EP0240508B1 - Vorrichtung zum abmessen und abfüllen von mengen aus zerbrechlichem stückigem gut - Google Patents
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Definitions
- the invention is based on a measuring and filling device according to the preamble of the main claim.
- Various coarse-grained and lumpy goods such as cereals, potato chips, etc., have a specific weight that spreads over a wide range. If such goods are measured in quantities with a given weight and filled into packaging containers of a certain size, the consumer has the impression that some packs are not filled correctly.
- the fluctuating volumes result in difficulties in closing and handling the bag packs when inserting them into single or bulk boxes of a predetermined size.
- a machine with a packaging device and a measuring device has become known from DE-A-2 109 834, which has a number of measuring vessels on a gradually rotating turntable.
- each measuring vessel is filled with paint and in a subsequent station the quantity of goods measured in this way is compressed with a plunger plunging into the measuring vessel to form a compact, which an ejection piston in the area of the packaging device finally pushes into a packaging envelope.
- Such a machine cannot be used for measuring and packaging fragile goods which are sold in quantities of a certain weight.
- DE-A-3 146 094 a device for measuring and packing powdery material is known, in each of which a weighed quantity of material is filled into a frame, this is then shaped with a compression piston into a compact and finally the compact after removal of the frame is transported to a packaging station.
- This device is also not suitable for packaging fragile goods.
- DE-B-1 057 952 shows a packaging machine on which containers are filled with bulk goods measured in terms of volume, volume changes being carried out by weight control.
- a filling level sensing device assigned to the conveying path of the filled packaging containers monitors the filling level of the goods in the packaging containers and controls a vibration compression device in such a way that the filling goods in the packs leaving the machine reach approximately the same filling height.
- compactible goods can only be packed by shaking.
- the object of the invention is to provide a device with which fragile lumpy goods can be measured and packaged in quantities of a certain weight with gentle handling, an essentially uniform volume of the packs being achieved even with fluctuating specific weight of the goods.
- the solution to this problem is specified in the characterizing part of claim 1.
- the device according to the invention has the advantage that the volume of the weighed quantities of goods is checked before they are introduced into packaging containers and those quantities of goods are subjected to compression, the volume of which exceeds a certain maximum dimension, the desired volume being generated by breaking individual pieces.
- Individual quantities of packaged goods 10 of a pourable lumpy product are measured by weight from a weighing device 11 and transferred to a conveying device 12 which feeds the quantities to a packaging device 13, for example a tubular bag forming, filling and closing machine known per se.
- a packaging device 13 for example a tubular bag forming, filling and closing machine known per se.
- This has a vertical filling and molding tube 14, around which a packaging material web 15 is formed into a tube 16, which is subdivided cyclically with a pair of jaws 18 into tubular bag packs 17 and is intermittently drawn off from the filling and molding tube 14, through which a quantity 10 of packaged goods is put into one just manufactured tubular bag pack 17 arrives.
- the quantities of packaged goods 10 are not transferred directly from the weighing device 11 to the packaging device 13, but into vessels 21 of the conveying device 12, so that a treatment of the Quantities of packaged goods 10 before packing them is possible.
- the conveying device 12 is preferably a rotary table rotated step by step about a vertical axis with an upper and lower plate 22, 23 and with six vessels 21 distributed uniformly on a pitch circle.
- the vessels 21 each consist of two telescopic bushings 24, 25, of which the upper 24 are fixed to the upper plate 22 and the lower 25 to the lower plate 23.
- the volume of the vessels 21 can be changed by axially adjusting the plates 22, 23.
- the upper plate 22 is fixedly connected to the output shaft 26 of a stepping transmission 27, which is driven by a motor 28.
- the cylindrical vessels 21, which are open at the top, are closed at the bottom by a stationary plate 29, except in the area of the packaging device 13, where the plate 29 has an opening 30.
- the incrementally rotated conveyor 12 passes through several, for example six, work stations 1 to 6.
- the weighing device 11 which in each case pours a weighed quantity of packaged goods 10 into the container 21 located there.
- a sensing device 32 is arranged, which monitors the filling level of the packaged goods 10 introduced into the containers 21.
- This sensing device 32 has a sensor 33 which can be immersed into the vessels from above and which is lowered into the supplied vessel 21 by a pneumatic working cylinder 34 whenever the conveying device 12 is at a standstill.
- the sensor 33 is attached to a rod 35 which is connected to the piston rod 37 via a spring 36.
- a touch flag 38 is also attached via a bracket, which when the sensor 33 is lowered can reach the sensing plane 42, 43 of two proximity sensors 40, 41 arranged one above the other.
- the height of the proximity initiators 40, 41 is set such that the touch flag 38 in a container with excess volume, that is, when the quantity of packaged goods 10 in the container 21 has a volume above the target, does not fall within the sensing range of one of the two proximity initiators 40, 41 arrives. If, on the other hand, the sensor 33 reaches a height in the area between the filling levels 42, 43 in a vessel 21, the sensing lug 38 is in the sensing area of the upper proximity initiator 40.
- the station 4 of the conveying device 12 is assigned a compressor in the form of a pressure plate 46 actuated by a working cylinder 45, which can be immersed in the vessel 21 provided at station 4 with the piston rod 47 of the working cylinder 45.
- the sensing device 32 has determined a filling level of the quantity of goods located in a vessel 21 above the upper filling level 42, this information is stored by a switching device, not shown, and when the sensed quantity of goods 10 arrives at station 4 after a conveying step by the conveying device 12 the working cylinder 45 is controlled by the switching device so that it moves the press plate 46 down to a certain predetermined height.
- the quantity of material in the container 21 is compressed, parts of the fragile, bulky material being broken.
- station 5 is assigned a known re-metering device 50 which, when activated by the switching device, releases the pre-measured smaller quantity 10 of the quantity 10 located on station 5. This can also be another product component. If the quantity of packaged goods with a sub-volume is repeatedly keyed, the setting of the weighing device can be controlled for a larger delivery quantity.
- the quantity of material 10 fed to the station 6 in a vessel 21 of the conveying device 12 falls there through the opening 30 into the filling and shaping tube 14 of the packaging device 13 and is packaged in tubular bags 17 in a manner known per se.
- an addition device 52 is arranged on station 1 of the conveying device 12, which feeds an addition article 53 to the vessel 21 arriving at station 1.
- the dispensing or presence of the addition article 53 is checked by a test device 54. If no addition article 53 is inserted into a vessel 21, the test device 54 via the central control device (not shown) causes no quantity of good 10 to be introduced into the vessel 21 not provided with an addition article.
- the compressor 46 is only actuated when the feeler device 32 detects an excessively high filling level.
- the control of the pressure plate 46 can also be carried out in such a way that the pressure plate is pushed into the vessel 21 fed to station 4 with each working cycle of the device.
- the pushbutton device 32 only controls a replenishment if the volume of the quantity 10 of goods tested is too small compared to the target.
- the pressing plate 46 can also have pins projecting downwards.
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Description
- Die Erfindung geht aus von einer Abmeß- und Abfüllvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Verschiedene grobflockige und stückige Güter, wie beispielsweise Cereals, Kartoffelchips u.a., haben ein spezifisches Gewicht, das in einem breiten Bereich streut. Werden solche Güter in Mengen mit einem vorgegebenen Gewicht abgemessen und in Verpackungsbehälter bestimmter Größe abgefüllt, hat der Verbraucher bei manchen Packungen den Eindruck, als ob diese nicht richtig gefüllt wären. Ferner ergeben sich bei Verwendung von flexiblen Verpackungen, wie Beuteln, aufgrund der schwankenden Volumina Schwierigkeiten beim Verschließen und beim Handhaben der Beutelpackungen beim Einbringen in Einzel- oder Sammelkartons mit vorgegebener Größe.
- Zum Verpacken von lockerem Material, wie Erde, Torf und ähnlichem, ist aus der DE-A-2 109 834 eine Maschine mit einer Verpackungseinrichtung und einer Abmeßeinrichtung bekanntgeworden, die an einem schrittweise gedrehten Drehteller mehrere Meßgefäße hat. Auf einer ersten Station wird jedes Meßgefäß mit Gut gestrichen vollgefüllt und auf einer nachfolgenden Station die so abgemessene Gutmenge mit einem in das Meßgefäß eintauchenden Preßkolben zu einem Preßling verdichtet, den schließlich ein Ausstoßkolben im Bereich der Verpackungseinrichtung in eine Verpackungshülle schiebt. Eine derartige Maschine ist zum Abmessen und Verpacken von bruchempfindlichem Gut, das in Mengen mit einem bestimmten Gewicht in den Handel kommt, nicht brauchbar.
- Ferner ist aus der DE-A-3 146 094 eine Vorrichtung zum Abmessen und Verpacken von pulverförmigem Gut bekannt, bei der jeweils eine abgewogene Gutmenge in einen Rahmen gefüllt, diese darauf mit einem Verdichtungskolben zu einem Preßkörper geformt und schließlich der Preßkörper nach Entfernen des Rahmens zu einer Abpackstation befördert wird. Auch diese Vorrichtung ist zum Verpacken von bruchempfindlichem Gut nicht geeignet.
- Schließlich zeigt die DE-B-1 057 952 eine Verpackungsmaschine, auf der Behälter mit volumenmäßig abgemessenem Schüttgut gefüllt werden, wobei durch Gewichtskontrolle Volumenänderungen durchgeführt werden. Eine dem Förderweg der gefüllten Verpackungsbehälter zugeordnete Füllhöhentasteinrichtung überwacht die Füllhöhe des Guts in den Verpackungsbehältern und steuert eine Vibrations-Verdichtungseinrichtung in der Weise, daß das Füllgut in den die Maschine verlassenden Packungen annähernd die gleiche Füllhöhe erreicht. Mit der bekannten Verpackungsmaschine lassen sich nur durch Rüttelung verdichtbare Güter verpacken.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der zerbrechliches stückiges Gut bei schonender Behandlung in Mengen mit einem bestimmten Gewicht abgemessen und verpackt werden kann, wobei selbst bei schwankendem spezifischen Gewicht des Guts ein im wesentlichen einheitliches Volumen der Packungen erzielt wird. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß das Volumen der abgewogenen Gutmengen vor deren Einbringen in Verpackungsbehälter überprüft wird und solche Gutmengen einer Verdichtung unterzogen werden, deren Volumen ein bestimmtes Maximalmaß übersteigt, wobei durch Brechen von Einzelstücken das angestrebte Volumen erzeugt wird.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Zuordnung einer Nachdosiereinrichtung zu der Fördereinrichtung, so daß bei zu geringem Volumen einer Packgutmenge eine zusätzliche Teilmenge der Hauptmenge beigegeben werden kann, um das angestrebte Volumen der abgefüllten Menge zu erreichen. Ferner können durch die Anordnung einer Zugabeeinrichtung an der Fördereinrichtung weitere Komponenten oder Werbegegenstände den Gutmengen beigegeben und zusammen mit diesen verpackt werden.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Abmeß- und Abpackvorrichtung vereinfacht im Umfangsschnitt und
- Fig. 2 eine der Fördereinrichtung der Abmeß- und Abpackvorrichtung nach Fig. 1 zugeordnete Füllhöhentasteinrichtung im Querschnitt.
- Von einer Wägeeinrichtung 11 werden nacheinander einzelne Packgutmengen 10 eines schüttbaren stückigen Produkts nach Gewicht abgemessen und einer Fördereinrichtung 12 übergeben, welche die Mengen einer Abpackeinrichtung 13, beispielsweise einer an sich bekannten Schlauchbeutelform-, -füll-und -schließmaschine zuführt. Diese hat ein vertikales Füll- und Formrohr 14, um das eine Packstoffbahn 15 zu einem Schlauch 16 geformt, dieser taktweise mit einem Backenpaar 18 in Schlauchbeutelpackungen 17 unterteilt und taktweise vom Füll- und Formrohr 14 abgezogen wird, durch das jeweils eine Packgutmenge 10 in eine gerade gefertigte Schlauchbeutelpackung 17 gelangt. Da die Länge des abgezogenen Schlauches 16 und damit die Höhe der Beutelpackungen 17 gleichbleibend ist, hängt die Dicke der hergestellten Schlauchbeutelpackungen 17 bzw. die Möglichkeit sie korrekt zu verschließen vom jeweiligen Volumen der Packgutmenge 10 ab. Bei verschiedenen Gütern aus stückigen, sperrigen Teilen streut jedoch das spezifische Gewicht in einem großen Bereich.
- Um zu erreichen, daß die nach Gewicht portionierten Gutmengen 10 auch annähernd gleiches Volumen zum Bilden gleichförmiger Beutelpackungen 17 aufweisen, werden die Packgutmengen 10 nicht direkt von der Wägeeinrichtung 11 der Abpackeinrichtung 13 übergeben, sondern in Gefäße 21 der Fördereinrichtung 12, so daß eine Behandlung der Packgutmengen 10 vor deren Verpacken möglich ist.
- Die Fördereinrichtung 12 ist vorzugsweise ein um eine vertikale Achse schrittweise gedrehter Drehtisch mit einer oberen und unteren Platte 22, 23 sowie mit sechs auf einem Teilkreis gleichmäßig verteilten Gefäßen 21. Die Gefäße 21 bestehen aus je zwei teleskopierenden Büchsen 24, 25, von denen die obere 24 mit der oberen Platte 22 und die untere 25 mit der unteren Platte 23 fest verbunden sind. Durch axiales Verstellen der Platten 22, 23 kann das Volumen der Gefäße 21 verändert werden. Die obere Platte 22 ist mit der Abtriebswelle 26 eines Schrittschaltgetriebes 27 fest verbunden, das von einem Motor 28 angetrieben wird. Die zylindrischen Gefäße 21, die oben offen sind, werden unten durch eine ortsfeste Platte 29 verschlossen, außer im Bereich der Abpackeinrichtung 13, wo die Platte 29 einen Durchbruch 30 hat.
- Entsprechend derAnzahl der Gefäße 21 durchläuft die schrittweise gedrehte Fördereinrichtung 12 mehrere, beispielsweise sechs Arbeitsstationen 1 bis 6. Oberhalb der Station 2 ist die Wägeeinrichtung 11 angeordnet, die in das dort befindliche Gefäß 21 jeweils eine abgewogene Packgutmenge 10 abschüttet. An der in Förderrichtung folgenden Station 3 ist eine Tasteinrichtung 32 angeordnet, die die Füllhöhe der in die Gefäße 21 eingebrachten Packgutmengen 10 überwacht. Diese Tasteinrichtung 32 hat einen von oben her in die Gefäße eintauchbaren Fühler 33, der bei jedem Stillstand der Fördereinrichtung 12 in das zugeführte Gefäß 21 von einem pneumatischen Arbeitszylinder 34 abgesenkt wird. Der Fühler 33 ist an einer Stange 35 befestigt, die über eine Feder 36 mit der Kolbenstange 37 verbunden ist. An der Stange 35 des Fühlers 33 ist außerdem über einen Bügel eine Tastfahne 38 befestigt, die beim Absenken des Fühlers 33 vor die Tastebene 42, 43 zweier im Abstand übereinander angeordneter Näherungsinitiatoren 40, 41 gelangen kann. Die Höhenlage der Näherungsinitiatoren 40, 41 ist derart eingestellt, daß die Tastfahne 38 bei einem Gefäß mit Übervolumen, das ist, wenn die in dem Gefäß 21 sich befindende Packgutmenge 10 ein über dem Soll liegendes Volumen hat, nicht in den Tastbereich einer der beiden Näherungsinitiatoren 40, 41 gelangt. Erreicht dagegen der Fühler 33 eine Höhe in dem Bereich zwischen den Füllebenen 42, 43 in einem Gefäß 21, so befindet sich die Tastfahne 38 im Tastbereich des oberen Näherungsinitiators 40. Erreicht der Fühler 33 eine Höhe, bei der die Tastfahne 38 beide Näherungsinitiatoren 40, 41 deckt, zeigt dies an, daß das Volumen der in dem Gefäß 21 befindlichen Packgutmenge 10 zu klein ist. Der Station 4 der Fördereinrichtung 12 ist ein Verdichter in Form einer von einem Arbeitszylinder 45 betätigten Preßplatte 46 zugeordnet, die in das auf Station 4 bereitgestellte Gefäß 21 mit der Kolbenstange 47 des Arbeitszylinders 45 eintauchbar ist. Hat die Tasteinrichtung 32 eine oberhalb der oberen Füllebene 42 liegende Füllhöhe der in einem Gefäß 21 befindlichen Gutmenge festgestellt, wird diese Information von einer nicht dargestellten Schalteinrichtung gespeichert, und wenn die getastete Gutmenge 10 nach einem Förderschritt der Fördereinrichtung 12 auf Station 4 angelangt ist, wird der Arbeitszylinder 45 von der Schalteinrichtung angesteuert, so daß dieser die Preßplatte 46 bis auf eine bestimmte, vorgegebene Höhe nach unten bewegt. Dabei wird die im Gefäß 21 befindliche Gutmenge zusammengedrückt, wobei Teile des zerbrechlichen sperrigen Gutes gebrochen werden. Beim Ertasten einer Füllhöhe zwischen den Füllebenen 42 und 43, d.h. wenn das Volumen der getasteten Füllmenge dem Soll entspricht, erhält der Arbeitszylinder keinen Befehl. Wird der Fühler 33 auf eine Höhe unterhalb der unteren Füllebene 43 abgesenkt, wird, um das Soll-Volumen der Gutmenge zu erzielen, eine zusätzliche Teilmenge des Füllguts der getasteten Gutmenge 10 auf Station 5 zugeführt. Dazu ist der Station 5 ein an sich bekannter Nachdosierer 50 zugeordnet, der bei Ansteuerung durch die Schalteinrichtung der auf Station 5 befindlichen Gutmenge 10 eine vorabgemessene kleinere Teilmenge abgibt. Dies kann auch eine andere Produktkomponente sein. Bei wiederholtem Tasten von Packgutmengen mit Untervolumen kann auch die Einstellung der Wägeeinrichtung für eine größere Abgabemenge angesteuert werden.
- Die in einem Gefäß 21 der Fördereinrichtung 12 der Station 6 zugeführte Gutmenge 10 fällt dort durch den Durchbruch 30 in das Füll- und Formrohr 14 der Abpackvorrichtung 13 und wird in an sich bekannter Weise in Schlauchbeutel 17 verpackt.
- Im Falle, daß den Packungen besondere Zugaben, wie Coupons, Werbegegenstände und dgl., beigegeben werden sollen, ist auf Station 1 der Fördereinrichtung 12 eine Zugabeeinrichtung 52 angeordnet, welche dem jeweils auf Station 1 einlaufenden Gefäß 21 einen Zugabeartikel 53 zuführt. Die Abgabe oder das Vorhandensein des Zugabeartikels 53 wird von einer Prüfeinrichtung 54 kontrolliert. Wenn kein Zugabeartikel 53 in ein Gefäß 21 eingeführt ist, veranlaßt die Prüfeinrichtung 54 über die nicht dargestellte zentrale Steuereinrichtung, daß in das nicht mit einem Zugabeartikel versehene Gefäß 21 auf Station 2 auch keine Gutmenge 10 eingeführt wird.
- Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel einer Abmeß- und Abpackvorrichtung wird der Verdichter 46 nur betätigt, wenn die Tasteinrichtung 32 eine zu große Füllhöhe feststellt. Die Steuerung der Preßplatte 46 kann abweichend davon auch so erfolgen, daß die Preßplatte bei jedem Arbeitstakt der Vorrichtung in das auf Station 4 zugeführte Gefäß 21 vorgeschoben wird. In diesem Falle steuert die Tasteinrichtung 32 lediglich eine Nachdosierung, wenn das Volumen der geprüften Gutmenge 10 gegenüber dem Soll zu klein ist.
- Ferner wird darauf hingewiesen, daß zum Brechen von Teilen einer in einem Gefäß 21 befindlichen Gutmenge die Preßplatte 46 auch nach unten vorstehende Stifte aufweisen kann.
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