DE102017111806A1

DE102017111806A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verdichten von mit Schüttgütern gefüllten Gebinden

Info

Publication number: DE102017111806A1
Application number: DE102017111806.3A
Authority: DE
Inventors: Willi Vollenkemper
Original assignee: Haver and Boecker OHG
Current assignee: Haver and Boecker OHG
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-12-06
Also published as: US20200108956A1; CA3065144A1; CN110740937A; US11059611B2; ES2880784T3; EP3630619B1; WO2018220055A1; EP3630619A1; CN110740937B

Abstract

Verdichtungseinrichtung (1) und Verfahren zum Verdichten zum Verdichten von Schüttgut (3) in einem offenen Gebinde (4), wobei die Verdichtungseinrichtung (1) eine an einer Trägereinrichtung (10) aufgenommene Verdichtungsflasche (2) umfasst. Die Verdichtungsflasche (2) umfasst eine gasdurchlässige und mit einem Absaugkanal (6) verbundene Außenwandung (5). Die Verdichtungsflasche (2) ist geeignet, in ein offenes Gebinde (4) eingeführt zu werden, um die Verdichtungsflasche (2) in Kontakt mit dem Schüttgut (3) zu bringen und das Schüttgut (3) in dem offenen Gebinde (4) zu entgasen und zu verdichten. Dabei weist die Verdichtungsflasche (2) eine Längsachse (8) auf und ist darum schwenkbar aufgenommen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdichtungseinrichtung und ein Verfahren insbesondere zum Verdichten von mit Schüttgütern gefüllten Gebinden, wobei die Verdichtungseinrichtung eine an einer Trägereinrichtung aufgenommene Verdichtungsflasche umfasst, die dafür vorgesehen ist, von oben in ein oben offenes Gebinde einzutauchen und aus dem enthaltenen Schüttgut Luft abzusaugen.
Im Stand der Technik sind verschiedenste Verdichtungseinrichtungen zum Verdichten von in offenen Gebinden abgefüllten Schüttgütern bekannt geworden. Beispielsweise sind Vorrichtungen und Verfahren bekannt geworden, bei denen über einen Bodenrüttler von unten Vibrationen auf das Bodenende des offenen Gebindes aufgebracht werden, um das in dem offenen Gebinde vorhandene Schüttgut zu entgasen und somit zu verdichten.
Außerdem sind Verdichtungseinrichtungen bekannt geworden, bei denen eine Vakuumlanze von oben in das oben offene Ende eines offenen Gebindes eintaucht und über eine poröse Außenoberfläche direkt Luft aus dem Schüttgut absaugt und somit zur Verdichtung des Schüttguts beiträgt. Beide bekannten Systeme haben Vorteile und Nachteile. Es ist deshalb mit der WO 2016/116427 AI eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Füllen eines offenen Gebindes bekannt geworden, wobei eine Verdichtungseinrichtung mit einer Verdichtungsflasche eingesetzt wird, wobei die Verdichtungsflasche von oben in ein offenes Gebinde eintaucht. Die Verdichtungsflasche taucht in das Schüttgut ein und saugt über ihre gasdurchlässige äußere Absaugwandung Luft aus dem Schüttgut ab. Gleichzeitig ist im Inneren der Verdichtungsflasche ein Schwingungserreger angeordnet, der eine vibrierende Bewegung der Verdichtungsflasche erzeugt und somit die Effektivität der Verdichtung weiter erhöht.
Alle von oben in ein offenes Gebinde eintauchenden Verdichtungseinheiten und insbesondere diejenigen Verdichtungseinheiten, die über Vakuum Luft aus dem Inneren des Schüttguts absaugen, haben aber den Nachteil, dass eine verhältnismäßig große Menge an Schüttgut an der Außenoberfläche der Verdichtungseinheit anhaftet, wenn die Verdichtungseinheit wieder entnommen wird. Da auf die Sauberkeit in der Umgebung zunehmend Wert gelegt wird, haben derartige Verdichtungseinrichtungen Nachteile, die nur von außen einwirkende Verdichtungseinrichtungen Prinzip bedingt nicht aufweisen.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verdichtungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, womit eine höhere Sauberkeit erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verdichtungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
Eine erfindungsgemäße Verdichtungseinrichtung umfasst eine an einer Trägereinrichtung aufgenommene Verdichtungsflasche zum Verdichten von Schüttgut in einem offenen Gebinde. Dabei umfasst die Verdichtungsflasche eine wenigstens zum Teil gasdurchlässige und mit einem Absaugkanal verbundene Außenwandung. Die Verdichtungsflasche ist geeignet und dazu bestimmt, in ein offenes Gebinde eingeführt zu werden, um die Verdichtungsflasche in Kontakt mit dem Schüttgut zu bringen und das Schüttgut in dem offenen Gebinde zu entgasen und zu verdichten. Dabei weist die Verdichtungsflasche eine Längsachse auf und ist darum schwenkbar aufgenommen.
Die erfindungsgemäße Verdichtungseinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Verdichtungseinrichtung besteht darin, dass die Verdichtungsflasche um ihre (insbesondere zentrale) Längsachse schwenkbar aufgenommen ist. Das ermöglicht es, dass nach einer erfolgten Verdichtung ein Verschwenken der Verdichtungsflasche um ihre Längsachse herum möglich ist, wodurch an der Außenoberfläche bzw. an der Außenwandung der Verdichtungsflasche anhaftende oder anbackende Schüttgutteilchen (durch innere Reibung im Schüttgut) gelöst oder abgestreift werden. Dadurch wird der Anteil von Schüttgut, der beim Herausziehen aus dem offenen Gebinde mit nach außen transportiert wird, erheblich geringer. Die Verschmutzung der Umgebung wird erheblich reduziert.
Insbesondere erfolgt eine Schwenkbewegung der Verdichtungsflasche um sich selbst herum. Die Verdichtungsflasche ist insbesondere um ihre zentrale Drehachse verschwenkbar an der Trägereinrichtung aufgenommen. Die Verschwenkung erfolgt vorzugsweise, während die Verdichtungsflasche in dem offenen Gebinde aufgenommen ist. Die Außenwandung der Verdichtungsflasche wird wenigstens zum Teil durch eine gasdurchlässige äußere Absaugwandung gebildet. Die Verdichtungsflasche weist insbesondere wenigstens einen Kontaktabschnitt auf, der dafür vorgesehen ist, in Kontakt mit dem Schüttgut zu geraten. In bevorzugten Ausgestaltungen ist die Verdichtungsflasche an dem Kontaktabschnitt oder an den Kontaktabschnitten vorzugsweise symmetrisch und insbesondere rotationssymmetrisch und wenigstens teilweise luftdurchlässig ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Verdichtungseinrichtung kann bei Packanlagen und Packmaschinen unterschiedlichster Art angewendet werden. Möglich ist der Einsatz bei der Abfüllung von Schüttgütern in kleine und kleinste Beutel. Möglich ist der Einsatz aber auch bei der Abfüllung von Schüttgütern in unterschiedlich große Säcke und insbesondere Offensäcke. Ebenso ist der Einsatz auch bei der Abfüllung von Schüttgütern in sogenannte „Big Bags“ möglich und bevorzugt, sodass eine Verdichtung von Schüttgütern in offenen Gebinden möglich ist, deren Fassungsvermögen beispielsweise von einigen 100 g bis weit mehr als 100 kg umfasst.
Schüttgut kann mit der Erfindung in beliebigen offenen Gebinden verdichtet werden. Möglich ist auch der zusätzliche Einsatz weiterer Verdichtungseinrichtungen, die auf eine gleiche oder eine unterschiedliche Art auf das Schüttgut in dem Gebinde einwirken.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Schwenkeinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Verdichtungsflasche insbesondere durch eine Steuereinrichtung gesteuert verschwenkbar ist. Die Schwenkeinrichtung ist insbesondere an der Trägereinrichtung aufgenommen. Vorzugsweise umfasst die Schwenkeinrichtung einen Zylinderantrieb und ermöglicht insbesondere ein Hin- und ein Herschwenken. Der Schwenkwinkel ist grundsätzlich beliebig und kann 20°, 30°, 45° oder 60° oder 90° oder auch 180° oder sogar 360° erreichen und übersteigen.
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass die Längsachse der Verdichtungsflasche innerhalb des Querschnitts der Verdichtungsflasche angeordnet ist bzw. verläuft. Es ist besonders bevorzugt, dass die Verdichtungsflasche und insbesondere wenigstens die Außenwandung der Verdichtungsflasche rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist es dann, dass die Längsachse der Verdichtungsflasche die Symmetrieachse der Außenwandung oder der Verdichtungsflasche ist. Das bedeutet dann, dass die Verdichtungsflasche um ihre Symmetrieachse verschwenkbar ist. Dann findet gegebenenfalls nur eine reine Schwenkbewegung der Verdichtungsflasche in dem Schüttgut statt. Bei einer solchen Schwenkbewegung erfolgt eine besonders effektive Entfernung von Schüttgut auf der Außenoberfläche der Außenwandung der Verdichtungsflasche. Anhaltendes Schüttgut wird von der Außenoberfläche praktisch abgeschert. Möglich ist es aber auch, dass die Drehachse nicht vollständig mit der Symmetrieachse der Verdichtungsflasche übereinstimmt, sodass beispielsweise eine leichte Taumelbewegung bzw. eine leicht exzentrische Drehbewegung erfolgt. Auch eine exzentrische Drehbewegung kann den gewünschten Erfolg bringen, wobei aber eine geringere Exzentrizität bevorzugt ist.
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass die Verdichtungsflasche wenigstens über einen erheblichen Längsabschnitt im Wesentlichen rohrartig ausgebildet ist. Dabei kann die Verdichtungsflasche bzw. die Rohreinrichtung der Verdichtungsflasche beispielsweise aus einer unteren Rohreinheit und einer oberen Rohreinheit bestehen oder wenigstens eine solche umfassen. Die untere Rohreinheit und die obere Rohreinheit können voneinander an einer Trennstelle getrennt werden. Dabei ist insbesondere die untere Rohreinheit an der Trennstelle auswechselbar, um bei Verschleiß der unteren Rohreinheit (oberen Rohreinheit) die jeweilige Rohreinheit auswechseln zu können.
In allen Ausgestaltungen ist vorzugsweise wenigstens ein Belüftungsventil vorgesehen, um gezielt eine Belüftung oder Aufbringung eines Luftimpulses oder Druckstoßes auf die Filtereinrichtung (von innen) aufzugeben. Dadurch kann die Filtereinrichtung durch einen Luftstoß von innen von anhaftenden Partikeln gereinigt werden.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist es möglich, dass die obere Rohreinheit eine dichte Außenwandung aufweist. Die untere Rohreinheit ist jedenfalls partiell mit einer Absaugwandung auf der Außenwandung versehen, um Luft aus dem Schüttgut in die Verdichtungsflasche hinein abzusaugen. Dort erstreckt sich ein Absaugkanal, der mit einem Vakuumanschluss bzw. eine Vakuumquelle verbunden ist, um die abgesaugte Luft abzuführen.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist ein Hubantrieb vorgesehen. Mit dem Antrieb ist ein Absenken und Anheben der Verdichtungsflasche und/oder der Trägereinrichtung möglich. Besonders bevorzugt wird die Trägereinrichtung durch den Antrieb angehoben bzw. abgesenkt, wodurch ebenfalls ein Anheben bzw. Absenken der Verdichtungsflasche erfolgt. Dadurch kann die Verdichtungsflasche in ein offenes Gebinde abgesenkt werden, um das dort in dem offenen Gebinde vorhandene Schüttgut zu verdichten. Nach erfolgter Verdichtung wird die Verdichtungsflasche über den Antrieb wieder aus dem offenen Gebinde nach oben angehoben.In bevorzugten Ausgestaltungen besteht die Außenwandung wenigstens teilweise aus einer luftdurchlässigen Filtereinrichtung. Die luftdurchlässige Filtereinrichtung wird vorzugsweise austauschbar von einer Stützeinrichtung gestützt. Die luftdurchlässige Filtereinrichtung kann aus einer ein- oder mehrlagigen Filterschicht bestehen. Möglich ist beispielsweise der Einsatz von Drahtgewebe(n) als Filtereinrichtung. Auch andere Materialien sind als Filtermaterialien denkbar, wie z. B. gesinterte Oberflächen. Besonders bevorzugt sind die Poren kleiner als die kleinste Partikelgröße. Die Schutzeinrichtung stellt insbesondere ein Gerüst oder einen Tragkörper zur Verfügung, auf den wenigstens eine Filterschicht aufgebracht wird.
Vorzugsweise ist der Vakuumanschluss mit einem flexiblen Schlauch verbunden. Der Vakuumanschluss kann drehfest mit der Verdichtungsflasche verbunden sein und bei einer Verschwenkung der Verdichtungsflasche mit verschwenken. Möglich ist es auch, dass die Verdichtungsflasche drehbar an beispielsweise einem Vakuumverteiler aufgenommen ist. Dann können mehrere Verdichtungsflaschen ihr Vakuum über einen Vakuumverteiler beziehen.
In einfachen Ausgestaltungen ist der Vakuumanschluss bzw. der Vakuumverteiler zentral am oberen Ende der Verdichtungsflasche vorgesehen bzw. angeschlossen. Möglich ist z. B. der Einsatz einer Drehdurchführung oder eines flexiblen Schlauches, der entsprechend tordierbar ist.
Es ist bevorzugt, dass die Verdichtungsflasche lang gestreckt ausgebildet ist. Vorzugsweise beträgt ein Verhältnis von einer Länge zu einem Durchmesser der Verdichtungsflasche mehr als 3 oder mehr als 5 oder mehr als 10. Insbesondere kann das Verhältnis von Länge zu Durchmesser auch auf den Teil der Verdichtungsflasche bezogen werden, der aktiv bei der Absaugung beiträgt. Besteht die Verdichtungsflasche beispielsweise im Wesentlichen aus einer Rohreinrichtung mit einer unteren Rohreinheit und einer oberen Rohreinheit und wird nur an der unteren Rohreinheit abgesaugt, so kann sich das Verhältnis von einer Länge zu einem Durchmesser auf die Länge und den Durchmesser der unteren Rohreinheit beziehen. In allen Ausgestaltungen ist eine schlanke Verdichtungsflasche bevorzugt, wobei mit größeren Durchmessern die Wirkfläche größer wird.
Werden 2 oder mehr Verdichtungsflaschen eingesetzt, so können 2 oder mehr Verdichtungsflaschen an einer gemeinsamen Trägereinrichtung aufgenommen sein. Vorzugsweise ist jede Verdichtungsflasche um ihre jeweilige Längsachse schwenkbar aufgenommen. Die Schwenkeinrichtung kann einen gemeinsamen Antrieb zur Verschwenkung von 2 oder mehr Verdichtungsflaschen aufweisen. Möglich ist es, dass ein gemeinsamer Zylinderantrieb zur Verschwenkung von 2 oder mehr Verdichtungsflaschen dient.
Des Weiteren ist die Erfindung auf eine Packanlage ausgerichtet, die ein mit einem Schüttgut zu füllendes offenes Gebinde und wenigstens eine Packmaschine umfasst. Dabei weist die Packmaschine wenigstens einen Füllstutzen zum Füllen von offenen Gebinden mit Schüttgut auf. Des weiteren ist wenigstens eine Verdichtungseinrichtung vorgesehen, wie sie zuvor beschrieben wurde. Eine solche Verdichtungseinrichtung umfasst insbesondere eine an einer Trägereinrichtung aufgenommene Verdichtungsflasche zum Verdichten von Schüttgut in dem offenen Gebinde. Die Verdichtungsflasche umfasst eine wenigstens zum Teil gasdurchlässige und mit einem Absaugkanal verbundene Außenwandung. Die Verdichtungsflasche ist geeignet, in ein offenes Gebinde eingeführt zu werden, um die Verdichtungsflasche in Kontakt mit dem Schüttgut zu bringen und das Schüttgut in dem offenen Gebinde zu entgasen und zu verdichten. Dabei weist die Verdichtungsflasche eine Längsachse auf und ist darum verschwenkbar aufgenommen. Auch eine derart ausgerüstete Packanlage hat viele Vorteile.
In einer Weiterbildung kann ein Drucksensor vorgesehen sein, um den Fülldruck innerhalb des Schüttguts zu bestimmen. Möglich und bevorzugt ist es auch, dass ein Füllstandsensor vorgesehen ist, um den Füllstand in dem Gebinde zu erfassen. Wenn der Füllstand beispielsweise ein vorbestimmtes Maß überschreitet, kann die Verdichtungseinrichtung bzw. kann die Verdichtungsflasche in das Gebinde eintauchen und eine Verdichtung des abgefüllten Schüttguts bewirken. Die Verdichtungszeit kann in Abhängigkeit von dem Füllstand verlängert oder verkürzt werden.
Die Verdichtungsflasche ist insbesondere höhenverstellbar und ist durch den Füllstutzen hindurch in das Gebinde einführbar oder an einer Station eingesetzt wird, wo kein Füllstutzen vorhanden ist. Möglich ist es auch, dass die Verdichtungsflasche neben dem Füllstutzen in das Gebinde einführbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Verdichten von Schüttgut in einem offenen Gebinde. Dabei wird eine Verdichtungsflasche in das offene Gebinde wenigstens teilweise eingeführt, um Schüttgut in dem offenen Gebinde zu entgasen und zu verdichten. Dabei wird die Verdichtungsflasche vor und/oder während der Entnahme aus dem Gebinde um ihre Längsachse geschwenkt. Dabei wird insbesondere anhaftendes Schüttgut abgestreift. Außerdem kann durch das Schwenken der Verdichtungsflasche das Entgasen des Schüttguts gefördert werden. Beispielsweise werden durch das Verschwenken anhaftende Brocken oder Strukturen des Schüttguts aufgebrochen.
Das Verfahren kann auch direkt beim Füllen eines offenen Gebindes eingesetzt werden, wobei dann wenigstens ein Schüttgut bei einem Füllvorgang in ein offenes Gebinde eingefüllt wird. Eine Verdichtungsflasche einer Verdichtungseinrichtung wird in das offene Gebinde eingeführt, um das Schüttgut in dem offenen Gebinde zu entgasen und zu verdichten. Dabei wird die Verdichtungsflasche vor und/oder während der Entnahme aus dem Gebinde um ihre Längsachse geschwenkt.
In allen Ausgestaltungen des Verfahrens ist es bevorzugt, dass die Verdichtungsflasche in ein wenigstens teilweise leeres Gebinde eingeführt wird. Beispielsweise ist es möglich, dass die Verdichtungsflasche vor dem Beginn des Füllvorgangs in das Gebinde eingeführt wird. Möglich ist es aber auch, dass die Verdichtungsflasche erst nach dem Füllvorgang oder nach einem ersten Schritt des Füllvorgangs in das teilweise oder vollständig gefüllte Gebinde eingeführt wird.
Vorzugsweise wird aus der Verdichtungsflasche Luft abgesaugt, während Schüttgut in das Gebinde eingefüllt wird.
In bevorzugten Ausgestaltungen wird die Verdichtungsflasche während des Verdichtungsvorgangs um ihre Längsachse wenigstens einmal verschwenkt oder gedreht. Das erfolgt, um anhaftendes Schüttgut zu lösen. Ein Verschwenken kann auch erfolgen, während noch Schüttgut eingefüllt wird.
Bevorzugt ist es, dass die Verdichtungsflasche nach dem Abschalten der Vakuumzufuhr wenigstens einmal um ihre Längsachse verschwenkt wird. Nach dem Abschalten der Vakuumzufuhr wird ein Lösen von Schüttgutpartikeln auf der Außenoberfläche der Außenwandung der Verdichtungsflasche erleichtert.
In bevorzugten Weiterbildungen wird (dem Innenbereich) der Verdichtungsflasche nach dem Abschalten der Vakuumzufuhr Luft oder Druckluft zugeführt. Die Zufuhr der Luft kann beispielsweise durch den Absaugkanal erfolgen. Eine solche Luftzufuhr kann am Ende des Füllvorgangs oder auch danach erfolgen.
Die Verdichtungsflasche wird vorzugsweise verschwenkt, während der Verdichtungsflasche Luft zugeführt wird. Dadurch wird ein Lösen von Schüttgutpartikeln auf der Außenoberfläche der Außenwandung noch weiter unterstützt.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass Luft in Form von wenigstens einem Luftimpuls zugeführt wird. So kann beispielsweise an gewissen Zeitpunkten ein Luftimpuls bzw. ein Gasimpuls zugeführt werden. Das impulsweise Zuführen von Luft oder anderem Gas unterstützt das Ablösen von Schüttgutpartikeln noch stärker.
Ein Luftimpuls oder ein Druckluftimpuls (je nach gewünschter Stärke des Impulses) führt zu einer wirksamen Ablösung von anhaftenden Partikeln.
Vorzugsweise wird die Verdichtungsflasche verschwenkt, während die Verdichtungsflasche aus dem Gebinde hochgezogen wird. Dabei kann die Verdichtungsflasche mehrmals hin- und hergeschwenkt werden. Ein mehrfaches Verschwenken der Verdichtungsflasche ist in allen zuvor beschriebenen Fällen und Ausgestaltungen möglich. Durch ein mehrfaches Verschwenken wird die Effektivität gesteigert.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass Luft erst dann abgesaugt wird, wenn ein Füllstand des Schüttguts in dem Gebinde die Absaugwandung im Wesentlichen vollständig bedeckt. Dadurch wird sichergestellt, dass nicht zu viel Umgebungsluft abgesaugt wird, wodurch die Effektivität sinken würde.
Insgesamt kann die Verdichtungsflasche auch als Vakuumflasche oder Vakuumlanze bezeichnet werden. So kann der Begriff „Verdichtungsflasche“ durchgängig durch den Begriff „Vakuumflasche“ oder „Vakuumlanze“ ersetzt werden.
Insgesamt hat die erfindungsgemäße Verdichtungseinrichtung erhebliche Vorteile. Es wird durch die Drehbewegung der Verdichtungsflasche bedingt ein kürzeres Freiblasen ermöglicht. Gegebenenfalls ist auch kein Freiblasen nötig, um anhaftendes Material von der Außenoberfläche der Verdichtungsflasche zu entfernen. Jedenfalls sinkt der Druckluftverbrauch, da weniger oder kürzer Luft zugeführt werden muss. Dadurch wird auch der Vakuumverbrauch verringert.
Ein weiterer Vorteil ist, dass durch weniger Luftimpulse zum Freiblasen der äußeren Oberfläche der Verdichtungsflasche weniger unerwünschter Lufteintrag in das Produkt erfolgt. Insgesamt verkürzt sich die Reinigungszeit.
Die Erfindung ermöglicht eine Leistungssteigerung, da die benötigte Zeitdauer sinkt. Die Verdichtungsflasche kann schneller von anhaftenden Partikeln befreit werden. Insgesamt ergeben sich weniger Anbackungen an der Außenoberfläche, die durch Freiblasen nicht entfernt werden können. Das Produkt schert sich selbst ab.
Ein erheblicher Vorteil ist, dass beim Herausziehen der Verdichtungsflasche weniger Schüttgut abfällt. Dadurch wird eine höhere Gewichtsgenauigkeit erreicht. Weiterhin steigt die Sauberkeit.
Bei einem Füllvorgang kann die Verdichtungsflasche bzw. Vakuumlanze während des Füllvorgangs im Gebinde oder Sack vorhanden sein oder sie wird nach dem Füllvorgang in das offene Gebinde bzw. den Offensack hineingefahren. Der Verdichtungsvorgang erfolgt durch Saugen. Optional kann Unterstützung durch eine von außen wirkende Verdichtungseinrichtung beispielsweise durch einen Rütteltisch oder dergleichen erfolgen. Möglich ist auch eine Integration einer Unwuchteinrichtung in die Verdichtungseinrichtung. Bei stark anbackenden Produkten ist ein einmaliges oder periodisches oder mehrmaliges Zwischenblasen möglich. Ebenso ist auch ein Schwenkvorgang während des Saugens von Zeit zu Zeit möglich. Dabei kann für den einzelnen Schwenkvorgang das Vakuum reduziert oder abgestellt werden oder es wird ein Luftimpuls ausgelöst, um das Ablösen von Partikeln zu bewirken.
Zum Freiblasen ist es möglich, dass die Verdichtungsflasche über ein Ventil mit der Umgebung (oder einer Überdruckquelle) verbunden wird, wodurch Luft mit atmosphärischen Druck (oder Überdruck) eindringt. Möglich ist es auch, dass ein Druckstoß aufgegeben wird. Gleichzeitig oder zeitversetzt kann ein Drehen oder ein Verschwenken der Verdichtungsflasche erfolgen. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird gleichzeitig gedreht und gleichzeitig freigeblasen.
Möglich ist es, dass beim Herausziehen kontinuierlich oder periodisch hin- und hergeschwenkt wird. Möglich ist es auch, dass zunächst hin- und hergeschwenkt wird und anschließend die Verdichtungsflasche herausgezogen wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
In den Figuren zeigen:

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Packanlage;
2 eine Verdichtungseinrichtung der Packanlage aus 1 in einer oberen Stellung;
3 die Verdichtungseinrichtung aus 2 in einer unteren Stellung;
4 die Verdichtungseinrichtung aus 3 in einem seitlichen Schnitt; und
5 eine schematische Ansicht einer weiteren Verdichtungseinrichtung.

1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Packanlage 100 in einer perspektivischen Gesamtansicht. Die Packanlage 100 dient zur Abfüllung von Schüttgütern in offene Gebinde 4, wobei hier in oben offene Säcke abgefüllt wird. Die zu verarbeitenden offenen Gebinde 4 bestehen aus einem flexiblen Material und insbesondere aus einem Kunststoffmaterial. Möglich ist auch die Abfüllung in Papiergebinde. Die Packanlage 100 umfasst eine Packmaschine 50 mit einem Füllkarussell 40. Eine Sackquelle 70 stellt die benötigten Gebinde 4 zur Verfügung und ein Zwischensilo 80 dient zur Zwischenpufferung des abzufüllenden Schüttguts.
Als Sackquelle 70 ist hier eine Folienrolle 71 vorgesehen, auf die eine Folienbahn 72 aufgewickelt ist. Die von der Folienrolle 71 aufgewickelte Folienbahn 72 wird einer Formschulter 73 zugeführt. Dort wird die Folienbahn 72 aus Kunststofffolie um die Schulter herumgeführt und es wird eine Längsnaht (insbesondere als Schweißnaht) eingebracht, sodass ein durchgehender Folienschlauch entsteht.
An der Übergabestation 60 wird der Sackboden hergestellt, indem geeignete Schweißnähte quer zur Längserstreckung der Schlauchfolie eingebracht werden. Außerdem werden vorzugsweise Eckenschweißnähte eingebracht, um quaderförmige gefüllte Säcke zu produzieren. Die im passenden Querschnitt gehaltene Schlauchfolie wird weiter gefördert und in den Aufnahmekasten 62 der Übergabestation 60 gebracht. Dort wird das zu füllende offene Gebinde 4 formschlüssig aufgenommen. Für die Zufuhr wird die Schlauchfolie passend abgeschnitten, sodass das oben offene Ende des offenen Gebindes 4 hergestellt wird.
Möglich ist auch die Herstellung der oben offenen Gebinde 4 aus einem bereits vorgefertigten und zum Beispiel extrudierten Folienschlauch oder auch die Zuführung komplett vorgefertigter offener Gebinde 4 in Form von flexiblen Säcken oder Beuteln oder dergleichen aus einem Magazin oder Ähnlichem.
In 1 ist die Schwenkposition 63 der Übergabestation 60 abgebildet.
Die Vorrichtung 100 weist ein Grundgestell auf, an dem das Füllkarussell 40 und die weiteren Komponenten befestigt sind. Der Teil 45 der Vorrichtung ist feststehend ausgeführt, während das Teil 46 sich im Betrieb dreht. Es sind verschiedene Behandlungsstationen an den einzelnen Füllplätzen vorgesehen, wobei an einer Behandlungsstation die Füllung im Grobstrom und an einer weiteren Behandlungsstation 41 die Füllung im Feinstrom erfolgt. An weiteren Behandlungsstationen erfolgt eine Verdichtung des abgefüllten Schüttguts. Eine Verdichtung des abgefüllten Schüttguts kann an jeder Behandlungsstation vorgesehen sein. So wird hier an der Behandlungsstation 41 eine Verdichtungseinrichtung 1 eingesetzt.
Das Füllkarussell 40 wird hier getaktet betrieben. Aus dem Zwischensilo 80 wird das benötigte Schüttgut zugeführt.
Wenn die an dem Füllkarussell 40 erreichte Verdichtung noch nicht ausreicht, kann auch noch eine separate Verdichtungsstation nachgeschaltet werden, wie sie in der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 10 2017 109 873 beschrieben ist.
2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Verdichtungseinrichtung 1 aus 1, die an unterschiedlichsten Behandlungsstationen Anwendung finden kann.
Die Verdichtungseinrichtung 1 umfasst jedenfalls eine Trägereinrichtung 10, an dem wenigstens eine (und hier 2) Verdichtungsflaschen 2 jeweils um ihre eigene Längsachse schwenkbar aufgenommen sind.
Die Verdichtungseinrichtung 1 ist in 2 in einer nahezu vollständig angehobenen oberen Stellung 35 abgebildet, in der die unteren Enden der Verdichtungsflaschen 2 aber noch gerade in die oberen Enden des Aufnahmekastens 30 hineinragen. Bei einer Weitertaktung des Aufnahmekastens 30 wird die Verdichtungseinrichtung 1 noch vollständig nach oben verfahren.
Die Verdichtungsflaschen 2 der Verdichtungseinrichtung 1 sind an der Trägereinrichtung jeweils separat schwenkbar aufgenommen. Zur gemeinsamen Verschwenkung um die jeweiligen Längsachsen 8 der Verdichtungsflaschen 2 dient die Schwenkeinrichtung 15 mit dem Zylinderantrieb 16. Der Zylinderantrieb 16 verschwenkt beide Verdichtungsflaschen 2 hin und her. Ein Koppelgestänge 19 koppelt die Verdichtungsflaschen 2 verschwenkbar mit dem Zylinderantrieb 16. Am oberen Ende der Verdichtungsflaschen 2 werden diese drehbar in dem Vakuumverteiler 29 aufgenommen, der über einen Vakuumanschluss 27 und einen flexiblen Schlauch mit einer schematisch eingezeichneten Vakuumquelle 9 verbunden ist.
Der Hubmotor 25 der Rohreinrichtung 24 dient zur Höhenverstellung der Trägereinrichtung 10. Die Trägereinrichtung 10 kann als Konsole ausgebildet sein und ist über den Vakuumverteiler 29 mit der Hubeinrichtung verbunden.
Die Verdichtungsflasche 2 ist im Wesentlichen als Rohreinrichtung 20 ausgebildet und umfasst eine untere Rohreinheit 21 und eine obere Rohreinheit 22. Es ist möglich, dass nur die untere Rohreinheit 21 mit einer gasdurchlässigen Außenwandung 5 versehen ist, die als Absaugwandung 7 dient. Die obere Rohreinheit 22 kann eine gasundurchlässige Außenwandung 5 aufweisen. Vorzugsweise sind die untere Rohreinheit 21 und die obere Rohreinheit 22 wenigstens über wesentliche Abschnitte zylindrisch ausgebildet.
Von der Packmaschine 50 ist in 2 noch ein Teil des feststehenden Teils 45 des Füllkarussells 40 abgebildet, nämlich hier der Rütteltisch 47, der über zwei Rüttelantriebe 48 verfügt, die eine vertikale Vibrationsbewegung des Rütteltischs 47 bewirken. Die Vibrationsbewegung wird über den Rütteltisch 47 auf die Bodenplatte bzw. Gleitplatte 34 übertragen, die innerhalb des hier geschnitten dargestellten Aufnahmekastens 32 vertikal beweglich angeordnet ist. In dem Aufnahmekasten 30 ist hier (ebenfalls geschnitten) ein offenes Gebinde 4 dargestellt, wobei am oberen Ende die oberen Wandungen durch die Klappen 31 und 32 zuverlässig aufgehalten werden. Dadurch wird sichergestellt, dass beim Einfahren der Verdichtungsflaschen 2 von oben in den Aufnahmekasten 30 hinein die Verdichtungsflaschen 2 sicher in das Innere des oben offenen Gebindes 4 hineinfahren und nicht etwa eine Wandung des Gebindes erfassen. Die Klappen 31 an der Längsseite und 32 an den Querseiten des Aufnahmekastens werden über einen oder mehrere Klappenantriebe 33 (wie z. B. Pneumatikzylinder) angesteuert.
Oberhalb der Klappen 31 und 32 kann noch eine besenartige oder bürstenartige Reinigungseinheit vorgesehen sein, um die aus dem Aufnahmekasten 30 austauchenden Verdichtungsflaschen auf der Außenoberfläche abzufegen, um die Sauberkeit insgesamt noch weiter zu verbessern.
3 zeigt die Verdichtungseinrichtung 1 aus 2, wobei die Verdichtungseinrichtung 2 in einer unteren Stellung 36 dargestellt ist, in der die Verdichtungsflaschen 2 weit in den Aufnahmekasten 30 und somit in das oben offene Gebinde 4 eingetaucht sind.
Die unteren Rohreinheiten 21 der Verdichtungsflaschen 2 weisen auf ihrer Außenoberfläche jeweils eine gasdurchlässige Filtereinrichtung 11 auf und bilden eine Absaugwandung 7, durch die Luft nach innen in die untere Rohreinheit 21 in den Absaugkanal 6 gerät und nach oben abgesaugt wird.
Die Trennstelle 23 an den Verdichtungsflaschen 2 dient zum Wechsel der einem größeren Verschleiß unterliegenden unteren Rohreinheiten 21 bzw. der darauf angebrachten Filtereinrichtung 11, die sich im Laufe der Zeit zusetzen oder verstopfen können, sodass eine externe Reinigung oder ein Ersatz nötig wird.
4 zeigt schließlich eine geschnittene Queransicht der Verdichtungseinrichtung 1 aus 3.
Klar erkennbar ist, dass die Schwenkachse bzw. Längsachse 8 der Verdichtungsflaschen 2 innerhalb des Querschnitts 17 verlaufen. Hier bilden die Längsachsen 8 jeweils die Symmetrieachsen der Rohreinrichtung 20 der Verdichtungsflasche 2. Die untere Rohreinheit 21 weist eine Länge 13 auf, die ein Vielfaches größer ist als ein Durchmesser 14 der unteren Rohreinheit 21 bzw. der Verdichtungsflasche 2, da hier die untere Rohreinheit 21 und die obere Rohreinheit 22 jeweils den gleichen Durchmesser aufweisen. Ein Verhältnis der Länge 13 zu dem Durchmesser 14 der unteren Rohreinheit ist größer 3 und insbesondere größer 5 und kann in bevorzugten Ausgestaltungen größer 10 sein. Ein Verhältnis aus einer Gesamtlänge einer Verdichtungsflasche 2 zu einem Durchmesser 14 der Verdichtungsflasche 2 ist insbesondere noch größer und kann Werte von 5 oder 10 oder 20 erreichen und übersteigen.
Hier in 4 ist beispielhaft ein Füllspiegel 12 für das Schüttgut 3 eingezeichnet.
5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Aufnahmekasten 30. Darin ist ein Offensack als Gebinde 4 aufgenommen. Das Gebinde 4 ist bis zum Füllspiegel 12 mit Schüttgut 3 gefüllt. Der obere Rand der Folienwandung des Gebindes 4 wird durch Klappen 32 offen gehalten. In das Schüttgut eingetaucht ist die Verdichtungseinrichtung 1. In Richtung der Pfeile 38 wird Luft aus dem Schüttgut abgesaugt. Oberhalb der Klappen 31 und 32 ist eine besenartige oder bürstenartige Reinigungseinheit 37 vorgesehen, die mit Borsten an der Verdichtungseinrichtung 1 anliegt. Beim Austauchen der Verdichtungsflasche 2 wird deren Außenoberfläche abgefegt, um die Sauberkeit insgesamt noch weiter zu verbessern.
Wird eine mit Vakuum betriebene Verdichtungsflasche durch einen Luftstoß abgeneigt, so wird - ohne die vorliegende Erfindung - die Filtereinrichtung nicht an allen Stellen gleichmäßig von anhaltendem Produkt befreit. Es lösen sich nicht so fest anhaltende Bereiche schneller. Durch die schon frei geblasenen Stellen wird im Stand der Technik der Druckimpuls abgebaut, sodass die restlichen Stellen bzw. Poren nur unzureichend oder gar nicht abgeneigt werden. Dies wird im Stand der Technik durch eine Verlängerung der Abblaszeit (Ränge des Druckimpulses) oder Erhöhung der Luftmenge oder des Luftdrucks versucht zu kompensieren. Das führt zu einer Leistungsminderung und einem ungewünschten erhöhten Lufteintrag in das Gebinde. Die Erfindung ermöglicht schon durch die Drehbewegung eine meist zufriedenstellende Abstreifung des anhaftenden Schüttguts. Außerdem kann durch einen kurzen Luftstoß die Filtereinrichtung weitestgehend frei geblasen werden.
Insgesamt werden eine vorteilhafte Verdichtungseinrichtung und ein vorteilhaftes Verfahren zum Verdichten von Schüttgütern in offenen Gebinden zur Verfügung gestellt, wobei eine größere Sauberkeit der Anlage erreicht wird. Gleichzeitig kann auch ein schnelleres Füllen und Verdichten erfolgen, wobei auch der Energieverbrauch reduziert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Verdichtungseinrichtung
2: Verdichtungsflasche, Vakuumlanze
3: Schüttgut
4: Gebinde
5: Außenwandung
6: Absaugkanal
7: Absaugwandung
8: Längsachse
9: Vakuumquelle
10: Trägereinrichtung
11: Filtereinrichtung
12: Füllspiegel
13: Länge von 2
14: Durchmesser von 2
15: Schwenkeinrichtung
16: Zylinderantrieb
17: Querschnitt von 2
18: Stützeinrichtung
19: Koppelgestänge
20: Rohreinrichtung
21: untere Rohreinheit
22: obere Rohreinheit
23: Trennstelle
24: Hubeinrichtung
25: Hubantrieb
26: Unterdruckraum
27: Vakuumanschluss
28: Schlauch
29: Vakuumverteiler
30: Aufnahmekasten
31: Klappe
32: Klappe
33: Klappenantrieb
34: Gleitplatte
35: obere Stellung
36: untere Stellung
37: Reinigungseinheit
38: Pfeil
40: Füllkarussell
41: Behandlungsstation
45: feststehender Teil
46: beweglicher Teil
47: Rütteltisch
48: Rüttelantrieb
49: Rahmen
50: Packmaschine
51: Füllstutzen
60: Übergabestation
61: Schwenkarm
62: Aufnahmekasten
63: Schwenkposition
70: Sackquelle
71: Folienrolle
72: Folienbahn
73: Formschulter
80: Zwischensilo
100: Packanlage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2016/116427 [0003]

Claims

Verdichtungseinrichtung (1) mit einer an einer Trägereinrichtung (10) aufgenommen Verdichtungsflasche (2) zum Verdichten von Schüttgut (3) in einem offenen Gebinde (4), wobei die Verdichtungsflasche (2) eine wenigstens zum Teil gasdurchlässige und mit einem Absaugkanal (6) verbundene Außenwandung (5) umfasst, und wobei die Verdichtungsflasche (2) geeignet ist, in ein offenes Gebinde (4) eingeführt zu werden, um die Verdichtungsflasche (2) in Kontakt mit dem Schüttgut (3) zu bringen und das Schüttgut (3) in dem offenen Gebinde (4) zu entgasen und zu verdichten, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungsflasche (2) eine Längsachse (8) aufweist und darum schwenkbar aufgenommen ist.
Verdichtungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei eine Schwenkeinrichtung (15) vorgesehen ist, mittels welcher die Verdichtungsflasche (2) verschwenkbar ist.
Verdichtungseinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Schwenkeinrichtung (15) einen Zylinderantrieb (16) umfasst und wobei die Schwenkeinrichtung (15) insbesondere an der Trägereinrichtung (10) aufgenommen ist.
Verdichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Längsachse (8) der Verdichtungsflasche (2) innerhalb des Querschnitts (17) der Verdichtungsflasche (2) angeordnet ist.
Verdichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenwandung (5) der Verdichtungsflasche (2) und/oder die Verdichtungsflasche (2) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
Verdichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Hubantrieb (25) vorgesehen ist.
Verdichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdichtungsflache (2) eine untere Rohreinheit (21) und eine obere Rohreinheit (22) umfasst, die an einer Trennstelle (23) miteinander auswechselbar verbunden sind.
Verdichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenwandung (5) wenigstens teilweise aus einer luftdurchlässigen Filtereinrichtung (11) besteht und austauschbar von einer Stützeinrichtung (18) gestützt wird.
Verdichtungseinrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Absaugkanal (6) mit wenigstens einem Vakuumanschluss (27) und/oder eine Vakuumquelle (9) verbunden ist.
Verdichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vakuumanschluss (27) mit einem flexiblen Schlauch (28) verbunden ist und/oder wobei der Vakuumanschluss (27) drehfest mit der Verdichtungsflasche (2) verbunden ist und bei einer Verschwenkung der Verdichtungsflasche (2) mit verschwenkt.
Verdichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdichtungsflasche (2) langgestreckt ausgebildet ist, und wobei ein Verhältnis von einer Länge (13) zu einem Durchmesser (14) der Verdichtungsflasche (2) größer 3 oder 5 oder 10 beträgt.
Verdichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Trägereinrichtung (10) wenigstens zwei Verdichtungsflaschen (2) aufgenommen sind.
Packanlage (100) umfassend wenigstens ein mit einem Schüttgut (3) zu füllendes offenes Gebinde (4) und wenigstens eine Packmaschine (50) mit wenigstens einem Füllstutzen (51) zum Füllen von offenen Gebinden (4) mit Schüttgut (3), wobei wenigstens eine Verdichtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
Packanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verdichtungsflasche (2) höhenverstellbar ist.
Packanlage nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdichtungsflasche durch den Füllstutzen (51) hindurch in das Gebinde (4) einführbar ist.
Verfahren zum Verdichten von Schüttgut in einem offenen Gebinde (4), wobei eine Verdichtungsflasche (2) in das offene Gebinde (4) eingeführt wird, um Schüttgut (3) in dem offenen Gebinde (4) zu entgasen und zu verdichten, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungsflasche (2) vor und/oder während der Entnahme aus dem Gebinde um ihre Längsachse (8) geschwenkt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verdichtungsflasche (2) in ein wenigstens teilweise leeres Gebinde (4) eingeführt wird.
Verfahren nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, wobei aus der Verdichtungsflasche (2) Luft abgesaugt wird, während Schüttgut (3) in das Gebinde (4) eingefüllt wird.
Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdichtungsflasche (2) während des Verdichtungsvorgangs um ihre Längsachse (6) wenigstens einmal verschwenkt wird.
Verfahren nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdichtungsflasche (2) nach dem Abschalten der Vakuumzufuhr wenigstens einmal um ihre Längsachse (6) verschwenkt wird.
Verfahren nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verdichtungsflasche (2) nach dem Abschalten der Vakuumzufuhr Luft oder Druckluft zugeführt wird.
Verfahren nach einem der sechs vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdichtungsflasche (2) verschwenkt wird, während der Verdichtungsflasche (2) Luft zugeführt wird.
Verfahren nach einem der sieben vorhergehenden Ansprüche, wobei Luft in Form von wenigstens einem Luftimpuls zugeführt wird.
Verfahren nach einem der acht vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdichtungsflasche verschwenkt wird, während die Verdichtungsflasche aus dem Gebinde hochgezogen wird.
Verfahren nach einem der neun vorhergehenden Ansprüche, wobei Luft erst abgesaugt wird, wenn ein Füllstand des Schüttguts in dem Gebinde die Absaugwandung (7) im Wesentlichen vollständig bedeckt.
Verfahren nach einer der zehn vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdichtungsflasche in ein breites gefülltes Gebinde eintaucht.