Widerstand in der Bremsleitung erreicht.

Optimal kann dieses Abbremsen und Beschleunigen gemäß Fig.4 jedoch mit einem beispielsweise über einen elektrischen Sfeuerkfeis gesteuerten Gleichstrom-Nebenschluß-Motor erfolgen. Die Übergangszuihik i

Vorgang und anschließend wieder in den Beschleunig gungsvorgäng sowie in die daran anschließende Arbeitsgeschwindigkeit können hierbei besonders gut an die Betriebsparameter der Verschließmaschine angepaßt werden. Dieser elektrische Steuerkreis kann auch ein Mikroprozessor sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichni^en

Claims

O7δ. ι on jyj Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Füllen und Verschließen von schlauchartigen Verpackungshüllen aus plastischem Material mit Wurstbrät oder dgl. mit einer Füll- sowie einer Verschließeinrichtung, die mit Verdrängerscherenpaaren zum Einschnüren der Verpackungshüllen und zum Spreizen zur Bildung eines brätfreien Zopfes sowie mit Verschließwerkzeugen zum Setzen von Verschlußklammern auf den brätfreien Zopf versehen ist, wobei die Füll- und die Verschließeinrichtung getrennte, synchrongesteuerte Antriebe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Verschließeinrichtung während des Füllvorgangs bei der jeweiligen Portionsgröße nur soweit abbremsbar ist, daß er nicht zum Stillstand kommt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abbremsung eine elektromagnetische Breinse und zur Anpassung der Abbremsung an die jeweiligen Portionsgrößer, ein Regehviderstan.d im Stromkreis der Bremse vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abbremsung em Gleichstrom-Nebenschluß-Motor und zur Anpassung der Abbremsung an die jeweilige Portionsgröße ein elektrischer Steuerkreis vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der Abbremsung an die jeweilige Portionsgröße ein Bremsmotor vorgesehen ist.