DE3734361C2 - Vorrichtung zum schonenden Verpacken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schonenenden Verpacken eines durch äußere Einflüsse in seiner Konsistenz beeinflußbaren Produktes mit einem an einem unteren Ende eines Förderschachtes angeordneten Zuteilorgan, dessen Austrittsöffnung von einem ersten Absperrorgan und dessen Eintrittsöffnung von einem zweiten Ab­ sperrorgan verschließbar ist, und in einem dem zweiten Absperror­ gan vorgelegten Bereich des Förderschachtes ein Steuerorgan mit Sensor angeordnet ist, das ein Förderorgan steuert.

An derartigen Vorrichtungen besteht ein erheblicher Bedarf, der mit zunehmender Verbreitung von Fertiggerichten stark zunimmt. So­ weit diese Produkte Bestandteile aufweisen, zwischen denen ein Gleitmittel deren Verschiebung untereinander begünstigt, können Vorrichtungen benutzt werden, mit denen positive Erfahrungen in­ zwischen gemacht werden konnten. Sobald jedoch ein derartiges Gleitmittel, beispielsweise Soßen oder Flüssigkeiten zwischen den einzelnen Bestandteilen fehlen, besteht die große Gefahr, daß das Gleitverhalten der einzelnen Bestandteile untereinander so schlecht ist, daß an irgendeiner Stelle einer Verpackungsvorrich­ tung ein Stau entsteht, unter dem sich in Richtung des abfließen­ den Produktes ein Hohlraum ausbildet. Dieser Hohlraum kann sehr häufig nur durch manuellen Eingriff beseitigt werden, so daß der­ artige Verpackungsverfahren und -vorrichtungen sehr zeit- und ko­ stenaufwendig sind.

Darüber hinaus ist versucht worden, mechanisch durch Kräfte auf die einzelnen Bestandteile einzuwirken. Dabei besteht die Gefahr, daß die einzelnen Bestandteile in ihrer Konsistenz stark verändert werden, so daß sie ihre natürliche Erscheinungsform verlieren. Beispielsweise ergeben sich derartige Probleme beim Verpacken trockener Erbsen, die sehr häufig völlig deformiert werden, wenn auf sie mit Hilfe mechanischer Kräfte eingewirkt wird, um sie wäh­ rend des Verpackungsvorganges in einem fließenden Strom zu halten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art so zu verbessern, daß mit ihrer Hilfe das Produkt schonend, schnell und volumengenau verpackt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Förderschacht in Richtung auf das erste Absperrorgan in seiner Längsrichtung kontinuierlich erweitert.

Diese Vorrichtung hat den großen Vorteil, daß sie ohne eine we­ sentliche Krafteinwirkung auf das zu verpackende Produkt auskommt. Dieses sinkt im Förderschacht ausschließlich aufgrund seines eige­ nen Gewichtes ab, so daß dabei nur eine geringe Kraft auf das Pro­ dukt einwirkt. Der sich kontinuierlich erweiterende Querschnitt des Förderschachtes verhindert, daß sich das Produkt im Förder­ schacht festsetzt. Es sammelt sich auf dem zweiten Absperrorgan. Dabei wird die Höhe des sich aufstauenden Produktes durch das Steuerorgan so begrenzt, daß das Produkt aufgrund seines Eigenge­ wichtes nur gering belastet ist. Die Ansammlung des Produktes auf dem zweiten Absperrorgan ermöglicht eine sehr schnelle Befüllung des Zuteilorgans unter dem Einfluß der Schwerkraft. Die exakte Be­ grenzung des Zuteilorgans durch zwei Absperrorgane führt zu einer volumengenauen Abmessung des Produktes, bevor dieses in einen un­ terhalb des Zuteilorgans stehenden Behälter abgegeben wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erweitert sich das Zuteilorgan in Richtung auf das erste Absperrorgan konti­ nuierlich. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß das Pro­ dukt ohne Schwierigkeiten aus dem Zuteilorgan in Richtung auf eine Verpackungseinheit austreten kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor Teil einer Meßstrecke und an einer vorgegebenen Stelle des Förderschachtes in Wirkrichtung auf dessen Innenraum ausge­ richtet, dessen Füllung er anzeigt. Mit Hilfe dieser Meßstrecke kann der Förderschacht genau auf seine Füllung hin überwacht wer­ den. Dabei ist vorteilhaft zwischen der Meßstrecke und dem Zuteil­ schacht ein Stauraum im Förderschacht vorgesehen, dessen Inhalt mindestens einer Füllung des Zuteilorgans entspricht. Diese Posi­ tionierung der Meßstrecke garantiert einerseits, daß mit dem In­ halt des Stauraums das Zuteilorgan sicher befüllt werden kann und andererseits, daß sich innerhalb des Stauraums eine Menge des Pro­ duktes ansammelt, die verhindert, daß das Produkt unter seinem Ei­ gengewicht unzulässig deformiert wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung be­ steht das Zuteilungsorgan aus einer an den Förderschacht in Rich­ tung auf eine Verpackungseinheit sich anschließenden Meßkammer, die sowohl gegenüber dem Förderschacht als auch gegenüber der Ver­ packungseinheit jeweils einen Schieber als Verschlußorgan auf­ weist. Durch die Ausbildung der Verschlußorgane als Schieber ist gewährleistet, daß das Zuteilorgan auf eine einfache und pro­ duktschonende Weise verschlossen werden kann. Die Schieber werden auf einfache Weise entlang ihrer Seiten geführt, ohne daß sich in den Führungen das Produkt einquetschen kann. Darüberhinaus kann der dem Förderschacht zugewandte Schieber auch das Zuteilorgan zu­ verlässig verschließen, wenn einzelne Bestandteile des Produktes nach dem Befüllen des Zuteilorgans sich innerhalb des vom Schieber zurückgelegten Weges befinden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Förderschacht mit einem Zuteilorgan.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem in einem Rohr (52) drehbar angeordneten Förderorgan (2), einem Förderschacht (3) und einem Zuteilorgan (4). Das Rohr (52) mündet über einen Krümmer (79) in einen in Fallrichtung des Produktes (6) oberen Teil des Förderschachtes (3) ein, dessen gedachte Mittellinie im wesentli­ chen lotrecht verläuft. Das Rohr (52) verläuft im wesentlichen in einer horizontalen Richtung.

Unmittelbar hinter dem Krümmer erweitert sich der Förderschacht (3) in Form eines Konus (80). Zu diesem Zwecke sind mindestens zwei einander gegenüberliegende Wandungen (81, 82) so angeordnet, daß sie einander im Bereich des Krümmers (79) am weitesten benach­ bart sind und sich in Richtung auf das Zuteilorgan (4), das an ei­ nem dem Krümmer (79) gegenüberliegenden unteren Ende des Förder­ schachtes (3) vorgesehen ist, stetig voneinander entfernen. Im Be­ reich des Zuteilorgans (4) besitzt der Förderschacht (2) seinen größten Querschnitt. In welchem Verhältnis sich der Querschnitt in Richtung auf das Zuteilorgan (4) vergrößert, hängt ab von einem Steigungswinkel (83), dessen Größe je nach der Konsistenz des Pro­ duktes (6) gewählt wird. Je mehr die einzelnen Bestandteile (77) des Produktes (6) dazu neigen, innerhalb des Förderschachtes (3) eine Stauung zu bilden, um so größer muß der Steigungswinkel (83) bemessen werden.

Innerhalb des Förderschachtes (3) ist eine Meßstrecke (84) ange­ ordnet. Diese Meßstrecke (84) besteht im wesentlichen aus einem Sensor (85), der in Richtung auf eine den Förderschacht (3) umge­ bende Wandung (86) ausgerichtet ist. Diesem Sensor (85) ist auf einer ihm gegenüberliegenden Seite des Förderschachtes (3) ein Empfänger (87) zugeordnet. Zwischen dem Sensor (85) und dem Emp­ fänger (87) erstreckt sich die Meßstrecke (84) durch die sich das Produkt (6) in Richtung auf das Zuteilorgan (4) bewegt. Dabei kann der Sensor (85) beispielsweise Lichtstrahlen aussenden, die von dem als Fotozelle ausgebildeten Empfänger (87) empfangen werden. Die Lichtstrahlen durchdringen die aus einem durchsichtigen Mate­ rial, beispielsweise Plexiglas ausgebildeten Wandungen (81, 82) des Förderschachtes (3). Sobald der Empfänger (87) mangels ausrei­ chender Füllung des Förderschachtes (3) ein Signal empfängt, schaltet er das Förderorgan (2) ein, so daß dieses das Produkt (6) in den Förderschacht (3) fördert. Sobald das Produkt (6) innerhalb des Förderschachtes (3) so hoch steht, daß es einen Durchgang der Lichtstrahlen in Richtung auf den Empfänger (87) verhindert, wird ein Schaltimpuls ausgelöst, der das Förderorgan abschaltet. Die Meßstrecke (84) befindet sich zweckmäßigerweise an einer Stelle des Förderschachtes (3), deren Höhe vom Zuteilorgan (4) so bemes­ sen ist, daß der Inhalt dieses Teils des Förderschachtes (3) aus­ reicht, um eine Meßkammer (90) des Zuteilorgans (4) zu füllen und andererseits das Produkt (6) innerhalb des Förderschachtes (3) nicht so hoch steht, daß es aufgrund seines eigenen Gewichtes seine eigene Konsistenz beeinträchtigt.

Sobald das Produkt (6) aus dem Förderschacht (3) in Richtung auf die Meßkammer (90) ausgetreten ist, schaltet der Empfänger (87) das Förderorgan (2) ein, so daß neues Produkt (6) aus dem Rohr (52) in den Förderschacht (3) eingefüllt wird. Als Sensoren (85) kommen jegliche, in erster Linie berührungslos arbeitende Impuls­ geber in Betracht.

Um eine fließende Abfüllung aus dem Förderschacht (3) in Richtung auf die Meßkammer (90) gewährleisten zu können, wird im Förder­ schacht (3) eine Menge des Produktes (6) angesammelt, die ausrei­ chend ist, um nach jeder Entleerung der Meßkammer (90) diese schnell wieder auffüllen zu können. Aus diesem Grunde wird das Förderorgan (2) möglichst so gesteuert, daß es sich ständig im Be­ trieb befindet, so daß das von dem Förderorgan (2) geförderte Pro­ dukt (6) sich ständig in Bewegung befindet und daran gehindert wird, einen Stau zu bilden. Zu diesem Zwecke ist im Bereich des Förderschachtes (3) zusätzlich zur Meßstrecke (84) eine Maximum­ meßstrecke (91) vorgesehen, die ihrerseits mit einem Sensor (92) und einem ihm zugeordneten Empfänger (93) ausgestattet ist. Diese Maximummeßstrecke (91) ist innerhalb des Förderschachtes (3) in Richtung auf das Förderorgan (2) oberhalb der Meßstrecke (84) an­ geordnet. Der Empfänger (93) der Maximummeßstrecke (91) löst einen Schaltimpuls aus, sobald das Produkt (6) einen Durchgang der Strahlen vom Sensor (92) in Richtung auf den Empfänger (93) ver­ hindert. Dieser Schaltimpuls schaltet das Förderorgan (2) ab.

Je nach Füllung des Förderschachtes (3) wird diesem bei abgeschal­ tetem oder eingeschaltetem Förderorgan (2) das Produkt in Richtung auf das Zuteilorgan (4) entnommen. Sobald dem Förderschacht (3) eine Produktmenge entnommen worden ist, die ausreicht, um die Meß­ strecke (84) freizugeben, schaltet ein von dem Empfänger (87) ab­ gegebener Schaltimpuls das Förderorgan (2) wieder ein, falls es vorher ausgeschaltet worden sein sollte, so daß der Förderschacht (3) zunächst bis zur Meßstrecke (84) und gegebenenfalls bis zur Maximummeßstrecke (91) aufgefüllt wird.

Im Regelfall kann das Förderorgan (2) seine Fördergeschwindigkeit einhalten, um die jeweils von der Meßkammer (90) abgemessene Menge des Produktes (6) innerhalb des Förderschachtes (3) zu ersetzen. Lediglich bei einer unregelmäßigen Arbeitsweise ist die Maximum­ meßstrecke (91) zur Steuerung des Förderorgans (2) vorgesehen.

Das Zuteilorgan (4) besteht im wesentlichen aus zwei einander etwa planparallel verlaufenden Schiebern, von denen ein Eingangsschie­ ber (94) einen Eingang (95) und ein Ausgangsschieber (96) einen Ausgang (97) aus der Meßkammer (90) steuert. Die beiden Schieber (94, 96) erstrecken sich quer zur Richtung (98) des durch den För­ derschacht (3) geförderten Produktes (6). Dem Eingangsschieber (94) ist ein Antrieb (99) und dem Ausgangsschieber (96) ein An­ trieb (100) zugeordnet.

Der Eingangsschieber (94) ist dem Förderschacht (3), der Ausgangs­ schieber (96) einer zu befüllenden Verpackungseinheit (101) zuge­ wandt, die während ihrer Befüllung unterhalb einer von Ausgangs­ schieber (96) verschließbaren Ausgangsöffnung (102) der Meßkammer (90) steht. Die Verpackungseinheit (101) kann auf einem sich un­ terhalb der Meßkammer (90) erstreckenden Förderer in Richtung auf die Ausgangsöffnung (102) transportiert und nach seiner Befüllung wieder abtransportiert werden. Mehrere Verpackungseinheiten können hintereinander angeordnet auf dem nicht dargestellten Förderer stehen.

Nachdem die Verpackungseinheit (101) ihre Stellung unterhalb der Ausgangsöffnung (102) bezogen hat, wird der Antrieb (100) des Aus­ gangsschiebers (96) betätigt. Er öffnet die Ausgangsöffnung (102), so daß das Produkt (6) aufgrund seiner Schwerkraft aus der Meßkam­ mer (90) in die Verpackungseinheit (101) fällt. Die Entleerung der Meßkammer (90) wird dadurch begünstigt, daß diese sich konisch vom Eingang (95) in Richtung auf den Ausgang (97) erweitert.

Nachdem die Meßkammer (90) entleert worden ist, verschließt der Ausgangsschieber (96) die Ausgangsöffnung (102). Im unmittelbaren Anschluß daran öffnet der Antrieb (99) den Eingang (95), so daß das Produkt (6) aus dem Förderschacht (3) in die Meßkammer (90) einfließen kann. Nachdem diese gefüllt ist, wird er Eingang (95) mit Hilfe des Eingangsschiebers (94) wieder verschlossen. Nunmehr kann die Meßkammer (90) wieder über die Ausgangsöffnung (102) ent­ leert werden.

Aufgrund der Entnahme des Produktes (6) aus dem Förderschacht (3) in Richtung auf die Meßkammer (90) wird der Empfänger (87) für die vom Sensor (85) ausgehende Strahlung freigegeben. Die auftreffen­ den Strahlen lösen im Empfänger (87) einen Schaltimpuls aus, der das Förderorgan (2) in Bewegung versetzt. Dieses fördert neues Produkt (6) in Richtung auf den Förderschacht (3). Sobald dieser bis zur Maximummeßstrecke gefüllt ist, wird der Durchgang der vom Sensor (92) ausgesandten Strahlen in Richtung auf den Empfänger (93) unterbunden, so daß dieser ein weiteres Signal abgibt, das geeignet ist, das Förderorgan (2) stillzusetzen. Es ist jedoch auch möglich, das Förderorgan (2) erst dann in Betrieb zu setzen, wenn im Empfänger (87) aufgrund der vom Sensor (85) ausgesandten Strahlen ein Schaltimpuls ausgelöst wird. In diesem Augenblick wird eine im Förderschacht aufgestaute minimale Füllmenge des Pro­ duktes (6) unterschritten, so daß eine Auffüllung des Förder­ schachtes (3) mit Hilfe des vom Förderorgan (2) nachgeförderten Produktes (6) notwendig ist.

Dabei kann die Fördergeschwindigkeit des Förderorgans (2) so fest­ gelegt werden, daß der in den Förderschacht (3) eintretende Pro­ duktstrom den Förderschacht (3) bis unmittelbar vor die Maximum­ meßstrecke (51) füllt, bevor neuerdings dem Förderschacht (3) Pro­ dukt (6) in Richtung auf die Meßkammer (90) entnommen wird. Auf diese Weise ist für einen kontinuierlichen Betrieb des Förderor­ gans (2) Sorge getragen, das jeweils den Förderschacht (3) bis zur Maximummeßstrecke (91) auffüllt, während das Produkt (6) über die Meßkammer (90) in die Verpackungseinheit (101) abgefüllt wird.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum schonenden Verpacken eines durch äußere Ein­ flüsse in seiner Konsistenz beeinflußbaren Produktes mit einem an einem unteren Ende eines Förderschachtes angeordneten Zuteilorgan, dessen Austrittsöffnung von einem ersten Absperrorgan und dessen Eintrittsöffnung von einem zweiten Absperrorgan verschließbar ist, und in einem dem zweiten Absperrorgan vorgelagerten Bereich des Förderschachtes ein Steuerorgan mit Sensor angeordnet ist, das ein Förderorgan steuert, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Förder­ schacht (3) in Richtung auf das erste Absperrorgan (96) in seiner Längsrichtung kontinuierlich erweitert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuteilorgan (4) sich in Richtung auf das erste Absperrorgan (96) kontinuierlich erweitert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (85) Teil einer Meßstrecke (88) ist und an einer vorge­ gebenen Stelle des Förderschachtes (3) in Wirkrichtung auf dessen Innenraum ausgerichtet ist, dessen Füllung er anzeigt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Meßstrecke (88) und dem Zuteilorgan (4) ein Stauraum im Förderschacht (3) vorgesehen ist, dessen Inhalt mindestens einer Füllung des Zuteilorgans (4) entspricht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in Fallrichtung vor der Meßstrecke (88) eine Maxi­ mummeßstrecke (91) an einem obersten, vom aufgestauten Produkt (6) nicht zu überschreitenden Pegel vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke (88) mit einem Einschalter und die Maximummeßstrecke (91) mit einem Ausschalter des Förderorgans (2) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zuteilorgan (4) aus einer an den Förderschacht (3) in Richtung auf eine Verpackungseinheit (101) sich anschlie­ ßenden Meßkammer (90) besteht, die sowohl gegenüber dem Förder­ schacht (3) als auch gegenüber der Verpackungseinheit (101) je­ weils einen Schieber (94, 96) als Absperrorgan aufweist.