Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Verschliesseinrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 7.
Verschliesseinrichtungen für schlauchförmige Verpackungen, insbesonders Würste, bei welchen ein Scherenpaar die gefüllte Wursthülle einschnürt, sich spreizt und dabei einen brätfreien Zopf bildet, an welchem Zopf zwei Verschlussklammern gesetzt werden, sind bekannt und handelsüblich, z.B. der Maschinentyp DKP 15/12 der Firma Hoegger Alpina, Gossau, Schweiz. Diese Verschliesseinrichtungen werden zusammen mit einer Füllvorrichtung für die Wursthülle betrieben, welche ein Synchronisierungssignal (Klipimpuls) an die Verschliesseinrichtung abgibt, um den Antrieb der Verschliesseinrichtung mit der Füllvorrichtung zu synchronisieren. Anstelle von Wurstbrät sind auch andere pastöse Massen so zu verpacken, z.B. Silikone, Kitte, Dichtungsmassen oder Sprengstoff.
Aus der DE-C-2 730 603 ist es bekannt, die Verschliesseinrichtung so zu betreiben, dass deren Antrieb nach dem \ffnen und Entspreizen der Scheren, wenn also der Vorschub des gefüllten Wurststranges erfolgt, nicht bis zum Stillstand verlangsamt wird, sondern nur eine Abbremsung erfährt, sodass der Antrieb durchläuft. Die Fig. 3-5 der DE-C-2 730 603 zeigen diesen Durchlaufbetrieb des Antriebs in einem Drehzahl-/Zeit-Diagramm und zudem die einzelnen Arbeitsschritte der Scheren und der Verschliesswerkzeuge während jeweils eines Arbeitstaktes, d.h. desjenigen Taktes, der durch den Abstand zweier aufeinanderfolgender Klipimpulse gegeben ist. Bei dem durch die DE-C-2 730 603 vorgeschlagenen Betrieb erfolgt die Abbremsung aus einer konstanten Antriebsgeschwindigkeit Umax heraus, die nach der Abbremsung wieder erreicht wird.
Dies ist auch gemäss dem in DE-C-2 730 603 geschilderten Stand der Technik so (Fig. 1 und 2), der sich diesbezüglich nicht vom Durchlaufbetrieb der Fig. 3-5 unterscheidet.
Bei den herkömmlichen Verschliesseinrichtungen bzw. bei deren Betrieb stellt sich das Problem, dass immer höhere Kadenzen gefahren werden sollten, da die Füllmaschinen heute fähig sind, ca. 400 Würste pro Minute zu füllen. Insbesonders bei Würsten mit grösserem Durchmesser ergibt sich das Problem, dass das \ffnen der Scheren nicht lange genug erfolgt, um das Einführen des gefüllten Wurststranges zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bzw. eine Verschliesseinrichtung zu schaffen, bei welchem diese Probleme in verringertem Mass auftreten und bei welchem somit auch grosskalibrige Würste mit hoher Kadenz verarbeitbar sind.
Diese Aufgabe wird beim eingangs genannten Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst bzw. bei der eingangs genannten Verschliesseinrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 7.
Dadurch, dass der Antrieb der Verschliesseinrichtung mit einer nichtkonstanten Antriebsgeschwindigkeit erfolgt, können einerseits die Scheren bei langsamer Antriebsgeschwindigkeit lange geöffnet bleiben, was das Einführen des Wurststranges erleichtert und es kann andererseits durch einen geeigneten Geschwindigkeitsverlauf in den anderen Scheren- und Verschliesswerkzeugbewegungsphasen sichergestellt werden, dass durch die lange Scherenöffnungszeit keine Taktzeitverlängerung notwendig wird, was die Kadenz herabsetzen würde.
Mit anderen Worten, wenn die Taktzeit vorgegeben ist (durch den Füller), so kann durch den nichtkonstant betriebenen Antrieb der Geschwindigkeitsverlauf so erfolgen, dass die Scherenöffnungszeit maximal wird (langsame Geschwindigkeit) und die dort benötigte Zeit kann durch schnellere Geschwindigkeit in den anderen Betriebsphasen kompensiert werden, sodass eine hohe Kadenz bei langer Scherenöffnungszeit möglich wird.
Vorzugsweise wird daher zunächst von der Steuereinrichtung der vom Füller vorgegebene Arbeitstakt ermittelt und nachfolgend wird der nichtkonstante Geschwindigkeitsverlauf so gelegt, dass sich ein vorteilhafter Scherenöffnungsverlauf ergibt.
Besonders bevorzugt ist, wenn der Antrieb der Verschliesseinrichtung durch einen Drehstromservoantrieb erfolgt, was einen im Wesentlichen frei steuerbaren Verlauf der Antriebsgeschwindigkeit ermöglicht. Solche Drehstromservoantriebe sind handelsüblich und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden. Sollwertänderungen des Geschwindigkeitsverlaufes eines solchen Antriebes können dann jeweils durch entsprechende Umprogrammierung der Steuereinrichtung (EPROM-Wechsel) erfolgen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 den Drehzahlverlauf an der die Scherenbewegung bestimmenden Kurvenscheibe einer Verschliesseinrichtung,
Fig. 2 die einzelnen Arbeitsabläufe,
Fig. 3 den Scherenöffnungsverlauf, und
Fig. 4 den Übergang von Taktbetrieb auf Durchlaufbetrieb.
Fig. 1 zeigt in einer ähnlichen Darstellung wie in DE-C-2 730 603 die Drehzahl des Antriebsmotors einer erfindungsgemässen Verschliesseinrichtung über der Zeit. Die Drehzahl des Antriebsmotors ist dabei gleich der Drehzahl an der Kurvenscheibe, welche auf bekannte Weise durch Steuerkurven die Scherenbewegungen und die Bewegungen der Verschliesswerkzeuge bestimmt. Diese Kurvenscheibenantriebe für die Scheren und die Verschliesswerkzeuge sind bekannt und werden daher hier nicht weiter dargestellt. Durch die dargestellte Istwert-Drehzahl an der Kurvenscheibe ergeben sich die in Fig. 2 dargestellten zeitlichen Abläufe für das Einschnüren, Spreizen, \ffnen und Entspreizen der Scheren bzw. für das Verschliessen der Wurst und das \ffnen der Scheren.
Fig. 3 zeigt den entsprechenden Scherenöffnungsverlauf, der sich durch die Überlagerung der nichtkonstanten Antriebsdrehzahlkurve von Fig. 1 und der herkömmlichen Steuerkurve in der Kurvenscheibe für den Scherenöffnungsverlauf ergibt. Dabei ist der Durchmesser der Durchlassöffnung der Scheren während des Arbeitstakts dargestellt. Gegenüber den bekannten Betriebsverfahren, bei welchen ein konstanter Geschwindigkeitsabschnitt gefahren wird, ergibt sich gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren eine Verkürzung des möglichen Arbeitstaktes und damit eine Erhöhung der Kadenz, da die Absenkung der Geschwindigkeit im Bereich des Scherenöffnens, wie sie an sich bereits bekannt ist, durch eine vorherige Erhöhung der Geschwindigkeit kompensiert werden kann.
Insgesamt ergibt sich also die vorteilhafte Möglichkeit der Erhöhung der Kadenz trotz relativ langer \ffnungszeiten der Scheren zur Einführung des Wurststranges. Des Weiteren ergeben sich die an sich bekannten Vorteile des Durchlaufbetriebs weiterhin, nämlich eine kleinere Lärmentwicklung gegenüber dem Taktbetrieb, bei dem bis zum Stillstand abgebremst wird, und eine Schonung der Mechanik durch das Wegfallen der Start/Stop-Schläge.
Vorzugsweise wird der Geschwindigkeitsverlauf im Wesentlichen sinusförmig gewählt, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist. Natürlich wäre auch ein anderer, nicht konstanter Geschwindigkeitsverlauf möglich, bei dem eine erhöhte Geschwindigkeit den Geschwindigkeitsabfall im Bereich der offenen Scheren kompensiert. Vorzugsweise erfolgt der Antrieb einer entsprechenden Verschliesseinrichtung durch einen elektrisch steuerbaren Motor, insbesondere einen Drehstrom-Servoantrieb oder einen Schrittmotor. Solche Antriebe, z.B. ein Drehstrom-Servoantrieb hat den Vorteil, dass sich ihr Geschwindigkeitsverlauf durch eine Steuerung im Wesentlichen frei vorgeben lässt.
Im gezeigten Beispiel wird dem Drehstrom-Servoantrieb eine im Wesentlichen sinusförmige Sollwert-Vorgabe gegeben, welche die in Fig. 1 gezeigte Istwert-Drehzahl des Elektromotors des Drehstrom-Servoantriebes bzw. der mit diesem Motor gekoppelten Kurvenscheibe ergibt.
Vorzugsweise erfolgt die Einstellung des nichtkonstanten Geschwindigkeitsverlaufs durch die Steuereinrichtung der Verschliesseinrichtung selber, wobei die Steuereinrichtung in diesem Fall die Parameter eines vorgegebenen Verlaufs so anpasst, dass dieser Verlauf innerhalb der von der Fülleinrichtung vorgegebenen Taktzeit abgefahren wird.
Bei dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Beispiel der Istwert-Drehzahl des Antriebs erfolgt dies so, dass der Drehstrom-Servoantrieb zunächst während einigen Arbeitstakten gemäss dem herkömmlichen Taktbetrieb gefahren wird, wo die Geschwindigkeit bis auf Null zurückgenommen wird, wie dies z.B. anhand der Fig. 1 der DE-C-2 730 603 erläutert ist, und dass die Verschliesseinrichtung während diesen ersten einigen Arbeitstakten (z.B. während 1 bis 4 Arbeitstakten) die Arbeitstaktzeit ermittelt und daraus den vorteilhaftesten Geschwindigkeitsverlauf für den Durchlaufbetrieb, zu welchem die Verschliesseinrichtung selbsttätig für die nachfolgenden Arbeitstakte wechselt.
In der Fig. 4 sind dazu die ersten beiden Arbeitstakte 1, 2 mit dem herkömmlichen Taktbetrieb der Verschliesseinrichtung gezeigt und der Übergang auf den Durchlaufbetrieb im Arbeitstakt 3 für die nachfolgenden Arbeitstakte. Gezeigt sind ferner die vom Füller abgegebenen Klipimpulse, welche die Arbeitstaktlänge definieren.
Anstelle der dargestellten Ermittlung der Arbeitstakte beim Betriebsbeginn von Füller und Verschliesseinrichtung könnte auch eine Lösung vorgesehen sein, bei welcher die Steuereinrichtung des Füllers vor dem Start der Antriebe von Füller und Verschliesseinrichtung, an die Steuereinrichtung der Verschliesseinrichtung die Taktzeit in digitaler oder analoger Form übermittelt, und dass die Steuereinrichtung der Ver schliessmaschine anhand dieser Taktzeit den vorteilhaften nichtkonstanten Verlauf der Antriebsgeschwindigkeit bestimmt. Auf diese Weise kann bereits im Durchlaufbetrieb gestartet werden.
The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a closing device according to the preamble of claim 7.
Closing devices for tubular packaging, in particular sausages, in which a pair of scissors constricts the filled sausage casing, spreads and forms a sausage-free braid, on which braid two closure clips are placed, are known and customary, e.g. the machine type DKP 15/12 from Hoegger Alpina, Gossau, Switzerland. These closing devices are operated together with a filling device for the sausage casing, which emits a synchronization signal (clip pulse) to the closing device in order to synchronize the drive of the closing device with the filling device. Instead of sausage meat, other pasty masses should also be packaged in this way, e.g. Silicones, putties, sealants or explosives.
From DE-C-2 730 603 it is known to operate the closing device in such a way that its drive after the opening and despreading of the scissors, i.e. when the filled sausage skein is advanced, is not slowed down to a standstill, but only one Braking experiences so that the drive runs. 3-5 of DE-C-2 730 603 show this continuous operation of the drive in a speed / time diagram and also the individual work steps of the scissors and the closing tools during each work cycle, i.e. of the clock which is given by the distance between two successive clip pulses. In the operation proposed by DE-C-2 730 603, braking takes place from a constant drive speed Umax, which is achieved again after braking.
This is also the case according to the prior art described in DE-C-2 730 603 (FIGS. 1 and 2), which in this respect does not differ from the continuous operation of FIGS. 3-5.
The problem with conventional sealing devices and their operation is that higher and higher cadences should be used since the filling machines are now able to fill approx. 400 sausages per minute. Particularly with sausages with a larger diameter, there is the problem that the scissors do not open long enough to allow the filled sausage skein to be inserted.
The invention is therefore based on the object of providing a method of the type mentioned at the outset or a closing device in which these problems occur to a reduced extent and in which large-caliber sausages with high cadence can thus also be processed.
This object is achieved in the method mentioned at the outset by the characterizing features of claim 1 or in the closing device mentioned at the outset by the features of claim 7.
Because the closing device is driven at a non-constant drive speed, the scissors can remain open for a long time at a slow drive speed, which facilitates the insertion of the sausage strand and, on the other hand, it can be ensured by a suitable speed profile in the other scissors and closing tool movement phases that by the long scissor opening time does not require an increase in cycle time, which would reduce the cadence.
In other words, if the cycle time is predefined (by the filler), the speed curve can take place through the non-constantly operated drive in such a way that the scissor opening time becomes maximum (slow speed) and the time required there can be compensated for by faster speed in the other operating phases so that a high cadence is possible with a long opening time.
Therefore, the control device preferably first determines the work cycle specified by the filler and then the non-constant speed curve is set such that an advantageous scissor opening curve results.
It is particularly preferred if the closing device is driven by a three-phase servo drive, which enables a substantially freely controllable course of the drive speed. Such three-phase servo drives are commercially available and do not need to be explained in more detail here. Setpoint changes in the speed profile of such a drive can then be made by reprogramming the control device (EPROM change).
Exemplary embodiments are explained in more detail below with reference to the drawings. It shows
1 shows the speed curve on the cam disc determining the scissor movement of a closing device,
2 the individual work processes,
Fig. 3 shows the scissor opening course, and
Fig. 4 shows the transition from cycle operation to continuous operation.
1 shows, in a representation similar to that in DE-C-2 730 603, the rotational speed of the drive motor of a closing device according to the invention over time. The speed of the drive motor is equal to the speed on the cam, which determines the scissor movements and the movements of the closing tools in a known manner by means of control cams. These cam disk drives for the scissors and the closing tools are known and are therefore not shown further here. The actual value speed shown on the cam disc results in the time sequences shown in FIG. 2 for constricting, spreading, opening and despreading the scissors or for closing the sausage and opening the scissors.
Fig. 3 shows the corresponding scissor opening course, which results from the superposition of the non-constant drive speed curve of Fig. 1 and the conventional control curve in the cam for the scissor opening course. The diameter of the passage opening of the scissors during the work cycle is shown. Compared to the known operating methods, in which a constant speed section is run, the method according to the invention results in a shortening of the possible working cycle and thus an increase in the cadence, since the reduction in speed in the area of the scissor opening, as is known per se, results from a previous increase in speed can be compensated.
All in all, there is the advantageous possibility of increasing the cadence despite the relatively long opening times of the scissors for the introduction of the sausage skein. Furthermore, the advantages of continuous operation, known per se, continue to arise, namely a smaller noise development compared to cyclical operation, in which braking is carried out to a standstill, and protection of the mechanics by eliminating the start / stop strokes.
The speed profile is preferably selected to be essentially sinusoidal, as shown in FIG. 1. Of course, another, non-constant speed curve would also be possible, in which an increased speed compensates for the drop in speed in the area of the open shears. A corresponding closing device is preferably driven by an electrically controllable motor, in particular a three-phase servo drive or a stepper motor. Such drives, e.g. A three-phase servo drive has the advantage that its speed profile can be essentially freely specified by a controller.
In the example shown, the three-phase servo drive is given a substantially sinusoidal setpoint specification, which results in the actual value speed of the electric motor of the three-phase servo drive shown in FIG. 1 or the cam disc coupled to this motor.
The non-constant speed curve is preferably set by the control device of the closing device itself, in which case the control device adjusts the parameters of a specified curve so that this curve is traversed within the cycle time specified by the filling device.
In the example of the actual value speed of the drive shown schematically in FIG. 4, this is done in such a way that the three-phase servo drive is first driven during a few work cycles in accordance with the conventional cycle mode, where the speed is reduced to zero, as is e.g. 1 of DE-C-2 730 603 is explained, and that the closing device determines the working cycle time during these first few work cycles (for example during 1 to 4 work cycles) and from this the most advantageous speed profile for the continuous operation, at which the closing device automatically changes for the subsequent work cycles.
4 shows the first two work cycles 1, 2 with the conventional cycle operation of the closing device and the transition to continuous operation in work cycle 3 for the subsequent work cycles. Also shown are the clip pulses emitted by the filler, which define the working cycle length.
Instead of the illustrated determination of the work cycles at the start of operation of the filler and closing device, a solution could also be provided in which the control device of the filler transmits the cycle time in digital or analog form to the control device of the closing device before the drives of the filler and closing device start, and that the control device of the closing machine determines the advantageous non-constant course of the drive speed on the basis of this cycle time. In this way, you can start in continuous operation.