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Vorrichtung zum Dosiereir und Abfüllen von vorzugsweise halbflüssigen
bis weichplastischen Stoffen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren
und Abf üflen von breiigen Stoffen, wie z. B. von Speiseeiskrem oder Schmelzkäse,
die aus einem zwischen dem Vorratstrichter und dem Dosierzylinder angeordneten,
abwechselnd auf Füllen und Entleeren geschalteten Drehschieber besteht, welcher
in der Füllstellung mit seiner muldenförmigen Ausnehmung die Verbindung zwischen
dem Vorratstrichter und dem den plastisic'he.n Stoff in den Dosierzylinder hineinsaugenden
Dosierkolben herstellt.
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Dosier- und Abfüllvorrichtungen, welche im wesentlichen aus einem
Vorratstrichter, einem Drehschieber, einem Dosierzylinder mit Kolben und aus einer
Auslaßöffnung bestehen, sind bekannt. Drehschieber dieser Art bestehen in der Regel
aus einem periodisch gesteuerten Hohlzylinder, in dessen Mantelfläche zwei Um wenigstens
90° zueinander versetzt angeordnete Bohrungen liegen, von denen jeweils eine Bohrung
mit dem Vorratstrichter in Verbindung gebracht wird, wodurch das plastische Material
zunächst aus dem Trichter mittels des Kolbens in den als Dosierzylinder verlängerten
Drehschieber übergeführt wird, während die andere, durch Drehung des Schiebers mit
der Auslaßöffnung verbundene Bohrung eine dem Hub des Dosierkolbens entsprechende
Menge plastischen Materials nach unten in das bereitgestellte Verpackungsgefäß freigibt.
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Derartige Vorrichtungen eignen sich zum Abfüllen von plastischen
Stoffen in feste Verpackungsgefäße, die in einer gleichbleibenden Transportebene
unter der mit einem Auslaufstutzen versehenen Auslaßöffnung vorbeigeführt werden.
Sie lassen sich nicht verwenden, wenn beispielsweise vorgeformte Verpackungshüllen
aus Papier od. dgl. mit über dem Füllgutspiegel überstehenden Hüllblatteinschlägen
gefüllt werden sollen, weil hierbei das noch über dem hochgezogenen Rand der Verpackungshülle
bereits den Auslaufstutzen verlassende Füllgut mit Sicherheit di1e lediglich zum
Einschlagen dienenden Teile der Verpackungshülle verschmiert. Es besteht sogar die
Gefahr, daß infolge der diesen Hüllen eigenen Labilität das herabfallende Füllgut
einen der Verpackungseinschläge trifft, diesen dann niederdrückt und dann an der
Packung entLang auf die Transportbahn fällt.
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Diesem Nachteil ist bisher dadurch begegnet worden, daß beispielsweise
eine die Verpackungshülle aufnehmende Zelle eines Drehtisches mit einem in der Hahe
verstellbaren Zellenboden ausgerüstet ist, der, durch Kurven gesteuert, die Hülle
so weit anhebt, daß sie mit ihrem Boden dem Auslaufstutzen bis zu einem etwa der
Füllguthöhe entsprechenden Abstand entgegenkommt. Nach Beendigung der Füllung muß
der Zellenboden so weit gesenkt werden, daß bei der
nachfolgenden Weiterbewegung
der gefüllten, aber noch unverschlossenen Packung diese nicht vom Auslaufstutzen
berührt werden kann.
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Dieser am Heben, Füllen und Senken zusammen gesetzte Arbeitstakt
erfolgt während des Stillstandes der die Packung tragenden Transportorgane und beeinflußt
nicht nur die optimale Arbeitsleistung der Maschine, die in übrigen auch schon durch
die Wegzeit der einen Winkel von 900 beschreibenden Auslaßöffnung am Drehschieber
nachteilig beeinflußt wird, sondern setzt auch konstruktive Maßnahmen voraus, welche
das Heben und Senken der Verpackungshülle auf der Stelle ermöglichen.
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Ebensowenig l,äßt sieh die bekannte Dosier- und Abfüllvorrichtung
verwenden, wenn Verpackungshüllen der beschriebenen Art unter einem Auslaufstutzen
vorbeibewegt werden sollen, ohne d.aß die Möglichkeit besteht, die Hüllen selbsttätig
anzuheben und wieder zu senken, wie beispielsweise bei Hüllen, welche auf einer
Plattenkette transportiert werden, es sei denn, daß das Auslaufmundstück schwenkbar
angeordnet ist.
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Eine derartige Abfülleinrichtung mit einem schwenkbaren Auslaufmundstück
ist an sich bekannt und kommt auch dort, z. B. an Drehtisdhen, zur Anwendung, wo
an sich die Möglichkeit zum Heben und Senken der Verpackungshüllen besteht. Der
Grund für diese Maßnahme dürfte der sein, daß das Verschwenken des Auslaufmundstüdks
in vielen Fällen konstruktiv einfacher und billiger zu lösen ist als das Heben und
Senken des Zellenbodens.
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Trotzdem besteht auch hierbei der Nachteil, daß für die Bewegung
des Auslaufmundstückes eine eigene Steuerung vorgesehen ist. Der starr mit dem Dosiergehäuse
verbundene
Auslaufstutzen ist an seinem vorderen Ende mit einem darauf frei drehbaren Rohrkrümmer
versehen, dessen Schwenkbewegung über ein Gestänge von einer auf der Antriebswelle
sitzenden Kurvenscheibe abgeleitet wird. Der Drehschieber und das Mundstück setzen
trotz ihrer voneinander unabhängigen Steuerung ein genaues Zusammen wirken voraus,
das nur dann zu erreichen ist, wenn durch ständige Überwachung der Konstruktionsteile
unzulässiges Spiel und toter Gang festgestellt und beseitigt werden.
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Zur Vermeidung der Nachteile und zur Vergrößerung der Arbeitsleistung
bei der Dosier- und Abfüllvorrichtung nach der Erfindung sind gegenüber den bekannten
Einrichtungen besondere Maßnahmen vorgesehen, die im wesentlichen dadurch geken,nzeichnet
sind, daß der Drehschieber mit einem von der Ausnehmung unabhängigen, in der Rotationsebene
der Ausnehmung an der Mantelfläche beginnenden und an einer Stirnfläche des Drehschiebers
in Höhe der Rotationsachse auslaufenden Kanals versehen ist, der am stirnseitigen
Austritt an ein am Drehschieber leicht lösbar befestigtes, den Kanal nach außen
fortsetzendes und die Bewegung des Drehschiebers zwangläufig mitmachendes Austrittsmundstück
anschließt und der in Ausstoßstellung den Dosierzylinder mit dem Austrittsmundstück
verbindet. Ohne Rücksicht auf die jeweilige Anordnung der die leeren Packungen tragenden
Transporteinrichtung und auch dhne Rücksicht auf die Form und Art der Verpackungsgefäße
werden diese trotz der robusten Bauart und der nur einzig vorhandene Steuerung an
der Vorrichtung mit einem Höchstmaß an Gewichtsgenauigkeit des dosierten Stoffes
gefüllt und zugleich die Wartung der Maschine auf eine Minimum beschränkt.
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Weiterhin sind an der erfindungsgemäßen Vorrichtung besondere Vorkehrungen
für einen schnellen Ausbau der Dosier- und Abfüllorgane zum Zwecke einer kurzfristigen
Reinigung getroffen, wodurch, was gerade bei derartigen Maschinen besonders wünschenswert
ist, eine sehr schnelle Umstellung des abzufüllenden Gutes von einer Sorte zur anderen
möglich ist ohne daß, wie bisher, Reste des vorherigen Füllgutes mit dem nachfolgenden
Füllgut zusammen verarbeitet werden.
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Die Dosier- und Abfüllvorrichtung nach der Erfindung ist an Hand
der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, und zwar zeigt Abb.
1 die Gesamtanordnung der Vorrichtung teillweise im Längsschnitt, Abb. 2 die Feineinstellung
für den Drehschieber, Abb. 3 den Antrieb und die im Betrieb mögliche Verstellbarkeit
für den Dosierkolben, Abb. 4 einen Schnitt durch die Kulissenführung nach der in
Abb. 3 gezeigten Linie 4-4, Abb. 5 die Dosier- und Abfüllorgane in der Ansaugstellung,
Abb. 6 die Dosier- und Abfüllorgane in der Ausstoß stellung, Abb. 7 den Drehkörper
mit dem Austrittsmundstück im Längsschnitt nach Linie 7-7 in Abb. 5 und Abb. 8 eine
Ansicht gegen das Austrittsmundstück mit seiner leicht lösbaren Befestigung am Drehschieber.
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Am oberen Teiçl des Maschinengehäuses 1 sitzt der im Bedarfsfall
mit einer Förderschnecke ausgerüstete Vorratstrichter 2. Unterhalb des Trichters
2 nimmt der im Dosiergehäuse 1 a gelagerte und periodisch geschaltete Drehschieber
3 das Füllgut in seiner muldenförmigen Ausnehmung 4 auf und überführt es bei
entsprechender
Anschluß verbindung in den eigentlichen Dosierzylinder 5, wobei zum Zwecke der beschleunigten
Überführung der hin- und herverschiebbare Dosierkolben 6 eine seinem jeweiligen
Hub entsprechende Menge des Füllgutes in den Dosierzylinder hineinsaugt.
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Der Drebschieber 3 ist ferner nach mit einem von der Ausnehmung 4
unabhängigen, in der Rotationsebene -der Ausnehmung 4 an der Mantelfläche beginnenden
und an einer Stirnfläche in Höhe der Rotationsachse des Drehschiebers auslaufenden
Kanal 7 versehen, an dessen Durchlaßöffnung sich ein in bekannter Weise als Schwanenhals
ausgebildetes Austrittsmundstück 8 anschließt.-Das Austrittsmundstücke 8 ist an
seinem dem Kanal 7 zugewandten Ende von einem zylindrischen Flansch 9 umgeben, welcher,
in einer Ein drehung des Drehschiebers 3 sitzend, an diesem mittels einer leicht
lösbaren Schraubverbindung 10 befestigt ist. Ein im Flansch 9 eingelassener Schlitz
11 ermöglicht eine Verstellbarkeit des Mundstückes 8 gegenüber dem Drehschieber
3. Ferner ist noch ein von außen in den Flansch 9 einführbarer Stopfen 12 vorgesehen,
der nach Entfernung die im Flansch 9 befindliche Zuleitung 13 für das Austrittsmundstück
8 zu Reinigungszwecken zugänglich macht. Das schwanenhalsförmige Austrittsmundstück
8 selbst läßt sich hinsichtlich seiner Einstecktiefe variierbar in die Zuleitung
13 einführen und wird durch eine am Flansch 9 aufschraubbare Überwurfmuter 14 in
seiner Lage gehalten. Diese Anordnung gestattet es, die nach außen verfügbare Länge
des Austrittsmundstückes den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend anzug passen.
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Weiterhin ist aus Gründen der Reinigung dafür Vorkehrung getroffen,
daß der Drehschieber 3 zusammen mit dem Mundstück 8 entfernt werden kann.
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Zu diesem Zweck befindet sich am oberen Teil des Dosiergehäuses 1a
ein um einen Drehpunkt 15 schwenkbarer Bügel 16, welcher, den Drehschieber teilweise
überdeckend, diesen gegen axiale Verschiebung sichert. Das andere, mit einem offenen
Schlitz 17 versehene Ende des Bügels 16 wird durch eine Bundschraube 18 gehalten.
Durch einfaches Hochschwenken des Bügels 16 um den Drehpunkt 15 kann der Drehschieber
3 freigelegt und aus dem Dosiergehäuse 1 a entfernt werden.
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Unterhalb des Gehäuses 9 sitzt fest mit dem Drehschieber 3 verbunden
ein gekröpfter Lagerzapfen 19, an den eine Zuglasche 20 angreift. Das andere Ende
der Zuglasche 20 wird von einem um einzeln Drehpunkt 21 schwenkbaren Doppeltragarm
22 gehalten. Der Drehpunkt 21 dient gleichzeitig als Lagerung für einen um den Drehpunkt
24 schwenkbaren Winkelhebel 23. Am unteren Ende des Winkelhebels 23 sitzt eine frei
drehbare Rolle 25, welche formschlüssig in einer auf der Antriebswelle 26 sitzenden
Trommelkurve 27 geführt ist. Am Drehschieber 3 und mit dem daran befestigten Austrittsmundstück
8 können durch eine Feineinstellung kleinste Korrekturen auch während des Betriebes
dadurch vorgenommen werden, daß eine am Winkelhebel 23 angeordnete Stellspindel
48 mit ihrem Gewindezapfen 49 in eine Bohrung des die Zuglasche 20 mit dem Winkelhebel
23 verbindenden Doppeltragarmes 22 eingreift. Infolge geringfügiger Drehung der
Stellspindel 48 wird die Stellung des Doppeltragarmes 22 zum Winkelhebel 23 verändert,
wobei sich diese Änderung auf die Zuglasche 20 und damit auch. auf den Drchsdhieber
3 überträgt.
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Auf der Antriebswelle 26 sitzt nach eine zweite
Trommelkurve
28, deren Bewegung auf eine darin formschlüssig geführte, frei drehbare Rolle 29
abgeleitet wird. Der die Rolle 29 tragende Arm 30 sitzt auf einer Nabe 31, welche
um eine ortsfeste Achse 32 beweglich gelagert ist. An der gleichen Nahe 31 ist ein
längs geschlitzter Hebel 33 angeordnet, welcher durch eine Kulissenführung mit einem
auf der ortsfesten Achse 25 gelagerten, teilweise als Gabel 34a ausgebildeten Winkelhebel
34 verbunden ist. Das obere Ende des Winkellhebels 34 greift an die mit einem Gelenk
37 versehene Kofbenstange 36 des Dosierkolbens 6 an. Um den Kolbenhub und damit
auch das durch den Kolbenhub bestimmte Dosiervolumen während des Betriebes regeln
in können, ist eine die beiden Hebel 33 und 34a kraftschlüssig verbindende Kulissenführung
vorgeschen. Der von der ortsfesten Achse 35 aus nach unten als Gabel 34a ausgebildete
Winkelhebel 34 besitzt, in die Gabel arme eingelassen, je einen Längsschlitz 38.
Darin sind flache Gleitsteine 39 auf und ab verschiebbar geführt.
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In den Gleitsteinen 39 ist weiterhin ein Kulissenstein 40 drehbar
gelagert, der seinerseits in einem Längssdhlitz 41 dies unteren Hebels 33 entlang
gleiten kann.
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Durch den Kulissenstein 40 ist eine Gewindespindel 42 durchgezogen,
welche an ihrem oberen Ende durch eine den Längsschlitz 41 begrenzende Platte 43
geführt wird, während am unteren Ende der Spindel 42 ein Kegel- oder Schraubenrädchen
44 sitzt, das mit dem entsprechenden, über ein Gestänge 46 mit einem Hand rad 47
verbundenen Rädchen 45 ständig im Eingriff ist.
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Soll der Kolbenhub während des Betriebes nachgeregelt werden, so
w.ird infolge der Betätigung des Handrades 47 die Gewindespindel 42 gedreht. Diese
wiederum verschiebt den im Hebelschlitz 41 geführten Kulissenistein 40, der seinerseits
die in den Hebelschlitzen 38 verschiebbar gelagerten Gleitsteine 39 mitnimmt. Somit
wird durch Veränderung der Stellung des Kulissensteines 40 die in der Ausgangsstellung
bestehende kürzeste Verbindung der zwischen den Festpunkten 32 und. 35 angeordneten
Hebel 33 und 34a in den Grenzen der in ihrer Länge aufeinander abgestimmten Hebelschlitze
38 und 41 stufenlos variierbar vergrößert, d. h., der zwischen der die Festpunkte
32 und 35 verbindenden Geraden und der von dieser abweichenden Achse des Kulissensteines
40 als Schnittpunkt beider Hebel eingeschlossene Winkel überträgt den gleichen Winkelausschlag
auf den an die Kolbenstange 36 angreifenden Teil des Winkelhebels 34. Je weiter
der Kulissenstein 40 in Richtung auf den oberen Festpunkt 35 rückt, desto größer
wird der Ausschlag des Winkelhebels 34 und damit auch die Hubverstellung des Dosierkolbens
6 sein.
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Mit der besonderen Ausbildung des entsprechend dimensionierten Drehschiebers
3, der die Unterbringung des zum Füllen dienenden, die Verbindung zwischen Vorratstrichter
2 und Dosierzylinder 5 herstellenden Ausnehmung 4 einerseits und die des Kanals
7 als ständige Verbindung zum Austrittsmundstück 8 und in der Ausstoßstellung zum
Dosierzylinder 5 andererseits ermöglicht, läßt sich die periodische Schaltung des
Drehschiebers 3 von der Füll- in die Aus.stolßstellung auf nur 600 einschränken.
Entgegen der bei den bekannten Vorrichtu.ngen dieser Art auf wenigstens 90° bemessenen
Schaltung des Drehschiebers kann die Abfülleistung der neuen Maschine um mehr als
30% erhöht werden.
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An dem in Abb. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ersichtlich,
wie das Austrittsmundstück 8 in die leere Verpackungshülle hineinzutauchen vermag,
ohne
daß die über die Zelle überstehenden Hüllblattenden berührt oder gar niedergedrückt
und beschaJd.igt werden.
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Soll die Verpackungshülle weiter vom Mundstück entfernt gefüllt und
letzteres nicht so tief in die Hülle hineingesenkt werden, so kann das Austrittsmundstück
8 nach dem Lösen der Überwurfmutter 14 entsprechend weit aus der Zuleitung 13 herausgezogen
und in dieser Stellung festgelegt werden. Außerdem läßt sich der Flansch 9 mittels
des darin eingelassenen Schlitzes 11 derart verstellen, daß das Mundstück 8 mehr
oder weniger tief in die Verpackungshülle hineinragt.
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Der Vorgang des Füllens und Ausstoßens ist bereits ausführlich behandelt
worden. Es ist lediglich hinzuzufügen, daß unmittelbar nach dem Ausstoßen der plastischen
Masse durch eine kräftige Rücksaugung des Dosierkolbens 6, wobei dieser zu diesem
Zweck mit dem Austrittsmundstück 8 verbunden bleibt, jegliches Nachtropfen und »Fadenziehen«
des am Mundstück zurückblei.benden Maberials unter allen Umständen vermieden wird.