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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Portionierungsgerät für Wurstfüllmaschinen
o. dgl. mit einem rotierenden, zwei Portionierungskammern aufweisenden Zylinder,
mit zwei darin von einem Exzenterantrieb bewegbaren Kolben und mit einer aus zwei
gleichachsig angeordneten Abschnitten bestehenden Zu-bzw. Ab-Führung für das unter
Druck ankommende bzw. für das portionierte Füllgut.
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Portionierungsgeräte dieser Art dienen dazu, eine pastenförmige Masse,
insbesondere eine Wurstmasse, in gleichbleibenden Portionsgrößen in eine schlauchförmige
Hülle, wie z.B. einen Darm, abzufüllen. Mit Hilfe eines Abdrehrohres und einer Darmbremse
wird die Hülle zwischen jeweils zwei Portionen abgedreht.
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Aus der DT-PS 1 292 534 ist eine Portionierungsvorrichtung für Wurstfüllmaschinen
bekannt, bei der das zu portionierende Füllgut von der Seite her in jeweils eine
von zwei Portionierungskammern eines Zylinders hinein und gleichzeitig aus der jeweils
anderen Portionierungskammer des Zylinders herausgedrückt wird. In dem Zylinder
ist eine Kolbenstange gelagert, die zwei scheibenförmige Kolben trägt, welche die
äußeren Begrenzungen der Portionierungskammern darstellen. Der Zylinder ist drehbar
an einem Führungsrohr für das Füllgut gelagert und kann um dieses herumverschwenkt
werden. In vier um jeweils 900 versetzten Positionen befinden sich in dem Rohr radial
gerichtete Durchbrüche durch die die Portionierungskammern in jeweils einer Relativstellung
zwischen Zylinder und Rohr befüllt und entleert werden können.
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Diese bekannte Portionierunqsvorrichtung ist eine sehr einfache und
preiswerte Konstruktion, bei der das Füllgut geschont wird, die aber für manuellen
Betrieb ausgelegt ist und folglich nur entsprechend niedrige Arbeitsgeschwindigkeiten
zuläßt.
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Größere Arbeitsgeschwindigkeiten beim Portionieren sind mit der in
der DT-OS 2 121 006 beschriebenen Vorrichtung möglich, die maschinell portioniert.
Während bei der oben angesprochenen bekannten Vorrichtung der Zylinder exzentrisch
bewegt werden mußte, rotiert der in der DT-OS 2 121 006 offenbarte Zylinder um eine
seine Mitte durchsetzende Achse. Schon dieses Merkmal läßt höhere Arbeitsgeschwindigkeiten
zu. Auch dieser Zylinder ist mit Hilfe von zwei über eine Kolbenstange verbundene
Kolben in zwei Portionierunnskammern unterteilt, die von ihrer offenen Stirnseite
her befüllt und über die offene Stirnseite entleert werden. An die erwähnte Kolbenstange
greift ein Exzentertrieb an. Je nach Größe der einstellbaren Exzentrizität können
mehr oder weniger große Portionen abgefüllt werden.
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Die schon beachtliche Arbeitsgeschwindigkeit dieser maschinell arbeitenden
Portionierungsvorrichtung wird aber dadurch begrenzt, daß das Füllgut beim Portionieren
einen verhältnismäßig großen Weg zuriicklegen muß. Die Qualität des Füllgutes kann
jedoch beeinträchtigt werden, wenn in solchen Fällen zu den langen Wegen hohe Geschwindigkeiten
hinzukommen. Bei der Verarbeitung von Wurstbrät besteht bei zu hohen Arbeitsgeschwindigkeiten
in diesem Falle die Gefahr, daß es zu Mahl- und ouetscherscheinungen bzw. zum Schmieren
des Brätes kommt. Außerdem, da der Zylinder der bekannten Vorrichtung in einem Gehäuse
rotiert und gegenüber diesem Gehäuse abgedichtet werden muß, treten bei den verhältnismäßig
großen Durchmessern Abdichtungsprobleme
auf, weil die Umfangsgeschwindigkeit
im Ãbdichtbereich groß ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Portionierungsgerät
vorzuschlagen, das eine über den Stand der Tecnnik hinausgehende Arbeitsgeschwindigkeit
ermöglicht und insbesondere in der Lage ist, auch kleine Portionen mit hoher Kadenz
grammgenau auszustoßen. Bei einem Portionierungsgerat der eingangs genannten Art
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rotationsachse des Zylinders
mit der Achse der- Führunq zusammenfällt; daß die Führung mit dem die Rotationsachse
umgebenden mittleren Innenbereich des Zylinders einen Drehschieber bildet, der die
Portionierungskammern alternierend mit dem zuleitenden und dem ableitenden Abschnitt
der Rührung verbindet; und daß die beiden Kolben an der Außenseite des Zylinders
an den Exzenterantrieb angeschlossen sind.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Führung ein den mittleren Innenbereich des Zylinders durchsetzendes Rohr ist,
das im Bereich des Zylinders von einer Trennwand in die beiden Abschnitte unterteilt
und beiderseits der Trennwand mit je einer Öffnung versehen ist; und daß die diametral
gegenüberliegenden Öffnungen des Rohres zwei etwa gleich großen stirnseitigen Öffnungen
der Portionierungskammern zugeordnet sind.
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Weiterhin ist in der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der
Exzenterantrieb eine geschlossene Steuerkurve aufweist, die über die freien Enden
der Kolben hinweggeführt ist, deren Mittelachse parallel zur Rotationsachse verläuft
und die um eine zu ihrer Mittelachse parallele Achse zwischen einer zur Rotationsachse
konzentrischen Stellung und einer hierzu exzentrischen Stellung verschwenkbar und
in jeder möglichen Stellung feststellbar ist.
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Bevorzugt wird hierbei, daß in jedem Kolben achsparallel zur Rotationszchse
eine Rolle gelagert ist, die unter dem Druck des Füllgutes an der Steuerkurve anliegt.
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Die erfolgreiche Lösung der Aufgabe resultiert daraus, daß bei dem
erfindungsgemäßen Konzept das Füllgut nur extrem kurze Wege zurückzulegen braucht,
weil die Portionierungskammern von der Rotationsachse des Zylinders heraus gefüllt
und entleert werden. Hinzu kommt, daß auch die Abdichtung der Portionierungskammern
gegenüber dem Drehschieber einfacher geworden ist, weil der Dichtbereich auf einem
kleineren Durchmesser als beim Stand der Technik liegt, so daß die Relativgeschwindigkeit
zwischen den abzudichtenden Teilen gerina ist. Die Folge ist eine vergrößerte Lebensdauer
und die Möglichkeit höherer Betriebsdrücke.
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Vorteilhaft ist auch die durch die Erfindung gegebene Möglichkeit
des besonderen Exzenterantriebes, der sehr einfach herzustellen ist, problemlos
untergebracht werden kann und sich ebenso einfach verstellen läßt.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht
des Portionierungsgerätes; Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt durch das Gerät; und Fig.
3 einen Teil-Querschnitt durch das Gerät im Bereich seines Zylinders.
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Das Portionierungsgerät ist in seiner dargestellten Ausführungsform
als Vorsatzgerät für eine konventionelle
Wurstfüllmaschine konzipiert
und wird von dieser mit Füllgut versorgt sowie über deren Hilfsantrieb angetrieben.
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Die in Fig. 1 nur angedeutete Füllmaschine 1 besitzt neben ihrem Hilfsantrieb
2 die übliche Auslauföffnung 3.
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Mit Hilfe einesKlemmringes 4 o. dgl. wird ein am Einlaß 5 des Portionierungsgerätes
6 befindlicher Flansch 7 an der Auslauföffnung 3 befestigt, so daß das aus der Füllmaschine
1 unter Druck ausströmende Füllgut auf direktem Weg in das Portionierungsgerät 6
gelangt.
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In einem Rohrstutzen 8 des Portionierungsgerätes 6 ist eine Antriebswelle
9 (Fig. 3) für das Portionierungsgerät untergebracht, die über eine nicht dargestellte
Schnellkupplung mit dem Hilfsantrieb 2 der Füllmaschine 1 verbindbar ist.
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Wenn das Portionierungsgerät 6 nicht benötigt wird, kann es nach Lösen
desKlemmringes 4 und der Kupplung von der Füllmaschine getrennt werden. Durch eine
aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Teilen bestehende Halterung 10, die einerseits
an der Füllmaschine 1 und andererseits an dem Portionierungsgerät 6 befestigt ist,
ist es jedoch möglich, das Portionierungsgerät auch dann an der Füllmaschine zu
belassen, wenn es nicht benötigt wird.
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Das portionierte Füllgut verläßt das Portionierungsgerät 6 in üblicher
Weise durch ein Abdrehrohr 11, das mit einer nicht dargestellten Darmbremse zusammenwirkt.
Außerdem ist ein Handrad 12 vorgesehen, mit dem die Portionsgröße einstellbar ist.
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Vom Flansch 7 zum Abdrehrohr 11 verläuft ein feststehendes Rohr 15,
das der Führung des Füllgutes dient und von einer Trennwand 16 in einen dem Flansch
7 zugekehrten und der Zuleitung des Füllgutes dienenden Abschnitt 17 sowie einen
der Ableitung des Füllgutes dienenden Abschnitt 18 unterteilt ist. Im Bereich der
Trennwand 16 besitzt das Rohr 15
zwei sich diametral gegenüberliegende
Fenster oder Öffnungen 19. Piese Öffnungen 19 haben in Umfanqsrichtung des Rohres
15 eine Breite, die jeweils geringfügig kleiner als ein Viertes des Umfanges des
Rohres 15 ist. Die axiale Länge der Öffnungen 19 ist gleich oder etwas geringer
als der Durchmesser eines Zylinders 20.
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Der Zylinder 20 besitzt zwei Portionierungskammern 21, 22, die sich
beiderseits des Rohres 15 diametral gegepüberliegen und zum Rohr 15 hin in einer
Breite geöffnet sind die etwa gleich der Breite der Öffnungen 19 ist. Die Achse
23 des Zylinders 20 verläuft senkrecht zum Rohr 15, und das Rohr 15 bildet die Lagerung
für den Zylinder 20, den es durchsetzt. Der Zylinder 20 kann somit um das Rohr 15
rotieren, wobei seine Rotationsachse 24 mit der Mittelachse des Rohres 15 zusammenfällt.
Am Zylinder 20 ist ein innenverzahntes Zahnrad 25 befestigt, in das ein Ritzel 26
eingreift; dieses befindet sich am Ende der in dem Rohrstutzen 8 (Fig. 1) verlaufenden
Antriebswelle 9. Solange der Hilfsantrieb 2 der Füllmaschine 1 dreht, wird der Zylinder
20 also rotieren.
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In den beiden Portionierunqskammern 21, 22 des Zylinders 20 ist je
ein Kolben 30 freifliegend angeordnet. In jedem Kolben 30 ist achsparallel zur Rotationsachse
24 auf einer Achse 31 eine Rolle 32 gelagert. Die Rollen 32 laufen auf einer Steuerkurve
33, die von der Innenfläche eines Ringkörpers 34 gebildet ist.
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Der Ringkörper 34 besitzt einen seitlichen Ansatz 35, über den er
konzentrisch zur Antriebswelle 9 und um deren Achse verschwenkbar gelagert ist.
Die Steuerkurve 33 besitzt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Kreisform und
hat einen Durchmesser, der größer ist als die axiale Länge des Zylinders 20. Somit
führt ein Verschwenken des Ringkörpers 34
um die Achse der Antriebswelle
9 zu einer mehr oder weniger großen Exzentrizität e gegenüber dem Zylinder 20. In
nicht dargestellter Weise ist der Ringkörper 34 mit dem Handrad 12 derart gekoppelt,
daß ein Verdrehen des Handrades 12 zu einer Veränderung der Exzentrizität e führt.
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Bei Inbetriebnahme der Füllmaschine 1 durch Betätigung des üblichen
Kniehebels baut sich zunächst bei noch stillstehendem Zylinder 20 ein Druck im Abschnitt
17 des Rohres 15 auf. Bei Erreichen eines vorgegebenen Druckwertes von z.B.
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5 - 10 bar wird über einen Druckschalter 13 am Einlaß 5 des Portionierungsgerätes
6 der Hilfsantrieb 2 der Füllmaschine 1 zugeschaltet, worauf dei Zylinder 20 zu
drehen beginnt.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Lage der Trennwand
16 in Fiq. 2 zur Verdeutlichung um 90° um die Rotationsachse 24 verdreht eingezeichnet
ist. Die korrekte Lage ergibt sich aus der Schnittdarstellung der Figur 3; die Trennwand
16 steht somit in einer vertikal verlaufenden Ebene.
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Sobald der Zylinder 20 seine Drehbewegung in Richtung der Pfeile von
Fig. 3 aufnimmt, wird ein Durchgang zwischen dem Abschnitt 17 des Rohres 15 und
der zunächst noch unten liegenden Portionierungskammer 22 hergestellt, so daß Füllgut
in die Portionierungskammer 22 unter Druck eintritt und die Rolle 32 des zunächst
noch unten befindlichen Kolbens 30 gegen die Steuerkurve 33 preßt. Nach einen Drehwinkel
von 90O hat der Drehschieber seinen vollen ()uerschnitt geöffnet. Anschließend nimmt
der Querschnitt wieder bis auf Null ab, wenn die ursprünglich nach unten weisende
Portionierungskammer 22 nach einer halben Umdrehung die ursprüngliche Stellung der
anderen Portionierungskammer 21 eingenommen hat. In dieser Stellung ist der Kolben
30 am weitesten ausgefahren.
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Die Rotation des Zylinders 20 setzt sich fort, so daß nunmehr die
nach unten gelangte Portionierungskammer 21 in der beschriebenen Weise befüllt wird;
gleichzeitig entleert sich die zur Zeit von oben nach unten umlaufende Portionierungskammer
22 dadurch, daß die Steuerkurve 33 den zugehörigen Kolben 30 in die Portionierungskammer
hineinfährt. Das verdrängte Füllgut gelangt über den Abschnitt 18 des Rohres 15
in das Abdrehrohr 11.
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Durch entsprechende Wahl der Breite der Öffnungen 19 und der zugehörigen
Öffnungen in den Böden der Portionierungskammern ist vorzugsweise eine positive
Oberdeckung der Steuerkanten des Drehschiebers vorgesehen, so daß die in das Füllrohr
11 gelangenden Portionen mit einer exakten Trennung voneinander vorgeschoben werden.
Bis zu einer gewissen Portionsgröße kann das Füll- bzw. Abdrehrohr ständig rotieren.
Die Abdrehstelle in der Wursthülle bildet sich dabei automatisch jeweils an dem
Druckeinbruch zwischen zwei aufeinanderfolgenden Portionen. Bei größeren Portionen
kann es vorteilhaft sein, das Abdrehrohr intermittierend arbeiten zu lassen. Zu
diesem Zweck ist dann vorgesehen, daß der rotierende Zylinder 20 eine im Antrieb
für das Abdrehrohr und die Darmhaltevorrichtung befindliche Kupplung entsprechend
taktweise steuert.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine kreisringförmige
Steuerkurve 33 gezeigt, die zu einer weitgehend sinusförmigen Bewegung der Kolben
30 führt. Dagegen kann es in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, der Steuerkurve
eine von der Ringform abweichende Form zu geben.