DE10301356A1

DE10301356A1 - Vorrichtung zum volumetrischen Dosieren

Info

Publication number: DE10301356A1
Application number: DE2003101356
Authority: DE
Inventors: Harald Braun; Walter Dr. Baur
Original assignee: Rovema Verpackungsmaschinen GmbH and Co KG; Rovema GmbH
Current assignee: Rovema Verpackungsmaschinen GmbH and Co KG; Rovema GmbH
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2004-07-29

Abstract

Um bei einer Vorrichtung zum volumetrischen Dosieren von fließfähigem Produkt (20), insbesondere Pulver, mit einer Förderschnecke (1), einem die Förderschnecke (1) umgebenden Füllrohr (21), einem Antrieb (3) zum Drehen der Förderschnecke (1) um ihre Längsachse (4) und zum Fördern des Produktes (20) innerhalb des Füllrohres (2), eine schnellere und sichere Befüllung von flachen Beuteln (19) zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass das Füllrohr (2) am freien Ende (5) der Förderschnecke (1) einen stirnseitigen Rohrverschluss (6) aufweist, dass im Mantel (7) des Füllrohres (2) am Ende (5) ein Durchtritt (8) zum Abgeben des Produktes (20) vorgesehen ist, und dass ein Verschluss (9) zum wahlweisen Öffnen und Schließen des Durchtritts (8) vorgesehen ist, wobei der Verschluss (9) mittels einer Verstelleinrichtung (10) entweder in eine den Durchtritt (8) verschließende oder in eine den Durchtritt (8) freigebende Stellung gebracht werden kann. Derart erfolgt die Befüllung in einem Beutel (19) in erster Linie neben und nicht unterhalb des Füllrohres (2).

Description

Im Bereich der Verpackungstechnik werden Siegelrandbeutel mit pulverförmigem Produkt befüllt und sodann kopfseitig verschlossen, um derart befüllte flache Beutel zu erreichen. Dazu ist ein jeweils gleiches Produktvolumen in jeden Beutel zu bringen. Aus dem Volumen ergibt sich über die spezifische Dichte des Produktes eine konstante Füllmasse pro Beutel.
Eine bekannte Vorrichtung zum volumetrischen Dosieren von fließfähigem Produkt weist eine Förderschnecke, ein die Förderschnecke umgebendes Füllrohr, sowie einen Antrieb zum Drehen der Förderschnecke um ihre Längsachse und damit zum Fördern des Produktes innerhalb des Füllrohres auf. Diese Vorrichtung ist vertikal ausgerichtet und wird jeweils von oben in einen flachen Beutel gesetzt, um diesen zu befüllen. Dabei ergibt sich aus dem Drehwinkel und den Abmessungen der Förderschnecke das gewünschte Volumen. Die Förderschnecke fördert das Volumen von einem Vorratsbehälter hin in die einzelnen, bodenseitig und randseitig verschweißten Siegelrandbeutel. Nach deren Befüllung werden die Beutel kopfseitig verschweißt.
Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass das Produkt nach unten aus dem unten offenen Füllrohr in die Beutel abgegeben wird. Dies führt in flachen Beuteln zu einem Platzproblem. So muss zum einen das Füllrohr genügend tief in einen Beutel eingeführt werden, um einen sicheren Befüllvorgang zu erreichen, zum anderen erfolgt unterhalb des Füllrohres die Beutelbefüllung, so dass das Füllrohr aus Gründen eines störungsfreien Produktflusses besser nicht so tief in den Beutel gesteckt werden sollte. Als Ergebnis dieser Fakten ergibt sich eine Leistungsminderung für den Verpackungsvorgang in flache Beutel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Befüllleistung (Befüllungen pro Zeiteinheit) bei flachen Beuteln erhöht wird.

Gelöst ist diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Danach weist das Füllrohr am freien Ende der Förderschnecke einen stirnseitigen Rohrverschluss auf, ist im Mantel des Füllrohres am unteren Ende des Füllrohres ein Durchtritt zum Abgeben des Produktes vorgesehen, und ist ein Verschluss zum wahlweisen Öffnen und Schließen dieses Durchtritts vorgesehen, wobei der Verschluss mittels einer Verstelleinrichtung entweder in eine den Durchtritt verschließende oder in eine den Durchtritt freigebende Stellung gebracht werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass die maximal mögliche Befüllleistung bei flachen Beuteln erhöht ist. Nach einem sicheren, genügend tiefen einstecken der Vorrichtung in einen zu befüllenden flachen Beutel wird bei sich drehender Förderschnecke das Produkt am unteren Ende des Füllrohres seitlich aus dem Füllrohr herausgebracht. Das Produkt wird derart neben das Füllrohr gesetzt und fließt sodann in den im Beutel vorhandenen Raum, also sowohl in den unter dem Füllrohr vorhandenen Raum, als auch in den restlichen Raum des Beutels. Der Produktfluss ist freier und damit schneller als bei der bekannten Vorrichtung. Infolge der seitlichen Produktabgabe kann das fließfähige Produkt zudem bei randseitig in den Beutel eingestecktem Füllrohr nach der anderen Seite, in Richtung der Ausrichtung der Bodennaht des Beutels, und damit in ein relativ großes, vom Füllrohr aufgehaltenes Beutelvolumen gefördert werden.

Der seitliche Produktausfluss hat zudem den Vorteil, dass das Füllrohr sehr tief in den Beutel gesetzt werden kann. Dadurch gelangt deutlich weniger Produkt in den Bereich der späteren Kopfnaht, und damit kommen Beutelundichtigkeiten, hervorgerufen durch eine Produkteinschweißung in der Kopfnaht des Beutels, wesentlich seltener vor.

Der Verschluss dient einer Verhinderung eines ungewünschten Nachfließens von Produkt. So wird der Durchtritt nach Einführung des Füllrohres in einen Beutel geöffnet, danach der Dosiervorgang durchgeführt, und schließlich der Verschluss wieder vor den Durchtritt gebracht. Der derart verschlossene Durchtritt lässt somit kein zusätzliches, die Dosiermenge überschreitendes Produkt mehr ausfließen, bis das Füllrohr, ohne Kopfnahtkontaminierung, in den nächsten Beutel gesteckt ist.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben.

Die Dosierleistung wird weiter erhöht, wenn auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Mantels jeweils ein Durchtritt vorgesehen ist, und der Verschluss zum gleichzeitigen Verschließen bzw. zum gleichzeitigen Freigeben der beiden Durchtritte dient (Anspruch 2). Derart können bei mittiger Füllrohreinbringung zwei in Richtung der Erstreckung der Bodennaht hintereinander angeordnete Produktportionen in einen Beutel gebracht werden. Die Summe der Massen dieser beiden Portionen entspricht dabei der Gesamtfüllmasse pro Beutel. Bei dieser Mantelausgestaltung wird die Masse relativ gleichmäßig im Beutel verteilt, so dass eine vergleichsweise hohe Fördergeschwindigkeit möglich ist. Als Verschluss für einen Durchtritt oder für zwei Durchtritte eignet sich eine den Mantel des Füllrohres umschließende Hülse, welche in Richtung der Längsachse der Förderschnecke entlang des Mantels verschiebbar ist (Anspruch 3). Entsprechend kann die Hülse den Durchtritt bzw. die Durchtritte verschließen oder freigeben. In entsprechender Funktion könnte der Verschluss aber auch eine analog zum Mantel gekrümmte Blende sein, welche zum Verschließen eines Durchtritts bzw. mehrerer Durchtritte auf diesen bzw. auf diese setzbar ist (Anspruch 4).

Als Verstelleinrichtung für den Verschluss eignet sich ein Pneumatikzylinder genauso wie ein Linearantrieb. Derart könnte die Blende mittels einer Verstelleinrichtung parallel zur Längsachse auf den Durchtritt zu versetzt werden (Anspruch 5). Oder die Blende ist mittels einer Drehbewegung um die Längsachse auf den Durchtritt setzbar (Anspruch 6).

Ist der stirnseitige Rohrverschluss des Füllrohres als Kegel ausgestaltet, wobei die Kegelspitze im Füllrohr vorgesehen ist und auf der Verlängerung der Längsachse der Förderschnecke liegt (Anspruch 7), so kann sich auf dem Rohrverschluss kein blindes Füllgut ansammeln, welches unkontrolliert von dort abfallen und sowohl bei seinem Ansammeln als auch bei seinem Abfallen den Dosiervorgang verfälschen könnte. Statt dessen hat das Füllgut stets das Bestreben, vom Kegel herunterzurutschen und durch einen Durchtritt nah außen in den Beutel hinein zu gelangen. Derart herrscht bei jedem Befüllvorgang eine gleichartige Befüllbedingung.

Ist zwischen dem Rohrverschluss und dem freien Ende der Förderschnecke ein freier, mit dem Durchtritt bzw. den Durchtritten in Verbindung stehender Raum vorgesehen (Anspruch 8), so wird ein gefördertes Produkt ebenso wie ein Nachrieseln von Produkt aus der Förderschnecke dort bei geschlossenem Verschluss angesammelt und beim nächsten Dosiervorgang unter Zuhilfenahme des kegelartigen Rohrverschlusses sehr schnell abgegeben.

Im folgenden wird die Endung anhand von Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt:

1 in einer Seitenansicht mit teilweisem Vertikalschnitt eine Vorrichtung zum volumetrischen Dosieren, mit einer Förderschnecke innerhalb eines vertikal ausgerichteten Füllrohres, einem stirnseitigen kegelartigen Rohrverschluss, zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Füllrohres unten, in dessen Mantel ausgesparten Durchtritten, und mit einem Verschluss in einer Stellung, in welcher die Durchtritte geöffnet sind;

2 in einer Seitenansicht mit teilweisem Vertikalschnitt die Vorrichtung der 1, jedoch mit verschlossenen Durchtritten;

3 in einer Ansicht von unten das Füllrohr und den Verschluss des Gegenstandes der 1;

4 in einer Ansicht von unten einen Gegenstand analog 3, jedoch mit nur einem Durchtritt und mit einer gekrümmten Blende als Verschluss für den Durchtritt;

5 in einer Seitenansicht den unteren Teil der Vorrichtung der 1 während einer Befüllung eines flachen Beutels;

6 in einer schematischen Darstellung den Produktfluss aus den Durchtritten des Füllrohres bei einem Befüllvorgang analog 5, sowie

7 in einer schematischen Darstellung den Produktfluss aus einem einzigen Durchtritt eines Füllrohres bei nicht mittig in einen Beutel eingebrachtes Füllrohr vor (durchgezogene Linien) und nach (durchgezogene und gestrichelte Linien) einer Beutelformatänderung.

Eine Vorrichtung zum volumetrischen Dosieren von fließfähigem Produkt weist eine Förderschnecke 1, ein die Förderschnecke 1 umgebendes Füllrohr 2, einen Servomotor als Antrieb 3 zum Drehen der Förderschnecke 1 um ihre Längsachse 4 und zum Fördern des Produktes innerhalb des Füllrohres 2 auf (1, 2). Das Füllrohr 2 hat am freien Ende 5 der Förderschnecke 1 einen stirnseitigen Rohrverschluss 6. Im Mantel 7 des Füllrohres 2 und am Ende 5 sind zwei Durchtritte 8 zum Abgeben des Produktes vorgesehen. Ein Verschluss 9 dient zum wahlweisen Öffnen und Schließen der Durchtritte 8. Dazu kann der Verschluss 9 mittels einer motorisch betriebenen Verstelleinrichtung 10 entweder in eine die Durchtritte 8 verschließende (2) oder in eine die Durchtritte 8 freigebende Stellung (1) gebracht werden. Der Verschluss 9 ist eine den Mantel 7 des Füllrohres 2 eng umschließende Hülse 11, welche in Richtung der Längsachse 4 entlang des Mantels 7 mittels eines Motors 12 und eines Gestänges 13 verschiebbar ist. Auf zwei gegenüberliegenden Seiten 14, 15 des Mantels 7 ist jeweils ein Durchtritt 8 vorgesehen (3). Der Verschluss 9 ist zum gleichzeitigen und schnellen Verschließen bzw. zum gleichzeitigen und schnellen Freigeben der beiden Durchtritte 8 vorgesehen. Der stirnseitige Rohrverschluss 6 ist als Kegel ausgestaltet, wobei die Kegelspitze 16 im Füllrohr 2 vorgesehen ist und auf der Verlängerung der Längsachse 4 der Förderschnecke 1 liegt.

Zwischen dem Rohrverschluss 6 und dem freien Ende 5 der Förderschnecke 1 ist ein freier, mit den Durchtritten 8 in Verbindung stehender Raum 17 vorgesehen. Der Raum 17 unterstützt eine gleichmäßige Verteilung des von der Förderschnecke 1 herangeförderten Produktes auf die beiden Durchtritte 8. Die Durchtritte 8 dienen der gleichzeitigen Befüllung zweier Randbereiche 18, 28 eines sich über eine relativ große Breite erstreckenden Beutels 19 mit vergleichsweise geringer Dicke, wobei das Produkt 20 bei relativ tief in den Beutel 19 eingesteckten Füllrohr 2 längs dieser Breite vor und hinter dem Füllrohr 2 abgegeben wird, um die Produktverteilung der Beutelform anzupassen (5, 6). Der Beutel 19 ist ein flacher Beutel, welcher mittels einer Bodennaht 23 und zwei Seitennähten 24 erzeugt wird. Nach seiner Befüllung wird der Beutel 19 noch an seinem Kopfende 25 verschweißt und mittels Durchtrennungen zwischen der Kopfnaht 25 und der Bodennaht 23 von der Folienbahn 21 abgetrennt.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel (4, 7) ist nur ein unterer, randseitiger Durchtritt 8 im Füllrohr 2 vorgesehen. Der Verschluss 9 ist eine analog zum Mantel 7 des Füllrohres 2 gekrümmte Blende 26, welche zum Verschließen des Durchtritts 8 auf diesen setzbar ist. Es ist sinnvoll, das Füllrohr 2 nahe an eine Seitennaht 24 eines Randbereiches 18 des Beutels 19 zu setzen, damit die Produktströmung 27 zur anderen Seitennaht 24 ausgerichtet ist, um den anderen Randbereich 28 zu befüllen. Somit ist das Volumen eines Beutels 19 in optimaler Weise zum Aufnehmen des Füllrohres 2 und zum Aufnehmen des pulverförmigen Produktes 20 ausgenutzt. Das Füllrohr 2 kann relativ tief in den Beutel 19 gesteckt werden, so dass das später noch zu verschweißende Kopfende des Beutels 19 nicht mit Produkt 20 versehen wird. Vor einem Herausziehen des Füllrohres 2 aus dem Beutel 19 wird der Verschluss 9 auf den Durchtritt 8 gesetzt, um während des Herausziehens und einem nachfolgenden Einbringen in den nächsten Beutel kein Produktaustreten aus dem Füllrohr 2 zu ermöglichen. Das randseitige Einsetzen des Füllrohres 2 in den Beutel 19 (7) ist auch dann von Vorteil, wenn die Beutelbreite vergrößert wird (gestrichelter Bereich der 7). Auch dann ist ohne ein Parallelversetzen des Füllrohres 2 noch eine sichere und schnelle Beutelbefüllung gegeben.

1: Förderschnecke
2: Füllrohr
3: Antrieb für Förderschnecke
4: Längsachse
5: Ende
6: Rohrverschluss
7: Mantel
8: Durchtritt
9: Verschluss
10: Verstelleinrichtung
11: Hülse
12: Motor für Verschluss
13: Gestänge
14, 15: gegenüberliegende Seiten
16: Kegelspitze
17: Raum
18: Randbereich
19: Beutel
20: Produkt
21: Folienbahn
23: Bodennaht
24: Seitennaht
25: Kopfende
26: Blende
27: Produktströmung
28: Randbereich
29: Folienlaufrichtung

Claims

Vorrichtung zum volumetrischen Dosieren von fließfähigem Produkt (20), insbesondere Pulver, mit einer Förderschnecke (1), einem die Förderschnecke (1) umgebenden Füllrohr (2), einem Antrieb (3) zum Drehen der Förderschnecke (1) um ihre Längsachse (4) und zum Fördern des Produktes (20) innerhalb des Füllrohres (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Füllrohr (2) am freien Ende (5) der Förderschnecke (1) einen stirnseitigen Rohrverschluss (6) aufweist, dass im Mantel (7) des Füllrohres (2) am Ende (5) ein Durchtritt (8) zum Abgeben des Produktes (20) vorgesehen ist, und dass ein Verschluss (9) zum wahlweisen Öffnen und Schließen des Durchtritts (8) vorgesehen ist, wobei der Verschluss (9) mittels einer Verstelleinrichtung (10) entweder in eine den Durchtritt (8) verschließende oder in eine den Durchtritt (8) freigebende Stellung gebracht werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf zwei gegenüberliegenden Seiten (14, 15) des Mantels (7) jeweils ein Durchtritt (8) vorgesehen ist, und der Verschluss (9) zum gleichzeitigen Verschließen bzw. zum gleichzeitigen Freigeben der beiden Durchtritte (8) dient.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (9) eine den Mantel (7) des Füllrohres (2) umschließende Hülse (11) ist, welche in Richtung der Längsachse (4) entlang des Mantels (7) verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (9) eine analog zum Mantel (7) gekrümmte Blende (26) ist, welche zum Verschließen eines Durchtritts (8) auf diesen setzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (26) mittels einer Verstelleinrichtung parallel zur Längsachse (4) auf den Durchtritt (8) zu versetzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende mittels einer Drehbewegung um die Längsachse auf den Durchtritt setzbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitige Rohrverschluss (6) als Kegel ausgestaltet ist, wobei die Kegelspitze (16) im Füllrohr (2) vorgesehen ist und auf der Verlängerung der Längsachse (4) der Förderschnecke (1) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rohrverschluss (6) und dem freien Ende (5) der Förderschnecke (1) ein freier, mit dem Durchtritt (8) bzw. den Durchtritten (8) in Verbindung stehender Raum (17) vorgesehen ist.