DE19734109A1 - Vorrichtung zum Dosieren und Abgeben einer Füllgutmenge in einen getaktet geförderten Verpackungsbehälter - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Dosieren und Abgeben einer Füllgutmenge in einen getaktet geförderten Verpackungsbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der EP 0 630 809 B1 bekannt ge­ worden ist. Die bekannte Vorrichtung hat einen Füllstutzen, der zum Abgeben des Füllgutes in einen zwischen Mitnehmern geförderten Verpackungsbehälter eintaucht. Da der Füllstut­ zen lediglich vertikal, nicht jedoch horizontal beweglich ist, kann das Abgeben des Füllgutes in den Verpackungsbehäl­ ter nur während einer Stillstandsphase des Verpackungsbehäl­ ters bzw. der ihn fördernden Fördereinrichtung erfolgen. Mo­ derne Verpackungsanlagen, beispielsweise zum Abfüllen von gemahlenem Kaffee, haben eine Leistung von circa 150 Packun­ gen pro Minute. Eine derart hohe Leistung läßt sich bei den bekannten Vorrichtungen nur über eine Erhöhung der Anzahl der Dosierer oder über ein stufenweises Befüllen jeweils ei­ ner Teilmenge an mehreren Dosierern erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Dosie­ ren und Abgeben einer Füllgutmenge in einen getaktet geför­ derten Verpackungsbehälter derart weiterzubilden, daß diese bei einer unveränderten Anzahl an Dosiereinrichtungen eine höhere Leistung aufweist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dosieren und Abgeben einer Füllgutmenge in einen getaktet geförderten Verpackungs­ behälter mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 hat den Vorteil, daß der Dosier- und Abgebevorgang des Füllgutes nicht nur auf die Stillstandszeit des Ver­ packungsbehälters bzw. der Fördereinrichtung erfolgt, sondern daß auch Fördertakte des Verpackungsbehälters zwischen zwei Stillstandspositionen ausgenutzt werden. Dadurch läßt sich bei einer unveränderten Anzahl an Dosiereinrichtungen eine höhere Leistung der Vorrichtung erreichen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren und Abgeben einer Füllgutmenge in einem getaktet geförderten Verpackungsbehäl­ ter ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschrei­ bung.

Vorteilhaft ist es, lediglich die Durchgangskammer horizon­ tal beweglich auszubilden, und diese über ein Schlauchstück mit dem Schneckendosierer zu verbinden. Durch die relativ geringe Masse der Durchgangskammer im Verhältnis zur gesam­ ten Dosiereinrichtung ist in diesem Fall nur ein relativ ge­ ringer Antriebsaufwand dafür erforderlich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Dosieren und Abgeben einer Füllgutmenge in einen getaktet geförderten Verpackungsbehäl­ ter in einer Seitenansicht,

Fig. 2 bis 4 die Vorrichtung nach Fig. 1 während ver­ schiedener Arbeitsschritte und Vorderansichten,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Durchgangskammer,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm bezüglich der Arbeitsweise der Vorrichtung und die

Fig. 7 bis 9 die Durchgangskammer nach Fig. 5 während verschiedener Arbeitsschritte.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung 10 dient zum Do­ sieren und Abgeben eines Füllgutes, beispielsweise Kaffee, in Verpackungsbeutel 1. Die im Kopfbereich unverschlossenen Verpackungsbeutel 1, die zuvor beispielsweise auf einer nicht dargestellten Dornradmaschine hergestellt werden, sind zwischen Trennwänden 12, 13 einer taktweise arbeitenden För­ derbecherkette 15 eingesetzt. Die Förderbecherkette 15 för­ dert die Verpackungsbeutel 1 nacheinander unter drei Do­ siereinrichtungen 16, von denen in den Figuren lediglich ei­ ne Dosiereinrichtung 16 dargestellt ist. Die beiden anderen nicht dargestellten Dosiereinrichtungen 16 sind auf dem wei­ teren Förderweg der Verpackungsbeutel 1 angeordnet, so daß eine Dosiereinrichtung 16 jeweils jedem dritten Verpackungs­ beutel 1 in der Förderbecherkette 15 zugeordnet ist und die­ sen vollständig, gegebenenfalls bis auf eine an einem Nach­ dosierer nach zu dosierende geringe Menge, füllt.

Im Bereich jeder Dosiereinrichtung 16 ist unterhalb der För­ derbecherkette 15 jeweils eine Druckluftdüse 17 und in För­ derrichtung betrachtet nachfolgend ein bis in eine Höhe zwi­ schen zwei Trennwände 12, 13 vertikal bewegbarer Boden 18 angeordnet.

Die Dosiereinrichtung 16 umfaßt einen an einer ortsfesten Säule 19 befestigten Schneckendosierer 20, an dessen ober­ halb der Verpackungsbeutel 1 angeordnetem Teil ein flexibles Schlauchstück 21 angesetzt ist. An der den Verpackungsbeu­ teln 1 zugewandten Seite des Schlauchstücks 21 befindet sich eine hülsenförmige Durchgangskammer 22, deren unteres Ende von einem Scherenverschluß 23 mit zwei Abdeckklappen 24 ver­ schließbar ist. Der Scherenverschluß 23 ist an einer Füh­ rungs- und Anschlußplatte 25 an der Durchgangskammer 22 be­ festigt. Die Führungs- und Anschlußplatte 25 ist an einer mit der Förderstrecke der Verpackungsbeutel 1 ausgerichteten Führungsstange 26 zwischen zwei Endlagen verschiebbar. Das Verschieben der Führungs- und Anschlußplatte 25 erfolgt mit­ tels nicht dargestellter, mit dem Antrieb der Förderbecher­ kette 15 synchronisierter Mittel. In der einen Endlage der Führungs- und Anschlußplatte 25 ist die Durchgangskammer 22 mit der Druckluftdüse 17, und in der anderen Endlage mit dem Boden 18 ausgerichtet.

Die einen rechteckigen Querschnitt aufweisende Durchgangs­ kammer 22, die in einer konstanten Höhe oberhalb der Ver­ packungsbeutel 1 angeordnet ist, und die ein Volumen aufweist, die das Abgeben der gesamten Füllmenge in einen Verpackungs­ beutel 1 in einem Dosiervorgang ermöglicht, ist im wesentli­ chen dreiteilig aufgebaut (Fig. 5). Sie hat eine mit der Führungs- und Anschlußplatte 25 verbundene Kopfplatte 30, an die sich ein äußerer Blechmantel 31 mit einem am Innenumfang angeordneten Filtereinsatz 32 anschließt. Die Kopfplatte 30 weist eine Deckplatte 33 auf, an deren Unterseite eine ring­ förmige Zwischenplatte 34 angeordnet ist. Die Zwischenplatte 34 ist von dem Blechmantel 31 und dem Filtereinsatz 32 umfaßt, die beide wiederum mittels eines Außenrings 35 an der Unterseite der Deckplatte 33 befestigt sind. Die Deckplatte 33 und die Zwischenplatte 34 weisen eine gemeinsame, mittige Durchgangsbohrung 36 zum Durchführen des Füllgutes von dem Schlauchstück 21 in den Blechmantel 31 auf. An der dem Blechmantel 31 zugewandten Seite der Zwischenplatte 34 sind in Ausnehmungen Filter 37 eingesetzt, die über in der Zwi­ schenplatte 34 und der Deckplatte 33 ausgebildete erste Boh­ rungen 38 mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle ver­ bunden sind. Ferner sind in der Deckplatte 33 zweite Bohrun­ gen 39 ausgebildet, die in einen Zwischenraum zwischen dem Blechmantel 31 und dem Filtereinsatz 32 münden, und die mit­ tels einer Ventilschaltung mit einer ebenfalls nicht darge­ stellten Unterdruckquelle und der erwähnten Druckluftquelle verbindbar sind.

Die oben beschriebene Vorrichtung 10 arbeitet entsprechend des in der Fig. 6 dargestellten Ablaufplans wie folgt: In der in den Fig. 2 und 8 dargestellten Stillstandsphase der Förderbecherkette 15, in der sich die Durchgangskammer 22 in der mit der Druckluftdüse 17 ausgerichteten Endlage befindet, wird der Verpackungsbeutel 1 durch einen Druck­ luftstoß aus der Druckluftdüse 17 in Richtung der Durch­ gangskammer 22 geblasen. Der Verpackungsbeutel 1 taucht dar­ aufhin mit seiner Öffnung in die Durchgangskammer 22 ein, wobei nahezu gleichzeitig der Scherenverschluß 23 die beiden Abdeckklappen 24 wegschwenkt, so daß der Boden des Verpackungs­ beutels 1 mit der Unterseite der Durchgangskammer 22 bündig abschließen kann. In dieser Position wird der Ver­ packungsbeutel 1 zum Beispiel mittels eines mechanischen Hal­ ters oder mittels an der Durchgangskammer 22 angelegten Saugluft in seiner Lage gegen die Durchgangskammer 22 gesi­ chert, so daß der Verpackungsbeutel 1 nicht von der Durch­ gangskammer 22 abgleiten kann. Während des sich anschließen­ den Fördertakts der Förderbecherkette 15 wird der Ver­ packungsbeutel 1 zusammen mit der Durchgangskammer 22 synchron mit den zugehörigen Trennwänden 12, 13 in Förderrichtung weiterbewegt (Fig. 3). In der nachfolgenden Stillstandspha­ se der Förderbecherkette 15, in der sich die Durchgangskam­ mer 22 in der mit dem Boden 18 ausgerichteten Endposition befindet (Fig. 4 und 9) wird eine zuvor in der Durch­ gangskammer 22 dosierte Füllgutmenge in den Verpackungsbeu­ tel 1 abgegeben. Dies erfolgt dadurch, daß mittels eines Druckluftstoßes durch die ersten Bohrungen 38 die in der Durchgangskammer 22 befindliche, vordosierte Füllgutmenge aus der Durchgangskammer 22 in den Verpackungsbeutel 1 aus­ gestoßen wird. Da beim Ausstoßen des Produktes das Produkt den Verpackungsbeutel 1 auffüllt und absenkt, ohne daß es durch ein Luftpolster gedrückt wird und Luft aus dem Produkt verdrängen muß, kommt es zu einer staubfreien Abfüllung. Beim Abfüllen gleitet der Verpackungsbeutel 1 über den Blechmantel 31 und fällt in Richtung des angehobenen, von der Unterseite des Verpackungsbeutels 1 beabstandeten Bodens 18. Das rückstandslose Abgeben des Füllgutes aus der Durch­ gangskammer 22 wird dadurch unterstützt, daß über die zwei­ ten Bohrungen 39 Druckluft über den Filtereinsatz 32 ausge­ stoßen wird, der einen Luftgleitfilm für das Füllgut an der Durchgangskammerwand bildet. Sobald die gesamte vordosierte Füllgutmenge aus der Durchgangskammer 22 in den Verpackungs­ beutel 1 abgegeben wurde beginnt der Scherenverschluß 23 die beiden Abdeckklappen 24 vor das untere Ende der Durchgangs­ kammer 22 zu schwenken, um die Durchgangskammer 22 nach un­ ten hin dicht abzuschließen.

Wie bereits erwähnt, ist der auf- und abbewegliche Boden 18 in der Übergabephase des Verpackungsbeutels 1 von der Durch­ gangskammer 22 zurück in die Becherförderkette 15 vom Ver­ packungsbeutel 1 beabstandet. Dadurch wird bewirkt, daß der Verpackungsbeutel 1 samt der in ihm befindlichen Füllgutmen­ ge auf den Boden 18 fällt, wodurch eine Verdichtung des Füllgutes in dem Verpackungsbeutel 1 stattfindet. Anschlie­ ßend fährt der Boden 18 in seine unter die Becherförderkette 15 abgesenkte Position zurück, wobei der Verpackungsbeutel 1 wieder zwischen seine ursprünglichen Trennwände 12, 13 ver­ bracht wird.

Ist eine zusätzliche Verdichtung des Füllgutes in dem Ver­ packungsbeutel 1 erwünscht oder erforderlich, so kann das Absenken des Bodens 18 in seine untere Position auch in meh­ reren Teilschritten erfolgen. Insbesondere wird der Boden 18 dabei jeweils mit einer derartigen Geschwindigkeit nach un­ ten beschleunigt und anschließend wieder abgebremst, daß der Verpackungsbeutel 1 jedesmal wieder auf den Boden 18 fällt, wodurch die gewünschte Verdichtung des Füllgutes stattfin­ det.

Während des nachfolgenden eineinhalb Fördertaktes der För­ derbecherkette 15 wird die Durchgangskammer 22 wieder in ih­ re ursprüngliche, mit der Druckluftdüse 17 ausgerichteten anderen Endlage verbracht. In dieser Endlage befindet sich die Durchgangskammer 22 über dem, bezogen auf den zuletzt befüllten Verpackungsbeutel 1, in Förderrichtung nachfolgend dritten Verpackungsbeutel 1. Die beiden dazwischen befindli­ chen Verpackungsbeutel 1 werden, wie bereits erwähnt, von anderen Dosiereinrichtungen 16 befüllt. Während des Zurück­ fahrens der Durchgangskammer 22 von der mit dem Boden 18 ausgerichteten Endposition in die mit der Druckluftdüse 17 ausgerichteten Endposition wird bereits die für das Befüllen des nächsten zugeordneten Verpackungsbeutels 1 vorgesehene Füllgutmenge von dem Schneckendosierer 20 in die Durchgangs­ kammer 22 abgegeben Fig. 7). Anschließend wiederholen sich die Vorgänge wie oben beschrieben.

Ergänzend wird erwähnt, daß es zur Erhöhung der Haltbarkeit des Füllgutes sinnvoll sein kann, den zwischen den Füllgut­ partikeln befindlichen Sauerstoff durch Spülen mit einem inerten Schutzgas zu reduzieren. Dieses Spülen erfolgt vor­ zugsweise während des Dosierens bzw. Abgebens der Füllgut­ menge von dem Schneckendosierer 20 in die Durchgangskammer 22. Es kann jedoch auch darüber hinaus auf den Zeitraum bis zum Abgeben des Füllgutes in den Verpackungsbeutel 1 ausge­ dehnt werden. In diesem Fall können die Bohrungen 38, 39 zum Zu- bzw. Abführen des Schutzgases verwendet werden.

Ferner ist die Erfindung nicht auf den in den in der Fig. 6 dargestellten Ablaufplan beschränkt. So kann das Abgeben und Dosieren des Füllgutes von dem Schneckendosierer 20 in die Durchgangskammer 22 auch erst in dem Augenblick erfolgen, wenn der Verpackungsbeutel 1 sich über der Durchgangskammer 22 befindet. Dies hat den Vorteil, daß dann auf den Scheren­ verschluß 23 verzichtet werden kann, da der Boden des Ver­ packungsbeutels 1 ein vorzeitiges Austreten von Füllgut ver­ hindert. Demgegenüber erfolgt beim zuerst beschriebenen Aus­ führungsbeispiel das Dosieren der Füllgutmenge im Rückhub der Durchgangskammer 22, in der sich der zu befüllende Ver­ packungsbeutel 1 noch zwischen den Trennwänden 12, 13 befin­ det.

Als Nachteil des Dosierens und Abgebens der Füllgutmenge vom Schneckendosierer 20 in die Durchgangskammer 22 bei über der Durchgangskammer 22 übergestülptem Verpackungsbeutel 1 ist anzusehen, daß in diesem Fall ein größerer, in etwa doppelt so großer horizontaler Verschiebeweg der Durchgangskammer 22 erforderlich ist. Dies deshalb, da das Dosieren und Abgeben der Füllgutmenge durch den Schneckendosierer 20 einen rela­ tiv langen Zeitraum benötigt. Dieser Zeitraum, bei dem die Durchgangskammer 22 mit übergestülptem Verpackungsbeutel 1 mit der Förderbecherkette 15 synchron mitbewegt werden muß, beträgt zwei Fördertakte des Verpackungsbeutels 1, also im Verhältnis zum zuerst beschriebenen Vorgehen doppelt so lan­ ge. Ferner steht dann für den Rückhub der Durchgangskammer 22 zwischen ihren beiden Endpositionen (bei größerem Ver­ schiebeweg) nur sehr wenig Zeit zur Verfügung, so daß erheb­ lich größere Beschleunigungen und Verzögerungen für das Bewegen der Durchgangskammer 22, mit entsprechend höherem Antriebsaufwand, erforderlich sind.

Claims (8)

1. Vorrichtung (10) zum Dosieren und Abgeben einer Füllgut­ menge in einen getaktet geförderten Verpackungsbehälter (1), mit einer an dem unteren Ende einer Dosiereinrichtung (20) angeordneten Kammer (22) für die Füllgutmenge, mit einem Mittel (17) zum Relativbewegen des Verpackungsbehälters (1) zur Kammer (22), und mit einer taktweise Verpackungsbehälter (1) zwischen Mitnehmerelementen (12, 13) fördernden För­ dereinrichtung (15), dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (22) horizontal während eines bestimmten Förderwegs des Ver­ packungsbehälters (1) teilweise synchron mit dem Verpackungsbehälter (1) beweglich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kammer (22) und der Dosiereinrichtung (20) ein flexibles Verbindungselement (21) vorgesehen ist, und daß die Dosiereinrichtung (20) ortsfest angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Mittel (17) auf den Verpackungsbehälter (1) einwirkt und diesen vertikal bewegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel eine Druckluftdüse (17) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß unterhalb der Fördereinrichtung (15) ein zwischen die Mitnehmerelemente (12, 13) verfahrbarer, auf- und abbeweglicher Boden (18) zum Verdichten der Füllgutmenge in dem Verpackungsbehälter (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Kammer (22) mit einer Über­ druckquelle verbundene erste Bohrungen (38) zur Unterstüt­ zung des Abgebens der Füllgutmenge von der Kammer (22) in den Verpackungsbehälter (1) ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kammer (22) einen die Füllgutmenge aufnehmenden, hülsenförmigen Mantel (31) mit einem in diesem eingesetzten Filtereinsatz (32) aufweist, und daß der Zwi­ schenraum zwischen dem Mantel (31) und dem Filtereinsatz (32) über wenigstens eine zweite Bohrung (39) mit einer Un­ terdruckquelle verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das dem Verpackungsbehälter (1) zugewandte Ende der Kammer (22) mittels eines Verschlusses (23, 24) verschließbar ist.