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Die
Erfindung betrifft eine Packanlage zum Füllen von vorkonfektionierten
offenen Säcken
mit Schüttgütern und
insbesondere zum Füllen
von Lebensmitteln in Schüttgutform
in offene Säcke.
Beispielsweise können
Mehle, Backzutaten, Stärke
und Hefe in vorkonfektionierte offene Säcke abgefüllt werden.
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Im
Stand der Technik sind Packanlagen zum Füllen von vorkonfektionierten
offenen Säcken
mit Schüttgütern bekannt
geworden, womit die Schüttgüter z. B.
nach dem Nettowiegeverfahren abgefüllt werden.
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Oft
weisen Packanlagen zum Füllen
von vorkonfektionierten offenen Säcken mit Lebensmitteln in Schüttgutform
eine Nettowaage auf, bei der die Menge des abzufüllenden Produkts zuvor in einen
geeigneten Behälter
gewichtsgenau abgefüllt
wird. Anschließend
wird das gesamte im Behälter
enthaltene Produkt in den offenen Sack eingefüllt, wobei bei diesem Füllprozess
keine weitere Verwiegung erfolgt.
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Es
sind auch Packanlagen bekannt geworden, bei denen das abzufüllende Schüttgut mit
einem Brutto-Wiegeverfahren während
des Füllprozesses abgefüllt wird.
Solche Verfahren erlauben eine sehr präzise Befüllung der Säcke.
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Nachteilig
bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist die begrenzte
Kapazität.
Gewünscht
werden Maschinen mit einer höheren
Sackfüllrate.
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Es
ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Packanlage
zum Füllen
von vorkonfektionierten offenen Säcken zur Verfügung zu
stellen, mit der eine hohe Anzahl an vorkonfektionierten offenen
Säcken
mit insbesondere pulverförmigen
Lebensmittelprodukten effektiv abfüllbar ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Packanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit den
Merkmalen des Anspruchs 21. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind in dem Ausführungsbeispiel
angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Packanlage
dient zum Füllen
von vorkonfektionierten offenen Säcken mit Schüttgütern und
insbesondere mit Lebensmitteln in Schüttgutform und umfasst eine
Packmaschine mit wenigstens zwei Füllstutzen, welche um eine gemeinsame
Drehachse rotierbar an der Packmaschine vorgesehen sind. Dabei ist
jedem Füllstutzen eine
Wägeeinrichtung
zugeordnet, um ein Abfüllen nach
dem Bruttowiegeverfahren zu ermöglichen.
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Die
erfindungsgemäße Packanlage
hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Packanlage
ist, dass durch die wenigstens zwei rotierbar an der Packmaschine
vorgesehenen Füllstutzen
die Füllkapazität erheblich
vergrößert wird. Dadurch
steigt die Kapazität
der erfindungsgemäßen Packanlage
erheblich an, sodass höhere
Füllraten möglich sind
ohne die Anzahl der Packanlagen zu vergrößern. Gleichzeitig wird eine
hohe Gewichtsgenauigkeit ermöglicht.
Die Säcke
werden mit einem Brutto-Wiegeverfahren abgefüllt.
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Mit
der erfindungsgemäßen Packanlage
lassen sich pulverförmige
Lebensmittel wie z. B. Mehle, Backzutaten, Stärke, Hefe und dergleichen mehr Produkte
so effektiv und ähnlich
einfach wie Granulate abfüllen.
Die erfindungsgemäße Packanlage
eignet sich zur sehr effektiven Abfüllung von staubenden Produkten.
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Bevorzugterweise
umfasst die erfindungsgemäße Packanlage
wenigsten ein Leersackmagazin und wenigstens eine Sackvereinzelungseinrichtung und
wenigstens ein Austrageband. Dabei dient das Leersackmagazin zur
Bevorratung einer entsprechenden Anzahl von vorkonfektionierten
offenen Säcken,
die beispielsweise in Stapeln durch eine Bedienperson oder automatisch
nachgelegt werden können.
Die Sackvereinzelungseinrichtung ergreift einen einzelnen Sack,
um den Sack insbesondere automatisch an die Füllstutzen der Packmaschine
anzusetzen. Nach erfolgter Befüllung
werden die gefüllten
offenen Säcke
insbesondere automatisch abgenommen und von dem wenigstens einen
Austragsband abgeführt.
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In
bevorzugten Weiterbildungen sind die wenigstens zwei Füllstutzen
an einer rotierbaren Drehtellereinrichtung insbesondere jeweils
ortsfest zu der Drehtellereinrichtung vorgesehen. Vorzugsweise sind
drei, vier oder mehr Füllstutzen
an der Drehtellereinrichtung vorgesehen. Durch die rotierbare Drehtellereinrichtung
wird auf einfache Art und Weise ein effektives Verfahren ermöglicht.
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Insbesondere
ist die Drehtellereinrichtung als im Wesentlichen geschlossene Scheibe
oder dergleichen ausgebildet, wobei zur Produktdurchführung vorzugsweise
entsprechende Aussparungen vorgesehen sind. Eine im Wesentlichen
geschlossene Fläche
der Drehtellereinrichtung verhindert eine Verschmutzung und ein
Absetzen von Staub von oben her.
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Vorzugsweise
umfasst die Packanlage ein Gestell, an dem die Drehtellereinrichtung
rotierbar gelagert ist. Dabei liegt die Drehtellereinrichtung insbesondere
auf entsprechenden Auflagen des Gestells auf. In allen Fällen kann
vorzugsweise eine zen trale Unterstützung von unten unterbleiben.
Das ermöglicht
eine freie und leicht zu reinigende Fläche unterhalb der Drehtellereinrichtung.
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Vorzugsweise
wird die Drehtellereinrichtung über
Führungsrollen
seitlich geführt,
um eventuell auftretende Querkräfte
auf das Gestell abführen
zu können. Über solche
Führungsrollen
oder ähnliche Führungseinrichtungen
wird die Drehtellereinrichtung zuverlässig geführt, sodass ohne Nachteile
auf eine Lagerung oder Führung
zentral von unten verzichtet werden kann. Querkräfte werden durch die Führungsrollen
aufgefangen.
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In
bevorzugten Weiterbildungen sind wenigstens zwei Produktzufuhrwege
vorgesehen. Zwei Produktzufuhrwege erlauben einen kontinuierlichen Betrieb
auch wenn einer der Produktzufuhrwege aufgrund von Wartungsarbeiten
oder eines Defekts ausfällt.
Es wird eine kontinuierliche Verarbeitung und Abfüllung von
Säcken
ermöglicht.
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Durch
zwei Produktzufuhrwege wird es weiterhin ermöglicht, zwei unterschiedliche
Produkte gleichzeitig oder leicht zeitversetzt in einen offenen Sack
einzufüllen,
indem z. B. durch einen ersten Füllstutzen
ein erstes Produkt und durch einen zweiten Füllstutzen ein zweites Produkt
in den gleichen Sack eingefüllt
wird. Das Verhältnis
der Mengen der unterschiedlichen Produkte ist dann insbesondere
einstellbar.
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Wenigstens
zwei Produktzufuhrwege ermöglichen
außerdem
die Anordnung unterschiedlicher Dosiereinrichtungen zur Zufuhr des
Produktes oder der Produkte zu unterschiedlichen Füllstutzen.
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Eine
zeitgleiche Beschickung unterschiedlicher Füllstutzen mit Produkt erlaubt
eine erhebliche Leistungssteigerung der Anlage, da die Abfüllung parallelisiert
wird.
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In
bevorzugten Weiterbildungen sind wenigstens zwei Dosiereinrichtungen
oberhalb der Drehtellereinrichtung vorgesehen. Die Dosiereinrichtungen
können
ortsfest an dem Gestell aufgenommen sein, sodass nach einer Drehung
der Drehtellereinrichtung bis zu einer vorbestimmten Winkelstellung
ein, zwei oder mehr Füllstutzen
durch die entsprechenden Dosiereinrichtungen gefüllt werden können. Vorzugsweise
sind dazu in der Drehtellereinrichtung an den entsprechenden Stellungen
Aussparungen oder Durchtrittsöffnungen
vorgesehen, um eine Durchführung
des abzuführenden
Produkts durch die Drehtellereinrichtung zu ermöglichen.
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Vorzugsweise
ist wenigstens eine Dosiereinrichtung für einen Grobstrom und wenigstens
eine Dosiereinrichtung für
einen Feinstrom vorgesehen. Beispielsweise können die ersten 70, 80 oder
90% der abzufüllenden
Menge mit einem Grobstrom abgefüllt
werden, während
die verbleibenden Prozente mit einem Feinstrom abgefüllt werden.
Die Aufteilung der Gewichtsanteile zwischen Grobstromfüllung und Feinstromfüllung hängt vom
Einzelfall und vom abzufüllenden
Produkt ab.
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Möglich ist
es auch, statt eines Grobstroms und eines Feinstromes zwei Füllstutzen
mit Grobstrom zu versorgen und einen dritten Füllstutzen mit Feinstrom. Dadurch
kann bei schwer abzufüllenden Produkten
die Füllrate
noch weiter gesteigert werden, da ein offener Sack zunächst mit
dem ersten Grobstrom gefüllt
wird und nach einer Weiterdrehung um den vorbestimmten Winkelbetrag
mit den zweiten Grobstrom weiter gefüllt wird, bevor der nach der Weiterdrehung
in die dritte Winkelposition mit dem Feinstrom gefüllt wird,
bis das vorgesehen Gewicht erreicht ist. Durch das rotierende System
bedingt erfolgt hierbei eine zeitgleiche Abfüllung von zwei Grobströmen, sodass
die Füllrate
insofern verdoppelt wird.
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In
allen Ausgestaltungen können
unterschiedliche Dosiersysteme als Dosiereinrichtung eingesetzt
werden. Möglich
ist bei spielsweise der Einsatz eines Turbinenfüllorgans, eines Schneckentransportorgans
bzw. eines Schneckenfüllorgans,
eines Luftfüllorgans
oder eines sonstigen bekannten Füll-
oder Transportorgans.
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In
bevorzugten Weiterbildungen ist wenigstens eine Dosiereinrichtung
als Turbinenfüllorgan ausgebildet.
Insbesondere wird die Dosiereinrichtung zur Abfüllung des Grobstroms als Turbinenfüllorgan ausgeführt. Möglich ist
es aber auch, die Dosiereinrichtung für den Feinstrom als Turbinenfüllorgan
auszuführen.
Die Unterscheidung zwischen Grobstrom und Feinstromfüllung kann über die
Drehzahl der Turbine erfolgen. Möglich
ist es aber auch, unterschiedliche Querschnitte der Turbinenfüllorgane
vorzusehen, sodass bei gleicher Drehzahl der Turbinen dennoch unterschiedliche
Abfüllraten
der Dosiereinrichtungen vorliegen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Turbinenfüllorgan
mit einem linearen Produktweg versehen. Das bedeutet, dass der Zuführkanal zu
dem Turbinenfüllorgan
in die gleiche Richtung ausgerichtet ist wie der Abführkanal
des Turbinenfüllorgans.
Insbesondere sind der Zuführ-
und der Abführkanal
des Turbinenfüllorgans
entlang einer Linie ausgebildet und grenzen tangential an das Turbinengehäuse an.
Das ermöglicht
eine besonders effektive und schnelle Abfüllung, da das abzufüllende Produkt in
dem Turbinenfüllorgan
nicht um 90 Grad umgelenkt werden muss, wie es häufig im Stand der Technik der
Fall ist.
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In
bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung ist eine Dosiereinrichtung
als ein Schneckenfüllorgan
ausgebildet. Vorzugsweise ist das Schneckenfüllorgan etwa horizontal oberhalb
der Drehtellereinrichtung angeordnet.
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Vorteilhafterweise
sind an dem Gestell wenigstens zwei Andockeinrichtungen vorgesehen,
die dazu vorgesehen sind, die Do siereinrichtungen mit den Füllstutzen
zu verbinden, sodass insbesondere ein definierter und im Wesentlichen
geschlossener Produktweg von den Dosiereinrichtungen zu den Füllstutzen
vorliegt. Vorzugsweise weisen die Andockeinrichtungen Hubelemente
auf, mit denen die Andockeinrichtungen anheb- bzw. absenkbar ausgebildet
sind, wobei im abgesenkten Zustand die Andockeinrichtung insbesondere
auf der Drehtellereinrichtung aufsetzt, um in der geeigneten Winkelstellung
den von der Dosiereinrichtung wegführenden Abführkanal bzw. den Füllkanal
mit einer entsprechenden Füllöffnung bzw.
in der Drehtellereinrichtung zu verbinden, sodass das abzufüllende Produkt durch
die Öffnung
der Drehtellereinrichtung in den Füllstutzen gelangt.
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Vorzugsweise
ist in dem Füllkanal
von der Dosiereinrichtung zu dem Füllstutzen im Bereich der Andockeinrichtung
ein Sperrventil zur Absperrung der Produktzufuhr vorgesehen. Dazu
ist im Bereich der Dosiereinrichtung insbesondere ein flexibler
Füllschlauch
als Füllkanal
vorgesehen, der durch ein Scherenventil oder dergleichen absperrbar
ist. Dadurch wird eine effektive und besonders genaue Abfüllung ermöglicht,
da bei Erreichen des Sollgewichts nicht nur die Dosiereinrichtung
den weiteren Transport von Produkt abstellt, sondern da weiterhin
durch die Absperrung des Füllkanals
auch kein weiteres Material aus dem Füllkanal in den Füllstutzen
hinein rieseln kann, sodass die Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit
der Abfüllung
gesteigert wird.
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In
allen Ausgestaltungen weist die Packmaschine vorzugsweise einen
Boden auf, der wenigstens unterhalb der Drehtellereinrichtung eine
im Wesentlichen ebene und geschlossene Fläche bildet, um eine einfache
Reinigungsmöglichkeit
zu bieten. Eine ebene und geschlossene Fläche unterhalb der Drehtellereinrichtung
sorgt für
hygienische Verhältnisse
an der Packanlage, die vorzugsweise an allen Seitenwänden geschlossen
ausgeführt
ist, um den Eintritt von Staub aus der Umgebung in das Innere der
Packmaschine weitgehend zu vermeiden.
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Vorzugsweise
ist eine höhengleiche Übergabe
der Säcke
vorgesehen.
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Insbesondere
ist an wenigstens einem Füllstutzen
wenigstens eine Absaugeinrichtung vorgesehen, um einen ausstaubenden
Produktanteil kontrolliert abzusaugen.
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Vorzugsweise
verfügt
die Wägeeinrichtung über wenigstens
eine Messeinrichtung, die jeweils an der Drehtellereinrichtung aufgenommen
ist. Insbesondere sind zwei oder drei Messeinrichtungen vorgesehen,
mit denen der Füllstutzen
mit einem eventuell daran angehängten
Sack verwogen wird. Nach Anhängung
eines zu füllenden
vorkonfektionierten offenen Sacks wird der Nullwert des Gewichts
bestimmt und anschließend
wird die vorbestimmte abzufüllende
Produktmenge in den offenen Sack eingefüllt, während der am Stutzen hängende Sack
kontinuierlich oder in periodischen Abständen gewogen wird. Bei Erreichen
des vorgesehenen Sackgewichts wird der Füllvorgang gestoppt.
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In
allen Ausgestaltungen ist vorzugsweise eine z. B. als Rüttelstation
ausgeführte
Verdichtungseinrichtung vorgesehen, die beispielsweise an einer vorbestimmten
Winkelposition angeordnet ist und die schon gefüllten oder im Wesentlichen
gefüllten
Säcke einer
vibrierenden Bewegung aussetzt, um das Austreten von überschüssiger Luft
zu beschleunigen. Weiterhin kann eine Absauglanze vorgesehen sein, die
an der Verdichtungseinrichtung bzw. Rüttelstation in den Sack eintaucht,
um gegebenenfalls überschüssige Luft
abzusaugen.
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Vorzugsweise
können
zwei separate Verdichtungseinrichtungen vorgesehen sein. Dabei ist eine
erste Verdichtungseinrichtung an einer vorbestimmten ersten Winkelposition
angeordnet und die zweite Verdichtungseinrichtung ist an einer vorbestimmten zweiten
Winkelposition angeordnet. Die erste Verdichtungseinrichtung ist
vorzugsweise an der Grobstromfüllung
vorgesehen oder der Grobstromfüllung
nachgeschaltet. Die erste Rüttelstation kann
während
der Grobstromfüllung
das gleichzeitig in den Sack eingefüllte Material schon verdichten.
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Nach
dem Weitertransport des z. B. schon zu 80 oder 90% gefüllten Sacks
wird der Sack mit dem Feinstrom weiter befüllt, bis das vorbestimmte und angestrebte
Gewicht erreicht wird. Falls dort eine zusätzliche Rütteleinrichtung vorgesehen
sein sollte, bleibt sie während
des Füllvorgangs
kontaktfrei zum wiegenden Teil. Insbesondere wird die Rütteleinrichtung
während
des Füllvorgangs
mit dem Feinstrom abgeschaltet, um das Messergebnis nicht zu verfälschen.
Eine Rütteleinrichtung
an der Feinstromdosierung kann aber vorteilhafterweise aktiviert
werden, sobald das angestrebte Gesamtgewicht erreicht ist und der
Füllvorgang
beendet wird.
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Anschließend wird
der Sack zur nächsten Station
weiter gebracht, wo vorzugsweise die zweite Rüttelstation vorgesehen ist,
an der eine Endverdichtung des Sacks erfolgen kann. Dort findet
insbesondere eine Verdichtung des während des Feinstroms abgefüllten Materials
statt, aber gleichzeitig wird auch das zuvor während des Grobstrom eingefüllten Materials
noch weiter verdichtet.
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Nach
der Verdichtung an der zweiten Rüttelstation
hat der Füllstand
in dem Sack abgenommen, so dass je nach den Eigenschaften des abzufüllendem
Materials die Länge
des eingesetzten Sackmaterials verringert werden kann. Dadurch sinkt
der Herstellungsaufwand, was insbesondere bei hohen Stückzahlen
auf Dauer erhebliche Kosten einsparen kann. Bei konventionellen
rotierenden Füllanlagen zum
Abfüllen
von Schüttgütern in
offene Säcke
erfolgt hingegen eine Verdichtung des im Feinstrom abgefüllten Produktes
nicht.
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In
einer anderen erfinderischen Ausgestaltung umfasst deshalb eine
Packanlage zum Füllen von
vorkonfektionierten offenen Säcken
mit Schüttgütern eine
Packmaschine mit wenigstens zwei Füllstutzen, die um eine gemeinsame
Drehachse insbesondere getaktet rotierbar an der Packmaschine vorgesehen
sind. Dabei sind an wenigstens zwei winkelmäßig versetzten Bearbeitungspositionen
Verdichtungseinrichtungen vorgesehen, um das in die offene Säcke eingefüllte Schüttgut zweistufig
nacheinander zu verdichten.
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Diese
erfindungsgemäße Packanlage
hat ebenfalls viele Vorteile. Die benötigte Sacklänge kann reduziert und somit
der Materialverbrauch verringert werden, was zu erheblichen Kosteneinsparungen
führen
kann. Die Säcke
enthalten weniger Luft und sind besser palettierbar. Insbesondere
bei hohen Stückzahlen
kann sich auch bei minimalen Sacklängeneinsparungen eine erhebliche
Kostenreduktion während
des Betriebs ergeben.
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Vorzugsweise
erfolgt eine getaktete Betriebsweise, bei der die Füllstutzen
der Packmaschine nacheinander jeweils um vorbestimmte Winkel gedreht
bzw. vorbestimmte Stecken bewegt werden, bis die jeweils nächste Bearbeitungseinrichtung
an der zugeordneten Bearbeitungsposition erreicht wird. Mögliche und
bevorzugte Bearbeitungseinrichtungen sind die Sackaufsteckung, die
Grobstromzufuhr, die Feinstromzufuhr und die Sackabnahme mit dem Sackverschluss.
Weitere Bearbeitungseinrichtungen sind möglich, wie z. B. die Aufteilung
des Grobstromfüllung
auf zwei separate Bearbeitungseinrichtungen oder eine separate Verdichtungsstation.
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Dabei
kann eine erste Verdichtungseinrichtung an der Bearbeitungsposition
für die
Abfüllung mit
dem Grobstrom angeordnet sein und dafür vorgesehen sein, das abgefüllte Schüttgut während der Befüllung des
Sacks mit dem Grobstrom zu verdichten.
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Eine
zweite Verdichtungseinrichtung ist vorzugsweise der Bearbeitungsposition
für die
Feinstromfüllung
nachgeschaltet und ist insbesondere dafür vorgesehen, das während der
Befüllung
des Sacks mit dem Feinstrom abgefüllte Schüttgut zu verdichten. Die zweite
Verdichtungseinrichtung kann an der Bearbeitungsposition für die Sackabnahme
vorgesehen sein.
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Jede
Verdichtungseinrichtung kann als Rüttelstation ausgebildet sein
und setzt den Sack einer vibrierenden Bewegung aus, um das Austreten
von überschüssiger Luft
zu beschleunigen. Weiterhin kann eine Absauglanze vorgesehen sein,
die an der Rüttelstation
in den Sack eintaucht, um gegebenenfalls überschüssige Luft abzusaugen.
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In
allen Fällen
kann jedem Füllstutzen
eine Wägeeinrichtung
zugeordnet sein, um ein Abfüllen nach
dem Bruttowiegeverfahren zu ermöglichen.
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In
allen zuvor beschriebenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist
vorzugsweise wenigstens eine Sackaufsteckeinrichtung vorgesehen,
die die Säcke
automatisch an die Füllstutzen
anhängt. Vorzugsweise
ist ebenfalls eine automatische Sackabnahme vorgesehen, die die
gefüllten
Säcke automatisch
abnimmt. Es kann eine Verschweißeinrichtung
vorgesehen sein, die die gefüllten
Säcke verschweißt.
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Weitere
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels,
das nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
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In
den Figuren zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Packanlage;
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2 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Packanlage nach 1 im
Teilschnitt;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Drehtellers der Packanlage nach 1;
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4 eine
Unteransicht des Drehtellers nach 3;
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5 eine
Ansicht einer Füllturbine
der Packanlage nach 1;
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6 eine
perspektivische Ansicht der Andockstation der Packanlage nach 1;
und
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7 einen
schematischen Querschnitt einer Füllstation der Packanlage nach 1.
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Mit
Bezug auf die 1–7 wird nun
ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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In 1 ist
die erfindungsgemäße Packanlage 1 in
einer perspektivischen Darstellung abgebildet, wobei die Packanlage 1 über eine
Packmaschine 2 verfügt,
der ein Leersackmagazin 6 und eine Sackvereinzelungseinrichtung 7,
sowie ein Austrageband 22 zugeordnet sind. Die einzelnen
Komponenten können
jeweils über
ein eigenes separates Gestell verfügen, oder aber an das Gestell 9 der
Packmaschine 2 angeschlossen oder darin integriert sein.
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Die
Packanlage 1 ist ringsum geschlossen ausgebildet, um den
Eintritt von Staub und um den Austritt von staubenden Produktmaterial
zu verhindern. An dem Austrageband 22 können flügelförmige Wartungstüren 23 vorgesehen
sein, die beispielsweise aus Glas bestehen, um den ungestörten Einblick in
die Maschine zu erleichtern.
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In
der Packmaschine 2, wie insbesondere aus den Darstellungen
nach 2, 3 und 4 hervorgeht,
ist eine Drehtellereinrichtung 8 vorgesehen, an der hier
vier Füllstützen 3 symmetrisch über den
Umfang verteilt vorgesehen sind. Die Drehtellereinrichtung 8 ist über eine
zentrale Drehachse 4 drehbar gelagert und über einen
Antrieb 24 rotierbar antreibbar. Auf der Oberseite der
Packmaschine 2 sind zwei Produktzufuhren 25 vorgesehen, über die jeweils
getrennt das gleiche oder auch unterschiedliche Produkte zuführbar sind.
Vorzugsweise wird das gleiche Produkt zugeführt.
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Insgesamt
steht die Packmaschine 2 auf Standfüßen 26, mit denen
eine Horizontierung der Packmaschine 2 möglich ist.
Zur Bedienung dient eine Bedieneinheit 27, die beispielsweise
an einer Seite der Packmaschine 2 angeordnet ist. Möglich ist auch
die zusätzliche
Bedienung über
eine Fernsteuerung oder ein Computer-Netzwerk.
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Der
Boden unterhalb der Drehtellereinrichtung 8 ist als geschlossene
und im Wesentlichen ebene Fläche 18 ausgebildet,
auf der keine weiteren Komponenten angeordnet sind, um eine einfach
zu wartende und leicht zu reinigende Fläche zur Verfügung zu
stellen. Das sichert die Einhaltung der geforderten hygienischen
Standards, da sich kein Produkt dauerhaft in Ritzen oder Öffnungen
ablegen kann, was dort verrotten oder Ungeziefer anlocken könnte.
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Ein
besonderer Vorteil ist in diesem Zusammenhang auch die Lagerung
der Drehtellereinrichtung 8 oben am Gestell 8,
wobei auf eine Unterstützung
oder Zentrierung der rotierenden Drehtellereinrichtung von unten
vollständig
verzichtet werden kann.
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Das
wird insbesondere auch durch die in 4 sichtbaren
Führungsrollen 10 ermöglicht,
die verteilt über
den Umfang der Drehtellereinrichtung 8 vorgesehen sind
und eine seitliche Führung
der Drehtellereinrichtung 8 erlauben, sodass Querkräfte über die
Führungsrollen 10 aufgenommen
werden können.
Solche Querkräfte
können
beispielsweise bei der Abnahme der Säcke 40 auftreten.
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Oberhalb
der rotierbaren Drehtellereinrichtung 8 sind hier im Ausführungsbeispiel
zwei Andockeinrichtungen 16 an dem Gestell 9 angebracht,
welche zwischen einer angehobenen Position und einer Andockposition
höhenverstellbar
ausgeführt
sind. In der angehobenen Position ist die Drehtellereinrichtung 8 frei
unterhalb der Andockstationen 16 rotierbar, während in
der Andockposition die Andockstationen 16 abgesenkt werden
und auf der rotierbaren Drehtellereinrichtung 8 andocken.
Dies geschieht in den Bearbeitungspositionen 41–44,
welche vorbestimmte Winkelpositionen sind, um dort einen Anschluss
an die Produktöffnungen 28 und
die Absaugöffnungen 29 zu
gewährleisten.
Dadurch wird gesichert, dass das durch die Produktzufuhr 25 zugeführte Produkt
durch die Produktöffnungen 28 in
der Drehtellereinrichtung 8 durchtritt, um nach dem Passieren
des Füllstutzens 3 in
den zu füllenden
Sack 40 einzutreten.
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Durch
die Andockstationen 16 wird der gesamte Produktzufuhrweg 11 vom
nicht dargestellten Silo bis in den Sack 40 hinein abgedichtet,
sodass durch die Absaugeinrichtungen 19 eine effektive
Absaugung des auftretenden Staubs erfolgen kann.
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Der
Produktzufuhrweg 11 führt
durch die Produktzufuhren 25 und die Dosiereinrichtungen 12 und 13 und
schließlich
durch die Produktöffnungen 28 in
den Füllstutzen 3 hinein.
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An
den Andockstationen 16 ist jeweils ein Sperrventil 17 vorgesehen,
das den dort schlauchförmigen
Zuführkanal
absperren kann, wenn das gewünschte
Gesamtgewicht des zu füllenden
Sacks 40 erreicht ist.
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Die
in 4 von unten dargestellte rotierbare Drehtellereinrichtung 8 verfügt hier über 4 symmetrisch über den
Umfang angeordnete Füllstationen 37,
an denen jeweils ein Füllstutzen 3 vorgesehen
ist. Des Weiteren sind an den einzelnen Füllstationen 37 Absaugeinrichtungen 19 vorgesehen,
die den Ringraum um den Füllstutzen 3 herum
und den Verbindungsspalt nach oben hin verbinden, um austretenden
Staub abzusaugen.
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In 5 ist
das hier für
den Grobstrom eingesetzte Turbinenfüllorgan 14 als Dosiereinrichtung 12 detailliert
abgebildet, welches hier eine Förderung des
Produktes ohne Richtungsänderung
erlaubt. Dazu sind der Produktabfuhrkanal und der Produktzufuhrkanal 32 bzw. 33 linear
angeordnet, sodass eine besonders schnelle und effektive Abfüllung möglich ist.
Die Turbinenschaufeln 30 fördern das Produkt und werden
von dem Motor 31 mit gegebenenfalls geregelter Drehzahl
angetrieben.
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Als
Förderorgan
für die
Feinstromfüllung
ist in 3 das Schneckenfüllorgan 15 sichtbar,
welches als Dosiereinrichtung 13 dient. In anderen Ausgestaltungen
ist es ebenfalls möglich,
ein Turbinenfüllorgan
für den
Feinstrom vorzusehen.
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In 6 ist
eine Andockstation 16 vergrößert abgebildet, welche über die
Hubzylinder 35 von der Andockposition in die angehobene
Position überführbar ist,
in der die rotierbare Drehtellereinrichtung 8 von der ersten
in die zweite Position usw. taktet. Das Sperrventil 17 wird über Sperrzylinder 34 angetrieben,
die den hier flexiblen Produktschlauch 36 zusperren bzw.
freigeben können.
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Eine
Füllstation 37 ist
in 7 schematisch vergrößert dargestellt. Hier ist
an die Füllstation 37 ein
Sack 40 angeschlossen, der nur schematisch dargestellt
ist, um das Prinzip zu zeigen. Der Sack ist teilweise mit Produkt 39 gefüllt und
wird über
Greifer 38 an dem Füllstutzen 3 dicht
gehalten.
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Die
Wägeeinrichtung 5 verfügt hier
im Ausführungsbeispiel über drei
Messeinrichtungen 20, über
die der Füllstutzen
und der Sack an der Füllstation 37 wiegend
gehalten wird.
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Darüber ist
eine genaue Gewichtsermittlung des im Sack enthaltenen Produkts 39 möglich. Staubende
Bestandteile werden über
die Absaugkanäle 19 abgesaugt.
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Das
erfindungsgemäße Verpackungssystem bzw.
die erfindungsgemäße Packanlage 1 verfügt über eine
hohe Abfüllkapazität speziell
für die
Abfüllung
pulverförmiger
Produkte, wobei insbesondere Stundenleistungen von mehr als 500
Säcken
bei Sackgewichten von 25 kg möglich
sind. Pulverförmige
und staubende Lebensmittel, wie z. B. Mehle, Backzutaten, Stärke, Hefe
können
hocheffizient und hygienisch in vorkonfektionierte offene Säcke abgefüllt werden.
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Es
erfolgt insbesondere eine luftarme Befüllung bei einem staubdichten
Füllstutzen
und gleichzeitig eine effiziente Produktentlüftung bzw. -verdichtung.
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Die
erfindungsgemäße Packanlage 1 erlaubt Abfüllraten
von bis zu 600 Säcken
oder mehr in der Stunde speziell für die Pulververpackung. Es
können alle
gängigen
vorkonfektionierten offenen Sacktypen, wie z. B. Seitenfaltensack
oder Flachsack aus Papier, PE oder Materialkombinationen verarbeitet
werden. Möglich
ist es, eine Packanlage 1 mit drei, vier oder sechs Füllstutzen 3 auszuführen.
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Die
im Ausführungsbeispiel
dargestellte Packanlage 1 ist mit einer Packmaschine 2 versehen und
ist mit vier Füllstutzen 3 ausgestattet.
Die Füllstutzen 3 arbeiten
getrennt voneinander. So ist es möglich, die einzelnen Füllschritte
parallel zueinander ablaufen zu lassen. Während an einem ersten Füllstutzen 3 der
Sack 40 aufgesteckt wird, erfolgt an zweiten Füllstutzen 3 die
Grobstromdosierung mit einer hohen Füllrate, am dritten Füllstutzen 3 die
Feinstromdosierung und an dem vierten Füllstutzen 3 die Produktverdichtung
und/oder die Sackabnahme.
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Ist
der Sack einmal aufgesteckt, wird er am Füllstutzen 3 zuverlässig ohne
weitere Übergaben
zu den einzelnen Arbeitsstationen transportiert. Somit ist sichergestellt,
dass eine staubarme Befüllung
und höhengleiche Übergabe
des befüllten
Sacks in die Verschließstation
erfolgen. Die einzelnen Arbeitsschritte sind vorzugsweise zeitlich
optimal aufeinander abgestimmt. Durch die parallele Arbeitsfolge
werden kürzere
Zykluszeiten und somit höhere Maschinenleistungen
erreicht. Die Erweiterung um weitere Füllstutzen für zusätzliche Arbeitsschritte ist
grundsätzlich
möglich.
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Jeder
Füllstutzen 3 hat
seine eigene Wägeeinrichtung 5,
die insbesondere als Steuer- und Wägeelektronik ausgeführt ist.
Die Säcke 40 werden nach
dem Bruttosystem befüllt,
d. h. sie werden während
der Befällung
verwogen.
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Die
Leersackbereitstellung erfolgt hier aus einem Leersackmagazin 6,
das hier als Einzelkomponente mit eigenem Maschinenrahmen ausgeführt ist,
aber auch Teil der Packmaschine 2 sein kann.
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Die
leeren Säcke 39 werden
aus dem Leersackmagazin 6 entnommen und mit Sackvereinzelungseinrichtung
bzw. Vereinzelungsstation 7 am Sackboden vereinzelt. Ein
Aufklappen der leeren Säcke 40 und
dadurch bedingte Probleme bei der weiteren Verarbeitung werden somit
vermieden. Hier ist ein (nicht dargestellter) servogesteuerter Aufsteckarm
vorgesehen, der die vereinzelten Säcke sicher an den Füllstutzen 3 positioniert.
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Zur
Erzielung optimaler Zykluszeiten und gleichzeitig sehr präziser Sackgewichte
erfolgt die Grob- und Feinstromdosierung getrennt voneinander, d.
h. wird an einem Stutzen gerade im Grobstrom gefüllt, erfolgt parallel dazu
an einem anderen Stutzen die Feinstromdosierung.
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Ein
höhenverstellbarer
Bodenrüttler
in einer ersten Rüttelstation 21 ist
hier in gekapselter Ausführung
vorgesehen und im Maschinengestell bzw. Gestell 9 integriert
bzw. daran befestigt. Damit werden die strengen Hygienevorschriften
in der Nahrungsmittelindustrie erfüllt, während eine optimale Produktverdichtung
während
der Abfüllung
möglich
ist.
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Nach
der Befällung
wird der Sack 40 vom Füllstutzen 3 abgenommen,
exakt ausgespreizt und an das Austrageband bzw. die Austragevorrichtung 22 übergeben,
die zur Verarbeitung von unterschiedlichen Sacklängen ebenfalls höhenverstellbar
ausgeführt
ist. Die befüllten
Säcke 40 können gegebenenfalls
durch Umfalzen, Nähen,
Schweißen,
Kleben oder Hot-Melt-Aktivierung bzw. Kombinationen hieraus verschlossen
werden. In der Nahrungsmittelindustrie hat sich vor allem die Kombination
aus Verschweißung
und Hot-Melt-Aktivierung bewährt,
da die Säcke 40 so
besonders dicht verschlossen werden und keine Feuchtigkeit, Fremdstoffe,
Ungeziefer o. ä.
in das abgepackte Nahrungsmittelprodukt eindringen können. Bei
der richtigen Wahl des Sackmaterials werden durch den dichten Verschluss
in Kombination mit einer internen PE-Folienverschweißung sogar
höhere
Lagerzeiten erreicht.
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Das
Ergebnis sind formstabile leicht palettierbare Säcke 40 und ein sauberes
Palettenbild, das auch für
die Produktvermarktung an den Endverbraucher von großer Bedeutung
ist.
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Für eine effiziente
Bedienung kann die Packanlage 1 mit einer Anzeige- und
Bedieneinheit 27 in Form von z. B. einem großen Touch
Panel und auch einem Auswerte-/Diagnosesystem ausgerüstet sein. Die
Einstellung der Anlagenparameter erfolgt insbesondere über das
Touch Panel. Für
die Fehlerdiagnose können
die einzelnen Anlagenkomponenten am Bildschirm der Bedieneinheit 27 z.
B. graphisch dargestellt und in Klartext in Landessprache hinterlegt sein.
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Das
Füllsystem
ist von oben abgehängt,
so dass es unterhalb der Füllstutzen
für Reinigungszwecke
leicht zugänglich
ist. Die Reinigung wird zusätzlich
erleichtert durch den komplett geschlossen ausgeführten Maschinenboden
und die Verlegung aller Energieführungen
außerhalb
des Staubbereiches, insbesondere von oben her.
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Die
Zugangstüren
mit eingefasstem Sicherheitsglas schließen insbesondere bündig mit
dem Maschinengestell 9 ab. Mögliche Staubablagerungsflächen sind
somit auf ein Minimum reduziert.
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Der
Betrieb erfolgt getaktet. Das bedeutet, dass die rotierende Anlage
hier bei jedem Takt um 90° weiter
gedreht wird und dort für
die vorgesehene einheitliche Bearbeitungszeit ruht. Die Beschleunigung
und die Abbremsung kann geregelt erfolgen, sodass die auftretenden
Beschleunigungswerte nicht zu groß werden. Zusätzlich können zur
Begrenzung der Sackbewegung Führungsmittel
in Form z. B. einer Sackführung
vorgesehen sein, damit die auftretende Fliehkraft die Säcke nicht
zu weit nach außen trägt. Die
Führungsmittel
können
mit Rollen oder dergleichen versehen sein, um eine geringe Reibung
zu bewirken.
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An
der ersten Bearbeitungsposition 41 wird ein Sack 40 auf
einen ersten der insgesamt vier Füllstutzen 3 aufgesteckt.
Alle vier Füllstutzen 3 sind
insbesondere identisch ausgebildet.
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Nach
dem Aufstecken des Sacks wird die Drehtellereinrichtung 8 hier
um 90° um
die zentrale Drehachse 4 zur zweiten Bearbeitungsposition 42 gedreht,
wo die Füllung
mit dem Grobstrom erfolgt. Gleichzeitig wird insbesondere die als
Rüttelstation ausgebildete
Verdichtungseinrichtung 21 aktiviert, die während des
Abfüllens
mit dem Grobstrom das in den Sack 40 abgefüllte Produkt
verdichtet.
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Nachdem
z. B. 80 oder 90% der einzufüllenden
Produktmenge abgefüllt
sind, wird die Drehtellereinrichtung 8 weiter zur dritten
Bearbeitungsposition 43 gedreht, wo die restliche Produktmenge
mit dem Feinstrom in den Sack abgefüllt wird. Dabei wird das Gewicht
kontinuierlich ermittelt und der Füllvorgang gestoppt, sobald
das vorgesehene Gewicht erreicht wird. Ein solche Bruttoverbiegung
kann gegebenenfalls auch schon bei der Grobstromfüllung erfolgen.
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Im
Anschluss daran wird nach dem Erreichen des angestrebten Gesamtgewichts
und nach verstrichener Taktzeit die Drehtellereinrichtung 8 zur vierten
Bearbeitungsposition 44 getaktet. Dort wird der Sack von
dem Füllstutzen
abgenommen und verschlossen.
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Zusätzlich wird
der Sack vor dem Verschließen
mit einer zweiten Verdichtungseinrichtung 45 verdichtet,
die ebenfalls insbesondere als Rüttelstation
ausgeführt
ist. Dadurch wird das gesamte im Sack befindliche Produkt verdichtet.
Insbesondere wird dabei das noch unverdichtete Produkt verdichtet,
welches während
des Feinstroms eingefüllt
wurde. Die zweite Verdichtungseinrichtung 45 ist hier schematisch
unterhalb der Drehtellereinrichtung eingezeichnet, sie kann aber
in bevorzugten Ausgestaltung auch der Abnahme nachgeschaltet sein
und außerhalb
des Drehbereichs der Drehtellereinrichtung 8 vorgesehen
sein.
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Insgesamt
ist dadurch noch eine zusätzliche deutliche
Entlüftung
möglich,
wodurch ein gewisser Anteil der Sacklänge eingespart werden kann,
da der Produktspiegel durch die Entlüftung bedingt absinkt.
-
- 1
- Packanlage
- 2
- Packmaschine
- 3
- Füllstutzen
- 4
- Drehachse
- 5
- Wägeeinrichtung
- 6
- Leersackmagazin
- 7
- Sackvereinzelungseinrichtung
- 8
- Drehtellereinrichtung
- 9
- Gestell
- 10
- Führungsrollen
- 11
- Produktzufuhrweg
- 12
- Dosiereinrichtung
- 13
- Dosiereinrichtung
- 14
- Turbinenfüllorgan
- 15
- Schneckenfüllorgan
- 16
- Andockeinrichtung
- 17
- Sperrventil
- 18
- Ebene
Fläche
- 19
- Absaugeinrichtung
- 20
- Messeinrichtung
- 21
- Rüttelstation
- 22
- Austrageband
- 23
- Wartungstür
- 24
- Antrieb
- 25
- Produktzufuhr
- 26
- Standfuß
- 27
- Bedieneinheit
- 28
- Produktöffnung
- 29
- Absaugöffnung
- 30
- Turbinenschaufel
- 31
- Motor
- 32
- Produktabfuhr
- 33
- Produktzufuhr
- 34
- Sperrzylinder
- 35
- Hubzylinder
- 36
- Produktschlauch
- 37
- Füllstation
- 38
- Greifer
- 39
- Schüttgut
- 40
- Sack
- 41
- Bearbeitungsposition
- 42
- Bearbeitungsposition
- 43
- Bearbeitungsposition
- 44
- Bearbeitungsposition
- 45
- Rüttelstation