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Die
Erfindung betrifft eine Packanlage zum Füllen von vorkonfektionierten
offenen Säcken
mit Schüttgütern und
insbesondere zum Abfüllen
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, bei denen die Säcke
nach dem Füllvorgang
von dem Füllstutzen
auf ein Austrageband abgeworfen werden, wo sie einer Schweißstation
zugeführt
werden. An der Schweißstation
wird die obere Sackwandung ergriffen und beispielsweise verschweißt.
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Die
bekannten Packanlagen funktionieren zuverlässig und eignen sich zum effektiven
Befüllen von
offenen Säcken.
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Nachteilig
bei den im Stand der Technik bekannten Packanlagen ist allerdings,
dass die Säcke nach
dem Füllvorgang
vom Füllstutzen
abgeworfen werden und später
für den
Verschweißvorgang
erneut ergriffen werden müssen.
Dadurch erhält
die obere Sackwandung eine nicht exakt definierte Lage, wodurch
es passieren kann, dass die obere Sackwandung nicht exakt senkrecht
zur Längserstreckung
des Sacks verschweißt
wird, sondern einen gewissen Winkel dazu aufweist. Daraus resultieren verschiedene
Nachteile. Ein Nachteil ist, dass die exakte Sackform und die genauen
Sackabmessungen nicht vollständig
reproduzierbar sind, sodass sich leichte Abweichungen ergeben, die
bei gestapelten Säcken
und einer Vielzahl von Säcken
Nachteile mit sich bringen können.
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Außerdem stellen
die Kunden beim Kauf von Nahrungsmitteln heutzutage höhere Anforderungen an
die Verpackung der Lebensmittel. So soll nicht nur das abgefüllte Produkt
sauber und rein sein, sondern es werden auch an die Verpackung höhere Qualitätsanforderungen
und größere optische
Ansprüche
gestellt. Dazu zählt
beispielsweise auch, dass die Schweißnaht der oberen Sackwandung
möglichst senkrecht
zur Sacklängserstreckung
ausgerichtet ist und ein genau definiertes Erscheinungsbild vorliegt.
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Angesichts
des Standes der Technik und der heutigen Kundenanforderungen ist
es deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Packanlage
zur Verfügung
zu stellen, mit der offene Säcke
befüllt
werden können,
wobei die verschlossenen Säcke
gehobenen Qualitätsanforderungen
genügen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Packanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere vorteilhafte Merkmale
ergeben sich aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
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Die
erfindungsgemäße Packanlage
umfasst eine Packmaschine oder ist als eine solche ausgeführt und
dient zum Füllen
von vorkonfektionierten offenen Säcken mit Schüttgütern. Es
sind wenigstens zwei Füllstutzen
vorgesehen, die um eine gemeinsame Drehachse bewegbar und insbesondere
rotierbar an der Packmaschine vorgesehen sind. Es ist wenigstens
eine Sackabnahmeeinrichtung vorgesehen und jedem Füllstutzen
ist eine Klemmeinrichtung zugeordnet, um einen offenen Sack beim
Füllen
an dem Füllstutzen
zu halten. An der Sackabnahmeeinrichtung ist eine Greifereinrichtung
vorgesehen, um den gefüllten
offenen Sack bei der Abnahme zu übernehmen
und zu halten. Weiterhin ist eine Halteeinrichtung vorgesehen, welche
den gefüllten
offenen Sack von der Greifereinrichtung der Sackabnahmeeinrichtung übernimmt
und an eine Verschließeinrichtung übergibt,
um eine definierte Verschließung
der oberen Sackwandung des Sacks zu ermöglichen.
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Die
erfindungsgemäße Packanlage
hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Packanlage
ist, dass zu jedem Zeitpunkt eine definierte Lage und Ausrichtung
der offenen Säcke
vorliegt. Ein unkontrolliertes Fallenlassen des gefüllten Sacks
wird vermieden. Dabei kann es nämlich
dazu kommen, dass die obere Sackwandung umgebogen wird, sodass eine
exakte horizontale Ausrichtung schwierig und nur technisch aufwändig wieder
herstellbar wäre.
Hier bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass zu jedem
Zeitpunkt bis zum Verschließen
der oberen Sackwandung eine genau definierte Lage der oberen Sackwandung
gewährleistet wird.
Dadurch kann eine Verschlußnaht
an der oberen Sackwandung eingebracht werden, die relativ gut oder
sogar exakt zu dem Sack ausgerichtet ist.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Packanlage ist, dass durch
die rotierend angeordneten Füllstutzen
eine hohe Füllrate
erzielbar ist. Beispielsweise kann an einem ersten Füllstutzen
eine Füllung
mit einem Grobstrom erfolgen, während
an einem zweiten Füllstutzen
eine Feinstromfüllung
erfolgt. Während
mit der Grobstromfüllung
beispielsweise möglichst
schnell 80 oder 90% des angestrebten Füllgewichts eingefüllt werden,
wird mit der Feinstromfüllung
insbesondere im Bruttowägeverfahren das
angestrebte Sollgewicht exakt eingefüllt.
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Vorzugsweise
erfolgt bei der erfindungsgemäßen Packanlage
eine getaktete Betriebsweise, bei der an einer ersten Station der
Sack an einen Füllstutzen
angehängt
wird und danach zu einer zweiten Station weitergetaktet wird, wo
insbesondere die Grobstromabfüllung
erfolgt und das Produkt dabei durch eine Rütteleinrichtung vorverdichtet
werden kann. Nach der Taktung zu einer dritten Station kann die
Restfüllung
im Feinstromfüllverfahren
erfolgen und an einer vierten Station kann die Abnahme erfolgen.
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An
der Sackabnahmeeinrichtung erfolgt dann eine kontrollierte Übergabe
des Sacks an die Verschließeinrichtung,
sodass ein hochqualitativer Sackverschluss herstellbar ist.
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Vorzugsweise
umfasst die Klemmeinrichtung wenigstens zwei Klemmbacken. Möglich und
bevorzugt sind insgesamt sechs Klemmbacken, wovon insgesamt vier
an den beiden Sackenden und zwei im mittleren Bereich des Füllstutzens
den Sack gegen den Füllstutzen
klemmen und möglichst
dicht verschließen,
um den Austritt von Produktpartikeln zu verhindern. Der Füllstutzen
ist insbesondere sechseckig gestaltet, um einen dichten Sitz zu
gewährleisten.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung ist die Greifereinrichtung der Sackabnahmeeinrichtung dazu
vorgesehen, den Sack unterhalb der Klemmeinrichtung zu greifen.
Insbesondere ergreift die Greifereinrichtung der Sackabnahmeeinrichtung
den gefüllten
Sack oberhalb des Produktspiegels und unterhalb des unteren Endes
des Füllstutzens.
Nach dem Lösen
der Klemmbacken der Klemmeinrichtung kann der Sack von dem Füllstutzen
nach unten abgezogen werden, wobei aber gleichzeitig durch die Greifereinrichtung
gewährleistet
ist, dass die obere Sackwandung definiert gehalten wird.
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Die
Greifereinrichtung der Sackabnahmeeinrichtung umfasst vorzugsweise
wenigstens zwei um eine etwa vertikale Achse schwenkbare Greifer
und insbesondere insgesamt vier um zwei parallele und voneinander
beabstandete vertikale Achsen schwenkbare Greifer. Bevorzugt ist,
dass zwei Greifer an einem Ende des Sacks und zwei andere Greifer
an dem anderen Ende des Sacks den Sack von außen seitlich ergreifen.
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Nach
dem Ergreifen des Sacks mit der Greifereinrichtung der Sackabnahmeeinrichtung
und nach dem Lösen
der Klemmeinrichtung, die die obere Sackwandung an den Füllstutzen
hält, wird
die Sackabnahmeeinrichtung abgesenkt, um den Sack vom Füllstutzen
abzuziehen. Möglich
ist es auch, dass der Füllstutzen
angehoben wird, aber da bei der erfindungsgemäßen Packanlage nur eine Sackabnahmeeinrichtung,
aber hingegen mehrere Füllstutzen
vorgesehen sind, ist es einfacher, den Füllstutzen in vertikaler Richtung
feststehend und die Sackabnahmeeinrichtung in vertikaler Richtung
verschiebbar vorzusehen.
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Nach
der Abnahme des Sacks von dem Füllstutzen
wird der Sack durch eine vorzugsweise lineare und insbesondere etwa
radiale Bewegung von dem Füllstutzen
entfernt, um den gefüllten
Sack aus dem Schwenkbereich des Füllstutzens zu entfernen.
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Vorzugsweise
ist an einer Sackabnahmeeinrichtung eine Spreizeinrichtung vorgesehen,
mit der die obere Sackwandung gespreizt wird, wenn der Sack aus
dem Schwenkbereich des Füllstutzens nach
außen
bewegt wird. Das bietet den Vorteil, dass die Sackwandung wieder
optimal ausgerichtet wird, da die Ecken der oberen Sackwandung sich
beim Aufstecken des Sacks auf einen Füllstutzen zur Aufnahme des
Füllstutzen
nach innen hin bewegen mussten.
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In
allen Ausgestaltungen und Weiterbildungen ist es bevorzugt, dass
wenigstens eine Stützeinrichtung
vorgesehen ist, die den Sack bei der Abnahme und beim Transport
nach außen
von unten unterstützt.
Möglich
und bevorzugt sind auch Stützeinheiten
an den Sackseiten, um den Sack exakt zu führen und um die oberen Greifer
und Klemmbacken von dem Gewicht des Sacks zu entlasten.
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Die
Halteeinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens zwei um eine etwa
horizontale Achse schwenkbare Haltebacken bzw. obere Greifer, die
die obere Sackwandung von oben ergreifen, um den Sack von der Greifereinrichtung
mit den insbesondere von den Seiten wirkenden Greifern zu übernehmen.
Dazu wird die Halteeinrichtung mit den schwenkbaren Haltebacken
aktiviert, während
die Greifereinrichtung mit den seitlichen Greifern den Sack noch
hält, sodass
nach dem Ergreifen der oberen Sackwandung durch die Haltebacken
der Halteeinrichtung die von der Seite den Sack ergreifenden Greifer
gelöst
werden können,
da die obere Sackwandung weiterhin definiert über die Halteeinrichtung gehalten
wird.
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Die
um eine horizontale Achse schwenkbaren Haltebacken können von
oben die obere Sackwandung ergreifen. Das ist ein erheblicher Vorteil,
da der Sack nach der Übergabe
an die Verschließeinrichtung
direkt seitlich verfahren werden kann, ohne dass die Haltebacken
der Halteeinrichtung zuerst weggefahren werden müssen, was einen größeren Zeitbedarf
und einen größeren Aufwand
verursachen würde.
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Deshalb
ist es bevorzugt, dass die Verschließeinrichtung den Sack unterhalb
der Halteeinrichtung übernimmt.
Vorzugsweise umfasst die Verschließeinrichtung eine Halte- und
Transporteinrichtung, welche den Sack einer Verschließeinheit
zuführt,
wobei die Verschließeinheit
je nach Anwendungsfall nach unterschiedlichen Verschließprinzipien
arbeiten kann.
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Besonders
bevorzugt ist es aber, dass die Verschließeinheit zum Verschließen sogenannter Pinch-Top-Säcke geeignet
ist, bei denen zum Verschließen
eine an der oberen Sackwandung vorgesehene Lasche umgelegt werden
muss, die einen Kleber aufweist, der über Hitze aktiviert wird. Die
Erfindung ermöglicht
hier den hochqualitativen Verschluss solcher Pinch-Top-Säcke, ohne
dass ein nennenswerter Ausschuss zu befürchten ist.
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Vorzugsweise
weist die Halte- und Transporteinrichtung einen Transportriemen
und Transportrollen auf, die miteinander zusammenwirken, um den Sack
zur Seite zu der Verschlusseinheit zu transportieren. Dabei liegen
die Transportriemen und die Transportrollen auf unterschiedliche
Seiten der oberen Sackwandung an, um die Sackwandung und den Sack
zur Verschließeinheit
zu befördern.
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Von
unten wird der gefüllte
Sack vorzugsweise von einer Stützeinrichtung
unterstützt,
die hier auch als Austrageband dienen kann, wenn die Säcke nach
dem Verschließen
der oberen Sackwandung zur Seite transportiert werden sollen.
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In
allen Ausgestaltungen ist es möglich,
dass die Halte- und Transporteinrichtung zwei schwenkbare Teileinheiten
aufweist, die zur Aufnahme eines gefüllten Sacks zur Seite schwenken
und anschließend wieder
zurückschwenken,
um die obere Sackwandung von beiden Seiten aufzunehmen.
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In
allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Packmaschine ein
Leersackmagazin, eine Sackvereinzelungseinrichtung und wenigstens
ein Austrageband umfasst.
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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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In
allen Ausgestaltungen können
unterschiedliche Dosiersysteme als Dosiereinrichtung eingesetzt
werden. Möglich
ist beispielsweise der Einsatz eines Turbinenfüllorgans, eines Schneckentransportorgans
bzw. eines Schneckenfüllorgans,
eines Luftfüllorgans
oder eines sonstigen bekannten Füll-
oder Transportorgans.
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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
ist wenigstens 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 und das abgefüllte
Produkt zu verdichten.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
werden im Folgenden in einem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die
beiliegenden Figuren beschrieben.
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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
schematische perspektivische Ansicht der Sackaufsteckung;
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4 eine
Unteransicht des Drehtellers der Packanlage nach 1;
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5 eine
schematische perspektivische Explosionsdarstellung des Drehtellers
mit dem Füllstutzen
und der Dosiereinrichtung;
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6 eine
schematische perspektivische Darstellung der Austrageeinrichtung
und der Verschließeinrichtung;
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7 eine
Seitenansicht der Verschließeinrichtung;
und
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8 einen
stark schematischen Funktionsablauf der Austrageeinrichtung.
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Mit
Bezug auf die 1–8 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, 4 und 5 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 über einen Motor 31 antreibbare
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 9,
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 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 rotierbar, während in der Andockposition
die Andockstationen 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
und die Absaugöffnungen
zu gewährleisten.
Dadurch wird gesichert, dass das durch die Produktzufuhr 25 zugeführte Produkt
durch die Produktöffnungen
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 wird der gesamte Produktzufuhrweg vom nicht
dargestellten Silo bis in den Sack 40 hinein abgedichtet,
sodass durch die Absaugeinrichtungen eine effektive Absaugung des auftretenden
Staubs erfolgen kann.
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Der
Produktzufuhrweg führt
durch die Produktzufuhren 25 und die zugeordneten Dosiereinrichtungen,
die hier als Turbinensystem für
den Grobstrom und als Schneckendosierer für den Feinstrom ausgeführt sind,
und schließlich
durch die Produktöffnungen
in den Füllkanal 47 und
den Füllstutzen 3 hinein.
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An
den Andockstationen kann jeweils ein Sperrventil vorgesehen sein,
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 vier
symmetrisch über
den Umfang angeordnete Füllstationen 37,
an denen jeweils ein Füllstutzen 3 vorgesehen
ist. Des Weiteren sind an den einzelnen Füllstationen 37 Absaugeinrichtungen
vorgesehen, die den Ringraum um den Füllstutzen 3 herum
und den Verbindungsspalt nach oben hin verbinden, um austretenden
Staub abzusaugen.
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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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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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Zunächst wird
aus dem Leersackmagazin 6 von dem Sackstapel 48 ein
Sack 40 mit der Sackvereinzelungseinrichtung 7 vereinzelt
und durch den in 3 erkennbaren Sackaufstecker 46 von
unten auf einen Füllstutzen 3 der
Packmaschine 2 aufgesteckt. Dort wird er durch die Klemmeinrichtung 11 mit
den Klemmbacken 12 fixiert und gehalten.
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Ist
der Sack 40 von dem Sackaufstecker 46 einmal aufgesteckt,
wird er am Füllstutzen 3 zuverlässig ohne
weitere Übergaben
zu den einzelnen Arbeitsstationen transportiert. Somit ist sicherge stellt, dass
eine staubarme Befüllung
und höhengleiche bzw.
höhendefinierte 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
vorzugsweise seine eigene Wägeeinrichtung,
die insbesondere als Steuer- und Wägeelektronik ausgeführt ist.
Die Säcke 40 werden
insbesondere nach dem Bruttosystem befällt, d. h. sie werden während der
Befüllung
verwogen.
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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 Befüllung
wird, wie mit Bezug auf die 6 bis 8 noch
genauer beschrieben werden 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 werden
durch ein Verschließverfahren verschlossen.
Insbesondere können
die Säcke
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 ver schlossen 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
Füh rungsmittel
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 21 ausgebildete
Verdichtungseinrichtung 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 als Rüttelstation 45 ausgeführte Verdichtungseinrichtung
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.
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Während des
Füllvorgangs
wird der Sack 40 durch die Klemmbacken 12 der
Klemmeinrichtung 11 gehalten.
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Wenn
der Sack 40 gefüllt
ist und in der Bearbeitungsposition 44 angekommen, kann
nach einer eventuellen Nachverdichtung mittels der Verdichtungs-
bzw. Rüttelstation 45 der
Sack abgenommen werden. Dazu wird die Sackabnahmeinrichtung 5 eingesetzt,
die eine Greifereinrichtung 13 aufweist, mittels deren
seitlichen Greifern 14 von den Seiten 30 und 32 unterhalb
der Klemmbacken 12 gegriffen wird.
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Wenn
der Sack durch die seitlichen Greifer 14 der Greifereinrichtung 13 unterhalb
des unteren Endes des Füllstutzens 3 gegriffen
wird, können
die Klemmbacken 12 der Klemmeinrichtung 11 gelöst werden
und geben die obere Sackwandung 19 des Sacks 40 frei.
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Um
den Sack aus dem Rotationsbereich der Füllstutzen 3 heraus
zutransportieren, wird zunächst die
Sackabnahmeeinrichtung 5 mit dem daran angehängten Sack 40,
der aber fortwährend
durch eine Stützeinrichtung 28 von
unten unterstützt
werden kann, insgesamt um einen Abstand 50 abgesenkt, sodass
die obere Sackwandung 19 unterhalb der unteren Kante des
Füllstutzens 3 positioniert
ist.
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Im
Anschluss daran wird der Sack 40 an der Sackabnahmeeinrichtung
linear nach außen
verfahren, um den Sack außerhalb
des Rotationsbereiches der Füllstutzen 3 zu
bringen. Gleichzeitig wird die obere Sackwandung 19 definiert
gespreizt, da die seitlichen Greifer 14 auf divergierenden
Schienen angeordnet sind, sodass mit der linear nach außen gerichteten
Bewegung auch der Abstand der beiden Sackseiten 30 und 32 zunimmt,
bis die obere Sackwandung 19 gespannt ist. Dadurch wird
eine formschöne
und reproduzierbare Verschweißung
gewährleistet.
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Die
radial nach außen
gerichtete Bewegung ist in 6 mit dem
Bezugszeichen 29 versehen.
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Vor
der Übergabe
des gefüllten
Sacks 40 an die Verschließeinrichtung 17 wird
der Sack nochmals umgegriffen, um eine reibungslose weitere Übergabe zu
gewährleisten.
Dazu werden die Haltebacken 16 bzw. oberen Greifer der
Halteeinrichtung 15 um die horizontale Achse 33 von
oben auf die obere Sackwandung 19 geschwenkt, sodass die
Haltebacken 16 die obere Sackwandung 19 von oben
oberhalb der seitlichen Greifer 14 der Greifereinrichtung 13 ergreifen.
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Durch
die Übergabe
des Sacks von der Greifereinrichtung 13 an die Halteeinrichtung 15 wird
die weitere Verarbeitung des Sacks 40 erheblich erleichtert,
da der Sack 40 nunmehr nur noch von oben gehalten wird
und da keine den Sack haltenden Teile von der Seite an dem Sack
anliegen.
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Nach
dem Weitertransport in Richtung des Pfeils 29 zur Verschließeinrichtung übernimmt
die Halte- und Transporteinrichtung 34 den Sack 40.
Die obere Sackwandung 19 wird dort auf der einen Seite von
dem Transportriemen 36 ergriffen, während von der anderen Seite
die Transportteile 38 mit den Transportrollen sich an die
obere Sackwandung 19 anlegen. Gleichzeitig wird der Sack
von unten durch das Austragsband 28 unterstützt. Die
Halte- und Transporteinrichtung 34 aktiviert daraufhin
den Antrieb des Transportriemens 36 und überfährt den Sack 40 zur
Verschließeinheit 35,
wo die obere Sackwandung definiert verschlossen wird.
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Beispielsweise
kann dort eine Verschließeinheit
zum Verschließen
von sogenannten Pinch-Top-Säcken
vorgesehen sein, bei der eine temperaturaktivierbare Klebeschicht
auf einer Seite vorgesehen ist, die definiert angelegt wird, um
den Sack unter Temperatureinwirkung zu verschließen. Bei der Herstellung eines
solchen Verschlusses muss die obere Sackwandung definiert umgelegt werden,
was nicht gelingt, wenn die obere Sackwandung schief in der Verschließeinheit 35 liegt.
Das wäre
aber hier durch die definierte Übergabe
des Sacks von dem Füllstutzen
mittels der Sackabnahmeeinrichtung 5 gewährleistet,
sodass qualitativ hochwertigen und auch gehobenen optischen Ansprüchen genügende Säcke herstellbar
sind.
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Nach
dem Verschließen
an der Verschließeinrichtung,
die beispielsweise auch als Verschweißstation ausgeführt sein
kann, wird der Sack ausgetragen und beispielsweise palettiert.
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Eine
schematische Darstellung des Funktionsablaufs bei der Sackabnahme
ist in 8 dargestellt. Von links nach rechts sind dort
in vier Abbildungen die Zustände
des Sacks stark schematisch gezeigt.
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Zunächst befindet
sich der Sack am Füllstutzen 3 und
wird dort durch die Klemmeinrichtung 11 gehalten. Der Sack 40 wird
bis zu dem Produktspiegel 49 mit dem Schüttgut 39 befüllt. Wenn
das vorgesehene Gewicht erreicht wird, wird der Füllvorgang gestoppt
und die Sackabnahmeeinrichtung 5 aktiviert.
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Die
seitlichen und um vertikale Achsen 20 drehbaren Greifer 14 der
Greifereinrichtung 13 ergreifen den Sack 40 unterhalb
der Klemmeinrichtung 11 von den Seiten 30 und 32,
woraufhin die Klemmeinrichtung 11 gelöst werden kann.
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Die
Sackabnahmeeinrichtung 5 kann anschließend um den Abstand 50 von
z. B. 50 mm abgesenkt werden, sodass der Sack 40 unterhalb
des Füllstutzens 3 radial
nach außen
verfahren werden kann.
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Die
um eine horizontale Achse 33 schwenkbaren oberen Greifer
bzw. Haltebacken 16 schwenken von oben auf die obere Sackwandung 19 und
ergreifen den Sack. Daraufhin können
die seitlichen Greifer 14 wieder aufgeschwenkt und von
dem gefüllten
Sack entfernt werden.
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Die
oberen Greifer bzw. Haltebacken 16 überführen den gefüllten Sack 40 zu
der Verschließeinrichtung 17 und übergeben
den Sack an die Halte- und Transporteinrichtung 34, die
knapp unterhalb der Haltebacken 16 den Sack ergreift. Dabei
steht die obere Sackwandung 19 wieder frei zur Verfügung, um
dort eine Schweißnaht
anzubringen oder den Sack sonst wie zu verschließen.
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Das
Verschließen
erfolgt hier, indem der Sack seitlich ausgebracht wird, wobei er
dabei im Durchlauf verschlossen werden kann.
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- 1
- Packanlage
- 2
- Packmaschine
- 3
- Füllstutzen
- 4
- Drehachse
- 5
- Sackabnahmeeinrichtung
- 6
- Leersackmagazin
- 7
- Vereinzelungseinrichtung
- 8
- Drehtellereinrichtung
- 9
- Gestell
- 10
- Führungsrollen
- 11
- Klemmeinrichtung
- 12
- Klemmbacken
- 13
- Greifereinrichtung
- 14
- seitliche
Greifer
- 15
- Halteeinrichtung
- 16
- Haltebacke
- 17
- Verschließeinrichtung
- 18
- ebene
Fläche
- 19
- obere
Sackwandung
- 20
- vertikale
Achse
- 21
- Rüttelstation
- 22
- Austrageband
- 23
- Wartungstür
- 24
- Antrieb
- 25
- Produktzufuhr
- 26
- Standfuß
- 27
- Bedieneinheit
- 28
- Stützeinrichtung
- 29
- radiale
Bewegung
- 30
- Sackseite
- 31
- Motor
- 32
- Sackseite
- 33
- horizontale
Achse
- 34
- Halte-
und Transporteinrichtung
- 35
- Verschließeinheit
- 36
- Transportriemen
- 37
- Füllstation
- 38
- Transportrollen
- 39
- Schüttgut
- 40
- Sack
- 41
- Bearbeitungsposition
- 42
- Bearbeitungsposition
- 43
- Bearbeitungsposition
- 44
- Bearbeitungsposition
- 45
- Rüttelstation
- 46
- Sackaufstecker
- 47
- Füllkanal
- 48
- Sackstapel
- 49
- Produktspiegel
- 50
- Abstand