[0001] Die Erfindung betrifft ein Becher-Dosierverfahren zum Abfüllen schüttbarer Füllgüter,
bei dem aus einem Vorrat an Füllgut eine vorbestimmte Menge volumetrisch abgemessen
wird, indem ein Becher entsprechenden Volumens unter einer Füllgutsäule vorbeibewegt
wird und wenigstens ungefähr die bestimmte Gutmenge aufnimmt; sowie eine Abfüllmaschine
zum Durchführen des Verfahrens, mit einem rotierenden Körper, der längs einer Kreisbahn
in ihrer Bewegungsrichtung hintereinander angeordnete Becher aufweist, und mit einem
Schütttrichter, dessen Mündung über der Bewegungsbahn der Becher angeordnet ist und
im Falle eines um eine waagrechte Achse rotierenden Körpers (Walze) über dessen oberer
Hälfte hängt.
Nach dem Stand der Technik bildet der in einer einzigen Dosierstation angeordnete
Schütttrichter nur eine Füllkammer, an deren Hinterwand überschüssiges Füllgut über
die Kante des Becherrandes abgestreift wird. Dabei wird das Füllgut je nach seiner
Beschaffenheit im Becher mehr oder weniger komprimiert und/oder teilweise aus dem
Becher herausgerissen, so daß Dosierfehler auftreten. Bei höherer Kompression entstehen
beim Abstreifen Wirbel, die zur Entmischung oder sogar zur Zerstörung des Füllgutes
führen können, dessen Zusammensetzung dadurch eine unerwünschte Veränderung erleidet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Füllgut genau und dabei schonend
zu dosieren.
[0002] Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingan s genann- ten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß durch die in einer Vordosierstation abgemessene Füllgutmenge überschüssiges
Gut auf dem gefüllten Becher in eine Nachdosierstation mitgenommen wird, in der das
überschüssige Füllgut zumindest teilweise abgestreift und gestaut wird, so daß es
eine von unten her wachsende Nachfüllgutsäule bildet. Vorteilhafterweise werden mehrere
aufeinanderfolgende Nachdosierstationen verwendet, deren Nachfüllgutsäulen mengenmäßig
abnehmen. Dadurch wird erreicht, daß der Füllvorgang in zwei oder mehr Schritten unter
stufenweise vermindertem Druck erfolgt, so daß die Becher gleichmäßig befüllt werden,
ohne daß das Füllgut beansprucht oder beeinflußt wird.
Bei einer Abfüllmaschine der eingangs genannten Gattung ist die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß längs der Bewegungsbahn der Becher in
deren Bewegungsrichtung an den über einer Vorfüllkmmer in einer vordosierstation angeordneten
Schütttrichter mindestens eine Nachfüllkammer in je einer Nachdosierstation anschließt
welche je eine überschüssiges Füllgut von den Bechern wenigstens teilweise abstreifende
und vor sich stauende Kammerwand aufweisen, die dazu mit dem rotierenden Körper einen
Durchlaß bildet; daß die die Vorhinten füllkammer hinten begrenzende vordere Kammerwand
der ersten Nachfüllkammer mit dem rotierenden Körper einen ersten Durchlaß bildet;
und daß die am weitesten vom Schütttrichter entfernte Kammerwand zum gänzlichen Abstreifen
an den rotierenden Körper heranreicht. Bei mehreren Nachfüllkammern werden Durchlässe
bevorzugt , die abnehmende Höhe aufweisen. Mit dieser Maschine ist das Verfahren nach
der Erfindung zweckmäßig und vorteilhaft durchführbar.
[0003] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abfüllmaschine ist vorgesehen,
daß die längs der Bewegungsbahn der Becher aufeinanderfolgenden Kammerwände bis auf
die erste und letzte als ungefähr radiale bzw. normale Schieber ausgebildet und die
Durchlässe zwischen den unteren Schieberrändern und der vorbeibewegten Oberfläche
des rotierenden Körpers (Walze bzw. Teller) gebildet sind. Diese Ausgestaltung der
Maschine hat den Vorteil, daß die Durchlaßhöhen leicht geändert und den Eigenschaften
des Füllgutes angepaßt werden können. Außerdem läßt sich die Zahl der Schieber und
damit der Nachfüllkammern bei Bedarf leicht erhöhen.
[0004] Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Schieber je um eine waagrechte Achse
schwenkbar und in verschiedenen Schwenklagen feststellbar gelagert. Außerdem sind
die Schieber je in Bewegungsrichtung der Becher verstellbar angeordnet. Dank dieser
doppelten Einstellmöglichkeit ist es besonders leicht, das Volumen und die Form der
Nachfüllkammern so zu bestimmen oder zu verändern, daß das Gewicht der in jeder Nachfüllkammer
im dynamischen Gleichgewicht mit den übrigen Maschinengrößen stehenden Nachfüllgutsäule
den richtigen Fülldruck auf das Füllgut im vorbeiziehenden Becher ausübt.
[0005] Bei der bevorzugten Ausführungsform ist eine um eine waagrechte Achse schwenkbare
Regulierklappe vorgesehen, die der ersten Kammerwand benachbart in der Vorfüllkammer
angeordnet ist. Diese ersetzt den an ihrer Stelle üblichen Schieber und ermöglicht
es, die Mitnahme des Füllgutes aus der Vordosierstation in die erste Nachdosierstation
zu beeinflussen sowie die Größe der Vorfüllkammer am Schütttrichter veränderbar einzustellen.
[0006] Die Füllhöhe der Nachfüllkammern kann durch je einen überlauf mit Füllgutrückführung
in den Schütttrichter begrenzt sein, um einerseits eine oberste Grenze der Füllhöhe
festzulegen und andererseits zu vermeiden, daß Füllgut verlorengeht. Statt des Überlaufs
mit Füllgutrückführung könnte zur Begrenzung der Füllhöhe ein Anschlag oder ein Gewicht
benutzt werden, die aber weniger geeignet sind, da sie einen Gegendruck auf die Nachfüllgutsäule
ausüben.
Die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abfüllmaschine ermöglicht es
dank ihrer Vielzahl von nacheinander zum Einsatz kommenden Dosierstationen, erstmals
eine schnelllaufende Maschine zu schaffen, die dennoch exakt dosiert.
[0007] Im folgenden ist die Erfindung anhand der durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten,
bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abfüllmaschine und ihrer Variante
im einzelnen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch die Ausführungsform;
Fig. 2 einen Fig. 1 entsprechenden vertikalen Querschnitt nach der Linie II - II in
Fig. 3 durch die Variante der Ausführungsform; und
Fig. 3 eine Draufsicht auf diese Variante.
[0008] Die Ausführungsform nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer um eine waagrechte
Achse bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn rotierenden Walze
10 mit mehreren, gleichmäßig über ihren kreiszylindrischen Umfang verteilten Bechern
12, aus einem bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 1 über dem ersten Quadranten der
Walze 10 angeordneten Schütttrichter 14 mit einer rechteckigen Mündung 16, deren vertikale
öffnungsrichtung die Achse der Walze 10 rechtwinklig kreuzt, aus einer zwischen dem
Schütttrichter 14 und der Walze 10 angeordneten Vorfüllkammer 18 sowie aus vier in
Drehrichtung der Walze 10 hintereinander angeordneten, an die Vorfüllkammer 18 anschließenden
Nachfüllkammern 20, 22, 24 und 26.
[0009] Die senkrecht zur Achse der Walze 10 stehenden Kammerwände sind durch zwei gemeinsame
ebene, vertikal gestellte, parallele Bleche 28 gebildet, die durch ein vorderes Blech
30 und ein hinteres Blech 32 zu einem oben offenen Behälter miteinander verbunden
sind, welcher alle Kammern enthält. Das vordere Blech 30 schließt tangential an die
Mündung 16 des Schütttrichters 14 an und ist unten so gekröpft, daß es den unter die
Vorfüllkammer 18 laufenden Becher 12 abdeckt. Das hintere Blech 32 ist gegen die Vertikale
so geneigt, daß es nach oben von der Mündung 16 des Schütttrichters 14 hinwegstrebt.
An seinen an der Oberfläche der Walze 10 endenden unteren Rand schließt ein die Walze
10 teilweise umschlingendes, an deren Oberfläche anliegendes, kreisbogenförmiges Blech
34 an, das die Becher 12 zwischen der letzten Nachfüllkammer 26 und einer Übergabestation
auf ihrer offenen Seite geschlossen hält. Die übergabestation befindet sich an der
tiefsten Stelle der Walze 10.
[0010] Die Vorfüllkammer 18 ist vorn und hinten durch eine Regulierklappe 36 bzw. einen
Schieber 38 als Kammerwänden begrenzt. Die Regulierklappe 36 ist hauptsächlich eben,
besitzt aber einen in eine bezüglich der Walze 10 aixale Ebene abgewinkelten radialen
unteren Rand. Sie ist in der Nähe ihres oberen Randes und unterhalb der Mündung 16
des Schütttrichters 14 am vorderen Blech 30 um eine waagrechte Achse 37 schwenkbar
gelagert, wobei ihre Drehlage einstellbar ist, so daß das Kammervolumen veränderbar
ist. Der der Regulierklappe 36 gegenüberliegende Schieber 38 ist gegen die Vertikale
geneigt parallel zum hinteren Blech 32 angeordnet und bildet dadurch mit der Regulierklappe
36 einen sich nach unten verjüngenden Vorfülltrichter, der an seinem vorderen Ende
durch die bis an die Oberfläche der Walze 10 heranreichende Regulierklappe 36 geschlossen,
an seinem hinteren Ende aber durch einen spaltadigen Durchlaß 40 zwischen dem unteren
Rand des Schiebers 38 und der Walze 10 zur erden Nachfüllkammer 20 hin begrenzt offen
ist.
[0011] Zwischen dem ersten Schieber 38 und dem hinteren Blech 32 sind mit in Drehrichtung
der Walze 10 abnehmendem Abstand drei weitere parallele Schieber 42, 44 und 46 angeordnet,
die mit der Walze 10 in deren Drehrichtung abnehmend hohe Durchlässe 48 bzw. 50 bzw.
52 bilden. Dabei liegen die unteren Randkanten der vier Schieber 38, 42, 44 und 46
in einer Zylinderfläche 54, deren in Drehrichtung der Walze 10 stetig stärker gekrümmte,
an der unteren Randkante des hinteren Bleches 32, d.h. an der Oberfläche der Walze
10, tangential einlaufende Leitlinie in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist.
[0012] Alle Schieber können,außer daß sie in ihrer Ebene in Bezug auf die Walze 10 verschiebbar
und in beliebiger Stellung feststellbar sind, auch um der Achse 37 entsprechende Achsen
schwenkbar und in ihrer Drehlage feststellbar sein. Dadurch ließe sich nicht nur die
Höhe der Durchlässe bestimmen, sondern auch das Volumen der Nachfüllkammern 20, 22,
24 und 26. Auch eine Möglichkeit zum Versetzen der Schieber kann vorhanden sein.
[0013] Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die erste Nachfüllkammer 20 durch den ersten und
zweiten Schieber 38 bzw. 42, die zweite Nachfüllkammer 22 durch den zweiten und dritten
Schieber 42 bzw. 44, die dritte Nachfüllkammer 24 durch den dritten und vierten Schieber
44 bzw. 46 und schließlich die vierte und letzte Nachfüllkammer 26 durch den vierten
Schieber 46 und das hintere Blech 32 als den Kammerwänden in Drehrichtung der Walze
10 begrenzt. In der vorstehenden Aufzählung steht stets die vordere Kammerwand vor
der hinteren. Die seitlichen Wände aller Kammern 18, 20, 22, 24 und 26 sind wie gesagt
durch die beiden Bleche 28 gebildet, an denen alle vier Schieber 38, 42, 44 und 46
gelagert sein können.
[0014] Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Variante der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entspricht
dieser zwar im großen und ganzen, besitzt jedoch im hauptsächlichen Unterschied zu
dieser statt einer Walze einen Teller 160 und statt einer Regulierklappe einen Vorschieber
162. Den Teilen der Ausführungsform entsprechende Teile ihrer Variante sind daher
mit 100 höheren Bezugszahlen gekennzeichnet. Insoweit gilt die vorstehende Beschreibung
der Ausführungsform sinngemäß. Weitere Unterschiede sind folgende:
Die Becher 112 sind nicht Vertiefungen in einer Walze, sondern an den scheibenförmigen,
waagrechten Teller 160 angehängte Töpfe. Die Becher 112 sind am Rand des Tellers 160
längs eines Kreisbogens angeordnet, der die Schnittlinie II - II bildet.
Der Schütttrichter 114 besitzt eine sich nach unten verjüngende, rechteckige Mündung
116, die dadurch Keilform erhält. Der Keilwinkel stimmt mit dem Neigungswinkel des
ersten Schiebers 138 überein, was nicht sein muß. Eine kreisrunde Mündung wäre möglich.
Die Vorfüllkammer 118 ist vorn nicht durch den die Regulierklappe der Ausführungsform
ersetzenden Vorschieber 162, sonden durch das senkrecht über dem Teller 160 stehende
vordere Blech 130 begrenzt.
Eine zusätzliche fünfte Nachfüllkammer 164 ist durch einen Schieber 166 gebildet.
[0015] Die beiden verhältnismäßig niedrigen seitlichen Bleche 128 sind halbkreisförmig gebogen
und in Bezug auf die vertikale Drehachse des Tellers 160 konzentrisch angeordnet.
Das vordere Blech 130 ist entsprechend niedrig und eine gewöhnliche Platte.
[0016] Das gilt auch für das hintere Blech 132.
[0017] Das an das hintere Blech 132 anschließende Blech 134 ist ein kurzes,waagrechtes Stück,
das auf der Oberfläche des Tellers 160 waagrecht liegt.
[0018] Der Vorschieber 162 ist gegen die Waagrechte geneigt schräg vor die Mündung 116 des
Schütttrichters 114 geführt, die er mehr oder weniger schließt, so daß weniger bzw.
mehr Füllgut in die Vorfüllkammer gelangt.
Die Zylinderfläche 154 ist hier praktisch eben.
1. Becher-Dosierveifahren zum Abfüllen schüttbarer Füllgüter, bei dem aus einem Vorrat
an Füllgut eine vorbestimmte Menge volumetrisch abgemessen wird, indem ein Becher
entsprechenden Volumens unter einer Füllgutsäule vorbeibewegt wird und wenigstens
ungefähr die bestimmte Gutmenge aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß durch die in
einer Vordosierstation abgemessene Füllgutmenge überschüssiges Gut auf dem gefüllten
Becher in eine Nachdosierstation mitgenommen wird, in der das überschüssige Füllgut
zumindest teilweise abgestreift und gestaut wird, sodaß es eine von unten her wachsende
Nachfüllgutsäule bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aufeinanderfolgende
Nachdosierstationen verwendet werden, deren Nachfüllgutsäulen mengenmäßig abnehmen.
3. Abfüllmaschine zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem rotierenden
Körper, der längs einer Kreisbahn in ihrer Bewegungsrichtung hintereinander angeordnete
Becher aufweist, und mit einem Schütttrichter, dessen Mündung über der Bewegungsbahn
der Becher angeordnet ist und im Falle eines um eine waagrechte Achse rotierenden
Körpers über dessen oberer Hälfte hängt, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Bewegungsbahn
der Becher (12; 112) in deren Bewegungsrichtung an den über einer Vorfüllkammer (18;118)
in einer Vordosierstation angeordneten Schütttrichter (14; 114) mindestens eine Nachfüllkammer
(20, 22, 24, 26; 120, 164, 122, 124, 126) in je einer Nachdosierstation anschließt,
welche je eine überschüssiges Füllgut von den Bechern wenigstens teilweise abstreifende
und vor sich stauende Kammerwand (42, 44, 46, 32; 166, 142, 144, 146, 132) aufweisen,
die dazu mit dem rotierenden Körper (10 ;110) einen Durchlaß (40, 48, 50, 52; 140,
168, 148, 150, 152) bildet;daß dia die Votfüllkammer (18;118) hinten begrenzende vordere
Kammerwand (38; 138) der ersten Nachfüllkammer (20; 120) mit dem rotierenden Körper
(10; 110) einen ersten Durchlaß (40; 140) bildet; und daß die am weitesten vom Schütttrichter
(14; 114) entfernte Kammerwand (32; 132) zum gänzlichen Abstreifen an den rotierenden
Körper (10; 110) heranreicht.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Nachfüllkammern
(20, 22, 24, 26; 120, 164, 122, 124, 126) die Durchlässe (40, 48, 50, 52; 140, 168,
148, 150, 152) abnehmende Höhe aufweisen.
5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die längs der Bewegungsbahn
der Becher (12; 112) aufeinanderfolgenden Kammerwände bis auf die erste (30; 130)
und letzte (32; 132) als ungefähr radiale bzw. normale Schieber (38, 42, 44, 46; 138,
166, 142, 144, 146) ausgebildet und die Durchlässe (40, 48, 50, 52; 140, 168, 148,
150, 152) zwischen den unteren Schieberrändern und der vorbeibewegten Oberfläche des
rotierenden Körpers (10; 110) gebildet sind.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (38, 42, 44,
46; 138, 166, 142, 144, 146) je um eine waagrechte Achse schwenkbar und in verschiedenen
Schwenklagen feststellbar gelagert sind.
7. Maschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (38,
42, 44, 46; 138, 166, 142, 144, 146) je in Bewegungsrichtung der Becher (12; 112)
verstellbar angeordnet sind.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine um eine waagrechte
Achse (37) schwenkbare Regulierklappe (36), die der ersten Kammerwand (30) benachbart
in der Vorfüllkammer (18) angeordnet ist.
9. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllhöhe
der Nachfüllkammern (20, 22, 24, 26; 120, 164, 122, 124, 126) durch je einen Überlauf
mit Füllgutrückführung in den Schütttrichter (14; 114) begrenzt ist.