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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Überziehen
von Nahrungsmittelartikeln mit fließfähigen pastösen Massen, mit einem die Nahrungsmittelartikel
fördernden Gitterband,
dessen förderaktiver
Trum an einer Rütteleinrichtung
vorbeigeführt
ist, wobei die Rütteleinrichtung
quer zur Förderrichtung
des Gitterbandes verlaufende Querstreben aufweist, mittels denen
das Gitterband auf- und abbewegbar ist.
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Eine
derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift
EP 1 050 261 B1 bekannt.
Diese Vorrichtung dient dazu, Nahrungsmittelartikel, wie beispielsweise
Riegel, Kekse oder Kuchenkörper,
teilweise oder vollständig
mit kakaobutterhaltigen oder ähnlichen
fetthaltigen Massen, insbesondere mit Schokolade, zu überziehen.
Hierzu werden die Artikel, die auf dem Gitterband aufliegen und
mit diesem in Förderrichtung
gefördert
werden, durch einen Schleier aus pastöser Masse geführt, der je
nach Wunsch die Oberfläche
und die vertikalen Seiten der einzelnen Artikel trifft und somit
die Artikel mit der pastösen
Masse überzieht.
Zusätzlich
sind in der Regel Vorkehrungen getroffen, um auch die Unterseite
der Nahrungsmittelartikel mit der pastösen Masse zu überziehen.
Im Anschluss an das Überziehen
ist es aber erforderlich, überschüssige pastöse Masse
von den Artikeln zu entfernen, insbesondere um diesen ein einheitliches
und ansprechendes optisches Erscheinungsbild zu verleihen. Zu diesem Zweck
sieht die vorstehend genannte europäische Patentschrift eine Rütteleinrichtung
vor, bei der das Gitterband und die auf diesem aufliegenden Nahrungsmittelartikel über auf-
und abbewegbare Querstreben geführt
werden. Die oszillierende Auf- und Abbewegung der Querstreben wird
mit Nockenscheiben mit geometrisch festgelegten Exzenterkurven erreicht,
die jeweils über
eine gefederte Stößelanordnung
mit einer zugeordneten Querstrebe gekoppelt sind. Die Nockenscheiben
werden über
einen gemeinsamen Antrieb drehangetrieben, wobei sich ihre Exzenterkurven
phasenversetzt zueinander drehen und somit zu einer phasenversetzt
oszillierenden Hubbewegung der in Förderrichtung aufeinanderfolgenden
Querstreben führen.
Diese oszillierende Hubbewegung der einzelnen Querstreben wird auf das
Gitterband übertragen
und sorgt so für
eine Rüttelbewegung
im Bereich der Rütteleinrichtung,
so dass überschüssige pastöse Masse
von den Lebensmittelartikeln abgeschüttelt wird, ohne dass diese sich
in unerwünschter
Weise auf dem Gitterband verlagern.
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Es
hat sich trotz der bereits guten Funktionsweise der Vorrichtung
gemäß diesem
Stand der Technik gezeigt, dass die Anordnung hinsichtlich der Einstellung
der Rüttelbewegung
stark eingeschränkt ist.
Aufgrund der geometrisch festgelegten Exzenterkurven lässt sich
beispielsweise die Amplitude der oszillierenden Hubbewegung kaum
mehr beeinflussen. Lediglich die Drehgeschwindigkeit der Nockenscheiben
bietet eine Möglichkeit
zur Beeinflussung der Rüttelbewegung.
Darüber
hinaus nimmt das Gitterband keine definierte Nulllage ein. Dies
liegt daran, dass die Nockenscheiben phasenversetzt zueinander angeordnet
sind und somit die den einzelnen Nockenscheiben zugeordneten Querstreben
zu jedem Zeitpunkt unterschiedliche Auslenkungen gegenüber einer
fiktiven Nulllage des Gitterbandes haben. Schließlich ist noch zu erwähnen, dass
sich für
eine substantielle Veränderung
der Rüttelbewegung
zwar die Nockenscheiben durch andere Nockenscheiben mit Exzenterkurven
anderer Geometrie ersetzen lassen. Dies ist jedoch mit erheblichem
Montageaufwand verbunden. Ferner weist diese Anordnung eine Vielzahl
mechanischer Komponenten auf, die aufwendig zu reinigen sind.
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Als
weiterer Stand der Technik wird ferner auf
DE 38 39 440 C1 verwiesen.
Auch aus diesem Dokument ist eine Überziehmaschine für Lebensmittelartikel
bekannt, wobei statt Nockenscheiben als Zahnräder ausgebildete Rüttelräder verwendet
werden, die eine Gruppe von Querstreben in eine Rüttelbewegung
versetzen. Auch für
diese Anordnung gelten die vorstehend bezüglich
EP 1 050 216 B1 genannten
Nachteile. Ferner hat diese Anordnung den weiteren Nachteil, dass
eine individuelle Einstellung der oszillierenden Hubbewegung der
Querstreben nicht möglich
ist, da jeweils eine Gruppe von Querstreben mittels ein und demselbem
Rüttelrad
angesteuert wird.
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Auch
aus
DE 42 41 610 A1 ist
eine Rütteleinrichtung
bekannt, bei der eine Hubschienenanordnung über Nockenscheiben oszillierend
auf- und abbewegt wird.
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Schließlich wird
noch auf den Stand der Technik gemäß
DE 37 34 626 C1 verwiesen,
der einen Rütteltisch
beschreibt, bei dem mit Schokoladenmasse gefüllte Gießformen über fest installierte zueinander
versetzte Rüttelelemente
geführt
werden.
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Die
vorstehend geschilderten aus dem Stand der Technik bekannten Rütteleinrichtungen
erreichen die Rüttelbewegung
allesamt durch den Einsatz mechanischer Komponenten mit vorgegebenen
geometrischen Formen, so dass die sich ergebende oszillierende Hubbewegung – wenn überhaupt – nur in
beschränktem
Umfang einstellbar ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass beim Überziehen
von Nahrungsmittelarti keln mit fließfähigen pastösen Massen in Abhängigkeit
verschiedener Faktoren, wie beispielsweise der Beschaffenheit der
verwendeten pastösen
Masse, der Eigenschaften des zu erzielenden Überzugs etc., eine bessere
Einstellung der Rüttelbewegung wünschenswert
ist.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen,
die eine höhere
Flexibilität
bei der Einstellung der oszillierenden Hubbewegung bereitstellt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art
gelöst,
bei der die Rütteleinrichtung
wenigstens ein fluidisch ansteuerbares Betätigungsorgan aufweist, das
mit einer der Querstreben gekoppelt ist und nach Maßgabe der
fluidischen Ansteuerung die zugeordnete Querstrebe verlagert.
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Erfindungsgemäß wird demnach
die oszillierende Auf- und Abbewegung einer einzelnen Querstrebe
nicht durch die Verwendung eines mechanischen Bauteils erreicht,
dessen geometrische Form direkten Einfluss auf den Verlauf der Auf-
und Abbewegung des Gitterbandes hat. Vielmehr wird bei der Erfindung
ein Betätigungsorgan
verwendet, welches fluidisch ansteuerbar ist und nach Maßgabe von
Parametern seiner fluidischen Ansteuerung die Querstrebe verlagert
und damit eine korrespondierende Bewegung des die Querstrebe kontaktierenden
Gitterbandes bewirkt. Ein fluidisch ansteuerbares Betätigungselement
erlaubt, wie im Folgenden noch ausführlich geschildert werden wird,
eine wesentlich flexiblere Einstellung, insbesondere hinsichtlich
der Amplitude, der Frequenz, der Schlagintensität, der oszillierenden Auf- und Abbewegung,
und darüber
hinaus noch eine größere Flexibilität hinsichtlich
einer unterschiedlichen Ansteuerung aufeinanderfolgender Querstreben.
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Wenn
im Zusammenhang mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung
von einer "fluidischen" Ansteuerung die
Rede ist, so bedeutet dies, dass sowohl die Verwendung von pneumatisch
ansteuerbaren Betätigungsorganen
als auch die Verwendung von hydraulisch ansteuerbaren Betätigungsorganen
von der Erfindung mit umfasst sind.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass einer Mehrzahl von Querstreben
jeweils wenigstens ein fluidisch ansteuerbares Betätigungsorgan,
vorzugsweise jeweils zwei fluidisch ansteuerbare Betätigungsorgane,
zugeordnet ist bzw. sind. Obgleich in Einzelfällen bereits eine hinreichende
Rüttelwirkung
mit lediglich einer das Gitterband kontaktierenden Querstrebe erreicht
werden kann, ist es vorteilhaft eine Reihe von in Förderrichtung
aufeinanderfolgenden Querstreben zu verwenden, die über jeweils
diesen zugeordnete Betätigungsorgane
auf- und abbewegbar sind. Eine besonders hohe Flexibilität bei der
Ansteuerung erreicht man dann, wenn einzelnen Querstreben sogar
jeweils zwei fluidisch ansteuerbare Betätigungsorgane zugeordnet werden und
zwar jeweils eine an den Enden der Querstrebe. Dadurch lässt sich
besonders exakt über
die gesamte Länge
der Querstrebe eine gleichmäßige Auf-
und Abbewegung erreichen und es können unerwünschte Verkippungseffekte vermieden
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, dass das fluidisch ansteuerbare Betätigungsorgan
nach Maßgabe
seines aktuellen Befüllungszustands
mit Steuerfluid unterschiedliche Längen aufweist. Die Veränderung
der Länge
des fluidisch ansteuerbaren Betätigungsorgans
nach Maßgabe
seines aktuellen Befüllungszustandes
lässt sich
in einfacher Weise für
eine Realisierung einer oszillierenden Hubbewegung einzelner Querstreben
erreichen. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass das fluidisch
ansteuerbare Betätigungsorgan
ein elastisches Schlauchelement aufweist, das sich bei zunehmender
Befüllung
(Aufpumpen) mit Steuerfluid nach Maßgabe seines aktuellen Befüllungszustands
in Richtung seiner Längserstreckung
zusammenzieht, weil es sich in Richtung orthogonal zu seiner Längserstreckung
aufweitet. Die Verkürzung
des Betätigungsorgans
kann beispielsweise erfindungsgemäß derart genutzt werden, dass die
Querstrebe aus einer Nullstellung heraus verlagert wird, beispielsweise
abgesenkt oder angehoben wird. Diese Querstrebenbewegung überträgt sich dann
entsprechend auf das Gitterband und sorgt für die Rüttelbewegung.
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Eine
Ausführungsvariante
der Erfindung sieht vor, dass das Betätigungsorgan mit seinem einen
Ende an einem Vorrichtungsgehäuse
festgelegt ist und mit seinem entgegengesetzten Ende mit einem gegenüber dem
Vorrichtungsgehäuse
schwimmend gelagerten Endabschnitt der Querstrebe gekoppelt ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Querstrebe im Bereich
ihrer schwimmenden Lagerung über
eine Federanordnung gegenüber
dem Vorrichtungsgehäuse gelagert
ist, wobei die Querstrebe bei einer fluidischen Ansteuerung eines
ihr zugeordneten Betätigungsorgans
unter Deformation der Federanordnung auslenkbar ist. Dadurch wird
erreicht, dass sich die Querstrebe nach einer Auslenkung unter Wirkung der
Federanordnung selbsttätig
in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt
und solange in dieser Ausgangsstellung verbleibt, bis eine erneute
fluidische Ansteuerung des Betätigungsorgans,
insbesondere eine Längenänderung
des Betätigungsorgans,
erfolgt. Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass die Federanord nung
durch entsprechende Einstellmechanismen in ihrer Vorspannung sowie
in ihrer Ausgangslage verstellbar ist. Ferner sei darauf hingewiesen,
dass durch die Federanordnung eine definierte Nullstellung des Gitterbandes
erreichbar ist, da die Federanordnung immer dann, wenn keine fluidische Ansteuerung
des Betätigungsorgans
erfolgt, die Querstrebe in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt. Im
Unterschied zu den eingangs diskutierten mechanisch realisierten
Rüttelbewegungen
kann also in einem Ruhezustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Gitterband
eine definierte Ruhelage einnehmen, was insbesondere bei der Einstellung
der Vorrichtung auf spezifische Nahrungsmittelartikel und die mit
diesen durchzuführenden Überziehaufgaben vorteilhaft
ist.
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Wir
bereits angedeutet, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Einstellmechanismus
zur Veränderung
des Niveaus des Gitterbandes über
einer Querstrebe in einer Nullstellung umfassen, in der keines der
der Querstrebe zugeordneten Betätigungsorgane
fluidisch angesteuert ist.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Auslenkung der Querstrebe
gegenüber
dem Vorrichtungsgehäuse
durch einen, vorzugsweise an dem Vorrichtungsgehäuse festgelegten, Anschlag begrenzt
ist. Durch diese Maßnahme
lassen sich beispielsweise durch Fehleinstellungen bedingte übermäßig große Amplituden
der oszillierenden Hubbewegung vermeiden. Diese Maßnahme dient
ferner zur Unterdrückung
von unerwünschten
Resonanzeffekten. Vorteilhafterweise sieht die Erfindung in diesem
Zusammenhang vor, dass die Position des Anschlags gegenüber dem
Vorrichtungsgehäuse
einstellbar ist. Ferner kann ein Dämpfer vorgesehen sein, der
zwischen dem Anschlag und dem mit diesem in Kontakt tretenden Abschnitt
der Querstrebe angeordnet ist. Dadurch wird ein produktspezifisches Aufsetzen
der Querstreben am Anschlag erreicht. Ferner können je nach zu überziehenden
Lebensmittelartikeln und Anforderungen der durchzuführenden Überziehaufgabe
auch unterschiedlich beschaffene Dämpfer verwendet werden, beispielsweise
Dämpfer mit
größerer oder
weniger großer
Shore-Härte.
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Hinsichtlich
der Ansteuerung des Betätigungsorgans
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass es in einem Fluidkreis angeordnet ist und über eine Steuerventilanordnung
fluidisch ansteuerbar ist. Die Steuerventilanordnung kann in Schaltzustände bringbar
sein, die ein Befüllen,
ein Aufrechterhalten des aktuellen Befüllungszustands und ein Entleeren
des Betätigungsorgans
ermöglichen.
Um eine exakte Einstellung der oszillierenden Hubbewegung je nach
Bedarf in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Einsatzfall zu ermöglichen, sieht eine Weiterbildung der
Erfindung vor, dass die Steu erventilanordnung eine Serienschaltung
zweier Schnellschaltventile aufweist, wobei die beiden Schnellschaltventile
in einer aktivierten Auslenkstellung jeweils eine fluidische Verbindung
zwischen einer Druckquelle und dem Betätigungsorgan vorsehen, wobei
weiter das dem Betätigungsorgan
nahe erste Schnellschaltventil in seiner Nullstellung das Betätigungsorgan
fluidisch verschließt
und wobei das das dem Betätigungsorgan ferne
zweite Schnellschaltventil in seiner Nullstellung ein Entleeren
des von dem ersten Schnellschaltventil kommenden Leitungsabschnitts
ermöglicht.
Die Verwendung einer Serienschaltung zweier Schnellschaltventile,
die jeweils nur zwei Schaltstellungen aufweisen, hat den Vorteil,
dass die Schaltzeiten und damit die Ansprechzeiten des Fluidkreises
minimiert werden können.
Es ist jedoch gleichermaßen
möglich,
die Serienschaltung der beiden Schnellschaltventile durch ein Schaltventil
mit drei Schaltstellungen zu ersetzen, das die vorstehend genannten Schaltzustände Befüllen, Aufrechterhalten
des Füllzustands
und Entleeren mit hinreichend kurzen Schaltzeiten ermöglicht.
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Hinsichtlich
der Serienschaltung zweier Schnellschaltventile sieht eine Weiterbildung
der Erfindung vor, dass als Steuerfluid Luft verwendet wird und
dass das zweite Schnellschaltventil in seiner Nullstellung den von
dem ersten Schnellschaltventil kommenden Leitungsabschnitt mit der
Atmosphäre verbindet.
Diese Ausgestaltung betrifft pneumatische Betätigungsorgane, was den Vorteil
einer einfachen Entleerung der Betätigungsorgane in die Atmosphäre aufweist.
Darüber
hinaus ist anzumerken, dass aufgrund der Verwendung der Erfindung
im Bereich der Nahrungsmittelherstellung die pneumatische Ansteuerung
des Betätigungsorgans
gegenüber
einer hydraulischen aus Hygienegründen vorzuziehen ist, wenngleich
die Funktionsweise sowohl bei pneumatischer als auch hydraulischer
Ansteuerung vergleichbar gut ist.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Fluidkreis ein Rückschlagventil
aufweist, das ein Entleeren des Betätigungsorgans an einem Ende,
vorzugsweise an dem am Vorrichtungsgehäuse festgelegten Ende, blockiert
jedoch ein Befüllen an
diesem Ende zulässt.
Dadurch kann sich das Betätigungsorgan
definiert und weitgehend frei von störenden Schwingungseffekten
in seine Ausgangslage zurückbewegen.
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Ferner
kann hinsichtlich des Fluidkreises bei einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein, das den maximalen
Fluiddruck in dem Fluidkreis begrenzt.
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Wie
vorstehend mehrfach angedeutet, gibt es verschiedene Parameter,
die zur Steuerung der Rüttelbewegung
beeinflusst werden können.
Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass die Auf- und Abbewegung
des Gitterbandes wahlweise durch Bestimmung
- (i)
der Hubauslenkung wenigstens einer der Querstreben gegenüber einer
Nullstellung anhand der Befüllung
des jeweiligen Betätigungsorgans oder/und
- (ii) der Frequenz der Veränderung
des Füllzustands
des jeweiligen Betätigungsorgans oder/und
- (iii) des zeitlichen Verlaufs des Füllzustands des jeweiligen Betätigungsorgans
oder/und
- (iv) des Phasenversatzes der Befüllung und Entleerung von aufeinander
folgenden Querstreben zugeordneten Betätigungsorganen einstellbar
ist.
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Die
Hubauslenkung eines einzelnen Gitterstabs kann also durch unterschiedlich
starke Befüllung
und damit in Abhängigkeit
von dem Druckniveau in dem Betätigungsorgan
beeinflusst werden. Je stärker
die Befüllung,
das heißt
je höher
der Druck, desto stärker
ist auch die Längenveränderung
des Betätigungsorgans,
insbesondere dessen Kürzung.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass vorzugsweise durch den vorstehend
bereits angesprochenen Anschlag der Hubauslenkung (Amplitude) der
Querstreben jeweils Grenzen gesetzt werden können. Bei der eingangs diskutierten
mechanisch realisierten Rüttelbewegung
gemäß dem Stand
der Technik lässt
sich die Amplitude der oszillierenden Hubbewegung allenfalls durch
Auswechseln der dort verwendeten geometrischen Körper, insbesondere Nockenscheiben oder
Rüttelzahnräder, verändern.
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Die
Frequenz der Veränderung
des Füllzustands
lässt sich
durch Verändern
der Zeiträume
einstellen, in denen einzelne Füllzustände bzw.
Entleerungszustände
aufrechterhalten werden. Diesbezüglich
besteht auch ein Zusammenhang mit der weiteren Möglichkeit zur Beeinflussung
der Rüttelbewegung,
nämlich
der Veränderung
des zeitlichen Verlaufs des Füllzustands,
wobei diese Einflussmöglichkeit
ferner auch durch die Befüll-
und Entleergeschwindigkeit beeinflussbar ist.
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Schließlich sei
darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine beliebige
Einstellung des Phasenversatzes bei der fluidischen Ansteuerung
verschiedener Betätigungsorgane
ermöglicht,
die unterschiedlichen Querstreben zur Erlangung einer phasenversetzten
Rüttelbewegung
parallel zur Förderrichtung
zugeordnet sind.
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Vorzugsweise
sieht die Erfindung hinsichtlich der geometrischen Anordnung der
Rütteleinrichtung vor,
dass das wenigstens eine Betätigungsorgan
zusammen mit der Querstrebe unterhalb des förderaktiven Trums der Rütteleinrichtung
angeordnet ist. Erfindungsgemäß kann,
wie ausführlich
in
EP 1 050 216 B1 erläutert, ferner
vorgesehen sein, dass die Querstreben außerhalb des Überziehraums,
das heißt
außerhalb
des Bereichs, in dem das Gitterband die Querstreben kontaktiert,
einzeln gelagert sind.
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Ferner
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass die Vorrichtung eine bezüglich
der Bewegungsrichtung des Gitterbandes vor der Rütteleinrichtung liegende Überziehstation,
gegebenenfalls ein zwischen Überziehstation
und Rütteleinrichtung angeordnetes
Gebläse
und gegebenenfalls eine nach der Rütteleinrichtung angeordnete
Bodenabstreicherwalze aufweist.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung
zum Überziehen von
Nahrungsmittelartikeln mit fließfähigen pastösen Massen
der vorstehend beschriebenen Art, umfassend die Schritte:
- A) Auslenken wenigstens einer Querstrebe durch fluidisches
Befüllen
des wenigstens einen Betätigungsorgans,
- B) Aufrechterhalten des in Schritt A) erreichten Füllzustands über einen
vorbestimmten Zeitraum,
- C) Zurückbewegen
der wenigstens einen Querstrebe durch Entleeren des in Schritt A)
fluidisch befüllten
Betätigungsorgans
und
- D) Aufrechterhalten des in Schritt C) erreichten Füllzustands über einen
vorbestimmten Zeitraum.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren beispielhaft
erläutert.
Es stellen dar:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überziehen von
Nahrungsmittelartikeln;
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2 eine
vergrößerte Detailansicht
der Rütteleinrichtung
gemäß der in 1 mit
II-II gezeigten Blickrichtung;
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3 eine
Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie III-III aus 2;
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4 eine
Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie IV-IV aus 2;
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5 eine
Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie V-V aus 2;
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6 eine
schematische Darstellung des Fluidkreislaufs zur Ansteuerung zweier
ein und derselben Querstrebe zugeordneten Betätigungsorgane;
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7 ein
Zustandsdiagramm, das den Verlauf der Ventilansteuerung eines Betätigungsorgans und
den Verlauf der Amplitude einer diesem Betätigungsorgan zugeordneten Querstrebe über der
Zeit angibt und
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8 ein
gegenüber 7 abgewandeltes Zustandsdiagramm.
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In 1 ist
eine Vorrichtung zum Überziehen von
Nahrungsmittelartikeln mit fließfähigen pastösen Massen
in schematischer Darstellung gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet.
Diese umfasst ein Gehäuse 12,
das fest auf einem Untergrund aufsteht. In dem Gehäuse 12 ist
ein umlaufendes endloses Gitterband 14 geführt, wobei
einzelne Führungs-
und Antriebsrollen nicht gezeigt sind. Das Gitterband 14 weist
ein oberes Trum 16 auf, auf dem einzelne Lebensmittelartikel
aufliegen und in Richtung des Pfeils P gefördert werden. Zur Vereinfachung
der Darstellung ist lediglich ein Lebensmittelartikel 18 repräsentativ
dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist eine Überziehstation 20 auf,
in der die Lebensmittelartikel 18 an der Oberseite und
an der Unterseite mit einer fließfähigen pastösen Masse, beispielsweise mit Schokolade, überzogen
werden. In Förderrichtung
P der Vorrichtung 10 schließt sich an die Überziehstation 20 ein
Gebläse 22 zum
Abblasen von überschüssiger pastöser Masse
von den Lebensmittelartikeln 18 an. Im Anschluss an das
Gebläse 22 folgt
eine Rütteleinrichtung,
die in 1 allgemein mit 24 bezeichnet ist und
im Folgenden mit Bezug auf die 2 bis 8 näher erläutert wird.
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Die
Rütteleinrichtung 24 versetzt
den oberen Trum 16 des Gitterbandes 14 in eine
Rüttelbewegung,
um überschüssige pastöse Masse
von den Lebensmittelartikeln 18 abzurütteln und um dem Überzug eine
gewünschte
Form oder Struktur zu verleihen. An die Rütteleinrichtung 24 schließt sich
in Förderrichtung
P ein Bereich an, in dem Bodenabstreichwalzen 26 und 28 vorgesehen
sind.
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Zum Überziehen
mit pastöser
Masse, beispielsweise Schokolade, laufen die Lebensmittelartikel 18 ausgehend
von dem in 1 linken Ende des oberen Trums 16 entsprechend
der Förderrichtung
P durch die Vorrichtung 10, werden zunächst in der Überziehstation 20 mit
pastöser
Masse überzogen, anschließend wird über das
Ge bläse 22 ein
Teil der überschüssigen Masse
von den Lebensmittelartikeln 18 abgeblasen, sodann wird
ein weiterer Teil der überschüssigen pastösen Masse
in der Rütteleinrichtung 24 von
den überzogenen
Lebensmittelartikeln 18 abgeschüttelt und schließlich wird über die
Bodenabstreichwalzen 26 und 28 noch die an der
Unterseite der Lebensmittelartikel 18 verbliebene pastöse Masse
abgestreift. Daraufhin werden die Lebensmittelartikel 18 an
dem in 1 rechten Ende der Vorrichtung 10 vom
oberen Trum 16 des Gitterbands 14 entfernt.
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Im
Folgenden soll besonderes Augenmerk auf die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Rüttelvorrichtung 24 gerichtet
werden. Dabei wird auch auf die 2 bis 8 Bezug
genommen. Die Rüttelvorrichtung 24 umfasst
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
drei im Querschnitt quadratische Querstreben 30 (siehe 2),
die sich unterhalb des oberen Trums 16 des Förderbands 14 quer
zur Förderrichtung
P erstrecken. Auf den Querstreben 30 liegt das obere Trum 16 des
Gitterbands 14 auf. Die Querstreben 30 stützen somit
das obere Trum 16 des Gitterbands im Bereich der Rüttelvorrichtung 24,
wobei der in diesem Bereich liegende Abschnitt des oberen Trums 16 des
Förderbands 14 schwerkraftbedingt
jeweils einer vertikalen Bewegung der Querstreben 30 folgt.
Die Querstreben 30 sind außerhalb des Gitterbands 14 jeweils
mit Betätigungsorganen 32, 34, 36 gekoppelt.
Die Betätigungsorgane 32, 34, 36 ermöglichen
eine Verlagerung der Querstreben 30 in vertikaler Richtung,
wie in 2 durch den Doppelpfeil Q gezeigt.
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Der
Aufbau der Rütteleinrichtung 24 und
die Lagerung der Querstreben 30 gegenüber dem ortsfesten Gehäuse 12 werden
im Folgenden im Detail erläutert.
An dem ortsfesten Gehäuse 12 ist über Distanzstücke 38, 40 jeweils
eine Halteplatte 42 für
jedes der Betätigungsorgane 32, 34, 36 vorgesehen. Die
Halteplatte 42 ist somit auch ortsfest installiert. Am
unteren Ende 44 der Halteplatte ist über einen Winkel 46 ein
pneumatisches Anschlusselement 48 festgelegt. Das pneumatische
Anschlusselement 48 ist mit einem unteren Ende eines flexiblen
Schlauchelements 50 gekoppelt, das pneumatisch befüllbar, d.h.
aufpumpbar, ist. Das Schlauchelement 50 ist aus einem elastischen
Gummimaterial hergestellt.
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Am
oberen Ende des Schlauchelements 50 ist wiederum ein pneumatisches
Anschlussstück 52 vorgesehen.
Das pneumatische Anschlussstück 52 ist über einen
Winkel 54 mit einem Verbindungsflansch 56 fest
verbunden. Der Verbindungsflansch 56 weist an seinem in 2 linken
Ende eine Flanschplatte 58 auf, über die er fest mit der Querstrebe 30 verschraubt
ist. An die Flanschplatte 58 ist ein in der Seitenansicht
L-förmiges
Verbindungsteil 60 vorgesehen, das sich mit einem L-Schenkel 64 durch
eine nach oben offene Ausnehmung 62 am oberen Ende der
Halteplatte 42 hindurch erstreckt und in dieser in vertikaler
Richtung entsprechend Pfeil Q geführt bewegbar ist.
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An
dem von der Querstrebe 30 abgewandten Ende des Verbindungsflansches 56 ist
der Winkel 54 angeschraubt. Wie man in 4 erkennen
kann, ist der Winkel 54 über zwei Schraubenverbindungen 66, 68 mit
dem Schenkel 64 fest verschraubt. Der Winkel 54 ist
jedoch erheblich breiter ausgebildet, als der in der Ausnehmung 62 geführte Schenkel 64.
In der Vorderansicht gemäß 4 ist
erkennbar, dass außerhalb
des Kontaktbereichs mit dem Schenkel 64 an dem Winkel 54 jeweils
zwei Federbolzen 70, 71 fixiert sind. Ferner erkennt
man in der Ansicht gemäß 4,
dass beidseits der zentralen Ausnehmung 62 jeweils an der
Halteplatte 42 seitliche Ausnehmungen 72, 74 vorgesehen
sind, die sich ebenfalls nach oben öffnen. In den seitlichen Ausnehmungen 72 und 74 sind
in vertikaler Richtung geführte,
in der Draufsicht H-profilartig ausgebildete Lagerschuhe 76, 78 aufgenommen.
Durch ihre H-profilartige Ausbildung lassen sich die Lagerschuhe 76, 78 von
oben in die Ausnehmungen 72, 74 der Halteplatte 42 einsetzen und
entlang dieser Ausnehmungen 72 und 74 in vertikaler
Richtung verlagern, wobei sie in einer Richtung orthogonal zur Zeichenebene
gemäß 4 gehalten
werden. Die Lagerschuhe 76, 78 weisen vertikale
Gewindebohrungen auf, in die Einstellschrauben 80, 82 mit
zugeordneten Einstellmuttern eingeschraubt sind. Die Einstellschrauben 80 bzw. 82 stützen sich
am Grund der Ausnehmungen 72 bzw. 74 ab und definieren
die vertikale Position der Lagerschuhe 76 bzw. 78 innerhalb
der Ausnehmungen 72, 74.
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An
den Lagerschuhen 76, 78 sind in vertikaler Ausrichtung
zu den Federbolzen 70, 71 weitere Federbolzen 84, 86 angebracht.
Zwischen den Federbolzen 70 und 84 sowie 71 und 86 sind,
wie in 2 und 3 erkennbar, jeweils Zugfedern 88 und 90 unter
Vorspannung angebracht. Die Zugfedern 88, 90 sind
durch eine Veränderung
der Position der Lagerschuhe 76 und 78 und einer
daraus resultierenden mehr oder weniger starken Spreizung der Federbolzen 70 und 84 sowie 71 und 86 in
ihrer Vorspannung einstellbar. Die Zugfedern 88 und 90 positionieren
den Winkel 54 und zusammen mit diesem das Anschlussstück 52 am
oberen Ende des Schlauchelements 50 sowie den mit der Querstrebe 30 fest verbundenen
Verbindungsflansch 56.
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Durch
diese Anordnung ist das in 2 gezeigte
rechte Ende der Querstrebe 30 schwimmend gegenüber der
Halteplatte 42 und damit gegenüber dem Gehäuse 12 gelagert. Die
Querstrebe 30 lässt sich
unter Deformation der Zugfedern 88 und 90 in 2 in
Richtung nach unten auslenken und wird nach Freigabe durch die Zugfedern 88 und 90 wieder in
die in 2 gezeigte Ausgangsstellung zurück bewegt.
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Es
ist noch darauf hinzuweisen, dass sich der Verbindungsflansch 56,
wie in 5 gezeigt, auch noch durch eine Ausnehmung 92 in
dem Gehäuse 12 hindurcherstreckt.
Ferner ist noch darauf hinzuweisen, dass an dem Schenkel 64 des
Verbindungsteils 60 im Bereich der Ausnehmung 62 ein Dämpferelement 94,
beispielsweise eine Gummiplatte, vorgesehen ist, die über einen
Verbindungsbolzen 96 mit dem Schenkel 64 verbunden
ist. Das Dämpferelement 94 sorgt
für ein
gedämpftes
Aufsetzen auf dem Grund 98 der zentralen Ausnehmung 62.
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Im
Folgenden wird unter Verwendung der vorstehenden Bezugszeichen auf
den Fluidkreis zum pneumatischen Ansteuern der Betätigungsorgane unter
Bezugnahme auf die schematische Darstellung nach 6 Bezug
genommen. 6 zeigt zwei Betätigungsorgane,
nämlich
das Betätigungsorgan 36, sowie
ein weiteres Betätigungsorgan 36', wobei die beiden
Betätigungsorgane 36 und 36' an den beiden Enden
der Querstrebe 30 in der vorstehend beschriebenen Weise
angebracht sind. Über
die pneumatischen Anschlussstücke 48 und 52 bzw. 48' und 52' sind die beiden
Betätigungsorgane 36 und 36' an einen Fluidkreis 100 angeschlossen.
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Der
Fluidkreis 100 ist mit einer pneumatischen Druckquelle 102 über ein
Filterregelventil 104 gekoppelt und weist einen ersten
Zweig 106 und einen zweiten Zweig 108 auf. In
beiden Zweigen befindet sich eine Reihenschaltung eines ersten Schnellschaltventils 110 bzw. 110' und eines zweiten Schnellschaltventils 112 bzw. 112'. Das erste Schnellschaltventil 110 bzw. 110' besitzt zwei
Schaltstellungen, nämlich
die in 6 jeweils eingenommene aktivierte Durchflussstellung
sowie eine selbsttätig
im Ruhezustand eingenommene zweite Schaltstellung, in der der von
dem Betätigungsorganen 36 und 36' kommende Teil
des Fluidkreises gegenüber der
Atmosphäre
abgeschlossen wird. Die zweiten Schnellschaltventile 112 bzw. 112' besitzen ebenfalls zwei
Schaltstellungen, nämlich
die in 6 eingenommene Durchflussstellung bei aktiver
Ansteuerung und die in 6 nicht eingenommene Ruhestellung,
in der die Schnellschaltventile 112 und 112' eine Verbindung
des von den Betätigungsorganen 36 bzw. 36' kommenden Teils
des Fluidkreises mit der Atmosphäre
herstellen.
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Ferner
ist an den am Gehäuse
(siehe 2 bis 5) festgelegten unteren Anschlussstücken 48 bzw. 48' jeweils ein
Rückschlagventil 114 bzw. 114' vorgesehen,
dass eine Beschickung des pneumatischen Anschlussstückes 48 bzw. 48' mit Druckluft
zulässt,
jedoch ein Abströmen
von Druckluft aus dem Schlauchelement 50 bzw. 50' über das pneumatische Anschlussstück 48 bzw. 48' verhindert.
An den oberen pneumatischen Anschlussstücken 52 bzw. 52' sind jeweils
Druckbegrenzungsventile 116 bzw. 116' vorgesehen.
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Die
Funktionsweise der Rütteleinrichtung 24 gemäß vorstehender
Beschreibung ist derart, dass bei einer Zufuhr von Druckluft über den
Fluidkreis 100 zu den Betätigungsorganen jeweils das
elastische Schlauchelement 50 mit Druckluft befüllt wird und
sich entsprechend aufweitet. Das Schlauchelement 50 wird
sozusagen "aufgepumpt". Bei hinreichend
hohem Druck kommt es gar zu einem leichten Ausbauchen des Schlauchelements 50.
Dabei verkürzt
sich das Schlauchelement ausgehend von seiner Gesamtlänge L (siehe 2)
um die Strecke l auf eine Länge
(L – l),
das heißt
es kontrahiert sich ähnlich
der Kontraktion eines Muskels bei einem Menschen oder einem Tier.
Da das Schlauchelement 50 über das pneumatische Verbindungsstück 48 an
seinem unteren Ende an der Halteplatte 42 festgelegt ist,
zieht es aufgrund der Längenänderung
um den Betrag l das schwimmend gelagerte obere pneumatische Anschlussstück 52 in 2 entgegen
der Kraft der Zugfedern 88 und 90 nach unten.
Diese Auslenkung des pneumatischen Anschlussstücks 52 um die Strecke
l wird über
den Winkel 54 und den Verbindungsflansch 56 auf
die Querstrebe 30 übertragen, so
dass auch die Querstrebe 30 nach unten ausgelenkt wird.
Der auf der Querstrebe 30 liegende Abschnitt des oberen
Trums 16 des Gitterbands 14 folgt der Querstrebe 30 entsprechend
und sinkt schwerkraftbedingt ab. Solange der Füllzustand an dem Schlauchelement 50 beibehalten
wird, ändert
sich nach Auslenkung der Querstrebe 30 nichts mehr.
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Wird
das Schlauchelement 50 wieder pneumatisch entleert, so
kann es sich entsprechend relaxieren und dehnt sich wieder auf seine
ursprüngliche Länge L aus,
wobei es selbstverständlich
durch die Federkraft der Zugfedern 88 und 90 unterstützt wird, so
dass das obere pneumatische Verbindungsstück 52 wieder seine
in 2 gezeigte Ausgangslage einnimmt und die Verkürzung der
Länge L
um den Betrag l abgebaut wird. Mit dem oberen Anschlussstück 52 bewegt
sich aber wiederum die Querstrebe 30 zurück in ihre
Ausgangslage, gezogen durch die sich entspannenden Zugfedern 88 und 90,
und bewegt damit auch den die Querstrebe 30 kontaktierenden Abschnitt
des oberen Trums 16 des Gitterbandes 14 mit nach
oben.
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Mit
dieser Funktionsweise lässt
sich eine Hubbewegung entsprechend dem Doppelpfeil Q der Querstrebe 30 erreichen.
Um nun eine oszillierende Hubbewegung zur Erzielung einer Rüttelwirkung
auf die auf dem Gitterband befindlichen Lebensmittelartikel 18 auszuüben, ist
es erforderlich, die vorstehend geschilderte Folge von Befül len des
Schlauchelements 50 mit Druckluft, Aufrechterhalten des
gefüllten
Zustands, Entleeren des Schlauchelements 50 und Aufrechterhalten
des entleerten Zustands, in bestimmter zeitlicher Abfolge auszuführen.
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7 und 8 zeigen
hierzu Diagramme, in denen mit Bezugszeichen 120 eine Betätigung des ersten
Schnellschaltventils 110, mit dem Bezugszeichen 122 eine
Betätigung
des zweiten Schnellschaltventils 112 dargestellt ist und
mit dem Bezugszeichen 124 der Verlauf der Amplitude der
Querstrebe 30 an dem betreffenden Betätigungsorgan gezeigt ist.
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Zunächst werden
die beiden Schnellschaltventile 120 und 122 in
dem Zeitraum t1 über
etwa 40 ms in die in 6 gezeigte geöffnete Stellung
geschaltet, so dass die Druckquelle 102 mit dem Schlauchelement 50 verbunden
ist. In der Folge kommt es zu einem Befüllen ("Aufpumpen") des Schlauchelements 50,
so dass dieses sich entsprechend vorstehender Beschreibung ausbaucht
und in seiner Länge
um etwa 3,5 mm kürzt.
Dies führt
dementsprechend zu einer Auslenkung der Querstrebe 30 um
3,5 mm nach unten, wobei das diese Querstrebe 30 kontaktierende
Gitterband der Querstrebe 30 folgt. Die Darstellung gemäß 7 sieht
eine derart große
Amplitude vor, dass die Bewegung der Querstrebe 30 von
einem mechanischen Anschlag 98 blockiert wird. Dabei handelt
es sich um den Grund 98 der zentralen Ausnehmung 62 in
der Halteplatte 42. Eine größere Auslenkung nach unten
ist nicht möglich.
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Nach
Erreichen dieser maximalen Auslenkung l von 3,5 mm werden dann die
beiden Schnellschaltventile 110 und 112 freigegeben,
so dass sie sich wieder in ihre Ausgangsstellung bewegen. Dies bedeutet,
dass das Schnellschaltventil 110 gemäß 6 in eine
Position schaltet, in der es das Bestätigungsorgan 36 gegenüber der
Atmosphäre
isoliert. Der Füllzustand
in dem Schlauchelement 50 wird somit in dem Zeitraum t2
gehalten. Dies bedeutet, dass auch die Querstrebe 30 in
ihrer maximal ausgelenkten Stellung gehalten wird. Das zweite Schnellschaltventil 112 schaltet
zwar in einen Zustand, in dem es eine Entlüftung gegenüber der Atmosphäre ermöglichen
würde.
Aufgrund der Blockierwirkung des ersten Schnellschaltventils 110 ist
dies jedoch bedeutungslos.
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Nach
etwa 110 ms wird über
den Zeitraum t3 dann zum Entleeren allein das erste Schnellschaltventil 110 in
seine in 6 gezeigte Durchflussstellung
geschaltet, wohingegen das zweite Schnellschaltventil 112 in
seiner Ausgangsstellung verbleibt, in der es den von dem Schlauchelement 50 kommenden
Fluidkreis mit der Atmosphäre
verbindet. Bei diesen Schaltstellungen kann über das obere pneumatische
Anschluss stück 52 Druckluft
aus dem Schlauchelement 50 ausströmen und sich das Schlauchelement 50 wieder
relaxieren. Obgleich zum Zeitpunkt 140 ms das erste Schnellschaltventil 110 wieder
freigegeben wird, so dass es in seine Blockierstellung zurückkehrt,
setzt sich die Rückstellbewegung
der Querstrebe aufgrund von Trägheitseffekten
beim Relaxieren des Schlauchelements 50 sowie der Zugfedern 88 und 90 auch
noch während
des Zeitraum t4 fort. Zum Zeitpunkt 200 ms befindet sich
die Querstrebe 30 jedoch wieder in ihrer Ausgangsstellung,
in der sie um –1,5
mm gegenüber
einer Nulllage ausgelenkt war. Diese anfängliche Auslenkung ergibt sich beispielsweise
durch entsprechende Einstellung der Einstellschrauben 80 und 82 oder
durch nur teilweise Entleerung des Schlauchelements 50.
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Zum
Zeitpunkt 200 ms werden erneut beide Schnellschaltventile 110 und 112 wieder
geöffnet
und der sich aus den Zeiträumen
t1 bis t4 zusammensetzende Zyklus T mit den Zuständen "Befüllen", "Halten", "Entleeren" und "Halten", wird erneut ausgeführt.
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Durch
wiederholtes Aneinanderreihen der Zyklen T lässt sich somit eine oszillierende
Hubbewegung der Querstrebe 30 erreichen. Steuert man entsprechende
Betätigungsorgane 32, 34, 36 an
aufeinanderfolgenden Querstreben an, so lässt sich über einen längeren Abschnitt des oberen
Trums 16 des Gitterbands 14 eine gezielte Rüttelbewegung
erreichen, die anhand folgender Parameter gezielt einstellbar ist:
- – Phasenversatz
zwischen den Zyklen T aufeinanderfolgender Betätigungsorgane 32, 34 und 36 und
- – unterschiedlichen
Verlauf der Zyklen T durch unterschiedliche Wahl der Zeitperioden
t1, t2, t3 und t4 und dadurch Beeinflussung der Frequenz, Amplitude
und Intensität
der oszillierenden Hubbewegung einzelner Querstreben.
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8 zeigt
nun eine Variante einer möglichen
Ansteuerung eines Betätigungsorgans,
wobei der mechanische Anschlag 98 ungenutzt bleibt. 8 zeigt,
dass zum Befüllen
des Schlauchelements 50 die beiden Ventile jeweils nur über 10 s
geöffnet
werden, so dass sich das Schlauchelement 50 nicht in dem
Maße kürzen kann,
wie bei der Ansteuerung gemäß 7.
Ein Entleeren wird vom Zeitpunkt 100 ms bis zum Zeitpunkt 200 ms
ermöglicht, das
heißt
erheblich länger
als bei dem Ansteuerungsmuster nach 7, so dass
ein vollständiges
Entleeren möglich
ist. Die Querstrebe 30 kann sich in ihre Ausgangsstellung
(Amplitude = 0) zurückbewegen.
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Wir
vorstehend erläutert
wurde, kann durch die Verwendung von fluidisch ansteuerbaren Betätigungsorganen,
insbesondere von pneumatisch ansteuerbaren Betäti gungsorganen, eine erheblich
größere Flexibilität hinsichtlich
der Einstellung von Rüttelbewegungen
erreicht werden, als dies mit dem eingangs beschriebenen Stand der
Technik möglich
ist.
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Es
ist ergänzend
zu erwähnen,
dass das vorstehend anhand der Figuren beschriebene Ausführungsbeispiel
zeigt, dass eine Auslenkung der Querstrebe 30 jeweils nach
unten über
die jeweiligen Betätigungsorgane
erfolgt. Es ist jedoch gleichermaßen möglich und von der Erfindung
mit umfasst, mittels fluidisch ansteuerbarer Betätigungsorgane auch eine Auslenkung
der Querstreben in Richtung nach oben zu erreichen, beispielsweise
durch entsprechende Anordnung der Betätigungsorgane oberhalb der Querstreben
oder durch Verwendung eines geeigneten Hebelmechanismus, der die
Kontraktionsbewegung der Schlauchelemente über seine Hebelwirkung in eine
Auslenkung der Querstreben nach oben umwandelt.