Maschine zum Füllen von Bechern mit Nahrungs-und Genussmitteln

Abstract

 Eine Maschine zum Füllen von Bechern mit Nahrungs- und Genußmitteln ist so ausgebildet, daß zumindest zwei Produktströme (A,A';B,B';C,C') mittels jeweiliger Fülldüsen (7) in bereitgestellte Becher (2') eingeleitet werden. Dieser Füllvorgang ist im Bereich einer die Fülldüsen aufweisenden Dosierstation (3,3',3") ausführbar. Die Maschine weist erfindungsgemäß eine programmierbare Steuerung (8) auf, mit der weitgehend variable Füllstrukturen in den Bechern mittels gesteuerter Schwenk- und/oder Hubbewegungen (H',S) erzeugbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Füllen von Bechern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bekannte Maschinen zum Füllen von Bechern sind mit Konstruktionen in Form von Becherfüllwerken versehen (DE 295 12 257 U1, DE 197 35 621 C2, DE 197 58 543 A1), wobei ein zur Befüllung bereitgestellter Becher über jeweilige als Doppelfüllstutzen ausgebildete Fülldüsen wahlweise mit zwei unterschiedlichen Produktströmen füllbar ist. Im Bereich von Dosierstationen kann dabei nur eine durch Führungsteile auf Schwenk- und/oder Hubbewegungen voreingestellte Becherhalterung in Form eines Hubtellers zur Füllung genutzt werden. Der Hubteller wird dabei mit dem leeren Becher in eine obere Position zum Mehrfachdoseur hin verlagert, der seinerseits ortsfest gehalten ist. Gemäß DE 26 45 904 werden die Becher nacheinander einem Vordoseur und einem Hauptdoseur zugeführt, so daß eine Fruchtmasse und ein Joghurt übereinander in den Becher eingelegt sind.

[0003] In US 6,964,285 B1 ist eine Befüllung von Schalen mit pastösen Nahrungsmitteln vorgesehen, wobei aus jeweiligen mit Servomotoren zusammenwirkenden Düsen lediglich die Füllmenge programmgesteuert ausleitbar ist und diese mit hoher Geschwindigkeit in die unterhalb der Düsen verlagerbaren Schalen ausgefördert wird. Auch in EP 1 602 579 A1 werden die Becher zu einem Düsenblock hin angehoben und beim Absenken gedreht, so daß zur Verteilung des Produktes eine aufwendige Halterung der Becher erforderlich ist. Bei einem Füllvorgang gemäß FR 2 708 563 A1 werden an einer Dosierstation jeweilige Düsen mit mehreren Kanälen genutzt und bei einer Becherfüllung gemäß EP 0 365 569 B1 wird ein Produkt durch Becherbewegungen optimal im Innenraum des Bechers verteilt.

[0004] Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem, eine an sich bekannte Maschine zum Füllen von Bechern zu schaffen, bei der in einfach zuführbaren Bechern mit geringem Steuerungsaufwand eine mengen- und lagenvariable Lenkung und Verteilung von Produktströmen erreichbar ist und auch bei einem Wechsel deren Zusammensetzungen unterbrechungsfreie sowie weitgehend ohne Umrüstaufwand durchführbare Füllphasen möglich sind.

[0005] Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 8 verwiesen.

[0006] Die erfindungsgemäß aufgebaute Maschine wirkt im Bereich ihrer zum Füllvorgang vorgesehenen Füll- und Bewegungsbaugruppen mit einer programmierbaren Steuerung zusammen, die mit einfachen Mitteln eine weitgehend variable Erzeugung von dekorativen und optisch ansprechenden Füllstrukturen in den Bechern ermöglicht. Die getaktet positionierbaren Becher werden in der einen an sich bekannten Füllvorgang ausführenden Maschine zu einer oder mehreren Dosierstationen hin verlagert. Hier werden jeweilige auch unterschiedliche Konsistenz aufweisende Produktströme mittels der programmierbaren Steuerung und in Abstimmung mit jeweiligen von dieser vorgegebenen Fülldüsenvedagerungen so in die ortsfesten Becher zugeführt, daß entsprechend den programmierten Schwenk- und Hubbewegungen sowie der Produktmenge die im Becher erzeugten Füllstrukturen variieren.

[0007] Mit diesem Füllkonzept kann eine bei bekannten Maschinen bisher nicht erreichte Vielfalt von Füllstrukturen einfach geplant, im Programm der Steuerung vorgegeben, mittels der Fülldüsen-Steuerung variiert und ohne zusätzliche Bewegung der Becher in der Füllphase erzeugt werden. Mit diesem erfindungsgemäß verbesserten Maschinen-Konzept wird der Füllvorgang an kundehspezifisch variable Bechergestaltungen angepaßt. Die jeweiligen Nahrungs- und/oder Genußmittel können als strukturierte Becherfüllung optisch ansprechend kombiniert, optimal präsentiert und werbewirksam bereitgestellt werden.

[0008] Die variablen Füllstrukturen in den insbesondere aus durchsichtigem Material bestehenden Bechern werden durch einen mit der Maschinen-Steuerung verbundenen Computer erzeugt, mit dem durch einfache Änderungen von Programmdaten die Verteilung von mehreren, insbesondere farblich unterschiedlichen Produktströmen aus den Fülldüsen beeinflußbar ist, Die Produktströme werden insbesondere aufsteigend vom Becherboden zu dekorativen Farbkombinationen vereinigt. Die Produkte können auch entsprechend dem Computerprogramm an mehreren Dosierstationen nacheinander in die in jeder der Füllphasen ortsfest gehaltenen Becher eingebracht und hier als geometrische Figuren in variabler Vielfalt sichtbar werden. Denkbar sind dabei neben mehrfarbigen horizontalen Schichtungen vor allem punktuelle, schraubenlinienförmige, vertikal stufenförmige, kegelförmige o. dgl. Strukturen bzw. Strukturkombinationen. Dabei ist das vorgesehene Steuerungs-Konzept der Maschine dadurch vereinfacht, daß nur Steuerbewegungen, z. B. mittels Servomotoren, im Bereich der Dosierbaugruppen erforderlich sind, zu denen die Becher horizontal getaktet hinbewegt werden. Die zur bisher üblichen vertikalen Bewegung der Becher erforderlichen Halte- und Führungsbaugruppen bekannter Füllsysteme sind dabei entbehrlich, da erfindungsgemäß die Kombination von vertikaler Fülldüsen-Bewegung, Drehung der Fülldüsen und phasenweiser Produktstromeinleitung genutzt wird und damit der technische Aufwand wesentlich reduziert ist.

[0009] Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die Maschine anhand von Zeichnungen näher veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1

eine Prinzipdarstellung einer Maschine bekannter Ausführung zum Füllen von Bechern,

Fig. 2 bis Fig. 5

jeweilige erfindungsgemäß ausgebildete Maschinen mit mehreren Dosierstationen, die für unterschiedliche Füllungen der Becher mit einem zentralen Steuerungscomputer verbunden sind, und

Fig. 6

eine Übersicht eines beim Füllvorgang mittels der Steuerung bzw. dem Computerprogramm ablaufenden Bewegungs-Plans.

[0010] In Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eine insgesamt mit 1 bezeichnete Maschine zum Füllen von Bechern 2, in die im Bereich jeweiliger Dosierstationen 3, 3', 3" Nahrungs- und Genußmittel eingebracht werden. In der dargestellten Ausführung weist die an sich bekannte Maschine 1 drei in Reihe hintereinander in Vorschubrichtung R der Becher 2 angeordnete Dosierstationen 3 auf, wobei auch Ausführungen mit einer veränderten Anzahl von Dosierstationen denkbar ist und in Querrichtung mehrere Dosierstationen nebeneinander angeordnet sein können (nicht dargestellt). Die Dosierstationen 3, 3', 3" weisen ausgangsseitig jeweilige Zulaufleitungen 4, 5 auf, die im Bereich jeweiliger Dosierbaugruppen 6 über eine jeweilige Fülldüse 7 die Einleitung von Produktströmen (Pfeil A, A'; B, B'; C, C') in die bereitgestellten Becher 2' ermöglichen. Diese an sich bekannte Maschine 1 mit Fülldüsen 7 weist bisher Becherfüllwerke nach Art von mechanisch gesteuerten Revolverköpfen auf, so daß bei einer Variation des Füllgutes eine aufwendige Umrüstung der Maschine 1 erforderlich ist. Bei diesen bekannten Systemen wird der Becher 2' in einer Hubrichtung H angehoben und während des Füllvorgangs synchron mit dem zulaufenden Produktstrom A, B abgesenkt. Durch jeweilige zusätzlich zu steuernde Bewegungen H" und S' im Bereich der Zuführöffnungen in den Fülldüsen 7 wird deren Öffnungs- bzw. Schließstellung durch schwenk- bzw. schiebbare Teile in den Fülldüsen 7 gesteuert, wobei deren Lage zu einer Förderebene E unverändert ist.

[0011] Die erfindungsgemäß weiterentwickelte Maschine 1 (Fig. 2 bis 6) zeichnet sich dadurch aus, daß nunmehr jeweilige Bewegungsmöglichkeiten im Bereich der Fülldüsen 7 vorgesehen werden und diese als erweiterte Funktionsbaugruppen der Maschine 1 mit einer programmierbaren Steuerung 8 zusammenwirken. Bei diesem Konzept ist vorgesehen, daß nur noch eine direkte Schwenk- und/oder eine Hubbewegung S' bzw. H" der Dosierbaugruppen 6 genutzt und dabei die jeweiligen Produktförderströme A, B, C bzw. A', B', C' entsprechend vorgebbarer Bewegungsmuster und Füllabläufe durch die Steuerung 8 beeinflußt werden (Fig. 2 bis Fig. 5). Durch eine entsprechend kreativ gestaltbare Programmierung der Steuerung 8 ist mit variablen Füllvorgängen eine Vielzahl von weitgehend variablen Füllstrukturen in den Bechern 2'erzeugbar.

[0012] Die aus den Zeichnungen ersichtlichen Phasen bei Anwendung der Maschine 1 verdeutlichen, daß die getaktet in einer Förderebene E zu den Dosierstationen 3, 3', 3" verlagerbaren Becher 2 mit den unterschiedlichen Produktströmen A, B, C füllbar sind. Mit der erfindungsgemäßen Integration der Steuerung 8 in das Maschinenkonzept sind variable Füllstrukturen (jeweilige vergrößerte Darstellungen von Bechern 2" in Fig. 2 bis 5) vorteilhaft mittels einer der Steuerung zugeordneten Computer-Anlage 11 erzeugbar, wobei diese mit geringem Aufwand an eine an sich bekannte Maschine 1 anpaßbar ist.

[0013] Mittels veränderbarer Programmdaten des Computers 11 im Bereich der Steuerung 8 sind nur noch jeweilige Durchlaßstellungen von Produktkanälen der Fülldüsen 7 zur Produktzuführung vorzugeben, wobei gleichzeitig jeweilige Bewegungen im Bereich der Dosierbaugruppe 6 (Hubbewegung H', Schwenkung S) entsprechend der ausgewählten Produkt-Struktur weg- und volumengenau gesteuert werden. Durch zeitliche Abfolge der Bewegungen H' und S und deren Überlagerung mit den Produktströmen A, A'; B, B' und/oder C, C' (die durch an sich bekannte Öffnungsbewegungen H und S' der Düsen 7 steuerbar sind) wird eine optisch ansprechende Verteilung unterschiedlicher Produkte in den Bechern 2' erreicht.

[0014] Durch die dargestellte Aneinanderreihung der vorzugsweise drei Dosierstationen 3, 3', 3" können nacheinander mehrere Produktströme in einen Becher 2 eingebracht werden und dabei durch die jeweiligen aus dem Programm des Computers 11 auswählbare Bewegungsabläufe die unterschiedlichen Füllstrukturen nach unterschiedlichen Mustern erzeugt werden, wie dies mit den jeweiligen Bechern 2" (Fig. 2 bis 5) gezeigt ist.

[0015] Diese Steuerung des Füllvorganges ist so optimiert, daß auf der Maschine 1 ohne Unterbrechung des Füllvorganges die nacheinander bzw. parallel zugeführten Becher 2 mit wechselnden Füllstrukturen befüllbar sind. Dabei sind mechanische Einstellungen von Bewegungsbaugruppen und/oder deren zusätzliche Montage im Bereich der Becherhalterung entbehrlich. Ebenso ist denkbar, daß bei laufendem Betrieb der Maschine 1 die Steuerung 8 durch veränderte Programmdaten im Bereich des Computers 11 auf eine neue Füll-Variante eingestellt wird und damit ein unterbrechungsfreier Füllvorgang möglich ist.

[0016] In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die die Füllstruktur beeinflussende Steuerung 8 mit drei Dosierstationen 3, 3', 3" verbunden, wobei zumindest vier Dosierbaugruppen 6, 6', 6", 6"' bzw. deren jeweilige Füllköpfe 7 paarweise fortlaufend zu einer Reihe verbunden sind. In den Darstellungen gemäß Fig. 2 bis 5 sind die zur Bewegungssteuerung vorgesehenen Signalleitungen (elektrisch, per Funk o. dgl.

[0017] Ausführungen denkbar) durch jeweilige Strich-Punkt-Linien P veranschaulicht, mit denen die Beeinflußbarkeit entsprechend dem vorgesehenen Steuerungsablauf deutlich wird; ohne diese jeweiligen Leitungen P im Einzelnen nochmals zu beschreiben.

[0018] Bei der Becherfüllung gemäß Fig. 2 wird ein gemäß dem Produktstrom-Pfeil A verlagerter Produkt-Anteil 12 in den (unterhalb der Förderebene E vergrößert dargestellten) Becher 2" verbracht. Die verlagerbare Fülldüse 7 wird in einer Hubrichtung H' im Bereich der inneren Förderkanäle geöffnet und danach kann der Produkt-Anteil 12 von der Dosierstation 3 (mit Produkt A) über jeweilige als Servomotoren ausgebildete Füllantriebe 10 volumengenau in den Becher 2" eingedrückt werden. Dabei ist es nicht mehr erforderlich, den in der Ebene E zugeführten Becher 2' mittels eines nicht näher dargestellten Antriebes in der bisher (Fig. 1) bekannten Hubrichtung H anzuheben bzw. abzusenken.

[0019] Nach dieser ersten Füllphase (Teilfüllung 12) wird der Becher 2' in der Vorschubebene E getaktet weitergegeben und gelangt bis in den Bereich der Dosierbaugruppe 6". Bei dieser Beispiel-Füllung gemäß Fig. 2 wird die jeweilige Füllposition durch eine Drehbewegung S und die Hubbewegung H' im Bereich der jeweiligen Fülldüse 7 so beeinflußt, daß oberhalb des Produkt-Anteils 12 ein jeweiliger Produkt-Anteil 13 aus der Dosierstation 3' (Produkt B) abgefüllt wird und erst danach ein Produkt-Anteil 14 aus der Dosierstation 3" als ein Punktmuster entsprechend dem gesteuerten Ablauf zwischengefüllt wird. Auch hierbei ist es nicht mehr erforderlich, den Becher mittels eines aufwendigen Antriebs anzuheben (Pfeil H, Fig. 1), da nur mittels der höhenverlagerbaren Dosierbaugruppe 6" die Füllstruktur erzeugt wird. Neben der Bewegungssteuerung H', S sind dabei die jeweiligen Füllantriebe 10 entsprechend dem Programmablauf gesteuert, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß nur die Bewegungen H' und S genutzt werden.

[0020] Denkbar ist dabei, daß die Bewegungen H' und S auch gleichzeitig mit vorgegebener Geschwindigkeit ablaufen. Ebenso ist denkbar, daß eine jeweilige Gruppe von Bechern 2 gefüllt wird und auch die Dosierbaugruppen 6' bzw. 6" zum Einsatz kommen (Steuerverbindungen nicht dargestellt).

[0021] In Fig. 3 ist eine zweite Variante bei der Erzeugung einer Füllstruktur im Becher 2" dargestellt, wobei mit den entsprechenden Strich-Punkt-Pfeilen die Steuerverbindungen mit dem Computer 11 der Maschine 1 ähnlich Fig. 2 veranschaulicht sind. Ersichtlich ist dabei eine Füllung mit den Produkt-Anteilen 12' und 13' mittels der Dosierstationen 3, 3' und 3' vorgesehen, wobei die Produkte 12' und 13' gleichzeitig unter Anhebung (bzw. Absenkung) der Fülldüsen 7 im Bereich der Dosierbaugruppe 6' eingebracht werden. Nach getakteter Weitergabe des entsprechenden Bechers 2' wird dieser im Bereich der Dosierbaugruppe 6"' noch mit einem zusätzlichen Produkt-Anteil 14' versehen, wobei dieser aus der Dosierstation 3" dadurch ausgefördert wird, daß deren entsprechende Füllantriebe 10 wirksam werden.

[0022] In Fig. 4 ist in analoger Darstellung zu den vorbeschriebenen Ausführungen die Erzeugung einer wendelförmigen Füllstruktur mit den als 15 und 16 bezeichneten Produkt-Anteilen dargestellt. Hier wird in einem ersten Verfahrensschritt (ähnlich Fig. 2, linke Seite) der Produkt-Anteil 12 als Basis in den Becher 2' eingebracht und danach werden im Bereich der Dosierbaugruppe 6" die beiden spiralförmigen Füllstrukturen 15, 16 erzeugt, wobei die Produkte B' und C gleichzeitig zugeführt und die dargestellten Bewegungen H' und S initialisiert werden. Damit wird deutlich, daß bereits mit dieser Schwenk- und Hubführung der Fülldüsen 7 eine Vielzahl von unterschiedlichen Füllstrukturen erzeugbar ist. Die an sich bekannte Becher-Bewegung H könnte im Bedarfsfall zusätzlich in das Füllsystem bzw. das Steuerungsprogramm integriert werden (nicht dargestellt).

[0023] Bei der Füllstruktur-Erzeugung gemäß Fig. 5 werden nur die Dosierstationen 3' und 3" zur Einbringung der beiden Produkt-Anteile 17 und 18 genutzt, wobei in dem vorgefüllten Produkt-Anteil 17 nachträglich oder gleichzeitig ein wendelförmiger Verlauf des Produkt-Anteils 18 erzeugt wird.

[0024] In Fig. 6 ist eine Übersicht der Steuerung 8 dargestellt, wobei aus dem Programm M mittels eines Auswahl-Teils 19 eine vorgesehene Füll-Variante ausgewählt wird und damit über die Steuerleitungen P entsprechende Signale an die Füllantriebe 10 der Dosierstationen 3, 3', 3", die Drehbewegungen S und/oder die Tauchbewegungen H' gelangen, so daß in der vorgesehenen zeitlichen Folge die Becherfüllung mit der dekorativen Füllstruktur bewirkt ist.

Ansprüche

1. Maschine zum Füllen von Bechern mit Nahrungs- und Genußmitteln, mit der zumindest zwei Produktströme (A, A'; B, B'; C, C') im Bereich von Dosierstationen (3, 3', 3") mittels jeweiliger Fülldüsen (7) in bereitgestellte Becher (2') eingeleitet werden, wobei im Bereich zumindest einer die Fülldüse (7) aufweisenden Dosierbaugruppe (6, 6', 6", 6"') ein gesteuerter Füllvorgang ausführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine (1) mit einer programmierbaren Steuerung (8) versehen ist, die mit den Dosierbaugruppen (6, 6', 6", 6"') zusammenwirkt, derart, daß in den horizontal zugeführten Bechern (2', 2") nur mittels gesteuerter Schwenk- und/oder Hubführungen (H', S) der Fülldüsen (7) weitgehend variable Füllstrukturen erzeugbar sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getaktet positionierbaren Becher (2, 2', 2") zu mehreren Dosierstationen (3, 3', 3") der Maschine (1) hin verlagert werden und jeweils unterschiedliche Produktströme (A, B, C) in die dabei zumindest phasenweise ortsfesten Becher (2', 2") einbringbar sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die variablen Füllstrukturen in den Bechern (2") mittels eines der Steuerung (8) zugeordneten Computers (11) beeinflußbar sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dieser mittels veränderbarer Programmdaten des Computers (11) jeweils Produktzufuhr(en) (10) und/oder Fülldüsenbewegung(en) (H', S) im Bereich zumindest einer der Dosierbaugruppen (6, 6', 6", 6"') gesteuert sind.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Dosierstationen (3, 3', 3") nacheinander zwei oder mehr Produktströme (A, A'; B, B'; C, C') in einen Becher (2') eingebracht werden und dabei mit jeweiligen vorgegebenen Programmdaten (P) die unterschiedlichen Füllstrukturen (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) erzeugbar sind.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dieser ohne Unterbrechung des Füllvorganges nacheinander oder parallel zugeführte Becher (2) mit wechselnden Füllstrukturen füllbar sind.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei laufendem Betrieb der Maschine (1) die Steuerung (8) durch veränderte Programmdaten (M) im Bereich des Computers (11) einstellbar ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Füllstruktur beeinflussende Steuerung (8) mit drei Dosierstationen (3, 3', 3") verbunden ist und dabei zumindest vier durch Zulaufleitungen (4, 5) zu einer Reihe verbundene Füllköpfe (7) der Dosierbaugruppen (6, 6', 6", 6"') steuerbar sind.

Zeichnung