[0001] Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Dosieren, Abfüllen und Verpacken eines teigigen
oder pastösen Nahrungsmittels, das durch mindestens eine Förderschnecke aus einem
Schneckentrog über einen Leitkanal einer Dosiervorrichtung und über einen anschließenden
Formkanal (Mundstück) mindestens einem Verpakkungshehälter zugeführt wird, der nach
Füllen und Verschließen mit einer Mehrzahl gleicher Verpackungsbehälter in einer Großpackung
verpackt wird.
[0002] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Maschine mit höherer Verpackungsleistung
anzugeben.
[0003] Insbesondere bei teigigen oder pastösen Nahrungsmitteln ist die Steigerung der Verpackungsleistung
mit sehr großen Schwierigkeiten verbunden, da der Förderung des zu verpakdenden Nahrungsmittels
von einem Vorratsgefäß über Leitkanäle eine Dosiervorrichtung und ggf. einen anschließenden
Formkanal zum Verpackungsbehälter aufgrund der speziellen Konsistenz des Nahrungsmittels
ein beträchtlicher Widerstand entgegengesetzt wird. Es könnte nun daran gedacht werden,
diesen Widerstand durch Installation einer größeren Antriebsleistung der Fördermittel
zu überwinden.
[0004] Dieser Weg erweist sich jedoch nicht als zweckmäßig, da der Herstellungspreis der
Maschine durch den stärkeren Antrieb steigt und auch während der Laufzeit der Maschine
ständig höhere Energiekosten für den stärkeren Antrieb in Kauf genommen werden müssen.
[0005] Die Erfindung weist einen neuartigen Weg, mit dem es möglich ist, trotz Beibehaltung
üblicher Antriebsleistungen, die Verpackungsleistung der Maschine zu erhöhen.
[0006] Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
[0008] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert, dabei
zeigt:
Fig. 1: eine schematische, nicht maßstäbliche Darstellung einer Maschine zum Dosieren,
Abfüllen und Verpakken;
Fig. 2: einen Querschnitt des Leitkanals eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung
gemäß Linie 2 - 2 von Fig. 1;
Fig. 3: einen Querschnitt durch die Verbindungsstelle zwischen Fördertrog und Leitkanal
gemäß Linie 3 - 3 der Fig. 1;
Fig. 4: einen Querschnitt durch den Fördertrog entlang Linie 4 - 4 gem. Fig. 1;
Fig. 5: eine Darstellung des in der Dosiervorrichtung enthaltenen Drehschiebers mit
seinem Lagergehäuse;
Fig. 6: eine Vorderansicht auf die Stirnfläche des Drehschiebers mit Blickrichtung
B aus Fig. 5;
Fig. 7: eine schematische Seitenansicht einer Fördervorrichtung zur Fortbewegung der
Verpackungsbehälter mit auf dem Umfang eines Zahnriemens angeordneten Mitnehmern;
Fig. 8: eine vergrößerte Detaildarstellung des Bereichs X der Fördereinrichtung gem.
Fig. 7;
Fig. 9: eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Teilstücks des Mitnehmer
tragenden Zahnriemens der Fördereinrichtung.
[0009] Fig. 1 zeigt in schematischer, nicht maßstäblicher Darstellung eine Maschine 10 zum
Dosieren, Abfüllen und Verpacken eines teigigen oder pastösen Nahrungsmittels 12,
das über einen Einfülltrichter 11 in einen Schneckentrog gelangt und von dort mittels
einer Förderschnecke 14 über einen Leitkanal 15 einer Dosiervorrichtung 16 zugeführt,
dort nach Gewicht bzw. Volumen portioniert und schließlich über einen Formkanal 17
(Mundstück) in einen Verpackungsbehälter 18 eingefüllt wird.
[0010] Die Verpackungsbehälter 18 werden der Dosierstation 17' über einen in einer horizontale
Ebene rotierenden Drehtisch 19 zugeführt. Alternativ können Verpackungsbehälter auch
unmittelbar vor dem Verpackungsvorgang in einer unterhalb der Dosierstation 17' liegenden,in
Fig. 1 nicht dargestellten Faltstation hergestellt werden. Nach Füllen und Verschließen
der Verpackungsbehälter 18 werden diese über eine Fördervorrichtung 70 einer Sammelverpackungsstation
80 zugeführt, in der mehrere gleichartige Verpackungsbehälter 18 zu einer größeren
Packung zusammengefaßt werden.
[0011] Die Förderung teigiger oder pastöser Nahrungsmittel 12 von dem Einfülltrichter 11
durch die Maschine 10 in Richtung auf den zu füllenden Verpackungsbehälter 18 stößt
in der Praxis insbesondere dann auf sehr große Schwierigkeiten, wenn sich das Nahrungsmittel
12 mehr oder weniger einer festen Konsistenz annähert. Bei herkömmlichen Maschinen
wurde beispielsweise beobachtet, daß,abhängig vom jeweiligen Zustand des Nahrungsmittels
12,eine drastische Reduzierung der Verpakkungsleistung auftrat bzw. eine Füllung der
Verpackungsbehälter 18 überhaupt nicht mehr stattfand, weil die innerhalb der Maschine
10 verlaufenden Förderungswege verstopften und die üblicherweise installierten Antriebsaggregate
nicht in der Lage waren, den sich dem Nahrungsmittelfluß bietenden Widerstand zu überwinden.
Möglicherweise könnte eine wesentlich verstärkte Antriebsleistung dieses Problem überwinden,
wobei jedoch erhöhte Herstellungskosten der Maschine und wesentlich höhere laufende
Kosten infolge des höheren Energiebedarfs in Kauf zu nehmen wären. Demgegenüber geht
die Erfindung einen andersartigen zum Erfolg führenden Weg, indem sie )nämlich vorsieht,
daß zumindest der zwischen Schneckentrog 13 und Dosiervorrichtung 16 angeordnete Leitkanal
15 und der sich an die Dosiervorrichtung 16 anschließende Formkanal 17 sich in Förderungsrichtung
des Nahrungsmittels 12 trichterförmig bzw. obeliskartig erweiternd ausgebildet sind,
und daß zumindest der Leitkanal 15 mit einer reibungsvermindernden Beschichtung ausgekleidet
ist. Eine trichterförmige Erweiterung des Leitkanals 15 oder des Formkanals 17 kommt
dann in Betracht, wenn diese Teile der Maschine 10 eine kreisförmige Querschnittsfläche
aufweisen. Eine obeliskartige Erweiterung ist zweckmäßig dann vorzusehen, wenn diese
Maschinenbauteile - wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt - eine rechteckförmige
oder auch quadratische Querschnittsfläche 22 aufweisen. Fig. 2 zeigt ein Schnittbild
des Leitkanals 15 eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Hierbei handelt
es sich um eine Maschine, bei der dieser Leitkanal 15 nur einen einzigen Förderweg
aufweist, dessen Innenquerschnitt 22 zudem rechteckförmig ausgebildet ist. Unter einer
trichterförmigen bzw. obeliskartigen Erweiterung ist zu verstehen, daß an Stelle von
auf der jeweiligen Grundfläche senkrecht stehenden Mantelflächen Mantelflächen vorgesehen
werden, die in Förderungsrichtung des Nahrungsmittels 12 gleichmäßig unter einem bestimmten
Winkelwert auseinanderstreben. In der Praxis hat es sich als zweckmäßig erwiesen,
unter etwa 2° liegende Winkelwerte zwischen einer als Bezugsebene angenommenen, auf
der Grundfläche senkrecht stehenden Ebene und der nach auswärts gerichteten Innenmantelfläche
des Leitkanals 15 oder des Formkanals 17 vorzusehen.
[0012] Durch eine derartige Maßnahme wird eine Staubildung entlang der Förderstrecke des
Nahrungsmittels 12 vermieden und ein gleichbleibenderNahrungsmittelfluß sichergestellt.
[0013] Die Fortbewegung des zu verpackenden Nahrungsmittels 12 innerhalb der Maschine 10
kann vorteilhaft weiter dadurch erleichtert werden, daß zumindest der Leitkanal 15,
der zudem noch die Aufgabe hat, das zu fördernde Nahrungsmittel 12 in eine andere
Richtung umzulenken, mit einer reibungsvermindernden Beschichtung 21 (Fig. 2) ausgekleidet
ist. Als reibungsvermindernde Beschichtung 21 eignet sich insbesondere ein für nahrungsmittelverarbeitende
Maschinen zugelassener Kunststoff, wie beispielsweise Polytetraäthylenfluorid (PTFE).
Unter Umständen ist es zweckmäßig, auch zumindest noch den sich an die Dosiervorrichtung
16 anschließenden Formkanal 17 mit einer solchen reibungsvermindernden Beschichtung
auszukleiden. Es ist selbstverständlich möglich, auch weitere Innenräume der Maschine
10, die mit dem Nahrungsmittel 12 in Berührung kommen, mit einer reibungsvermindernden
Beschichtung auszukleiden.
[0014] In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im Schneckentrog 13 zwei gegenläufig
rotierende Förderschnecken 14 angeordnet, die das Nahrungsmittel 12 in Richtung auf
den Leitkanal 15 fortbewegen. Um ein für den Fördervorgang hinderliches, der Drehrichtung
der Förderschnecken 14 folgendes Verdrehen der geförderten Nahrungsmittelstränge zu
verhindern, sind im Innenraum 40 (Fig. 4) des Schneckentrogs 13, der im wesentlichen
die Gestalt parallel nebeneinander gelagerter Hohlzylinder hat, Führungsrillen 41
vorgesehen, die vornehmlich in die außenseitig gegenüberliegenden Flächenbereiche
der Innenmantelfläche 42 eingebracht sind. Vorzugsweise erstrecken sich die Führungsrillen
41 in Längsachsenrichtung der Hohlzylinder. Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung durch
den Schneckentrog 13 entlang Linie 4 - 4 von Fig. 1. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche
an der Führungsrille 41 Teil einer Kreisfläche.
[0015] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Leitkanal 15 zwei
räumlich voneinander getrennte Förderwege, die mit einer nierenförmigen öffnung 30
das aus dem Schneckentrog 13 herangeförderte Nahrungsmittel 12 aufnehmen (Fig. 3).
Jede der beiden Erweiterungen der nierenförmigen öffnung 30 fluchtet dabei mit der
Querschnittsfläche der in Förderrichtung zuvor angeordneten Förderschnecke 14.
[0016] Nach Durchqueren des Leitkanals 15 gelangt das Nahrungsmittel 12 in die Dosiervorrichtung
16, in der es nach Gewicht und/ oder Volumen portioniert und anschließend einem Formkanal
17 (Mundstück) zugeführt wird. Der Formkanal 17 hat die Aufgabe, das portionierte
Nahrungsmittel 12 in den Verpackungsbehälter 18 einzuleiten und es dabei ggf. schon
in eine der Gestalt des Verpackungsbehälters 18 angepaßten Form zu bringen. Beispielsweise
kann der Formkanal 17 eine rechteckförmige Querschnittsfläche aufweisen, um einen
quaderförmigen Strang des Nahrungsmittels 12 zu erzeugen.
[0017] Die Dosiervorrichtung 16 selbst umfaßt einen an sich bekannten Drehschieber 50, der
näher anhand der Fig. 5 und 6 erläutert wird. In an sich bekannter Weise nimmt der
vorzugsweise fliegend gelagerte Drehschieber 50 zwei nicht zeichnungsmäßig erläuterte
Stellungen ein. In einer ersten Stellung ermöglicht er den Durchtritt des Nahrungsmittels
12 zu einem ersten in Fig. 1 lediglich schematisch angedeuteten Dosierzylinder 16'
bzw. 16". Während dieses Arbeitstakts besteht keine Verbindung zwischen diesem Dosierzylinder
und dem Formkanal 17. In einer darauffolgenden Stellung des Drehschiebers 50 wird
eine Verbindung zwischen dem ersten Dosierzylinder 16' bzw. 16" zu dem Formkanal 17
hergestellt, so daß das zunächst im Dosierzylinder 16' befindliche Nahrungsmittel
12 in den Verpackungsbehälter 18 ausgestoßen werden kann.
[0018] Zugleich wird aus dem nachgeförderten Nahrungsmittelvorrat der andere Dosierzylinder
16" gefüllt. Die Dosierzylinder werden auf an sich bekannte Weise hydraulisch, elektrisch
oder mechanisch betätigt. Wie insbesondere aus Fig. 6 hervorgeht, ist der in seinem
Gehäuse 51 (Fig. 5) schwimmend gelagerte Drehschieber 50 auf jeweils diametral gegenüberliegenden
Seiten einerseits von ebenen Flächen 53 und andererseits von Zylindermantelflächen
52 derart begrenzt und scheibenförmig ausgebildet, daß die Zylindermantelflächen 53
nur einen, vorzugsseise unter etwa 120° liegenden Teil eines Kreisumfangs ausmachen.
Dadurch wird erreicht, daß nur eine verhältnismäßig kleine Mantelfläche des Drehschiebers
50 der ihm zugeordneten Gehäusewandung gegenüberliegt, wodurch sich eine Reibungsverminderung
während der Drehbewegung des Drehschiebers erzielen läßt. Diese Reibungsverminderung
trägt ebenfalls zur Steigerung der Förderungsleistung bei.
[0019] Im Bereich der Dosierstation 17' wird der Verpackungsbehälter 18 mit einer wohlbestimmten
Menge des Nahrungsmittels 12 gefüllt und verschlossen. Nach dem Verschließen wird
er einer in Radialrichtung auswärts wegführenden Transportvorrichtung 7b (Fig. 1)
übergeben, die ihn zu einer Sammelverpackungsstation 80 der Maschine 10 überführt
und die oberhalb des Drehtisches 19 angeordnet ist. In dieser Sammelverpackungsstation
werden mehrere gleichartige Verpackungsbehälter 18 zu einer größeren Sammelverpackung
zusammengestellt, Die Transportvorrichtung 70 wird ausführlich anhand der Fig. 7,
8 und 9 erläutert. Die Transportvorrichtung 70 umfaßt einen endlos umlaufenden Zahnriemen
73, der in gleichen Abständen auf dem Umfang verteilt paarweise einander zugeordnete
Mitnehmer 71, 72 trägt.
[0020] Diese sind - wie insbesondere aus den vergrößerten Darstellungen der Fig. 8 und 9
hervorgeht - parallel zueinander ausgerichtet und erstrecken sich quer zur Fortbewegungsrichtung
des Zahnriemens 73. Die paarweise einander zugeordneten Mitnehmer 71, 72 sind ebenfalls
mit Abstand voneinander angeordnet, und zwar derart, daß sie mit je einer ihrer Seitenkanten
74, 75 fluchtend ausgerichtet sind. Dabei verfügt der in Fortbewegungsrichtung des
Zahnriemens 73 vorlaufende Mitnehmer 71 über eine wesentlich kleinere Mitnehmerfläche
als der zugeordnete nachlaufende Mitnehmer 72. Dies hat folgende Bewandtnis. Der die
kleinere Mitnehmerfläche aufweisende Mitnehmer 71 greift exzentrisch an einer Seitenkante
des einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Verpakkungsbehälters 18 an und dreht
diesen um etwa 90°. Unmittelbar anschließend greift der in Laufrichtung des Zahnriemens
73 folgende Mitnehmer 72 an der nun hinten liegenden Kante des Verpackungsbehälters
18 an und fördert diesen in Pfeilrichtung auf die Verpackungsstation 80. Die zuvor
beschriebene Maßnahme ist deshalb erforderlich, weil die Verpakkungsbehälter 18 im
Bereich der Dosierstation 17 eine andere Lage einnehmen, als in der Sammelverpackungsstation
80.
1. Maschine zum Dosieren, Abfüllen und Verpacken eines teigigen oder pastösen Nahrungsmittels,
das durch mindestens eine FörderT schnecke aus einem Schneckentrog über einen Leitkanal
einer Dosiervorrichtung und über einen anschließenden Formkanal (Mundstück) mindestens
einem Verpackungsbehälter zugeführt wird, der nach Füllen und Verschließen mit einer
Mehrzahl gleicher Verpackungsbehälter in einer Großpackung verpackt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest der zwischen Schneckentrog (13) und Dosiervorrichtung
(16) angeordnete Leitkanal (15) und der sich an die Dosiervorrichtung (16) anschließende
Formkanal (17) sich in Förderungsrichtung des Nahrungsmittels (12) trichterförmig
bzw. obeliskartig erweiternd ausgebildet sind und daß zumindest der Leitkanal (15)
mit einer reibungsvermindernden Beschichtung (21) ausgekleidet ist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (40) des Schneckentrogs
(13) im wesentlichen die Gestalt parallel nebeneinander gelagerter Hohlzylinder hat,
in deren Innenmantelfläche (42) vornehmlich auf den außenseitig gegenüberliegenden
Flächenbereichen Führungsrillen (41) eingelassen sind, die sich in Längsachsenrichtung
erstrecken.
3. Maschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkanal
(15) zwei räumlich getrennte Förderwege umfaßt, die mit einer nierenförmigen Öffnung
(30) das über den Schneckentrog (13) herangeförderte Nahrungsmittel aufnehmen.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtung
(16) mindestens einen in einem Gehäuse (51) schwimmend gelagerten Drehschieber (50)
umfaßt, der auf jeweils diametral gegenüberliegenden Seiten einerseits von ebenen
Flächen (53) und andererseits von Zylindermantelflächen (52) derart begrenzt und scheibenförmig
ausgebildet ist, daß die Zylindermantelflächen (52) nur einen vorzugsweise unter 120°
liegenden Teil eines Kreisumfangs ausmachen.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übernahme
der gefüllten Verpackungsbehälter (18) von der Dosierstation (17') und für ihren Weitertransport
zur Sammelverpackungsstation (80) ein endlos umlaufender Zahnriemen (73) vorgesehen
ist, der in gleichen Abständen auf dem Umfang verteilt paarweise einander zugeordnete
Mitnehmer (71, 72) trägt.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise
einander zugeordneten Mitnehmer (71, 72) parallel ausgerichtet sind und sich quer
zur Fortbewegungsrichtung des Zahnriemens (73) erstrecken.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise
einander zugeordneten Mitnehmer (71, 72) mit je einer ihrer Seitenkanten (74, 75)
fluchtend ausgerichtet sind, und daß der in Fortbewegungsrichtung des Zahnriemens
(73) vorlaufende Mitnehmer (71) eine wesentlich kleinere Mitnehmerfläche aufweist
als der zugeordnete nachlaufende Mitnehmer (72).