DE3532910A1 - Abfuellmaschine fuer stueckiges fuellgut - Google Patents

Description

Abfüllmaschine für stückiges Füllgut

Die Erfindung betrifft eine Abfüllmaschine für feste, stückige Füllgüter, insbesondere Nahrungsmittel, wie Blumenkohl, Broccoli, Bohnen, Rosenkohl, gemischtes Gemüse, Kirschen und andere Früchte, Karotten usw. in Konservendosen, Gläser oder andere Behälter.

Vorrichtungen und Verfahren zum automatischen Füllen von Behältern, etwa Konservendosen, mit Nahrungsmitteln oder anderen Produkten sind weithin bekannt. Derartige Vorrichtungen werden z.B. zum Füllen von Behältern mit flüssigen, halbflüssigen, pasteusen oder festen Füllgütern verwendet. Dabei müssen die Vorrichtungen so beschaffen sein, daß sie eine genaue Dosierung des Füllgutes ermöglichen.

Vorrichtungen und Verfahren zum Füllen von Behältern mit flüssigen oder pasteusen Produkten sind allgemein im Gebrauch. Bekannte Abfüllmaschinen für feste Nahrungsmittel weisen jedoch verschiedene Nachteile auf, etwa das Schneiden und Abscheren eines Teiles der festen Produkte, wodurch die Gesamtqualität verringert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abfüllmaschine zu schaffen, mit der sich stückiges, kleines Füllgut dosiert in Behälter abfüllen läßt, ohne daß das Füllgut zerschnitten, abgeschert oder sonstwie wesentlich beschädigt wird. Es wird außerdem angestrebt, das Abfüllen schnell und genau auszuführen.

Die Erfindung geht aus von einer Abfüllmaschine für feste, stückige Stoffe, insbesondere Nahrungsmittel, mit einer Zuführungseinrichtung für die Stoffe, mit einem von dieser

gespeisten Fallrohr, mit einer Dosiervorrichtung und mit einer Behälterfüllstation, wobei die Dosiervorrichtung einen Drehtisch umfaßt, der eine Anzahl Hohlräume aufweist, die nacheinander in Fluchtung mit dem Fallrohr gebracht werden können.

Die Lösung der Aufgabe ist gegeben durch einen Dosierkolben, der in eine erste, obere Stellung bewegbar ist, in der er in den jeweils unter dem Fallrohr liegenden Hohlraum hineinragt, und in eine zweite, untere Stellung, in der er außerhalb des Hohlraums liegt und die Bewegung des Drehtisches nicht behindert, und durch eine Anzahl Nadeln, die durch Öffnungen in dem Fallrohr einerseits in eine Sperrstellung bewegbar sind, in der sie die Bewegung der stückigen Stoffe blockieren, und andererseits in eine Öffnungsstellung, in der sie den Stoffluß freigeben.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform sind die Nadeln parallel im Abstand zueinander in einer Durchmesserebene des Fallrohres angeordnet. Die Höhe dieser Durchmesserebene gegenüber dem unteren Ende des Fallrohres ist dabei mitbestimmend für die abgefüllte Menge des Füllgutes.

Vorzugsweise sind die Nadeln in einem Abstand von dem unteren Ende des Fallrohres angeordnet, der wenigstens gleich der größtmöglichen Abmessung der einzufüllenden Stoffstücke ist. Dadurch wird gewährleistet, daß bei der Weiterbewegung des Drehtisches kein Stück des Füllgutes am unteren Ende des Fallrohres abgeschert wird.

In gleichem Sinne wirkt die Weiterbildung, daß der Hub des Dosierkolbens etwa das l,5fache des Abstandes des Nadeln von dem unteren Ende des Fallrohres beträgt.

Die Nadeln sind an ihren vorderen Enden vorzugsweise angespitzt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist der Drehtisch als Scheibe ausgebildet, und die Hohlräume bilden koaxiale, zylindrische Durchbrüche durch die Scheibe, welche in gleichem Winkelabstand zur Achse des Drehtisches voneinander angeordnet sind. Dadurch läßt sich eine einfache Positionierung der aufeinanderfolgenden Hohlräume unter das Fallrohr und über die zu füllenden Behälter erreichen.

Die Unterseite des Drehtisches grenzt vorzugsweise eng anliegend an eine feststehende Platte an, die eine erste Öffnung aufweist, die sich in Fluchtung mit dem Fallrohr befindet, sowie eine zusätzliche Öffnung, die die Entleerungsöffnung für die Hohlräume bildet. Dadurch wird erreicht, daß das in den Hohlräumen befindliche Füllgut ohne Verlust und ohne sich zu verklemmen bis an die Entleerungsöffnung transportiert wird.

Dabei ist günstig, wenn der Dosierkolben in seiner unteren Stellung mit der Oberseite der unteren Platte bündig ist.

Vorzugsweise ist eine obere feststehende Platte vorgesehen, die eng benachbart zur Oberseite des Drehtisches angeordnet ist und in Fluchtung mit dem Fallrohr eine Öffnung aufweist. Dadurch wird verhindert, daß artfremde Stoffe, Staub und dergleichen in die Hohlräume gelangen können.

Eine Weiterbildung zeichnet sich aus durch eine Steuereinheit zum synchronisierten Bewegen des Drehtisches, des Dosierkolbens und der Nadeln derart, daß die Nadeln in die Sperrstellung vorgeschoben werden, wenn sich der Drehtisch dreht, und daß die Nadeln in die Öffnungsstellung gebracht werden, wenn ein Hohlraum sich in Fluchtung mit dem Fallrohr befindet.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Fig, 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Einfüllen von kleinen, festen Nahrungsmittelprodukten in Behälter;

Fig. 2 ist eine teilweise in einem Vertikalschnitt ausgeführte Ansicht, die den Dosiermechanismus zeigt;

Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2, die die nadelartigen Elemente zeigt, und

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 2, die den Drehtisch zeigt.

Die in den Figuren dargestellte Abfüllmaschine dient zum Abfüllen von kleinen, festen Nahrungsmittelprodukten in Behälter, etwa Dosen oder Flaschen. Die Abfüllmaschine umfaßt eine Zuführungsrutsche zum Aufnehmen und Weitergeben von kleinen Nahrungsmittelprodukten oder -stücken, etwa Blumenkohl, Broccoli, Bohnen, Rosenkohl, gemischtem Gemüse, Kirschen und anderen Früchten, Karotten und dergleichen. An die Zuführungsrutsche 10 schließt sich ein Fallrohr 12 an, welches bis an eine Füllstation hinabreicht. Diese umfaßt einen Drehtisch 14, der eine Anzahl Hohlräume aufweist, die nacheinander beim Bewegen des Drehtisches 14 über das Fallrohr 12 gefüllt werden. Der Drehtisch 14 bewegt sich stufenweise intermittierend, so daß die Hohlräume nacheinander eine Zeitlang unter das Fallrohr 12 zu liegen kommen, in welcher Zeit der betreffende Hohlraum mit Nahrungsmittel gefüllt wird. Danach bewegt sich der Drehtisch in die nächste Position, in der der benachbarte Hohlraum unter das Fallrohr 12 zu liegen kommt und dann gefüllt wird.

Die gefüllten Hohlräume in dem Drehtisch 14 bewegen sich intermittierend von dem Fallrohr 12 zu einer Behälterfüllstation 16, wo der Inhalt der Hohlräume in Dosen 18 abgegeben wird. Diese

Dosen werden mittels einer Fördereinrichtung, etwa eines Förderbandes 19, durch die Behälterfüllstation hindurchbewegt. Dieser Teil der Maschine ist Stand der Technik und bildet keinen Teil der Erfindung, so daß er im folgenden nicht weiter beschrieben ist.

Um eine sauberere Handhabung der Nahrungsmittel zu erreichen, sind in Verbindung mit dem Fallrohr 12 Nadeln 20 vorgesehen (Fig. 2 und 3), die praktisch parallel zueinander in einer gemeinsamen Ebene liegen. Diese Ebene ist eine Durchmesserebene des Fallrohres 12 und liegt im Abstand von dem Austritt des Fallrohres.

In der Wand des Fallrohres 12 sind eine Anzahl im Abstand voneinander liegender öffnungen 21 vorgesehen, die in der Ebene der Nadeln 20 liegen und durch die sich jeweils eine Nadel erstreckt. Es ist ferner eine Einrichtung vorgesehen, um die Nadeln intermittierend vorzuschieben, so daß sie sich durch den Querschnitt des Fallrohres erstrecken, oder zurückzuziehen. Im vorgeschobenen Zustand blockieren die Nadeln die Bewegung der Nahrungsmittel.

Die Nadeln sind in Fig. 3 in der vorgeschobenen Stellung gezeichnet, in der sie sich durch die öffnungen 21 durch den freien Querschnitt des Fallrohres 12 erstrecken. Der Abstand zwischen benachbarten Nadeln 20 kann variabel sein, je nach der Art der einzufüllenden Nahrungsmittel. Beim Einfüllen kleiner Nahrungsmittel, etwa gemischten Gemüses, müssen die Nadeln natürlich ziemlich dicht beieinander liegen, um zu verhindern, daß noch Nahrungsmittelstücke hindurchfallen können. Der Durchmesser der Nadeln kann über einen weiten Bereich variieren, soll jedoch genügend groß sein, damit die Nadeln stabil genug sind und die Nahrungsmittelstücke durchstoßen können. Andererseits sollte der Durchmesser nicht so groß sein,

daß kleine Nahrungsmittelstücke unnötig beschädigt werden. Ein bevorzugter Durchmesser liegt in dem Bereich von 0,5 bis 2,5 mm.

Die Nadeln sind an einem Halteblock 22 befestigt, der wiederum an einem Ende einer hydraulisch betätigten Hubstange 23 eines Arbeitszylinders 24 sitzt. Letzterer ist an dem Gestell der Maschine befestigt und wird intermittierend mittels eines Steuerventils 25 betätigt (Fig. 3), welches die Strömung der Hydraulikfluid zu und von dem Arbeitszylinder steuert.

Mit dem Drehtisch 14 wirkt ein Dosierkolben 26 (Fig. 2) zusammen, der unter dem Fallrohr 12 angeordnet ist und auf- und abbewegbar ist in dem jeweils unter dem Fallrohr liegenden Hohlraum 15. Die Hohlräume sind zylindrisch gestaltet und an beiden Enden offen. Der Dosierkolben 26 paßt eng in einen zylindrischen Hohlraum hinein, so daß sich keine Nahrungsmittelstücke zwischen der Innenwand der Hohlräume und der Mantelfläche des Kolbens verklemmen können. Die Betätigung des Dosierkolbens 26 erfolgt über eine Kolbenstange 27, die von einem Arbeitszylinder 28 betätigt wird, welcher an dem Gestell der Maschine befestigt ist und mittels eines Steuerventils 29 hydraulisch betätigt wird. Anstelle der hydraulischen Arbeitszylinder können auch irgendwelche anders betätigten Einrichtungen verwendet werden.

Der Drehtisch 14 sitzt unmittelbar über einer flachen Platte 30, die eine öffnung 31 aufweist, durch die der Dosierkolben 26 hindurchragt. Die Platte 30 bildet einen Boden für die Hohlräume 15, wenn diese sich unter dem Fallrohr 12 bis an die Behälterfüllstation 16 vorbeibewegen. An letzterer ist eine zusätzliche öffnung 32 in der Platte 3 0 vorgesehen, durch die sich der Inhalt der Hohlräume 15 entleert und in einen darunterstehenden Behälter oder eine Flasche fällt. Der Abstand

zwischen dem Drehtisch 14 und der Platte 30 sollte so klein sein, daß keine Nahrungsmittelstücke in den Hohlräumen 15 sich in dem Abstandsraum verklemmen können. Vorzugsweise beträgt der Abstand etwa 0,1 mm und sollte nicht größer als 3 bis 4 mm sein. Unmittelbar über dem Drehtisch befindet sich eine flache obere Platte 33, deren Abstand zu dem Drehtisch in derselben Größenordnung liegt wie der Abstand der unteren Platte 30. Die obere Platte 33 deckt die Hohlräume 15 in dem Drehtisch 14 ab und verhindert, daß Fremdmaterial in die Hohlräume gelangen kann. Sie hat eine mit dem Auslaßende des Fallrohres 12 fluchtende Öffnung 34, so daß die Nahrungsmittelteile durch das Fallrohr direkt in den darunterliegenden Hohlraum 15 des Drehtisches 14 fallen können.

Der Drehtisch 14 kann als kreisrunde Scheibe ausgebildet sein mit einer Anzahl zylindrisch geformter, als Durchbrüche ausgebildeter Hohlräume 15. Der Drehtisch kann natürlich auch aus im Abstand voneinander angeordneten Platten und dazwischen befindlichen Rohrstücken zusammengesetzt sein, wobei die beiden Platten dann mit den Rohrstücken fluchtende Öffnungen aufweisen.

Das Volumen der Hohlräume 15 des Drehtisches 14 sollte mindestens so groß sein wie das Volumen der zu füllenden Behälter und am besten ein etwas größeres Volumen aufweisen. Die Nadeln 20 sollten mindestens in einem solchen Abstand vom oberen Ende der Hohlräume 15 angeordnet sein, der größer ist als die größte Dimension der einzufüllenden Nahrungsmittelteile, beispielsweise 20 bis 40 mm. Wenn die Nadeln 20 in ihre in Fig.3 dargestellte Blockierstellung bewegt sind, in der der Durchtritt der Nahrungsmittelstücke unterbunden wird, kann das größte von einer Nadel aufgespießte Nahrungsmittelstück sich nicht bis an die Oberseite des Drehtisches 14 erstrecken. Es können daher durch die Bewegung des Drehtisches keine Nahrungsmittelstücke abgeschert und beschädigt werden.

Der Dosierkolben 26 bewegt sich nach oben innerhalb der Hohlräume 15 in eine Stellung, daß das oberhalb des Dosierkolbens 26 und unter den Nadeln 20 übrigbleibende Volumen gleich dem Dosiervolumen ist, d.h. gleich dem Füllvolumen der abzufüllenden Nahrungsmittel. Dieses Füllvolumen ist niemals größer als das Volumen der Dosen oder Flaschen.

In der oberen Stellung des Dosierkolbens 26 werden die Nahrungsmittel in die Hohlräume gefüllt und liegen auf dem Kolben auf. Wenn der Dosierkolben in seine untere Stellung zurückbewegt wird, gibt er die Unterseite des Drehtisches 14 frei. In dieser Stellung befinden sich die Nahrungsmittel in dem betreffenden Hohlraum 15, und beim Drehen des Drehtisches 14 gleiten sie über die Oberfläche der Platte 30. Da das Füllvolumen nicht größer ist als das Volumen eines Hohlraumes 15 und vorzugsweise etwas kleiner ist als dieses, ragen die in den Hohlräumen befindlichen Nahrungsmittel nicht über die obere Öffnung derselben hervor und können daher von der oberen Platte 33 nicht eingeklemmt oder beschädigt werden.

Zur synchronisierten Bewegung des Drehtisches 14, des Dosierkolbens 26 und der Nadeln 20 dient eine Steuervorrichtung. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, treibt ein Motor 35 über ein Getriebe 36 den Drehtisch 14 an. Dessen Drehbewegung wird durch eine elektronische Steuereinheit 37 überwacht, welche einen Sensor 38 umfaßt, etwa einen Photosensor oder einen mechanischen Sensor. Die elektronische Steuereinheit 37 gibt periodisch Signale an den Motor 35, so daß dieser den Drehtisch 14 dreht. Die Steuereinheit 37 ist ebenfalls mit den hydraulischen Steuerventilen 25 und 29 verbunden, die zum Bewegen der Nadeln 20 bzw. des Dosierkolbens 26 dienen. Als Steuereinheit 37 kann ein entsprechend programmierter Mikroprozessor verwendet sein.

Vor und während der Bewegung des Drehtisches 14 aktiviert die Steuereinheit 37 die Steuerventile 25 und 29, so daß die

Nadeln 20 in ihrer Sperrstellung sind und der Dosierkolben 26 außerhalb des Drehtisches 14 liegt. Wenn der Sensor 38 feststellt, daß der nächste Hohlraum in dem Drehtisch 14 in Fluchtung unter dem Fallrohr 12 liegt, wird der Drehtisch angehalten. Sodann betätigt die Steuereinheit 37 das Steuerventil 29, welches Hydraulikfluid von einer Fluidquelle 41 unter Druck an den Arbeitszylinder 28 gibt, so daß der Dosierkolben 26 nach oben in den Hohlraum 15 bewegt wird.

Wenn dies geschehen ist, so daß ein bestimmtes Volumen zwischen dem Kolbenboden und den Nadeln 20 gebildet ist, aktiviert die Steuereinheit 37 das Steuerventil 25 (Fig. 3), so daß Hydraulikfluid unter Druck von einer Fluidquelle 40 zu dem Arbeitszylinder 24 gelangt und die Nadeln 20 aus dem Fallrohr 12 zurückzieht. Sodann fallen die Nahrungsmittel in dem Fallrohr 12 nach unten bis auf den Boden des Dosierkolbens 26. Danach aktiviert die Steuereinheit 37 das Steuerventil 25 und gibt Druckfluid an den Arbeitszylinder 24, so daß die Nadeln 20 wieder in ihre Sperrstellung geschoben werden.

Danach wird das Steuerventil 29 betätigt und läßt Hydraulikfluid von der Fluidquelle 41 an den Arbeitszylinder 28 strömen, so daß der Dosierkolben 26 aus dem Hohlraum 15 zurückgezogen wird. Die untere Stellung des Dosierkolbens liegt dabei in einer Ebene mit der Oberfläche der flachen Platte 30. Sobald der Dosierkolben sich in dieser Stellung befindet, wird der Drehtisch 14 um einen solchen Betrag gedreht, daß sich der nächste Hohlraum in Fluchtung unter dem Fallrohr 12 befindet. Der Einfüllzyklus beginnt sodann von neuem, wobei die gefüllten Hohlräume intermittierend bewegt werden und sich von dem Fallrohr 12 bis an die Behälterfüllstation 16 bewegen. An dieser fallen die in einem Hohlraum über der zusätzlichen öffnung 32 der Platte 30 befindlichen Nahrungsmittel in eine daruntergestellte Konservendose 18 oder dergleichen.

Jedesmal, wenn ein Hohlraum entleert worden ist, wird das Förderband 19 intermittierend weiterbewegt, so daß die nächste Konservendose 18 unter die Öffnung 32 zu liegen kommt und gefüllt werden kann.

Claims (12)

82-14-1 Patentansprüche :

1. Abfüllmaschine für feste, stückige Stoffe, insbesondere Nahrungsmittel, mit einer Zuführungseinrichtung (10) für die Stoffe, mit einem von dieser gespeisten Fallrohr (12), mit einer Dosiervorrichtung und mit einer Behälterfüllstation (16), wobei die Dosiervorrichtung einen Drehtisch (14) umfaßt, der eine Anzahl Hohlräume (15) aufweist, die nacheinander in Fluchtung mit dem Fallrohr (12) gebracht werden können, gekennzeichnet durch einen Dosierkolben (26), der in eine erste, obere Stellung bewegbar ist, in der er in den jeweils unter dem Fallrohr (12) liegenden Hohlraum (15) hineinragt, und in eine zweite, untere Stellung, in der er außerhalb des Hohlraums (15) liegt und die Bewegung des Drehtisches (14) nicht behindert, und durch eine Anzahl Nadeln (20), die durch Öffnungen (21) in dem Fallrohr (12) einerseits in eine Sperrstellung bewegbar sind, in der sie die Bewegung der stükkigen Stoffe blockieren, und andererseits in eine Öffnungsstellung, in der sie den Stoffluß freigeben.

2. Abfüllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Nadeln (20) parallel im Abstand zueinander in einer Durchmesserebene des Fallrohres angeordnet sind.

3. Abfüllmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Nadeln (20) in einem Abstand von dem unteren Ende des Fallrohres (12) angeordnet sind, der wenigstens gleich der größtmöglichen Abmessung der einzufüllenden Stoffstücke ist.

4. Abfüllmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand der Nadeln (20) von dem unteren Ende des Fallrohres (12) 20 bis 40 mm beträgt.

5. Abfüllmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Hub des Dosierkolbens (26) etwa das 1,5fache des Abstandes der Nadeln (20) von dem unteren Ende des Fallrohres (12) beträgt.

6. Abfüllmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Nadeln (20) zylindrisch gestaltet sind und einen Durchmesser zwischen 0,5 und 2,5 mm haben.

7. Abfüllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (20) an ihren vorderen Enden angespitzt sind.

8. Abfüllmaschine nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehtisch (14) als Scheibe ausgebildet ist und daß die Hohlräume (15) koaxiale, zylindrische Durchbrüche durch die Scheibe bilden, welche in gleichem Winkelabstand zur Achse des Drehtisches voneinander angeordnet sind.

9. Abfüllmschine nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Unterseite des Drehtisches (14) eng anliegend an eine feststehende Platte (30) angrenzt, die eine erste Öffnung (31) aufweist, die sich in Fluchtung mit dem Fallrohr (12) befindet, sowie eine zusätzliche Öffnung (32) , die die Entleerungsöffnung für die Hohlräume (15) bildet.

10. Abfüllmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Dosierkolben (26) in seiner unteren Stellung mit der Oberseite der Platte (30) bündig ist.

11. Abfüllmaschine nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine obere, feststehende Platte (33), die eng benachbart zur Oberseite des Drehtisches (14) angeordnet ist und in Fluchtung mit dem Fallrohr (12) eine Öffnung (34) aufweist.

12. Abfüllmaschine nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit zum synchronisierten Bewegen des Drehtisches (14), des Dosierkolbens (26) und der Nadeln (20) derart, daß die Nadeln in die Sperrstellung vorgeschoben werden, wenn sich der Drehtisch dreht, und daß die Nadeln in die Öffnungsstellung gebracht werden, wenn ein Hohlraum sich in Fluchtung mit dem Fallrohr befindet.