DE19601720A1 - Verfahren zum Betrieb einer Verschließeinrichtung für Verpackungshüllen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Verschließeinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 7.

Verschließeinrichtungen für schlauchförmige Verpackungen, insbesonders Würste, bei welchen ein Sche­ renpaar die gefüllte Wursthülle einschnürt, sich spreizt und dabei einen brätfreien Zopf bildet, an welchem Zopf zwei Verschlußklammern gesetzt werden, sind bekannt und handelsüblich, z. B. der Maschinentyp DKF 15/12 der Firma Hoegger Alpina, Gossau, Schweiz. Diese Verschließein­ richtungen werden zusammen mit einer Füllvorrichtung für die Wursthülle betrieben, welche ein Synchronisierungs­ signal (Klipimpuls) an die Verschließeinrichtung abgibt, um den Antrieb der Verschließeinrichtung mit der Füll­ vorrichtung zu synchronisieren. Anstelle von Wurstbrät sind auch andere pastöse Massen so zu verpacken, z. B. Silikone, Kitte, Dichtungsmassen oder Sprengstoff.

Aus der DE-C-27 30 603 ist es bekannt, die Verschließeinrichtung so zu betreiben, daß deren An­ trieb nach dem Öffnen und Entspreizen der Scheren, wenn also der Vorschub des gefüllten Wurststranges erfolgt, nicht bis zum Stillstand verlangsamt wird, sondern nur eine Abbremsung erfährt, so daß der Antrieb durchläuft. Die Fig. 3-5 der DE-C-27 30 603 zeigen diesen Durch­ laufbetrieb des Antriebs in einem Drehzahl/Zeit-Diagramm und zudem die einzelnen Arbeitsschritte der Scheren und der Verschließwerkzeuge während jeweils eines Arbeits­ taktes, d. h. desjenigen Taktes, der durch den Abstand zweier aufeinanderfolgender Klipimpulse gegeben ist. Bei dem durch die DE-C-27 30 603 vorgeschlagenen Betrieb er­ folgt die Abbremsung aus einer konstanten Antriebsge­ schwindigkeit Umax heraus, die nach der Abbremsung wieder erreicht wird. Dies ist auch gemäß dem in DE-C-27 30 603 geschilderten Stand der Technik so (Fig. 1 und 2), der sich diesbezüglich nicht vom Durchlaufbetrieb der Fig. 3-5 unterscheidet.

Bei den herkömmlichen Verschließeinrichtun­ gen bzw. bei deren Betrieb stellt sich das Problem, daß immer höhere Kadenzen gefahren werden sollten, da die Füllmaschinen heute fähig sind, ca. 400 Würste pro Minute zu füllen. Insbesonders bei Würsten mit größerem Durch­ messer ergibt sich das Problem, daß das Öffnen der Scheren nicht lange genug erfolgt, um das Einführen des gefüllten Wurststranges zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bzw. eine Verschließeinrichtung zu schaffen, bei welchem die­ se Probleme in verringertem Maß auftreten und bei wel­ chem somit auch großkalibrige Würste mit hoher Kadenz verarbeitbar sind.

Diese Aufgabe wird beim eingangs genannten Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst bzw. bei der eingangs genannten Ver­ schließeinrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 7.

Dadurch, daß der Antrieb der Verschließein­ richtung mit einer nichtkonstanten Antriebsgeschwindig­ keit erfolgt, können einerseits die Scheren bei langsamer Antriebsgeschwindigkeit lange geöffnet bleiben, was das Einführen des Wurststranges erleichtert und es kann ande­ rerseits durch einen geeigneten Geschwindigkeitsverlauf in den anderen Scheren- und Verschließwerkzeugbewegungs­ phasen sichergestellt werden, daß durch die lange Sche­ renöffnungszeit keine Taktzeitverlängerung notwendig wird, was die Kadenz herabsetzen würde. Mit anderen Worten, wenn die Taktzeit vorgegeben ist (durch den Füller), so kann durch den nichtkonstant betriebenen Antrieb der Geschwindigkeitsverlauf so erfolgen, daß die Scherenöffnungszeit maximal wird (langsame Geschwindig­ keit) und die dort benötigte Zeit kann durch schnellere Geschwindigkeit in den anderen Betriebsphasen kompensiert werden, so daß eine hohe Kadenz bei langer Scherenöff­ nungszeit möglich wird.

Vorzugsweise wird daher zunächst von der Steuereinrichtung der vom Füller vorgegebene Arbeitstakt ermittelt und nachfolgend wird der nichtkonstante Ge­ schwindigkeitsverlauf so gelegt, daß sich ein vorteil­ hafter Scherenöffnungsverlauf ergibt.

Besonders bevorzugt ist, wenn der Antrieb der Verschließeinrichtung durch einen Drehstromservoantrieb erfolgt, was einen im wesentlichen frei steuerbaren Ver­ lauf der Antriebsgeschwindigkeit ermöglicht. Solche Drehstromservoantriebe sind handelsüblich und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden. Sollwertänderungen des Geschwindigkeitsverlaufes eines solchen Antriebes können dann jeweils durch entsprechende Umprogrammierung der Steuereinrichtung (EPROM-Wechsel) erfolgen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 den Drehzahlverlauf an der die Sche­ renbewegung bestimmenden Kurvenscheibe einer Verschließ­ einrichtung,

Fig. 2 die einzelnen Arbeitsabläufe,

Fig. 3 den Scherenöffnungsverlauf, und

Fig. 4 den Übergang von Taktbetrieb auf Durchlaufbetrieb.

Fig. 1 zeigt in einer ähnlichen Darstellung wie in DE-C-27 30 603 die Drehzahl des Antriebsmotors einer erfindungsgemäßen Verschließeinrichtung über der Zeit. Die Drehzahl des Antriebsmotors ist dabei gleich der Drehzahl an der Kurvenscheibe, welche auf bekannte Weise durch Steuerkurven die Scherenbewegungen und die Bewegungen der Verschließwerkzeuge bestimmt. Diese Kur­ venscheibenantriebe für die Scheren und die Verschließ­ werkzeuge sind bekannt und werden daher hier nicht weiter dargestellt. Durch die dargestellte Istwert-Drehzahl an der Kurvenscheibe ergeben sich die in Fig. 2 dargestell­ ten zeitlichen Abläufe für das Einschnüren, Spreizen, Öffnen und Entspreizen der Scheren bzw. für das Ver­ schließen der Wurst und das Öffnen der Scheren. Fig. 3 zeigt den entsprechenden Scherenöffnungsverlauf, der sich durch die Überlagerung der nichtkonstanten Antriebsdreh­ zahlkurve von Fig. 1 und der herkömmlichen Steuerkurve in der Kurvenscheibe für den Scherenöffnungsverlauf er­ gibt. Dabei ist der Durchmesser der Durchlaßöffnung der Scheren während des Arbeitstakts dargestellt. Gegenüber den bekannten Betriebsverfahren, bei welchen ein konstan­ ter Geschwindigkeitsabschnitt gefahren wird, ergibt sich gemäß dem erfindungsgemäßen verfahren eine Verkürzung des möglichen Arbeitstaktes und damit eine Erhöhung der Kadenz, da die Absenkung der Geschwindigkeit im Bereich des Scherenöffnens, wie sie an sich bereits bekannt ist, durch eine vorherige Erhöhung der Geschwindigkeit kompen­ siert werden kann. Insgesamt ergibt sich also die vor­ teilhafte Möglichkeit der Erhöhung der Kadenz trotz rela­ tiv langer Öffnungszeiten der Scheren zur Einführung des Wurststranges. Des weiteren ergeben sich die an sich be­ kannten Vorteile des Durchlaufbetriebs weiterhin, nämlich eine kleinere Lärmentwicklung gegenüber dem Taktbetrieb, bei dem bis zum Stillstand abgebremst wird, und eine Schonung der Mechanik durch das Wegfallen der Start/Stop- Schläge.

Vorzugsweise wird der Geschwindigkeitsverlauf im wesentlichen sinusförmig gewählt, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist. Natürlich wäre auch ein anderer, nicht konstanter Geschwindigkeitsverlauf möglich, bei dem eine erhöhte Geschwindigkeit den Geschwindigkeitsabfall im Bereich der offenen Scheren kompensiert. Vorzugsweise erfolgt der Antrieb einer entsprechenden Verschließein­ richtung durch einen elektrisch steuerbaren Motor, insbe­ sondere einen Drehstrom-Servoantrieb oder einen Schritt­ motor. Solche Antriebe, z. B. ein Drehstrom-Servoantrieb hat den Vorteil, daß sich ihr Geschwindigkeitsverlauf durch eine Steuerung im wesentlichen frei vorgeben läßt. Im gezeigten Beispiel wird dem Drehstrom-Servoantrieb eine im wesentlichen sinusförmige Sollwert-Vorgabe gege­ ben, welche die in Fig. 1 gezeigte Istwert-Drehzahl des Elektromotors des Drehstrom-Servoantriebes bzw. der mit diesem Motor gekoppelten Kurvenscheibe ergibt.

Vorzugsweise erfolgt die Einstellung des nichtkonstanten Geschwindigkeitsverlaufs durch die Steuereinrichtung der Verschließeinrichtung selber, wobei die Steuereinrichtung in diesem Fall die Parameter eines vorgegebenen Verlaufs so anpaßt, daß dieser Ver­ lauf innerhalb der von der Fülleinrichtung vorgegebenen Taktzeit abgefahren wird. Bei dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Beispiel der Istwert-Drehzahl des Antriebs erfolgt dies so, daß der Drehstrom-Servoantrieb zunächst während einigen Arbeitstakten gemäß dem herkömmlichen Taktbetrieb gefahren wird, wo die Geschwindigkeit bis auf Null zurückgenommen wird, wie dies z. B. anhand der Fig. 1 der DE-C-27 30 603 erläutert ist, und daß die Ver­ schließeinrichtung während diesen ersten einigen Ar­ beitstakten (z. B. während 1 bis 4 Arbeitstakten) die Arbeitstaktzeit ermittelt und daraus den vorteilhaftesten Geschwindigkeitsverlauf für den Durchlaufbetrieb, zu welchem die Verschließeinrichtung selbsttätig für die nachfolgenden Arbeitstakte wechselt. In der Fig. 4 sind dazu die ersten beiden Arbeitstakte 1, 2 mit dem herkömm­ lichen Taktbetrieb der Verschließeinrichtung gezeigt und der Übergang auf den Durchlaufbetrieb im Arbeitstakt 3 für die nachfolgenden Arbeitstakte. Gezeigt sind ferner die vom Füller abgegebenen Klipimpulse, welche die Ar­ beitstaktlänge definieren.

Anstelle der dargestellten Ermittlung der Arbeitstakte beim Betriebsbeginn von Füller und Ver­ schließeinrichtung könnte auch eine Lösung vorgesehen sein, bei welcher die Steuereinrichtung des Füllers vor dem Start der Antriebe von Füller und Verschließein­ richtung, an die Steuereinrichtung der Verschließein­ richtung die Taktzeit in digitaler oder analoger Form übermittelt, und daß die Steuereinrichtung der Ver­ schließmaschine anhand dieser Taktzeit den vorteilhaften nichtkonstanten Verlauf der Antriebsgeschwindigkeit be­ stimmt. Auf diese Weise kann bereits im Durchlaufbetrieb gestartet werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum Betrieb einer Verschließ­ einrichtung, in welche von einer Fülleinrichtung eine mit einer pastösen Masse, insbesonders Wurstbrät, gefüllte schlauchartige Verpackungshülle eingeführt wird und in welcher ein Verdrängerscherenpaar jeweils in einem von der Fülleinrichtung vorgegebenen Arbeitstakt die Ver­ packungshülle einschnürt und durch Spreizen der Scheren einen massefreien Zopf bildet, an dem mit Verschließ­ werkzeugen Verschlußklammern gesetzt werden, worauf das Scherenpaar sich öffnet und entspreizt, um erneut die Einführung einer Verpackungshülle zu erlauben, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Verschließeinrich­ tung mit einer im wesentlichen über den ganzen Arbeits­ takt nicht konstanten Antriebsgeschwindigkeit erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebsgeschwindigkeit annähernd sinusförmig verläuft.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach Betriebs­ beginn durch eine Steuereinrichtung der Verschließein­ richtung der von der Fülleinrichtung vorgegebene Arbeits­ takt ermittelt wird, und daß die Steuereinrichtung nach­ folgend den Verlauf der Arbeitsgeschwindigkeit festlegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Antriebsge­ schwindigkeit während des Arbeitstaktes im Bereich des Einschnürens erreicht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Antriebsge­ schwindigkeit ungleich null ist und im Bereich des Öff­ nens erreicht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Arbeitstakt nach Betriebsbeginn ermit­ telt wird, und daß während der ersten Arbeitstakte die Antriebsgeschwindigkeit annähernd rechteckförmig mit auf Nullgeschwindigkeit abfallendem Anteil verläuft, worauf nach der Festlegung des nichtkonstanten Verlaufs auf die­ sen Verlauf übergegangen wird.

7. Verschließeinrichtung zum Verschließen von mit einer pastösen Masse, insbesonders Wurstbrät, ge­ füllten schlauchartigen Verpackungshülle, welche der Ver­ schließeinrichtung von einer Fülleinrichtung zugeführt wird, mit einem verschließbaren, spreizbaren und öffen­ baren verdrängerscherenpaar zur Einschnürung der Ver­ packungshülle und Bildung eines massefreien Zopfes, mit Verschließwerkzeugen zur Setzung von Verschlußklammern an dem Zopf, mit einem Antrieb für die Verdrängerscheren und die Versehließwerkzeuge und mit einer Steuereinrich­ tung für den Antrieb, welche zum Empfang von Taktsignalen von der Fülleinrichtung ausgestaltet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung und der Antrieb der­ art ausgestaltet sind, daß die Antriebsgeschwindigkeit über die Zeit mit einem im wesentliche nichtkonstanten Verlauf betreibbar ist.

8. Verschließeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb von einem elektrisch steuerbaren Motor, insbesonders von einem Drehstromservoantrieb oder einem Gleichstromservoantrieb oder einem Schrittmotor gebildet wird.