DE102004059890A1

DE102004059890A1 - Vorrichtung und Verfahren zum schonenden Abfüllen eines stückige Anteile enthaltenden Produkts in Behälter

Info

Publication number: DE102004059890A1
Application number: DE200410059890
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Buchkremer; Christoph Kenn
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: SIG Services AG
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-14
Also published as: TW200628364A; WO2006061198A1

Abstract

Dargestellt und beschrieben sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abfüllen eines stückige Anteile enthaltenden Produkts in Behälter, insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundpackungen, mit einer Zuführleitung (1) zum Zuführen des Produkts, einer Mehrzahl von Dosierkammern (2), welche horizontal verschiebbar sind, um abwechselnd mit der Zuführleitung und mit dem jeweils zu befüllenden Behälter zu fluchten, und mit einem vertikal bewegbaren Stempel zum Ausstoßen des Produkts aus der Dosierkammer (2). Um auch bei empfindlicheren Produkten stets eine zuverlässige Abfüllung zu gewährleisten, wobei die Beschädigung oder gar Zerstörung des Produkts bzw. von Teilen davon minimiert wird und wodurch sich auch der Wartungsaufwand und damit Stillstandszeiten der Vorrichtung reduzieren lassen, ist vorgesehen, dass im Endbereich der Zuführleitung (1) wenigstens eine im Wesentlichen horizontal verfahrbare Abschiebegabel (4, 4') angeordnet ist und dass der Boden (6) der Dosierkammer (2) heb- und senkbar ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abfüllen eines stückige Anteile enthaltenden Produkts in Behälter, insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundpackungen mit einer Zuführleitung zum Zuführen des Produkts, einer Mehrzahl von Dosierkammern, welche horizontal verschiebbar sind, um abwechselnd mit der Zuführleitung und mit dem jeweils zu befüllenden Behälter zu fluchten und mit einem vertikal bewegbaren Stempel zum Ausstoßen des Produkts aus der Dosierkammer.

Aus der DE 195 35 515 A1 ist eine Vorrichtung zur Dosierung fließfähiger Produkte bekannt. Mit dieser bekannten Vorrichtung werden fließfähige Produkte dosiert abgefüllt. Ein Problem bereitet die Abfüllung von Produkten, welche stückige Anteile wie beispielsweise Obst oder Gemüse enthalten. Durch das horizontale Verfahren der Dosierkammer wirken am oberen Ende der Dosierkammer starke Scherkräfte auf das Produkt, welche bei flüssigen oder rieselfähigen Produkten unschädlich sind, jedoch im Produkt enthaltende Stücke zerstören oder gar beschädigen können.

So ist es einerseits unerwünscht, dass durch die Scherbewegung Frucht- oder Gemüseprodukte zerstört werden, da diese die (sichtbare) Qualität des Produkts herabsetzen. Weit schlimmer ist jedoch die Problematik, wenn die stückigen Anteile harte Elemente wie beispielsweise Kerne aufweisen. Denn bei kernhaltigen Produkten lässt es sich nie ganz vermeiden, dass bei ungünstiger Lage durch die Scherbewegung das Produkt und der darin befindliche Kern zerstört werden. Abgefüllte, gesplitterte Kerne stellen jedoch eine Gefahr für den Verbraucher dar, so dass sich stückige Anteile enthaltende Produkte mit der bekannten Vorrichtung nicht zuverlässig abfüllen lassen. Darüber hinaus kann es unter Umständen zum Verklemmen der sich bewegenden Teile kommen, was zu zusätzlichen Wartungsarbeiten und damit verbundenen Stillstandszeiten der Vorrichtung führen kann.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum Abfüllen von stückige Anteile enthaltenden Produkten so auszugestalten und weiterzubilden, dass auch bei empfindlicheren Produkten stets eine zuverlässige Abfüllung gewährleistet ist, wobei die Beschädigung oder gar Zerstörung des Produkts bzw. von Produktteilen minimiert wird und wodurch sich auch der Wartungsaufwand und damit Stillstandszeiten der Vorrichtung reduzieren lässt.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch, dass im Endbereich der Zuführleitung wenigstens eine im wesentlichen horizontal verfahrbare Abschiebegabel angeordnet ist und dass der Boden der Dosierkammer heb- und senkbar ausgeführt ist.

Verfahrensmäßig ist die Aufgabe durch die folgenden Schritte gelöst:

– Anheben des Dosierkammerbodens beim Befüllen der Dosierkammer,
– Verfahren von wenigstens einer Abschiebegabel in den lichten Querschnitt im unteren Bereich der Zuführleitung,
– Absenken des Dosierkammerbodens,
– Transport der Dosierkammer/n über den bzw. die zu befüllenden Behälter und
– Befüllen der/des Behälter/s mit Hilfe eines Ausstoßers.

Die Erfindung hat erkannt, dass eine zuverlässige und schonende Abfüllung dann erreicht werden kann, wenn eine Abschiebegabel sich relativ leicht und sicher durch das stückige Anteile aufweisende Produkt drücken kann und dabei ein Nachrutschen der stückigen Teile verhindert. Dadurch, dass sich gleichzeitig der Boden der Dosierkammer absenkt, wird am oberen Teil der Dosierkammer ein Kopfraum gebildet, so dass die Scherkante nun nicht mehr mit dem Produkt in Verbindung steht, so dass es weder zu einer Beschädigung des Produktes noch von Kernen oder dergleichen kommen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zuführleitung als Fallrohr ausgeführt. Solche Fallrohre sind für sich bekannt und werden meist von senkrecht angeordneten runden oder rechteckigen Rohren gebildet, wobei die Seitenwände häufig flexibel ausgeführt sind. Durch ein punktuelles Einrücken der flexiblen Seitenwände wird eine zuverlässige brückenfreie Beförderung des Produktes zum Fallrohrauslass gewährleistet.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Abschiebegabel mehrere vorne abgerundete Finger aufweist. Der Querschnitt dieser Finger kann dabei bevorzugt rund, jedoch auch eckig ausgebildet sein. Eine besonders produktschonende Behandlung wird dann erreicht, wenn mehrere Abschiebegabeln vorgesehen sind. Diese können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch in unterschiedlichen Richtungen in die Zuführleitung bewegt werden. Dabei ist es auch möglich, dass gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung zwei aufeinander zufahrbare Abschiebegabeln vorgesehen sind.

Des weiteren ist von der Erfindung eine Ausgestaltung umfasst, bei der die Abschiebegabeln in unterschiedlichen horizontalen Ebenen übereinander angeordnet sind. Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung ist wenigstens eine Abschiebegabel auch in vertikaler Richtung bewegbar ausgeführt. Durch die Überlagerung von horizontaler und vertikaler Bewegung läßt sich ein besonders schonendes Eindringen der Finger in das Produkt gewährleisten.

Je nach abzufüllendem Produkt wird die Geometrie und gegebenenfalls die Anzahl der Abschiebegabeln optimal auf die Größe der stückigen Anteile angepasst. Hierbei ist es leicht möglich, die Abschiebegabeln bei einer Produktänderung entsprechend auszutauschen, ohne dass die übrige Vorrichtung verändert werden müsste.

Bei übereinander angeordneten Abschiebegabeln sieht eine weitere Ausbildung der Erfindung vor, dass jede Dosierkammer eine asymmetrisch verlaufende Oberkante aufweist. Durch die asymmetrische Form der Dosierkammer wird die Scherproblematik zusätzlich entschärft.

Bevorzugt weist jede Dosierkammer teleskopartig ineinandergreifende Dosierrohrabschnitte auf. Eine solche Ausgestaltung ist für sich bereits aus der DE 27 46 667 C2 bekannt. Hierdurch ist es möglich, dass sich der Querschnitt der Dosierkammer nach unten vergrößert, welches wiederum zu einem besseren Entleeren und damit zum Vermeiden von Brückenbildungen, Stopfern etc. führt.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Lehre der Erfindung führt der Dosierkammerboden beim Befüllen der Dosierkammer eine oszillierende Bewegung aus. Dabei werden im Fallrohr eventuell entstehende Brücken zerstört und ein störungsfreier Produkttransport gewährleistet, da das Produkt durch die oszillierende Bewegung wieder in die notwendige Bewegung gebracht wird.

Schließlich ist gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung vorgesehen, dass sich der Dosierkammerboden nach dem Absenken oszillierend bewegt. Dadurch wird in der Dosierkammer die Fülldichte vergrößert, indem die Luftzwischenräume im Produkt verkleinert werden. Darüber hinaus lässt sich auf diese Weise die Füllgenauigkeit verbessern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Dosierstellung im Längsschnitt,
2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Füllstellung im Längsschnitt,
3A die Abschiebegabeln der Vorrichtung aus den 1 und 2 in geöffneter Stellung in Draufsicht,
3B die Abschiebegabeln der Vorrichtung aus den 1 und 2 in eingefahrener Stellung in Draufsicht, und
4 einen Ausschnitt der Seitenansicht der Abschiebegabel aus 3B in Richtung des Pfeils IV.
In den 1 und 2 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Zuführleitung für ein Produkt P ist dabei als Fallrohr 1 ausgeführt. Unter dem Fallrohr 1 ist eine Dosierkammer angeordnet, welche in der dargestellten und bevorzugten Ausführung aus drei Dosierrohrabschnitten 2A, 2B und 2C besteht. Man erkennt, dass die Dosierrohrabschnitte 2A und 2B teleskopartig ineinander greifen. Dadurch erweitert sich der Querschnitt des Dosierrohres 2 nach unten hin. Das Dosierrohr 2 ist auf einer Verfahreinrichtung 3 dargestellt, welche eine horizontale Bewegung von einer Dosierstellung in eine Füllstellung ausführen kann, auch wenn hierfür kein Antrieb dargestellt ist.
Erfindungsgemäß sind im unteren Bereich des Fallrohres 1 nun zwei Abschiebegabeln 4 und 4' vorgesehen, welche aufeinander zufahren können, um ein Nachrutschen von weiterem Produkt zu verhindern. Angetrieben werden die Abschiebegabeln 4, 4' von jeweils einem nur schematisch dargestellten Antrieb 5 bzw. 5'. Der Antrieb kann dabei pneumatisch, elektromagnetisch, oder mittels Nockenwelle, Kurvenscheibe, Linearantrieb oder Ziehkeil erfolgen. Im dargestellten und insofern bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Antriebe 5, 5' als Linearantriebe ausgeführt.
Nachdem die Abschiebegabeln 4, 4' die in 1 und 2 gezeigte (zusammengefahrene) Stellung erreicht haben, wird der Boden 6 der Dosierkammer in die in 2 gezeigte Stellung abgesenkt, wodurch im oberen Bereich der Dosierkammer ein produktfreier Kopfraum entsteht. Auch hier erfolgt die Bewegung des Bodens 2 über einen Linearantrieb 7, welcher bevorzugt sowohl in seiner angehobenen als auch in seiner abgesenkten Stellung eine oszillierende Bewegung ausübt, um das Problem der Brückenbildung sowohl im Fallrohr 1 als auch in der Dosierkammer zu minimieren. Der Boden 6 der Dosierkammer kann dabei als Lochblech ausgeführt sein, wenn das Produkt P stückig oder ausschließlich stückige Anteile umfasst und die abzufüllende Flüssigkeit erst in einem weiteren Schritt in den zu befüllenden Behälter B gefüllt wird.
Nachdem sich der Boden 6 der Dosierkammer 2 abgesenkt hat, verfährt die Dosierkammer mittels der Verfahreinrichtung 3 in horizontaler Richtung über den (nur angedeuteten) Behälter B, und das Produkt P fällt in den Behälter B, wobei zur Vermeidung von Produktresten in der Dosierkammer von oben ein (ebenfalls nur angedeuteter) Ausstoßer 8 in Richtung des in 2 dargestellten Pfeils in die Dosierkammer fährt, um diese zuverlässig vollständig zu entleeren.
Die 3A und 3B zeigen verschiedene Ausführungsformen von Abschiebegabeln 4, 4'. Man erkennt hier einzelne Finger 10, 10', welche einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen können. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung, wie sie in 3A in der geöffneten Stellung und in 3B in der in den Querschnitt des Fallrohrs hinein ragenden Stellung dargestellt ist, fahren die Abschiebegabeln 4, 4' aufeinander zu und bilden dadurch ein engmaschiges „Gitter" im Bereich des unteren Fallrohres 1, wodurch ein Nachrutschen von Produkt zuverlässig vermieden werden kann. Man erkennt, dass die Antriebe 5 und 5' gegenläufig ausgestaltet sind, so dass ein gleichmäßiges Aufeinanderzubewegen der einzelnen Finger 10 bzw. 10' jeder Abschiebegabel 4 bzw. 4' erreicht wird.
Während in den 1 und 2 der Antrieb 5 für die Abschiebegabel 4 in Seitenansicht gezeigt ist, zeigt der Ausschnitt gemäß 4 den Antrieb 5' für die Abschiebegabel 4'. Man erkennt ein nicht näher bezeichnetes Gelenk, mit dem der äußere Rahmen der Abschiebegabel 4' um die Abschiebegabel 4 herum bis zu den Fingern 10' reicht, wie aus den 3A und 3B ersichtlich. Die Gelenke sind dabei von jeweils zwei miteinander fluchtenden Bolzen 11 gebildet, von denen in 3A nur die oberen mit Bezugszeichen versehen sind. Aus den 1 und 2 geht hervor, dass die Bolzen des nicht näher bezeichneten äußeren Rahmens der Abschiebegabel 4' in Augen 12, welche mit den Fingern 10' verbunden sind, gelagert sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass die Finger 10' der Abschiebegabel 4' nicht nur horizontal in den dargestellten, jedoch nicht näher bezeichneten Führungen verschiebbar sind, sondern dass mittels eines weiteren Linearantriebes 9 eine Vertikalbewegung der Finger 10' erreicht werden kann, welche die horizontale Bewegung überlagert. Dazu ist im Gehäuse der Vorrichtung ein entsprechender Freiraum vorgesehen, so dass die Finger 10' in ihrer unteren (nicht dargestellten) Stellung in der gleichen horizontalen Ebene wie die Finger 10 der Abschiebegabel 4 liegen, aus dieser heraus jedoch parallel nach oben angehoben werden können. Auch hier läßt sich durch eine entsprechende oszillierende Bewirkung ein äußerst „vorsichtiges" Eindringen der Finger 10' in das Produkt P erreichen.

Claims

Vorrichtung zum Abfüllen eines stückige Anteile enthaltenden Produkts in Behälter, insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundpackungen mit einer Zuführleitung zum Zuführen des Produkts, einer Mehrzahl von Dosierkammern, welche horizontal verschiebbar sind, um abwechselnd mit der Zuführleitung und mit dem jeweils zu befüllenden Behälter zu fluchten und mit einem vertikal bewegbaren Stempel zum Ausstoßen des Produkts aus der Dosierkammer, dadurch gekennzeichnet, dass im Endbereich der Zuführleitung wenigstens eine im wesentlichen horizontal verfahrbare Abschiebegabel (4, 4') angeordnet ist und dass der Boden (6) der Dosierkammer (2) heb- und senkbar ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung als Fallrohr (1) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abschiebegabel (4, 4') mehrere vorne abgerundete Finger (10, 10') aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Finger (10, 10') der Abschiebegabel/n (4, 4') rund ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Finger eckig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abschiebegabeln (4, 4') vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschiebegabeln (4, 4') in unterschiedlichen Richtungen in die Zuführleitung bewegt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei aufeinander zufahrbare Abschiebegabeln (4, 4') vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschiebegabeln (4, 4') in unterschiedlichen horizontalen Ebenen angeordnet und verfahrbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abschiebegabel (4') auch in vertikaler Richtung bewegbar ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Abschiebegabeln (4, 4') auf das abzufüllende Produkt abgestimmt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dosierkammer (2) eine asymmetrisch verlaufende Oberkante aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dosierkammer (2) teleskopartig ineinandergreifende Dosierrohre (2A, 2B) aufweist.
Verfahren zum Abfüllen eines stückige Anteile enthaltenden Produkts in Behälter, insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundpackungen, bei dem das Produkt abwechselnd zunächst durch eine Zuführleitung in Dosierkammern und dann von dort in den jeweils zu befüllenden Behälter abgefüllt wird, mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Anheben des Dosierkammerbodens beim Befüllen der Dosierkammer, – Verfahren von wenigstens einer Abschiebegabel in den lichten Querschnitt im unteren Bereich der Zuführleitung, – Absenken des Dosierkammerbodens, – Transport der Dosierkammer/n über den bzw. die zu befüllenden Behälter und – Befüllen der/des Behälter/s mit Hilfe eines Ausstoßers.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierkammerboden beim Befüllen der Dosierkammer/n eine oszillierende Bewegung ausführt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierkammerboden nach dem Absenken der Dosierkammer/n eine oszillierende Bewegung ausführt.