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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befördern von Brezeln mit fester Orientierung zu einer Verpackungsvorrichtung.
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Die Herstellung und anschließende Verpackung von Brezeln im industriellen Maßstab erfordern einen großen maschinellen Aufwand, der je nach Art und Variante der Brezel unterschiedlich sein kann. Eine beliebte Variante einer Brezel ist die Laugenbrezel, bei der eine Behandlung mit Natronlauge erfolgt. Eine weitere Variante ist die Partybrezel, die als Dauerbackware knusprig gefertigt wird. Allen Brezelarten gemeinsam ist, dass diese über Brezelschlingmaschinen verarbeitet werden.
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In vielen Betrieben werden die Teigrohlinge nicht gleich gebacken, sondern für den weiteren Transport und anschließende Verarbeitung in einem Froster gefroren oder nur vorgebacken. Hierbei kommt es auf eine möglichst schnelle Beförderung und anschließende Verpackung der Teigwaren an. Oftmals werden sogenannte Schlauchbeutelmaschinen zur Verpackung verwendet, bei denen es je nach Brezelart erforderlich ist, dass die Brezeln mit einer gerichteten Orientierung (z. B. mit den Brezelfüßen nach unten) verpackt werden.
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In der
DE 295 11 774 U1 wird eine Vorrichtung zum Einlegen von Produkten wie Brezeln in Verpackungen beschrieben. Bei der darin beschriebenen Anordnung werden die Brezeln aus einem Froster oder von einer Backstraße über Transportbänder zunächst auf ein reversierbares Beschickungsband zugeführt und die Produkte auf beide unabhängig voneinander arbeitenden Maschinenhälften verteilt. Jede Maschinenhälfte besitzt zwei Förderteller, die auf zwei Förderrinnen die Produkte übergeben und dann in einer Förderrinne zusammengeführt werden, die einen Sammelbehälter befüllen. Die Vereinzelung der Produkte erfolgt über eine Abstreifeinrichtung. Eine Lichtschranke erfasst die Säulenhöhe im Magazinbehälter und damit die Stückzahl der darin eingelegten Brezeln. Die Verwendung von Führungsrinnen und Magazinbehältern ermöglicht jedoch erfahrungsgemäß nicht die Beförderung und Verarbeitung der erwünschten Stückzahlen und erfordert einen erhöhten technischen Aufwand, um eine gerichtete Orientierung der Brezeln auf dem Transportband sicherzustellen.
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Bislang erfolgt das Legen und Befördern von Brezeln mit Robotern, die zum Greifen des Teigprodukts mit Greiffingern ausgerüstet sind. In der
DE 10 2008 061 804 A1 werden hierfür SCARA-Roboter beschrieben, die neben dem Legen einer Brezel auch deren Beförderung über eine Schwenkrichtung ermöglichen. Solche „Pickup-Systeme” greifen die Brezeln, heben sie an und führen sie schließlich in die gewünschte Position. Der Platzbedarf einer solchen Anlage ist jedoch sehr groß, so dass der Einsatz von Robotersystemen mit solchen Roberköpfen extrem aufwändig und kostspielig ist. Somit besteht ein Bedarf an einer alternativen Verfahrensweise zur Beförderung und Verpackung von Brezeln.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befördern von Brezeln zu einer Verpackungsvorrichtung bereitzustellen, welche bekannte Pickup-Systeme und deren Nachteile vermeiden sollen um somit die Brezeln in großer Stückzahl und mit einer festen vorgegebenen Orientierung zu der Verpackungsvorrichtung zu befördern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung des Anspruchs 8. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen wieder.
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Der zentrale Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Spreizeinheit, welche axial drehbar ausgestaltet ist und aus zwei parallel zueinander ausgerichteten Spreizfingern besteht, deren Abstand zueinander veränderbar ist. Zum Drehen der Brezeln greifen die Spreizfinger in ein von den Teigschlingen vorgegebenes Brezelloch, vorzugsweise in das Großloch. Nach dem Eingriff werden die Spreizfinger bis in die Ränder der Brezelschlingen auseinandergespreizt, wodurch die Brezeln gehalten werden. Anschließend werden die Brezeln über die verschiebbare Spreizeinheit unter Vermeidung einer Hubbewegung durch axiale Drehung von der ersten Position in die gewünschte zweite Position, beispielsweise auf ein Transportband, überführt.
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Üblicherweise kommen die Brezeln für die Verpackung aus einem Froster oder im vorgebackenen oder gebackenen Zustand aus einer Backeinrichtung. Erfindungsgemäß werden die Brezeln zunächst von dem Förderband des Frosters oder der Backeinrichtung auf ein Modulband überführt. Bedarfsweise kann zwischen dem Förderband des Frosters/der Backeinrichtung und dem Modulband eine (klappbare) Brücke zum Überführen der Brezeln von einem Band auf das andere angeordnet sein. Eine über dem Förderband bzw. Modulband angeordnete Schieberleiste schiebt die Brezeln von dem Förderband des Frosters oder der Backeinrichtung auf das Modulband. Von dem Modulband werden die Brezeln dann mit Hilfe der Spreizeinheiten in die gewünschte Position gedreht und von dem Modulband auf das Transportband zur Weiterbeförderung geschoben. Dabei wird eine Hubbewegung, wie sie bei Pickup-Lösungen praktiziert wird, vermieden. Zur Verarbeitung von mehreren Brezeln werden mehrere Spreizeinheiten entlang einer Führungsschiene in Reihe drehbar angeordnet, wodurch eine gleichzeitige Übergabe einer großen Stückzahl von Brezeln von dem Modulband auf das Transportband sichergestellt ist.
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Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die beiden Spreizfinger der Spreizeinheit in das von der Teigschlinge vorgegebene Großloch der Brezel greifen, dann jeweils in die Ränder der Brezelschlingen auseinandergespreizt, axial gedreht und anschließend mit den Brezelfüßen voraus auf das Transportband überführt werden. Diese Orientierung ist als Verpackungsvorgabe erwünscht. Anschließend werden die Brezeln von dem Transportband einer Ausgabevorrichtung (z. B. einem Race Track) zugeführt, welche aus einzelnen, an rund laufenden Bändern angebrachten Fächern zur Aufnahme der Brezeln besteht. Die Bänder laufen hierbei vorzugsweise im Gegentakt, so dass eine schnelle Verarbeitung einer großen Stückzahl von Brezeln ermöglicht wird. Die Zahl der als Einheit zusammengefassten Fächer der Ausgabevorrichtung entspricht der Zahl der Spreizeinheiten, d. h. der zu verarbeitenden Brezeln.
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Die in den Fächern der Ausgabevorrichtung angeordneten Brezeln werden anschließend von einer aus zwei schwenkbaren Spreizfingern bestehenden robotergesteuerten Greifeinheit von dem Transportband gesammelt aufgenommen. Hierzu werden die beiden Greifarme gleichzeitig durch die Brezellöcher mehrerer Brezeln geführt und dann werden beide Greifarme gespreizt, damit die Brezeln die vorgegebene feste Orientierung auch dann behalten, wenn die Brezeln von dem Transportband an die Verpackungsmaschine übergeben werden. Anschließend wird die Greifeinheit schräg-aufrecht angestellt, damit die von den Greifarmen aufgenommenen Brezeln nach hinten gegen eine Halteplatte gedrückt werden und dadurch nicht von den Greifarmen abrutschen können. Die Greifeinheit ist, vorzugsweise gesteuert durch den Roboter, dreh- oder schwenkbar ausgestaltet, so dass die gesammelten Brezeln schließlich an die Verpackungsmaschine, beispielsweise eine Schlauchbeutelmaschine übergeben werden können.
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Bevor die Brezeln von dem Modulband auf das Transportband geschoben werden, werden sie für ein geordnetes Eingreifen der Spreizfinger der einzelnen Spreizeinheiten zunächst entlang einer Linie auf dem Modulband ausgerichtet, was erfindungsgemäß anhand einer am Ende des Modulbandes und vor dem Transportband angeordneten Anschlagsleiste geschieht. Vorzugsweise ist die Anschlagsleiste höhenverstellbar. Die Anschlagsleiste erfüllt hierbei zwei Funktionen: Zum einen dient sie zur Ausrichtung der Brezeln auf dem Modulband, damit die Spreizfinger der Spreizeinheiten geordnet in die Brezellöcher greifen können. Ferner dient sie als Brücke zum Verschieben der Brezeln von dem Modulband auf das Transportband. Die Drehung der beiden Spreizfinger der einzelnen Spreizeinheiten erfolgt vorzugsweise über eine Drehachse, die über ein Zahnrad, vermittelt durch die durchgehende Führungsschiene, axial gedreht wird. Die Führungsschiene verbindet somit die Spreizeinheiten und bedingt deren axiale Drehung. Das Verschieben der gesamten Spreizeinheiten von dem Modulband zum Transportband erfolgt in der Vorrichtung über eine entsprechende Führung.
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Im Gegensatz zu den bekannten Pickup-Lösungen ist bei der erfindungsgemäßen Lösung eine platzaufwändige Hubvorrichtung für das Anheben der Brezeln nicht erforderlich.
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Die Verpackung von Laugenbrezeln im gefrorenen, vorgebackenen oder gebackenen Zustand erfolgt über eine Verpackungsmaschine, beispielsweise über eine Schlauchbeutelmaschine oder eine Tiefziehmaschine, welche nach der Ausgabevorrichtung angeordnet ist.
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Bei bestimmten Brezelsorten (z. B. Partybrezeln) kann eine Alternativverarbeitung erforderlich sein, so dass in einer bevorzugten Ausführungsform neben dem Modulband ein zusätzliches Bypassband zur Beförderung der Brezeln vorgesehen ist. So können beispielsweise Partybrezeln einer alternativen Verpackungsmaschine und damit Verpackungsmodus zugeführt werden. Die Umleitung der Brezeln von dem Förderband auf das Bypassband erfolgt durch die oben erwähnte neigbare Brücke. Klappt diese z. B. nach unten, dann werden die Brezeln von dem Förderband nicht auf das Modulband sondern auf das Bypassband überführt.
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Neben dem Verfahren umfasst die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Befördern von Brezeln mit fester Orientierung zu einer Verpackungsvorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Modulband zur Aufnahme der Brezeln von dem Förderband eines Frosters oder einer Backeinrichtung, ein Transportband zur Beförderung der Brezeln zu einer Ausgabevorrichtung, eine Ausgabevorrichtung zur Übergabe der Brezeln an eine Schlauchbeutelmaschine und mehrere entlang einer Führungsschiene in Reihe angeordnete und drehbare Spreizeinheiten zum Drehen und Überführen der Brezeln von dem Modulband auf das Transportband. Vorzugsweise ist zum Ausrichten und Überführen der Brezeln von dem Modulband auf das Transportband eine Anschlagsleiste vorgesehen.
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Eine einzelne Spreizeinheit besteht aus zwei Spreizfingern, deren Abstand über Stellglieder zueinander veränderbar ist, sowie einer Drehachse zum Drehen der Spreizeinheit. Die einzelnen Spreizeinheiten werden vorzugsweise über ein mit der Führungsschiene kooperierendes Zahnrad um die Drehachse gedreht. Das sich anschließende Spreizen der Spreizfinger zur Aufnahme der Brezeln erfolgt vorzugsweise über verschiebbare Stellglieder, die aus mehreren nach außen bewegbaren Schenkeln bestehen. Erfindungsgemäß werden die Brezeln gegriffen, indem die Spreizfinger entweder zusammen in das Großloch (oder alternativ jeweils in die beiden Kleinlöcher der Brezel) greifen und anschließend nach außen zu den Rändern der Brezelschlingen gespreizt werden. Dieser Spreizvorgang erfolgt vorzugsweise über pneumatisch gesteuerte Stellglieder. Nach dem Eingreifen der Spreizfinger werden die Brezeln gedreht und von dem Modulband auf das Transport über die Anschlagsleiste geschoben.
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Die Ausgabevorrichtung besteht aus einzelnen, an rund laufenden Bändern angebrachten Fächern zur Aufnahme der Brezeln (Race Track). Vorzugsweise umfasst die Ausgabevorrichtung eine schwenkbare Greifeinheit mit zwei spreizbaren Greifarmen zur Aufnahme der Brezeln aus den Fächern der Ausgabevorrichtung und anschließenden Übergabe an die Verpackungsmaschine (z. B. Schlauchbeutelmaschine oder Tiefziehmaschine). Die Greifeinheit ist hierbei vorzugsweise über einen Roboter gesteuert und bewegbar.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber bekannten Verfahren und Vorrichtungen den Vorteil, dass die Anlage kompakt ausgestaltet werden kann und dadurch einen geringen Platzbedarf erfordert. Die Leistungsfähigkeit ist hierbei beträchtlich erhöht, da auf engem Raum eine Vielzahl von Brezeln ausgerichtet und befördert werden können, um sie so den anschließenden Prozessschritten zur Verfügung zu stellen.
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Die Erfindung wird in den nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
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1 eine isometrische Darstellung der Gesamtanlage zum Befördern von Brezeln von einem Froster oder einer Backmaschine zu einer Verpackungsvorrichtung,
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2 eine Seitendarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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3 die erfindungsgemäßen Spreizeinheiten und deren Aufbau,
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4 das Transportband mit Ausgabevorrichtung und Greifeinheit.
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5 die erfindungsgemäße Ausgabevorrichtung.
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In 1 ist das Gesamtkonzept der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Zuerst ist das Förderband 43 erkennbar, das die Brezeln von einem Froster oder einer Backmaschine aufnimmt. Von dem Förderband 43 des Frosters werden die Brezeln mit Hilfe einer über dem Band angeordneten Schieberleiste 44 zunächst auf das Modulband 41 geschoben. Je nach Brezeltyp können die Brezeln alternativ auf ein weiter unten verlaufendes Bypassband 42 befördert werden. Die Bypass-Funktion kann auch im Wartungsfall oder bei einer Fehlfunktion der Anlage genutzt werden. Für die Bypass-Betriebsart ist zwischen dem Förderband 43 und dem Modulband 41 eine neigbare Brücke 5 vorgesehen, die im Bedarfsfall nach unten klappbar ist, wodurch die Brezeln statt auf das Modulband 41 auf das Bypassband 42 umgeleitet werden.
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Zum liniengetreuen Ausrichten der auf dem Modulband liegenden Brezeln und zum Überführen der Brezeln von dem Modulband 41 auf das Transportband 40 ist am Ende des Modulbandes 41 eine durchgehende Anschlagsleiste 45 vorgesehen.
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Kern der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind (neben der Anschlagsleiste 45) ferner die in Reihe an einer Führungsschiene 17 angeordneten Spreizeinheiten 10, die aus zwei parallel angeordneten spreizbaren Spreizfingern 11 bestehen. Die Spreizeinheiten 10 sind von dem Modulband 41 zum Transportband 40 über eine Führung 7 verschiebbar, damit die Brezeln von dem Modulband 41 über die Anschlagsleiste 45 auf das Transportband 40 geschoben werden können. Die einzelnen Einheiten mit den Spreizfingern 11 sind über eine Dreheinrichtung 19 axial drehbar, was in der gezeigten Vorrichtung anhand der Führungsschiene 17 erfolgt (vgl. 3C).
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In der gezeigten Anlage können beispielsweise zwölf Brezeln in einer Reihe gleichzeitig mit vorgegebener Orientierung auf dem Modulband 41 gedreht und anschließend vom Modulband 41 auf das Transportband 40 über die Anschlagsleiste 45 geschoben werden. Von dem Transportband 40 gelangen die Brezeln zu einer Ausgabevorrichtung 50 (Race Track), die einzelne hintereinander angeordnete, an rund laufenden Bändern 52 angebrachte Fächer 51 zur Aufnahme der Brezeln umfasst. Die Brezeln fallen einzeln von dem Transportband 40 in jeweils ein Fach 51. Die Bänder 52 laufen unabhängig voneinander, so dass ein hoher Durchsatz erzielt wird.
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Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Möglichkeit zur gerichteten Orientierung der Brezeln, was für bestimmte Verpackungsformen notwendig ist. Die Brezeln gelangen mit fester Orientierung von dem Förderband 40 mit den Brezelfüßen voraus nacheinander in die Fächer 51 der Ausgabevorrichtung 50. Die (z. B. zwölf) in den Fächern 51 gesammelten Brezeln werden anschließend von einer robotergesteuerten Greifeinheit 30, die über zwei parallel angeordnete Greifarme 31 verfügt, zusammen aufgenommen, mit der Greifeinheit 30 zusammen nach hinten geschwenkt, damit die Brezeln von den Greifarmen 31 nicht herunterrutschen. Der Roboter 8 sorgt dann mit seiner Greifeinheit 30 dafür, dass die Brezeln an die Verpackungsmaschine (z. B. eine Schlauchbeutelmaschine) übergeben werden.
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In 2 ist der erfindungsgemäße Aufbau in Seitendarstellung gezeigt. Zu erkennen ist das Förderband 43, das die Brezel aus dem Froster (alternativ auch aus einer Backeinrichtung) aufnimmt. Die Schieberleiste 44 schiebt die Brezeln vom Förderband 43 des Frosters über die neigbare Brücke 5 auf das Modulband 41. Mittels Anschlagsleiste 45 werden die Brezeln am Ende des Modulbands 41 entlang einer Linie ausgerichtet. Die Spreizeinheiten 10 greifen mit ihren Spreizfingern in das Brezelloch, die Spreizfinger werden gespreizt und drehen die Brezeln axial in die gewünschte Position. Schließlich werden die Brezeln von dem Modulband 41 über die Anschlagsleiste 45 auf das Transportband 40 geschoben, indem die gesamten Spreizeinheiten 10 von dem Modulband 41 zum Transportband 40 entlang der Führung 7 verschoben werden.
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In 3 ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Spreizeinheiten 10 näher gezeigt.
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In 3A erkennt man die beiden parallel angeordneten Spreizfinger 11 einer einzelnen Spreizeinheit 10. Die Spreizfinger 11 sind über einzelne Stellglieder 15 spreizbar. Die Stellglieder 15 bestehen aus mehreren miteinander kooperierenden Schenkeln, die über Achsen 12.1, 12.2 drehbar ausgestaltet sind und für die Spreizung bzw. Beabstandung der Spreizfinger 11 sorgen. Die Steuerung erfolgt vorzugsweise über einen pneumatischen Zylinder 14. Die Drehung der Spreizfinger 11 (und somit der Brezeln) wird über ein Zahnrad 18 vermittelt. Schließlich ist noch ein Trägerring 16 zur Aufnahme einer Drehachse 19 gezeigt.
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In 3B ist die erfindungsgemäße Spreizeinheit 10 von der Unterseite gezeigt.
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In 3C sind zwölf Spreizeinheiten 10 in Reihe angeordnet. Auf diese Weise können zwölf Brezeln gleichzeitig gegriffen und durch Drehung in die neue Position überführt werden. Die axiale Drehung der Spreizfinger 11 erfolgt über die Führungsschiene 17, welche mit den einzelnen Zahnrädern 18 kooperiert. Das Verschieben der gesamten Spreizeinheiten (10) erfolgt über eine Führung 7.
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In 4 ist die erfindungsgemäße Ausgabevorrichtung 50 mit der robotergesteuerten Greifeinheit 30 gezeigt.
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In 4A ist die Greifeinheit 30 in Detaildarstellung erkennbar. Die gesamte Greifeinheit 30 ist schräg-aufrecht anstellbar, damit die von dem Transportband 40 über die beiden Greifarme 31 aufgenommenen Brezeln nach hinten zur Halteplatte 32 gleiten. Zuvor greifen die Greifarme 31 in die Brezellöcher der Brezeln hinein und werden anschließend gespreizt, damit die aufgenommenen Brezeln ihre Orientierung behalten. Durch das Spreizen der Greifarme 31 über eine Schiene 34 wird somit verhindert, dass die Brezeln sich während des Bewegungsablaufes durch den Roboter verdrehen. Damit bleibt die Ausrichtung der Brezeln, die durch die axiale Drehung durch die Spreizeinheit (10) über das Transportband (40) und der Ausgabevorrichtung (50) vorgegeben wird, bewahrt.
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Das Besondere an der Greifeinheit 30 besteht darin, dass die von dem Transportband 40 ankommenden und schließlich in den Fächern 51 angeordneten Brezeln gleichzeitig in großer Stückzahl (z. B. zwölf Stück) aufgenommen und anschließend gleichzeitig zur Verpackungsmaschine überführt werden können. Dadurch ist ein hoher Durchsatz gewährleistet. Gleichzeitig ist die Vorrichtung sehr kompakt und dadurch platzsparend, was eine hohe Leistungsfähigkeit mit sich bringt.
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In 48 sind das Transportband 40 sowie die Ausgabevorrichtung 50 nochmals in isometrischer Darstellung gezeigt. Auf dem Transportband 40 befinden sich Halteplättchen 46, die dafür sorgen, dass die Brezeln geordnet und nacheinander in die Fächer 51 der Ausgabevorrichtung 50 fallen.
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In 5 ist die Ausgabevorrichtung 50 im Detail gezeigt. Man erkennt die Förderbänder 52 sowie die einzelnen Fächer 51 zur Aufnahme der Brezeln. Die beiden parallelen Greifarme 31 der robotergesteuerten Greifeinheit 30 fahren in die Fächer 51 und nehmen die gesamten Brezeln über die Brezellöcher gleichzeitig auf. Die Greifeinheit 30 klappt dann nach unten, wodurch die Brezeln nach unten gegen die Halteplatte 32 der Greifeinheit 30 rutschen. Robotergesteuert werden die Brezeln dann der Verpackungsmaschine zugeführt.
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Die Erfindung (d. h. das Verfahren und die Vorrichtung) hat den Vorteil, dass die bislang bekannten teuren Pick-Up Lösungen erspart bleiben und dass die Brezeln mit einer vorgegebenen Orientierung (hier: Brezelfüße voraus) mit hohem Durchsatz einer Verpackungsmaschine zugeführt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19527116 C1 [0004]
- DE 19543250 C2 [0004]
- DE 19852046 C1 [0004]
- DE 29511774 U1 [0005]
- DE 102008061804 A1 [0006]
