DE102008020253A1 - Packanlage zum Füllen von vorkonfektionierten offenen Säcken mit Schüttgütern - Google Patents

Packanlage zum Füllen von vorkonfektionierten offenen Säcken mit Schüttgütern Download PDF

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Abstract

Packanlage zum Füllen von vorkonfektionierten offenen Säcken mit Schüttgütern, umfassend 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.

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist die begrenzte Kapazität. Gewünscht werden Maschinen mit einer höheren Sackfüllrate.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Wenigstens zwei Produktzufuhrwege ermöglichen außerdem die Anordnung unterschiedlicher Dosiereinrichtungen zur Zufuhr des Produktes oder der Produkte zu unterschiedlichen Füllstutzen.
  • Eine zeitgleiche Beschickung unterschiedlicher Füllstutzen mit Produkt erlaubt eine erhebliche Leistungssteigerung der Anlage, da die Abfüllung parallelisiert wird.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung ist eine Dosiereinrichtung als ein Schneckenfüllorgan ausgebildet. Vorzugsweise ist das Schneckenfüllorgan etwa horizontal oberhalb der Drehtellereinrichtung angeordnet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vorzugsweise ist eine höhengleiche Übergabe der Säcke vorgesehen.
  • Insbesondere ist an wenigstens einem Füllstutzen wenigstens eine Absaugeinrichtung vorgesehen, um einen ausstaubenden Produktanteil kontrolliert abzusaugen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In allen Fällen kann jedem Füllstutzen eine Wägeeinrichtung zugeordnet sein, um ein Abfüllen nach dem Bruttowiegeverfahren zu ermöglichen.
  • 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.
  • Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
  • In den Figuren zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Packanlage;
  • 2 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Packanlage nach 1 im Teilschnitt;
  • 3 eine perspektivische Ansicht des Drehtellers der Packanlage nach 1;
  • 4 eine Unteransicht des Drehtellers nach 3;
  • 5 eine Ansicht einer Füllturbine der Packanlage nach 1;
  • 6 eine perspektivische Ansicht der Andockstation der Packanlage nach 1; und
  • 7 einen schematischen Querschnitt einer Füllstation der Packanlage nach 1.
  • Mit Bezug auf die 17 wird nun ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 4144, 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Darüber ist eine genaue Gewichtsermittlung des im Sack enthaltenen Produkts 39 möglich. Staubende Bestandteile werden über die Absaugkanäle 19 abgesaugt.
  • 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.
  • Es erfolgt insbesondere eine luftarme Befüllung bei einem staubdichten Füllstutzen und gleichzeitig eine effiziente Produktentlüftung bzw. -verdichtung.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Das Ergebnis sind formstabile leicht palettierbare Säcke 40 und ein sauberes Palettenbild, das auch für die Produktvermarktung an den Endverbraucher von großer Bedeutung ist.
  • 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.
  • 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.
  • Die Zugangstüren mit eingefasstem Sicherheitsglas schließen insbesondere bündig mit dem Maschinengestell 9 ab. Mögliche Staubablagerungsflächen sind somit auf ein Minimum reduziert.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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

Claims (21)

  1. Packanlage (1) zum Füllen von vorkonfektionierten offenen Säcken (40) mit Schüttgütern (39), umfassend eine Packmaschine (2) mit wenigstens zwei Füllstutzen (3), welche um eine gemeinsame Drehachse (4) rotierbar an der Packmaschine (2) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Füllstutzen (3) eine Wägeeinrichtung (5) zugeordnet ist, um ein Abfüllen nach dem Bruttowiegeverfahren zu ermöglichen.
  2. Packanlage (1) nach Anspruch 1, wobei die Packmaschine (2) wenigstens ein Leersackmagazin (6), wenigstens eine Sackvereinzelungseinrichtung (7) und wenigstens ein Austrageband (22) umfasst.
  3. Packanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wenigstens zwei Füllstutzen (3) an einer rotierbaren Drehtellereinrichtung (8) jeweils ortsfest zu der Drehtellereinrichtung (8) vorgesehen sind.
  4. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Packmaschine (2) ein Gestell (9) umfasst, an dem die Drehtellereinrichtung (8) rotierbar gelagert ist.
  5. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drehtellereinrichtung (8) über Führungsrollen (10) seitlich geführt wird.
  6. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei Produktzufuhrwege (11) vorgesehen sind.
  7. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei Dosiereinrichtungen (12, 13) oberhalb der Drehtellereinrichtung (8) vorgesehen sind.
  8. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Dosiereinrichtung (12) für einen Grobstrom und wenigstens eine Dosiereinrichtung (13) für einen Feinstrom vorgesehen ist.
  9. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Turbinenfüllorgan (14) als Dosiereinrichtung (12) vorgesehen ist.
  10. Packanlage (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Turbinenfüllorgan (12) mit einem linearen Produktweg ausgerüstet ist.
  11. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Schneckenfüllorgan (15) als Dosiereinrichtung (13) vorgesehen ist.
  12. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Gestell (9) wenigstens zwei Andockeinrichtungen (16) vorgesehen sind, um die Dosiereinrichtungen (12, 13) mit den Füllstutzen (3) zu verbinden.
  13. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Andockeinrichtung (16) ein Sperrventil (17) zur Absperrung der Produktzufuhr umfasst.
  14. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Packmaschine (2) einen Boden aufweist, der wenigstens unterhalb der Drehtellereinrichtung (8) eine im Wesentlichen ebene und geschlossene Fläche (18) bildet.
  15. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine höhengleiche Übergabe der Säcke gegeben ist.
  16. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an wenigstens einem Füllstutzen (3) wenigstens eine Absaugeinrichtung (19) vorgesehen ist.
  17. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Füllstutzen (3) über wenigstens eine Messeinrichtung (20) jeweils an der Drehtellereinrichtung (8) aufgenommen sind.
  18. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Verdichtungseinrichtung (21, 45) vorgesehen ist.
  19. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Sackaufsteckeinrichtung vorgesehen ist.
  20. Packanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Sackführung vorgesehen ist.
  21. Packanlage (1) zum Füllen von vorkonfektionierten offenen Säcken (40) mit Schüttgütern (39), umfassend eine Packmaschine (2) mit wenigstens zwei Füllstutzen (3), welche um eine gemeinsame Drehachse (4) rotierbar an der Packmaschine (2) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens zwei winkelmäßig versetzten Bearbeitungspositionen (4144) Verdichtungseinrichtungen (21, 45) vorgesehen sind, um das in die offenen Säcke (40) eingefüllte Schüttgut zu verdichten.
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