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EP 0 609 513 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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05.02.1997 Patentblatt 1997/06 |
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Anmeldetag: 01.12.1993 |
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Mehrbahnige Verpackungsmaschine zum Dosieren, Abfüllen und Verpacken von pastösen
Produkten der Nahrungsmittelindustrie, insbesondere Suppenpaste
Multiple passage packaging machine for dosing, filling and packaging pasty products
of the food industry, particularly soup paste
Machine d'emballage à multi passages pour le dosage, le remplissage et l'emballage
de produits pâteux de l'industrie alimentaire, en particulier de pâtes pour la soupe
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Benannte Vertragsstaaten: |
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CH DE DK FR IT LI |
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Priorität: |
05.02.1993 DE 4303353
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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10.08.1994 Patentblatt 1994/32 |
(73) |
Patentinhaber: Benz & Hilgers GmbH |
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40470 Düsseldorf (DE) |
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Erfinder: |
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- Vongeheur, Hermann-Otto
D-56567 Neuwied (DE)
- Fischer, Georg
D-42549 Velbert (DE)
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Vertreter: Pfeiffer, Helmut, Dipl.-Ing. et al |
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c/o Jagenberg AG
Kennedydamm 15-17 40476 Düsseldorf 40476 Düsseldorf (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
DD-A- 238 911 DE-A- 3 803 677 US-A- 2 034 921
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DE-A- 3 724 456 DE-A- 4 011 750 US-A- 5 113 635
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrbahnige Verpackungsmaschine zum Dosieren,
Abfüllen und Verpacken von pastösen Produkten der Nahrungsmittelindustrie, insbesondere
Suppenpaste, mit einer Zuführvorrichtung sowie zugehöriger Dosiereinrichtung mit jeweils
den Produktreihen zugeordneten Dosierelementen.
[0002] Eine mehrbahnige Verpackungsmaschine der eingangs genannten Art ist durch die deutsche
Patentschrift DE-A-38 03 677 bekanntgeworden. Diese Verpackungsmaschine besitzt innerhalb
eines Trogs eine sich über die Breite der Produktreihen erstreckende Verteilerschnecke
sowie jeweils paarweise den Produktreihen zugeordnete Förderschnecken, mit deren Hilfe
abzufüllende Suppenpaste über die Dosiereinrichtung an zu füllende Behälter abgegeben
wird. Solche Zuführvorrichtungen in Form von Schneckentrögen ergeben einen relativ
schwachen Produktstrom, der bei bis zu vier oder sechs nebeneinanderliegenden Produktbahnen
durchaus ein zufriedenstellendes Ergebnis liefert. Bei darüber hinaus gehenden mehrbahnigen
Verpackungsmaschinen, die etwa acht, zehn, zwölf oder noch mehr Produktreihen aufweisen,
lassen solche Schneckentröge zu wünschen übrig, da in der Regel eine sehr hohe mechanische
Überarbeitung der Produkte stattfindet, die nicht nur deren gewünschten schonenden
Behandlung entgegensteht, sondern auch sehr hohe Energien erfordert. Außerdem kommt
hinzu, daß sehr große Vorlaufmengen notwendig sind, bis bei Inbetriebnahme oder Produktwechsel
alle Hohlräume, wie Kanäle, Gänge, Kammern oder dergleichen der Zuführvorrichtung
mit Produkt gefüllt sind. Dies führt auch dazu, daß bei Produktwechsel eine vergleichsweise
große Restmenge entfernt werden muß, was bei Verpackungsmaschinen mit einer sehr großen
Anzahl von Produktreihen auch zu gewissen Entsorgungsproblemen führt.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zum Dosieren, Abfüllen und Verpacken
von pastösen Produkten, insbesondere Suppenpaste, geeignete mehrbahnige Verpackungsmaschine
der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich auch bei einer sehr großen Anzahl
von nebeneinanderliegenden Produktreihen, z. B. mehr als sechs Produktreihen, durch
eine schonende sowie gleichmäßige und gute Dosierung bzw. Verpackung des Produktes
auszeichnet und zugleich mit geringen Inbetriebnahme- bzw. Produktwechselzeiten auskommt.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0005] Solche Flügelzellenpumpen sind an sich bekannt und in der Süßwarenindustrie, beispielsweise
zum Abpacken von Marzipan, eingesetzt worden.
[0006] Durch die DE-A-37 24 456 ist ferner bekanntgeworden, eine Flügelzellenpumpe bei einer
Wurstfüllmaschine einzusetzen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kommt die um eine
vertikale Achse umlaufende Flügelzellenpumpe zusammen mit einer als Zahnradpumpe ausgebildeten
weiteren Pumpe zum Einsatz. Dabei wird durch die Flügelzellenpumpe ein Würz- und Zutatenmaterial
und durch die Zahnradpumpe Fleischmasse zu einer Stopfanordnung der Wurstfüllmaschine
transportiert.
[0007] Durchgeführte Versuche haben nun gezeigt, daß solche an sich bekannten Flügelzellenpumpen,
insbesondere dann, wenn sie bei einer nach dem Längsläuferprinzip arbeitenden, vorzugsweise
wenigstens sechs Produktbahnen aufweisenden Verpackungsmaschine mit Abstand zueinander
in einem das Produkt aufnehmenden Gehäuse angeordnet und gegegenläufig umlaufend angetrieben
sind, für zähflüssige bzw. weichplastische Produkte, wie Suppenpaste besonders geeignet
sind. Diese Untersuchungsergebnisse sind überraschend, da speziell Suppenpasten bisher
nur mit Hilfe von speziell angeordneten bzw. ausgebildeten Schnecken bzw. Schneckentrögen
abgefüllt werden.
[0008] Mit Hilfe der erfindungsgemäß angeordneten Flügelzellenpumpen, die vorzugsweise im
Gehäuse drehbar gelagerte Walzen und in darin radial angeordneten Schlitzen verstellbare,
im Gehäuse geführte Leisten aufweisen, läßt sich nunmehr auch bei Hochleistungs-Verpackungsmaschinen
mit vorzugsweise mehr als 165 Takten/min auch Suppenpaste in schonender Weise abfüllen.
Aufgrund der Verwendung von Flügelzellenpumpen ist eine dosierabhängige Steuerung
möglich. Die Steuerung bzw. Verstellung der Leisten mit Hilfe einer Steuereinrichtung,
vorzugsweise in Gestalt einer umlaufenden Steuerkurve, ist bei solchen Hochleistungsmaschinen
relativ einfach zu verwirklichen.
[0009] Für die Erfindung ist besonders wichtig, daß die Walzen nahe des Bodens des Gehäuses
im wesentlichen symmetrisch zu einem im Boden des Gehäuses vorgesehenen, vorzugsweise
im Querschnitt trichterförmig ausgebildeten Auslaufkanal angeordnet sind, der über
einen vorzugsweise gleichfalls im Querschnitt trichterförmig ausgebildeten Einlaufkanal
mit der Dosiereinrichtung in Verbindung steht.
[0010] Durch die unmittelbare Zuordnung der Walzen und der Dosiereinrichtung ergeben sich
verhältnismäßig geringe Restmengen, die bei einem Produktwechsel entfernt werden müssen.
Ebenso werden auch nur geringe Vorlaufmengen benötigt, um beispielsweise nach einem
Produktwechsel die Verpackungsmaschine wieder auf Produktionsbetrieb zu bringen. Insgesamt
gesehen ergeben sich somit äußerst geringe Rüstverluste sowie geringe Entsorgungsprobleme.
[0011] Schließlich ist für die Erfindung von Bedeutung, daß innerhalb des Gehäuses eine
zusätzliche Fördereinrichtung angeordnet ist, die beispielsweise für jede Dosiereinrichtung
einen in einem fest an einer Wandung des Gehäuses angeordneten Führungszylinder im
wesentlichen vertikal verstellbaren und bis in den Bereich des Einlaufkanals der Dosiereinrichtung
reichenden Ausgleichskolben aufweist. Mit Hilfe des Ausgleichskolbens kann die Förderung
der durch die Dosiereinrichtung zu bemessenden Produktmenge noch besser gesteuert
und kontrolliert werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Ausgleichskolben
zwischen den mit Abstand zueinander liegenden Walzen angeordnet ist und sich durch
in den freien Enden der Leisten der Walzen vorgesehene Ausnehmungen erstreckt.
[0012] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
[0013] In der Zeichnung ist an einer im einzelnen nicht dargestellten mehrbahnigen, beispielsweise
mehr als sechsbahnigen Verpackungsmaschine zum dosierten Abfüllen und Verpacken von
pastösen Produkten, wie Suppenpaste, ein Gehäuse 1 angeordnet, das an seiner Unterseite
durch eine Bodenplatte 2 begrenzt ist. Auf der Innenseite, d. h. innerhalb des Gehäuses,
sind zwei mit Abstand zueinander liegende Flügelzellenpumpen 3 bzw. Walzen 6 angeordnet,
während auf der Außenseite für jeweils eine Produktreihe eine Dosiereinrichtung 4
angeordnet ist.
[0014] Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Walzen identisch ausgebildet, so daß
im folgenden lediglich eine einzige näher erläutert wird. Die beiden Walzen 6 erstrecken
sich über die Breite des Gehäuses 1. Sie sind gegenläufig um eine im unteren Teil
des Gehäuses 1 angeordnete Achse 5 umlaufend angetrieben. In Schlitzen 7 jeder Walze
6 sind mit Abstand zueinander Leisten 8 angeordnet, die über eine mit gestrichelten
Linien angedeutete Steuerkurve 9 derart steuerbar sind, daß das im Behälter 1 befindliche
Produkt jeweils durch die sich gegenüberstehenden Leisten der beiden Walzen 6 von
der Einlaßseite 11 auf die Auslaßseite 12 einer Zuführvorrichtung 10 transportierbar
ist. Im Bereich jedes Schlitzes 7 der Leisten 8 sind Rücklaufkanäle 13 vorgesehen,
durch die sich am inneren Ende jeder Leiste 8 ansammelndes Material abgeführt werden
kann.
[0015] Jeder Produktreihe der als Längsläufer ausgebildeten Verpackungsmaschine ist wenigstens
eine Dosiervorrichtung 4 zugeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einen
Tragkörper 14 aufweist, in dem ein im Querschnitt im wesentlichen trichterförmiger
Einlaufkanal 15 angeordnet ist. Dieser steht seinerseits mit einem entsprechend im
Querschnitt trichterförmig ausgebildeten Auslaufkanal 16 des Gehäuses 1 in Verbindung.
Symmetrisch zu der Ebene zwischen den Walzen 6 ist ein um eine horizontale Achse 17
umlaufender Ventilkörper 18 angeordnet, der eine wahlweise Verbindung des Einlaufkanals
15 mit auf je einer Seite liegenden Dosierelementen (Zylinder-Kolben-Doseur 19) herstellt.
Der Doseur 19 weist einen Zylinder 21 und einen darin eingesetzten und verschiebbaren
Kolben 22 auf. Während jeweils der eine Dosierraum des auf der einen Seite gelegenen
Doseurs 19 mit dem Zulaufkanal 15 in Verbindung steht, ist der Dosierraum des anderen
Doseurs 19 mit einem Austrittskanal 23 verbunden, über den das Produkt in einen nicht
dargestellten Behälter ausgeschoben wird.
[0016] Zwischen den beiden Walzen 6 ist eine zusätzliche Fördereinrichtung 24 angeordnet,
die im wesentlichen aus einem an der Wandung des Behälters 1 befestigten Führungszylinder
25 sowie einem darin verschieblich gelagerten Ausgleichskolben 26 besteht, der an
seinem oberen Ende an einem schwenkbar gelagerten Hebelarm 27 angelenkt ist, der in
nicht dargestellter Weise verschwenkbar ist. Das untere Ende des Ausgleichskolbens
26 reicht bis in den trichterförmigen Einlaufkanal 15 des Tragkörpers 14 und er hat
die Aufgabe, das Produkt zusätzlich in den Dosierraum einzustoßen. Damit sich der
Ausgleichskolben 26 und die Leisten 8 der Walzen 6 nicht gegenseitig behindern, sind
in den freien Enden der Leisten 8 entsprechende Ausnehmungen 28 vorgesehen, durch
die sich der Ausgleichskolben 26 erstreckt. Damit ferner keine gegenseitige Behinderung
des Ausgleichskolbens 26 und des Steuerventils 18 eintritt, ist der Antrieb dieser
beiden Elemente so gesteuert, daß keine mechanische Berührung stattfindet. Dies kann
beispielsweise dadurch geschehen, daß der Ausgleichskolben 26 doppelt so schnell angetrieben
wird wie die Umlaufbewegung des Ventilkörper 18 ist.
[0017] Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt ist, sondern im Rahmen der Ansprüche auch Abänderungen zuläßt. So ist es
auch denkbar, anstatt Suppenpaste Margarine oder Butter abzufüllen. Hierbei sind jedoch
die Taktgeschwindigkeiten der Verpackungsmaschine sowie die Anzahl der Produktreihen
gegebenenfalls zu beachten.
1. Mehrbahnige Verpackungsmaschine zum Dosieren, Abfüllen und Verpacken von pastösen
Produkten der Nahrungsmittelindustrie, insbesondere Suppenpaste, mit einer Zuführvorrichtung
(3) sowie zugehöriger Dosiereinrichtung (4) mit jeweils den Produktreihen zugeordneten
Dosierelementen (19), dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung von wenigstens zwei Flügelzellenpumpen (3) mit in einem
das Produkt aufnehmenden Gehäuse (1) mit Abstand zueinander angeordneten und gegenläufig
umlaufend angetriebenen Walzen (6) gebildet ist.
2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (6) im Gehäuse (1) drehbar gelagert sind und in darin
radial angeordneten Schlitzen (7) verstellbare, im Gehäuse (1) geführte Leisten (8)
aufweisen.
3. Verpackungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Leisten (8) eine Steuereinrichtung, vorzugsweise in Gestalt
von umlaufenden Steuerkurven (9) vorgesehen ist.
4. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (6) nahe des Bodens (2) des Gehäuses (1) im wesentlichen symmetrisch
zu einem im Boden des Gehäuses (1) vorgesehenen, vorzugsweise im Querschnitt trichterförmig
ausgebildeten Auslaufkanal (16) angeordnet sind, der über einen vorzugsweise gleichfalls
im Querschnitt trichterförmig ausgebildeten Einlaufkanal (15) mit der Dosiereinrichtung
(4) in Verbindung steht.
5. Verpackungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (4) ein unterhalb des Einlaufkanals (15)
zentral liegendes Steuerventil (18) und beidseitig davon gelegene Zylinder-Kolben-Doseure
(19) aufweist.
6. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses(1) eine zusätzliche Fördereinrichtung (24) angeordnet
ist.
7. Verpackungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Fördereinrichtung (24) für jede Dosiereinrichtung einen in einem
fest an einer Wandung des Gehäuses (1) angeordneten Führungszylinder (25) im wesentlichen
vertikal verstellbaren und bis in den Bereich des Einlaufkanals (15) der Dosiereinrichtung
(4) reichenden Ausgleichskolben (26) aufweist.
8. Verpackungsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (26) zwischen den mit Abstand zueinander liegenden Walzen
(6) angeordnet ist und sich durch in den freien Enden der Leisten (8) der Walzen (6)
vorgesehene Ausnehmungen (28) erstreckt.
1. Multipassage packaging machine for the metering, filling and packaging of pasty products
of the food industry, particularly soup paste, having a feed apparatus (3) and associated
metering device (4) with metering elements (19) assigned to the respective product
series, characterised in that the feed apparatus is formed from at least two vane
pumps (3) having rollers (6) which are disposed spaced apart in a product-receiving
housing (1) and are driven in counter-running rotation.
2. Packaging machine according to Claim 1, characterised in that the rollers (6) are
rotatably mounted in the housing (1) and have bars (8) which are guided in the housing
(1) and are adjustable in slots (7) disposed radially therein.
3. Packaging machine according to Claim 2, characterised in that a control device, preferably
in the form of rotating control cams (9), is provided for the adjustment of the bars
(8).
4. Packaging machine according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the rollers
(6) are disposed close to the floor (2) of the housing (1) essentially symmetrically
to an outlet channel (16), preferably of funnel-shaped cross-section, provided in
the floor of the housing (1), which outlet channel is linked to the metering device
(4) by an inlet channel (15) which is preferably likewise of funnel-shaped cross-section.
5. Packaging machine according to Claim 4, characterised in that the metering device
(4) has a control valve (18) situated centrally beneath the inlet channel (15) and
cylinder-piston metering elements (19) situated on both sides thereof.
6. Packaging machine according to one of Claims 1 to 5, characterised in that an additional
conveyor (24) is disposed within the housing (1).
7. Packaging machine according to Claim 6, characterised in that the additional conveyor
(24) for each metering device has a compensating piston (26) which is essentially
vertically adjustable in a guide cylinder (25) fixedly disposed on a wall of the housing
(1) and which reaches into the region of the inlet channel (15) of the metering device
(4).
8. Packaging machine according to Claim 7, characterised in that the compensating piston
(26) is disposed between the spaced-apart rollers (6) and extends through recesses
(28) provided in the free ends of the bars (8) of the rollers (6).
1. Machine d'emballage à multi-passages pour le dosage, le remplissage et l'emballage
de produits pâteux de l'industrie alimentaire, en particulier de pâtes pour la soupe,
avec un dispositif d'alimentation (3) ainsi gu'un dispositif de dosage (4) approprié
avec des éléments de dosage (19) associés aux lignes de produits respectifs, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation est formé d'au moins deux pompes à cellules semi-rotatives
(3) avec des rouleaux (6) disposés à distance l'un de l'autre dans une enceinte (1)
contenant le produit et entraînés en rotation en sens opposé l'un à l'autre.
2. Machine d'emballage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les rouleaux (6) peuvent tourner dans l'enceinte (1) et présentent des palettes (8)
conduites dans l'enceinte (1) et réglables dans des fentes (7) disposées radialement
dans ceux-ci.
3. Machine d'emballage suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'il est prévu un dispositif de commande, de préférence sous la forme de cames de commande
(9) tournantes, pour le réglage des palettes (8).
4. Machine d'emballage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les rouleaux (6) sont disposés à proximité du fond (2) de l'enceinte (1), de façon
sensiblement symétrique par rapport à un canal de sortie (16), ayant de préférence
une section en forme d'entonnoir, disposé dans le fond de l'enceinte (1), qui est
en communication avec le dispositif de dosage (4) par un canal d'entrée (15) ayant
de préférence également une section en forme d'entonnoir.
5. Machine d'emballage suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de dosage (4) présente une vanne de commande (18) située en position
centrale en dessous du canal d'entrée (15) ainsi que des doseurs à cylindre-piston
(19) situés de part et d'autre de celui-ci.
6. Machine d' emballage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un dispositif de transport supplémentaire (24) est disposé à l'intérieur de l'enceinte
(1).
7. Machine d'emballage suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de transport supplémentaire (24) présente pour chaque dispositif de
dosage un piston d'équilibrage (26) coulissant en direction sensiblement verticale
dans un cylindre de guidage (25) fixé à une paroi de l'enceinte (1) et arrivant jusque
dans la région du canal d'entrée (15) du dispositif de dosage (4).
8. Machine d'emballage suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le piston d'équilibrage
(26) est disposé entre les rouleaux (6) placés à distance l'un de l'autre et s'étend
à travers des évidements (28) prévus dans les extrémités libres des palettes (8) des
rouleaux (6).
