DE3225892C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Abwiegen und portionsweisen Abfüllen von insbesondere rieselfähigen Produkten - Google Patents

Abstract

Abfüllwaage, insbesondere für die Dosierung von pulver- oder granulatförmigen Produkten, sollen einerseits ein korrektes Gewicht und andererseits einer kontinuierlichen Arbeitsweise garantieren. Dabei soll trotz hoher Genauigkeit eine große Arbeitsgeschwindigkeit erreicht werden können. Dies wird hier erreicht durch einen Hauptbehälter (1), der mit Wägeelementen (4) versehen ist und dem das Produkt über einen konventionellen Zuteilungsvibrator (3) zugeführt wird und dessen Boden (2) konisch ausgebildet und nach oben und unten zur gleichmäßigen Entleerung des Hauptbehälters (1) in die Aufteilungsvorrichtung (7) verfahrbar ist, die wiederum in ihrem Boden eine Vielzahl einander gleicher Meßbehälter (8, 9) besitzt, wobei die Aufteilvorrichtung als Ganzes mit konstanter Drehzahl umläuft, die im Gleichtakt zu einer Abfüllstraße gesteuert ist, wobei als Antrieb ein außenliegendes Übersetzungsgetriebe (21, 22) vorgesehen ist, in dessen Hauptwelle (19) eine weitere Welle (5) lagert, die aufgrund der Übersetzung mit einer wesentlich höheren Drehzahl umläuft als die Hauptwelle (19), die an ihrem oberen Ende mit horizontalen Streben (6) versehen ist, die parallel zum Unterteil der Aufteilvorrichtung umlaufen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abwiegen und portionsweisen Abfüllen von insbes. rieselfähigen Produkten mit dem im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Es wird auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufgezeigt. Die Erfindung wird insbes. zum Abwiegen und Abfüllen von Nahrungsmitteln eingesetzt. Sie kann zum Abfüllen großer Portionsmengen in L»r<cke, jedoch genauso gut zum Abfüllen kleiner Portionsmengen in Gläser. Beutel o. dgl. eingesetzt werden.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung mit den angegebenen Merkmalen ist aus der DE-AS 14 24 089 bekannt. Dort ist eine Vorrichtung mit einer Waage und einem Verteilerteller beschrieben, in dessen Boden Öffnungen vorgesehen sind, die zu Portionsbehältern führen. Jeder Portionsbehälter besteht aus einem rohrförmigen Oberteil und einem rohrförmigen Unterteil vergleichsweise größeren Durchmessers, welches durch eine Klappe verschließbar ist. Neben dem Verteilerteller ist ein Meßteller untergebracht, der au(.h einen Portionsbehälter besitzt, dessen Volumen mit dem Volumen der an dem Verteilerteller angeordneten Protionsbehälter übereinstimmt. Das volumetrisch zu unterteilende Produkt wird mit Hufe des Drehtellers und ohne vorherige Abwägung in die einzelnen Portionsbehälter überführt, wobei diese mit Abstreifern abgestrichen werden. Gleichzeitig wird auch der außerhalb des Verteilertellers angeordnete Portionsbehälter gefüllt. Aus diesem Portionsbehälter wird nun die Portionsmenge in eine Waage abgelassen und abgewogen. Sofern das Gewicht dem Sollgewicht der Portionsmenge entspricht, wird die abgewogene Menge verworfen bzw. in den Verteilerteller zurückgeführt und die in den Portionsbehältern des Verteilertellers befindlichen Portionsmengen abgefüllt. Stimmt das Gewicht der abgewogenen Portionsmenge nicht mit dem Sollgewicht

überein, so wird eine entsprechende Korrektur des Volumens sämtlicher Portionsbehälter gleichzeitig und gleichmäßig durchgeführt. Nachteilig ist an dieser Vorrichtung, daß ein kontinuierliches Arbeiten nicht möglich ist. Es müssen vielmehr sämtliche Portionsbehälter einschl. des Meßbehälters zunächst gefüllt werden. Anschließend blockiert der Wägevorgang den Abfüllvorgang. Erst bei Einhaltung des Soilgewichts in einem zufriedenstellenden Toleranzband kann das Abfüllen der einzelnen Portionsmenge stattfinden, wobei während so des Abfüllvorganges wiederum kein Wägevorgang oder auch keine volumetrische Unterteilung stattfinden. Die Leistung einer solchen Vorrichtung ist deshalb begrenzt Außerdem wird die einfache Portionsmenge — mit der dabei erzielbaren Genauigkeit — abgewogen, wobei der Rückschluß auf ein gleiches Gewicht der Portionsmengen am Verteiler nur dann zutrifft, wenn tatsächlich auch die jeweiligen Volumina gleich sind.

Die DE-OS 21 55 296 zeigt einen Apparat für die Abgabe von unzusammenhängenden Produkten in Dosen von bestimmtem Gewicht, wobei es darum geht, diese Dosen schrittweise und ohne Unterbrechung nacheinander zu befüllen. Hierbei wird eine Mehrzahl von Waagen zur Abwiegung jeweils einzelner Portionsmengen am Anfang der Fließrichtung des zu unterteileirden Produktes eingesetzt Auf Drehtellern sind die doppelte Anzahl von Zwischepbehältern untergebracht, die über verschwenkbare Übergabeschurren wahlweise befüllt werden können. Die Zwischenbehälter sind durch Klappen verschlossen, deren Öffnungsbewegung gezielt steuerbar ist, so daß während der Befüllung des einen Zwischenbehälters der andere Zwischenbehälter entleert und seine Portionsmenge in die Dosen abgefüllt werden kann. In dieser Vorrichtung wird jede einzelne Portionsmenge abgewogen. Die hierfür notwendige Zeit bestimmt den Abgabetakt der Portionsmengen. Die dargestellte und beschriebene Vorrichtung stellt gleichsam nur eine komplizierte, aber geschickte Unterbringung von Zwischenspeichern dar, damit während eines Abfüllvorganges auch gleichzeitig ein Wägevorgang stattfinden kann. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines Wägevorganges mehrere Abfüllvorgänge stattfinden zu lassen, so daß die Abfülleistung einer solchen Vorrichtung ebenfalls beschränkt ist.

Eine ähnlich aufgebaute Vorrichtung zeigt das DE-GM 66 10 005. Dabei werden vorzugsweise Säcke abgefüllt, wobei die Befüllung jedes Sackes einzeln verwogen wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit denen es möglich ist, ein insbes. rieselfähiges Produkt durch einen Wägevorgang und eine volumetrische Unterteilung in einzelne Portionsmengen konstanten Gewichts in engen Toleranzen zu unterteilen und dabei den Wägevorgang so einzusetzen, daß trotzdem die schrittweise Abgäbe einer Portionsmenge nach der anderen in zeitlich kürzeren Abständen, als es aufeinanderfolgende Wägevorgänge erfordern, möglich ist.

Dies wird erfindungsgemäß in verfahrenstechnischer Hinsicht durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Der Wägevorgang findet nicht mehr an der einzelnen Portionsmenge statt, sondern es wird eine Vielfachmenge abgewogen, die einem ganzzahligen Vielfachen der Portionsmenge entspricht. Dies erbringt den Vorteil, daß die nachfolgende volumetrische Unterteilung so durchgeführt werden kann, daß gleichzeitig eine Vielzahl von Portionsmengen unterteilt werden und dabei sichergestellt ist, daß die abgewogene Vielfachmenge, da hierfür ausreichend z:eit zur Verfügung steht — in sehr engen Toleranzen abwägbar ist Durch die nachfolgende volumetrische Unterteilung verkleinern sich diese Toleranzen nochmals. Durch den insoweit abschließbaren Hauptbehälter der Vorrichtung wird erreicht, daß ein Wägevorgang und eine volumetrische Unterteilung jeweils gleichzeitig durchgeführt werden können, wobei es sich selbstverständlich um die Behandlung nachfolgender Chargen handelt Durch die gemeinsame Entleerung der Portionsbehälter jeweils in die Zwischenspeicher wird die Möglichkeit geschaffen, daß die Portionsbehälter gleichzeitig auch immer wieder frei werden, nämlich für eine erneute volumetrische Unterteilung bzw. einen neuen Zyklus, und daß während dieser erneuten volumetrischen Unterteilung zwischenbehälterweise die Portionsmengen eine nach der anderen abgefüllt bzw. abgepackt werden können. Damit tritt eine erhebliche Leistungssteigerung ein.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet sich durch die im Anspruch 3 angegebenen Merksnale, die eine bevorzugte Realisierungsmöglichkeit darstellt Damit ist es mögli'..?., während des Betriebes der Vorrichtung gleichzeitig drei Chargen in der Vorrichtung zu behandeln. Während die in Durchflußrichtung am weitesten durch die Vorrichtung hindurchgeflossene Produktmenge einer Charge portionsweise aus den Zwischenspeichern abgefüllt wird, wird die nachfolgende Vielfachmenge in die Portionsbehälter volumetrisch unterteilt. Während dieses Vorganges wird die dritte Charge, also die dritte Vielfachmenge abgewogen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung ergeben sich gemäß den Merkmalen der Unteransprüche 4 bis 11.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Abfüllwaage, teilweise im Schnitt;

F i g. 2 einen Teil der Abfüllwaage im Schnitt:

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Abfüllwaage.

Wie aus den Zeichnungen zu ersehen ist, weist die Abfüllwaage einen Hauptbehälter 1 mit einem Element zur Gewichtsermittlung auf. Er ist mit einem Boden 2 versehen, der zur Miite hin konisch ausgebildet ist und ebenfalls mit einem Element zur Gevichtsermiitlung ausgestattet ist, welches eine Zuführeinrichtung 3 für das abzumessende Produkt steuert und sie bei Erreichen eines festgelegten Gewichtes ausschaltet, wobei in diesem Augenblick der Wägevorgang erfolgt, der mittels einer Waage 4 durchgeführt wird.

Unterhalb des runden Hauptbehälters 1 befindet sich eine Verteileinrichtung 7 mit einer zentralen Antriebswelle 5, die von einem Gstriebemotor 22 über ein Zahnrad 2i angetrieben ist. Die Antriebswelle 5 führt sich dabei in einer hohlen Hauptwelle 19. die ebenfalls umläuft, jedoch wird hierdurch ein Untersetzungsgetriebe mit einem Zahnrad 20 eine geringere Drehzahl eingestellt, so daß beide Wellen in einem eingestellten Drehzahlverhältnis umlaufen.

Am oberen Ende der innen liegenden Antriebswelle 5 sind mehrere horizontal angeordnete Abstreifer 6 vor= gesehen, die innerhalb der Verteileinrichtung 7 über die völlig gleichartig ausgebildeten Oberteile 8 der Portionsbehälter 8, 9 hinwegstreichen. Unter jedem dieser Oberteile 8 sind zugehörige Unterteile 9 mit jeweils einer Klappe angeordnet, die sich über das die hohe Hauptwelle 19 umschließende Rohr 14 anheben oder

absenken lassen. Dies wird durch einen mit der Hauptwelle 19 verbundenen Exzenter 17 erreicht, auf welchem Rollen 16 laufen, die auf einem Hebel 15 gelagert sind. Die gesamte Einrichtung wird dabei von der feststehenden Lagerung 18 gehalten.

Sowohl die verfahrbaren Unterteile 9 der Portionsbehälter mit ihrem Deckel als auch nachgeschaltete Zwischenspeicher 11, die unmittelbar unter den Portionsbehaitern vorgesehen sind, sind fest mit dem drehbaren Rohr 14 verbunden und laufen mit diesem um, wobei die Zwischenspeicher 11 durch Verschlüsse 12 abgesperrt sirid. Jeder Verschluß 12 wird zu einem bestimmten Zeitpunkt durch eine Kippbewegung geöffnet, so daß das in seinem Innern befindliche abgewogene und abgemessene Produkt, also eine Portionsmenge, in eine Auslaufschurre 13 gelangt.

Die Klappen der Unierteile 9 der Portionsbehälter werden durch Hebel geöffnet, die beim Absenken der Unterteile auf einen Ring IO aufschlagen und damit die Klappen öffnen.

Im folgenden wird unter Verwendung der bereits eingeführten Bezugszeichen die Arbeitsweise der Vorrichtung im einzelnen erläutert:

Der runde Hauptbehälter 1 wird in einem ersten Arbeitsgang mit dem abzumessenden Produkt gefüllt, welches über die Zuführeinrichtung 3 eingespeist wird, bis sie bei Erreichen des gewünschten Gewichtes von der Waage 4 abgeschaltet wird. In diesem Augenblick senkt sich der konische Boden 2 und das inliegende Produkt fällt in die Verteileinrichtung 7 und gelangt in die Por- jo tionsbehiilter 8,9. Dadurch, daß die Portionsbehälter 8, 9 umlau fen, wobei zugleich die Abstreifer 6 an der Welle 5 durch den Getriebemotor 22 mit einer höheren Geschwindigkeit umlaufen, ist sichergestellt, daß in jeden einzelnen Portionsbehälter genau die gleiche Portionsmenge eingefüllt wird.

Bei diiesem Arbeitsgang befinden sich die Unterteile 9 zunächst in ihrer höchsten Stellung, da die Rollen 16 in der höchsten Sieiiung des Exzenters i/ abgestützt werden.

Da der Exzenter 17 mit der Hauptwelle 19 umläuft, senken sich die Rollen 16 anschließend zusammen mit dem Rohr 14, den Unterteilen 9 und den Zwischenspeichern 111 ab.

Die Hebel an den Klappen der Unterteile 9 schlagen dabei gegen den Ring 10, so daß sich die Klappen öffnen und die abgeteilten Portionsmengen in die Zwischenspeicher II einlaufen. In dem Augenblick, in welchem sich der Zwischenspeicher jeweils über der Auslaufschurre 13 befindet, wird dieser geöffnet, so daß eine Portionsmenge des Produkts in die Verpackung eingefüllt werden kann.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die langsame Pendelbewegung der Zuführeinrichtung an der Waage in eine kontinuierliche Bewegung beim Abfüllen der einzelnen Verpackungen bei einer wesentlich höheren Geschwindigkeit umgesetzt wird. Dies erlaubt es, die relativ hohen Taktzahlen einer Verpackungsstraße auch bei der Verpackung von pulverförmigen Produkten aufrechtzuerhalten, wobei sichergestellt ist, daß die in jeder Verpackung enthaltene Portionsrr.enge mit engsten Toleranzen genau eingehalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abwiegen und portionsweisen Abfüllen von insbesondere rieselfähigen Produkten, wobei das Produkt einerseits volumetrisch abgeteilt und andererseits gewichtsmäßig erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Produkt ein ganzzahliges Vielfaches der Portionsmenge abgewogen wird, daß diese so erhaltene Vielfachmenge nachfolgend volumetrisch in die sich entsprechend dem ganzzahligen Vielfachen ergebende Anzahl von Portionsmengen unterteilt wird, in dem die Volumina von Portionsbehältern während der volumetrischen Unterteilung der Vielfachmenge in Abhängigkeit ihres Zuflusses mindestens bis zum Sollvolumen der einzelnen Portionsmenge gleichmäßig vergrößert werden, und daß die Portionsmengen getrennt voneinander zwischengespeichert und während eines weiteren Zyklus aus einem Wiegevorgang mit nachfolgender volumetrischer Unterteilung schrittweise nacheinander abgefüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der volumetrischen Unterteilung in die Portionsmengen von dem Produkt ein weiteres ganzzahliges Vielfaches der Portionsmenge abgewogen wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 2, mit einer Waage und mit einem Verteilerteller, über dem rotierend angetriebene Abstreifer und unter dem über Öffnungen im Verteilertelier zugängliche Portionsbehälter vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage (4) in Flußrichtung des Produktes dem Verteilerteller vorgeschaltet und zum Abwiegen eines ganzzah- !igen Vielfachen der Portionsmenge in einem Hauptbehälter (1) ausgebildet ist, daß die Portionsbehälter (8, 9) je aus einem rohrförmigen Oberteil (8) und einem rohrförmigen Unterteil (9) mit vergleichsweise größerem Durchmesser und einer das Unterteil nach unten abschließenden Klappe bestehen, daß für die gleichzeitige Veränderung der Volumina der Portionsbehälter während der volumetrischen Unterteilung eine Einrichtung zum axialen Ineinander- bzw. Auseinanderfahren von Oberteil und Unterteil vorgesehen ist und daß unter den Klappen der Portionsbehälter (8, 9) Zwischenspeicher (11) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb für den Verteilerteller und die damit in Verbindung stehenden Portionsbehälter (8,9) vorgesehen ist, der dem Verteilerteller eine von der Umfangsgeschwindigkeit der rotierend angetriebenen Abstreifer (6) abweichende Geschwindigkeit erteilt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Antrieb (22) für die Abstreifer (6) und den Verteilerteller vorgesehen ist und dem Verteilerteller ein Untersetzungsgetriebe (21,20)vorgeschajtet ist. bo

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerteller auf einer vertikal angeordneten Hauptwelle (19) angeordnet ist, durch die eine Antriebswelle (5) für die Abstreifer (6) hindurchgeführt ist, und daß die Unterteile (9) der Portionsbehälter mit einem die Hauptwelle (19) umgebenden Rohr (14) verbunden sind, welches drehbargelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die KJappen sämtlicher Portionsbehälter (8,9) über den Zwischenspeichern (11) über einen gemeinsamen Ring (10) in Verbindung mit einer Absenkbewegung der Unterteile (9) der Portionsbehälter in die Offenstellung überführbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Veränderung der Volumina der Portionsbehälter (8,9) ein Exzenter (17) vorgesehen ist, der auf das Rohr (14) im Sinne einer Axialverschiebung einwirkt

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Umlauf des Verteilertellers ein mehrfacher Umlauf der Abstreifer (6) sowie ein Öffnungsvorgang der Klappen der Portionsbehälter (8, 9) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbehälter (1) durch einen konisch ausgebildeten Boden (2) verschließbar ist, der in der Ofienstellung einen das Produkt kreisringförmig auf den Verteilerteller leitenden Kegel bildet.

i i. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Zwischenspeichern (11) eine Auslaufschurre (13) zugeordnet ist und Verschlüsse (12) der Zwischenspeicher (11) in Abhängigkeit von der relativen Lage der Zwischenspeicher zu der Auslaufschurre (13) jeweils in ihre Offenstellung überführbar sind.