DE1036619B - Verfahren und Vorrichtung zum genauen Dosieren und gegebenenfalls Formen von schwer fliessenden bzw. weich plastischen, essbaren Stoffen wie Margarine, Butter usw. - Google Patents

Description

DEUTSCHES

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Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum genauen Dosieren und gegebenenfalls Formen von schwer fließenden bzw. weich plastischen, eßbaren Stoffen, wie Margarine, Butter usw., mittels einer Meßkammer mit einem Dosierkolben, wobei die mit dem Stoff vollständig gefüllte Meßkammer durch eine Relativbewegung gegenüber der Einlaßöffnung eines mit dem Stoff vollständig gefüllten Mundstückes mit ihr in Verbindung gebracht wird, der Kolben seinen Hub ausführt und die dabei aus der Auslaßöffnung des Mundstückes heraustretende Stoffmenge genau abgetrennt wird.

Bei den bekannten nach ähnlichen Verfahren arbeitenden Vorrichtungen wird der Stoff in hintereinander dosierten Mengen ausgestoßen, und nach jedem Hub des Dosierkolbens wird von dem ausgestoßenen Stoff eine Menge zur Verpackung oder zur weiteren Verarbeitung abgeschnitten, wobei die Schnittfläche aber nicht genau, mit der Trennfläche zwischen den hintereinander dosierten Mengen zusammenfällt. Häufig zeigt sich in den endgültig erhaltenen Stoffmengeneinheiten an den Stellen, an denen die Trennflächen der dosierten Stoffmengen zusammenstoßen, eine leichte Änderung in der Struktur, welche z. B. bei fester Margarine leicht einen Bruah der Einheit veranlassen kann.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Relativbewegung zwischen der Meßkammer und dem Mundstück jedesmal unterbrochen wird, wenn der Kolben seinen Hub ausführt. Die insbesondere bei schneller Bewegung der Vorrichtung auftretenden hohen Geschwindigkeiten und die auf deren Mechanismus wirkenden Trägheitskräfte fördern den Materialversdhleiß und/oder dessen Bruch sehr stark.

Die genannten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Relativbewegung eines Teiles gegenüber dem anderen in der gleichen Richtung ununterbrochen fortgesetzt wird, wobei z. B. der Dosierkolben zwangläufig angetrieben werden kann, derart, daß der Dosierkol'ben seinen. Hub im wesentlichen, in dem Zeitpunkt beginnt, in dem die Verbindung zwischen der Meßkammer und der Einlaßöffnung des Mundstückes hergestellt und seinen Hub im wesentlichen in dem Zeitpunkt beendet, in dem diese Verbindung wieder unterbrochen wird.

Außer der Tatsache, daß die Trägheitskräfte hierdurch erheblich herabgesetzt werden, wird eine in der Ausstoßrichtung gekrümmte Trennfläche erhalten, wobei an dieser Trennfläche auch eine oberflächige Vermischung des bereits im Mundstück vorhandenen Stoffes mit aus der Meßkammer neu hinausgedrücktem Stoff eintreten kann.

Die Form der Krümmung der Trennfläche ist ab-

Verfahren und Vorrichtung zum genauen Dosieren und gegebenenfalls Formen von schwer fließenden

bzw. weich plastischen, eßbaren Stoffen wie Margarine, Butter usw.

Anmelder: Unilever N. V., Rotterdam (Niederlande)

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 9, und Dipl.-Ing. W. Niemann, Hamburg 1,

Ballindamm 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität: Niederlande vom 8. Juni 1956

Theodor Ludwig August Maria Steenhuis,

Kleef bei Hilden (RhId.), ist als Erfinder genannt worden

hängig von der Wahl der Geschwindigkeitsverfhältnisse. Sie wird beeinflußt, wenn die Geschwindigkeit der ununterbrochenen Relativbewegung zwischen Meßkammer und Mundstück nicht gleichförmig ist, sondern derart verzögert und wieder gesteigert wird, daß sie einen Mindestwert hat, wenn die Verbindung zwischen der Meßkammer und dem Mundstück ihren größten Durchlaß erreicht. Hierdurch entsteht eine Parabelform der Trennfläche.

Das oben beschriebene Verfahren wird vorzugsweise mittels einer Vorrichtung durchgeführt, welche in an sich bekannter Weise mit einem in einem Gehäuse zwischen einem Eintrittsmundstück und einem gleichachsig damit angeordneten Austrittsmundstück drehbar gelagerten, genau eingepaßten zylindrischen angetriebenen Formstück versehen ist, das einen senkrecht zu seiner Drehachse stehenden und einen doppelt wirkenden, hin- und herbewegbaren Kolben enthaltenden Kanal aufweist, welcher durch Drehen des Formstückes gleichzeitig mit den beiden Mundstücken in Verbindung gebracht werden kann, wobei der Kolben einen Hub ausführt, wodurch der in dem Kanal vorhandene Stoff aus dem Formstück herausgestoßen und gleichzeitig hinter dem Kolben eine neue Stoffmenge abgemessen wird.

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Erfindungsgemäß dreht das Formstück sich ununterbrochen, und der zwangläufige Antrieb des Dosierkolbens ist derart auf den Antrieb des Form- -stückes abgestimmt, daß die Dauer des Kolbenhubes mit der Dauer des Bestehens der Verbindung zwischen dem Kolbenkanal und dem Ein- und Austrittsmundstück zusammenfällt.

Gemäß der Erfindung kann die Drehgeschwindigkeit des Formstückes mit rhythmischen Perioden zuerst verzögert und dann gesteigert werden, derart, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit des Formstückes ihren kleinsten Wert jeweils dann erreicht, wenn die öffnungen des Ein- und Austrittsmundstückes mit den öffnungen des im Formstück enthaltenen Kanals zur vollen Deckung gelangen, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens konstant sein kann. Dadurch wird außerdem der Vorteil erreicht, daß ein verhältnismäßig großer Teil der Periode zur Dosierung nutzbar gemacht wird, wobei die Dauer einer ganzen Periode dennoch klein gehalten werden kann.

Ein ähnliches Resultat kann erfindungsgemäß auch dadurch erreicht werden, daß der Dosierkolben während seines Hubes zuerst mit gesteigerter und dann mit verzögerter Geschwindigkeit angetrieben wird, derart, daß der Kolben seine Höchstgeschwindigkeit jeweils dann erreicht, wenn die öffnungen des Ein- und Austrittsmundstückes mit den öffnungen des im Formstück enthaltenden Kanals zur vollen Deckung gelangen. Dabei kann die Drehgeschwindigkeit des Formstückes konstant sein.

Vorzugsweise können die obenerwähnten Maßnahmen kombiniert werden, indem das Formstück und der Kolben jeweils veränderliche Geschwindigkeiten haben.

Nadi einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Antrieb des Formstückes ein Kurbelschleifengetriebe enthalten, dessen Antriebswelle kontinuierlich angetrieben wird und dessen getriebene Welle das Formstück treibt. Dabei empfiehlt es sich, den Antrieb des Dosierkolbens von einer Nockenscheibe abzuleiten, weldhe auf einer Welle angeordnet ist, die mit dem Mechanismus gekuppelt ist, welcher das Kurbelschleifengetriebe kontinuierlich antreibt.

Nach einer weiteren praktischen Ausführungsform kann der Antrieb der Teile audh durch einen Zahntrieb mit elliptischen Zahnrädern gebildet sein.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise zur Darstellung gebracht.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Hauptteile einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht nach Linie 2-2 der Fi« 1 ·

Fig. 3 zeigt die Kurbel- und Schlitzeinrichtung, während

Fig. 4 eine Axialansicht dieser Einrichtung wiedergibt.

In Fig. 1 ist der Dosierkopf der Vorrichtung mit 1 bezeichnet, 2 ist der Einlaß, und 3 ist der Auslaß. Die Zuführungs- und Abgabeeinrichtungen können in üblicher Weise ausgebildet sein, sie sind in den Zeichnungen nicht wiedergegeben, auch die Abschneideeinrichtung nicht, welche aus einem Schneiddraht bestehen kann, der durch eine Stange 4 kraftschlüssig verbunden ist. Die Stange 4 wird über ein Hebelsystem betätigt, das in festen Lagern 5 und 6 gelenkartig gelagert ist, und welches durch einen Nocken 7 auf einer Welle 8 bewegt werden kann, die durch Kegelräder 9 und 10 gedreht wird, von denen das Kegelrad 10 auf einer Welle 11 angeordnet ist, die ein Stirnrad 13 trägt, das mit einem Stirnrad 14 auf einer Welle 12 kämmt, die ein Schneckenrad 15 trägt, das mit einer Schnecke 16 auf einer Hauptantriebswelle 17 zusammenarbeitet, welche durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird.

Auf der Welle 12 ist ein Nocken 18 befestigt, welcher einen Hebel 19 steuert, der sein festes Lager bei 20 hat und mit einer Stange 21 gekuppelt ist, welche über eine Zapfen- und Schlitzverbindung einen bei 22 abgestützten Hebel 23 im Eingriff steht, der die Bewegung des Meß- oder Dosierkolbens steuert, dessen Hub in bekannter Weise durch ein normalerweise stillstehendes Handrad 24 eingestellt werden kann.

Das Innere des Dosierkopfes ist im einzelnen in der Zeichnung nicht dargestellt, in diesem Zusammenhang wird auf die Patentanmeldung B 16547 IVa/53h verwiesen.

Das Formstück, welches den Meßkanal und den Dosierkolben enthält und das sich zwischen dem Einlaß 2 und dem Auslaß 3 drehen kann, wird durch Kegelräder 25, 26 angetrieben; letzteres ist auf einer Welle 27 befestigt, welche an ihrem anderen Ende ein Kegelrad 28 trägt, welches von einem auf einer Welle 29 befestigten Kegelrad 30 in Bewegung gesetzt wird.

Die Welle 29 ist mit einer Welle 31 durch Stirnräder 32 und 33 verbunden, und die Welle 31 wird durch eine auf ihr befestigte Schnecke 43, die mit einem Schneckenrad 42 auf der Hauptantriebswelle 17 kämmt, angetrieben.

Die Verbindung des Zahnrades 33 mit der Welle 31 wird vermittels einer Kurbel-Schlitzeinrichtung erhalten, die in den Fig. 3 und 4 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Das Zahnrad 33 kann sich um einen Zylinder 34 drehen, der an einem Teil 36 des Gehäuses der Maschine befestigt ist; die beiden Teile sind miteinander verschraubt.

Vermittels eines Keiles 37 ist ein Arm 38 auf der Welle 31 befestigt, in dem Arm 38 ist ein Schlitz 39 ausgebildet, der mit einer Rolle 41 zusammenarbeitet, die auf einem Zapfen 40 in dem Zahnrad 33 angeordnet ist.

Das Zahnrad 33 und die Rolle 41 bilden zusammen eine Kurbeleinrichtung, welche sich um die Achse des Zylinders 34 dreht, wodurch die Welle 31, die die Schlitzeinrichtung 38 trägt, exzentrisch geführt wird, so daß die Schlitzeinrichtung das Zahnrad33 mit einer sich wirksam verändernden Armlänge antreibt. Zufolge dieser Ausbildung erreicht die Geschwindigkeit des Stirnrades 33 ein Maximum, wenn es sich in der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Stellung befindet, und ein Minimum, wenn es die Stellung diametral zu den vorgenannten Stellungen einnimmt. Da bei jeder Umdrehung das Zahnrad 33 ein Maximum und ein Minimum an Geschwindigkeit erreicht, während das sich drehende Formstück bei jeder Umdrehung zweimal auf eine maximale und eine minimale Geschwindigkeit gebracht werden muß, ist in die Übertragung von dem Zahnrad 33 zu dem auf der Welle des Teiles befindlichen Zahnrad 25 eine Untersetzung von 2: 1 eingebaut, und dies wird bei der dargestellten Ausführungsform dadurch erhalten, daß eiin 1 :2-Verhältnis der Zahl der Zähne der Zahräder 26 und 25 und ein 1 : 1-Verhältnis für die andere Übertragung gewählt wird.

Der sinusförmige Verlauf der auf diese Weise erhaltenen Schwankungen in der Geschwindigkeit vermindert die Trägheitskräfte beträchtlich im Vergleich zu denjenigen, welche bei den bekannten Einrichtun-

gen auftreten, so daß eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit möglich ist.

Da die Welle 12 sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Welle31 dreht, vollführt der Dosierkolben bei jeder Umdrehungsbewegung des sich drehenden Formstückes zwei Hübe.

Die dem Nocken 18 auf der Welle 12 zu erteilende Form, welche den Dosierkolben antreibt, ermöglicht, daß die Verbindung zwischen den Bewegungen des Dosierkolbens und dem sidh drehenden Formstück dementsprechend gewählt wird. Der Ausführung wird der Vorzug gegeben, bei welcher die Geschwindigkeit des Dosierkolbens am höchsten ist, wenn der Kanal in dem sich drehenden Formstück zu dem Einlaß 2 und dem Auslaß 3 gleichachsig liegt.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum genauen Dosieren und gegebenenfalls Formen von schwer fließenden bzw. weich plastischen eßbaren Stoffen, wie Margarine, Butter usw., mittels einer Meßkammer mit einem Dosierkolben, wobei die gefüllte Meßkammer durch eine Relativbewegung gegenüber der Einlaßöffnung eines mit dem Stoff gefüllten Mundstückes mit ihm in Verbindung gebracht wird, der Kolben seinen Hub ausführt und die dabei aus der Auslaßöffnung des Mundstückes heraustretende Stoffmenge genau abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen Meßeinrichtung und Mundstück in der gleichen Rieh-Hing ununterbrochen fortgesetzt wird, wobei der angetriebene Dosierkolben seinen Hub im wesentlicheil· dann beginnt, wenn die Verbindung zwischen der Meßkammer und der Einlaßöffnung des Mundstückes hergestellt und seinen Hub im wesentlichen dann beendet, wenn diese Verbindung wieder unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der ununterbrochenen Relativbewegung zwischen Meßeinrichtung und Mundstück derart verzögert und wieder gesteigert wird, daß sie einen Mindestwert hat, wenn die Verbindung zwischen der Meßkammer und dem Mundstück ihren größten Durchlaß erreicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Dosierkolbens derart gesteigert und wieder verzögert wird, daß sie einen Höchstwert hat, wenn die Verbindung zwischen der Meßkammer und dem Mundstück ihren größten Durchlaß erreicht.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3 mittels eines in einem Gehäuse zwischen einem Eintrittsmundstück und einem gleichachsig damit angeordneten Austrittsmundstück drehbar gelagerten, eingepaßten zylindrischen angetriebenen Formstückes, das einen senkrecht zu seiner Drehachse stehenden und einen doppelt wirkenden hin- und herbewegbaren Kolben enthaltenden Kanal aufweist, welcher durch Drehen des Formstückes mit den beiden Mundstücken gleichzeitig in Verbindung gebracht werden kann, und der Kolben einen Hub ausführt, wodurch der in dem Kanal vorhandene Stoff aus dem Formstück herausgestoßen und gleichzeitig hinter dem Kolben eine neue Stoffmenge abgemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück ununterbrochen drehbar und der Antrieb (18 bis 22) des Kolbens auf den Antrieb (25 bis 33) des Formstückes derart abgestimmt ist, daß die Dauer des Kolbenhubes mit der Dauer des Bestehens der Verbindung zwischen dem Kolbenkanal und dem Ein- und Austrittsmundstück (2, 3) zusammenfällt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel (33, 41) vorgesehen sind, durch die die Drehgeschwindigkeit des Formstückes mit rhythmischen Perioden zuerst verzögert und dann gesteigert wird, derart, daß seine Umdrehungsgeschwindigkeit ihren kleinsten Wert jeweils dann erreicht, wenn die Öffnungen des Ein- und Austrittsmundstückes (2, 3) mit den öffnungen des im Formstück enthaltenen Kanals zur Deckung gelangen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel vorgesehen sind, durch die der Dosierkolben während seines Hubes zuerst mit gesteigerter und dann mit verzögerter Geschwindigkeit angetrieben wird, derart, daß der Kolben seine Höchstgeschwindigkeit jeweils dann erreicht, wenn die Öffnungen des Ein- und Austrittsmundstückes mit den öffnungen des im Formstück enhaltenen Kanals zur Deckung gelangen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel vorgesehen sind, durch die die Drehgeschwindigkeit des Formstükkes mit rhythmischen Perioden zuerst verzögert und dann gesteigert wird, derart, daß seine Umdrehungsgeschwindigkeit ihren kleinsten Wert jeweils dann erreicht, wenn die Öffnungen des Ein- und Austrittsmundstückes mit den öffnungen des im Formstück enthaltenen Kanals zur Dekkung gelangen, und daß Steuermittel vorgesehen sind, durch die der Dosierkolben während seines Hubes zuerst mit gesteigerter und dann mit verzögerter Geschwindigkeit angetrieben wird, derart, daß der Kolben seine Höchstgeschwindigkeit jeweils dann erreicht, wenn die öffnungen des Ein- und Austrittsmundstückes mit den öffnungen des im Formstück enthaltenen Kanals zur Deckung gelangen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 und. 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Formstückes ein Kurbelschleifengetriebe (38, 41) enthält, dessen Antriebswelle (31) kontinuierlich angetrieben wird und dessen getriebene Welle (27) das Formstück treibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Formstückes einen Zahntrieb mit elliptischen Zahnrädern enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Dosierkolbens von einer Nockenscheibe abgeleitet ist, welche auf einer Welle sitzt, die mit dem Antrieb des Formstückes gekuppelt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 238 813, 820 844;
niederländische Patentschriften Nr. 868 073, 56 262; deutsche Patentanmeldung B 16547 IVa/53h (bekanntgemacht am 10. 7. 52).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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