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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen schlauchförmiger
Verpackungen mit pastösem Inhalt nach dem Oberbegriff des
Schutzanspruchs 1. Solche Vorrichtungen kommen namentlich in der
Wurstproduktion zum Einsatz, wenn nämlich der mit Wurstbrät
gefüllte Natur- oder Kunstdarm mit einer i. d. R. metallenen
Verschlussklammer verschlossen werden soll. Der einseitig verschlossene Darm
wird dabei über das Füllrohr einer Füllmaschine
gestülpt und dort gerafft. Die Füllmaschine drückt Brät
durch das Rohr in den Darm. Da dieser verschlossen ist, wird er
hierbei vom Rohr abgezogen. Dies geschieht gegen die Reibkraft eines
am Füllrohrende befindlichen Rings, der den Darm auf das
Rohr drückt, die sog. Darmbremse. Aufgrund dieser Reibung
besitzt der vom Füllrohr abgezogene, gefüllte Darmabschnitt
eine gewisse Prallheit. Die gattungsgemäße Vorrichtung
schnürt diesen prallen Darmabschnitt an zwei axial benachbarten
Stellen mit zwei Verdrängeinrichtungen ein. Anschließend werden
die Verdrängeinrichtungen in axialer Richtung gespreizt,
indem zumindest eine von ihnen von der anderen weg bewegt wird.
Dadurch wird ein brätfreier Abschnitt des Darms gebildet.
An diesen wird dann eine Verschließeinrichtung herangeführt,
die eine oder zwei Verschlussklammern auf den bratfreien Abschnitt
zwischen den Verdrängeinrichtungen setzt. Sind es zwei
Klammern, so trennt i. d. R. noch ein Messer den Darm zwischen ihnen.
Dadurch ist aus dem gefüllten Darmabschnitt eine beidseitig
verschlossene Wurst entstanden und der Verpackungsschlauch auf dem
Rohr zugleich wieder verschlossen, so dass die Einrichtungen in
ihre Ausgangspositionen zurück fahren können und
der Vorgang von neuem beginnen kann.
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Die
DE 38 40 522 C2 offenbart
ein spezielles Verfahren für den Betrieb solcher Vorrichtungen.
Dabei findet nach dem für das Verschließen erforderlichen
Spreizen der Verdrängeinrichtungen ein „Überspreizen"
statt, bei dem die eine Verdrängeinrichtung so weit von
der anderen weg bewegt wird, dass zusätzlicher Darm vom
Füllrohr abgezogen wird. Zwischen dem prall gefüllten
Darmabschnitt und der zum Verschließen dieses Abschnitts
zu setzenden Verschlussklammer befindet sich dann ein bratfreier Darmabschnitt
bestimmter Länge. Sind die Verschlussklammer gesetzt und
die Verdrängereinrichtung zurückgefahren, so drängt
das Brät in diesen vormals bratfreien Abschnitt. Die so
gebildete Wurst ist dann nicht mehr prall, sondern besitzt eine
bestimmte Schlaffheit. Das ist für einige Anwendungen erwünscht,
etwa wenn die Wurst in späteren Arbeitsgängen
noch geformt werden soll.
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Vorbekannte
Vorrichtungen, mit denen das Verfahren angewendet werden kann, führen
die Spreizung und die Überspreizung mit zwei verschiedenen
Antrieben durch. Die Spreizung wird wie bei herkömmlichen
Vorrichtungen auch von einer Steuerkurve abgeleitet, von der auch
das Einschnüren und das Zuführen der Verschließeinrichtung
an den Darm abgeleitet werden. Die Überspreizung benötigt einen
Hub von mindestens 10 cm. Dies ist mit einer Steuerkurve praktisch
nicht mehr darstellbar. Denn um mit der Kurvensteuerung einen solchen
Hub für die Spreizung zu erreichen, müssten entweder
die Rollen für die Abnahme der Spreizbewegung mit einer
Steigung von mehr als 30° relativ zur Kurvenebene bewegt
werden, was bei Kurvensteuerungen generell vermieden werden sollte,
oder die Kurvenscheibe müsste allein für die Spreizung
stark überdimensioniert werden, was vom Platz- und Energiebedarf
her ungünstig ist. Man realisiert die Überspreizung
daher in der Praxis mit einem zusätzlichen, i. d. R. pneumatischen
Antrieb. Nach Abschluss der Spreizbewegung greift er über
eine Klinke in die Halterung einer der Verdrängeinrichtungen
ein und zieht sie von der anderen Verdrängeinrichtung weg,
bis der gewünschte, einstellbare Hub erreicht ist.
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Vorrichtungen
dieser Art haben sich an sich bewährt. Sie sind jedoch
unter Verschleißgesichtspunkten an zwei Stellen ungünstig.
Zum einen unterliegt die Klinke starken Belastungen und dementsprechendem
Verschleiß. Zum anderen sind auch die Rollen für
die Spreizbewegung starkem Verschleiß ausgesetzt. Dieser
ist deshalb besonders hoch, weil die Rollen konstruktionsbedingt
an der den Verdrängeinrichtungen abgewandten Seite der
Kurvenscheibe mit ihrem Durchmesser von ca. 30 cm angeordnet und
somit relativ weit vom Punkt der Krafteinleitung entfernt sind.
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Die
Erfindung löst diese Probleme, indem sie den Antrieb für
die Spreizbewegung für zumindest eine der Verdrängeinrichtungen
von der Kuvensteuerung entkoppelt und für Spreizung und Überspreizung
einen einzigen Linearantrieb vorsieht. Durch diese Ersetzung erübrigen
sich sowohl die Rollen für die Abnahme der Spreizbewegung
als auch die Klinke für das Überspreizen.
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Verdrängeinrichtungen
im Sinne der Erfindung sind dabei die Einrichtungen der Vorrichtung, die
auf die gefüllte Verpackung einwirken, um ihren Durchmesser
zu verkleinern.
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Die
axiale Richtung im Sinne der Erfindung ist diejenige, die parallel
zur gefüllten schlauchförmigen Verpackung verläuft.
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Eine
Verschließeinrichtung im Sinne der Erfindung ist jede Einrichtung,
die das Setzen einer Verschlussklammer auf die Verpackung ermöglicht.
In aller Regel bestehen Verschließeinrichtungen aus einem
Zufuhrmechanismus für die Klammer, einem Stempel und einer
Matrize. Der Stempel nimmt die Klammer vom Zufuhrmechanismus ab,
bewegt sie in Richtung Matrize so, dass die Beine der U-förmigen Klammer
die geraffte Verpackung umschließen und dann auf der Matrize
zusammen gebogen werden, so dass sich ein fester Verschluss ergibt.
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Vorteilhafterweise
ist der erfindungsgemäße Antrieb für
die axiale Bewegung zumindest einer Verdrängeinrichtung
ein Linearantrieb. Ein Linearantrieb in diesem Sinne ist ein Antrieb,
bei dem sämtliche Elemente, die die Kraftübertragung
bewirken, entweder nur Linearbewegungen ausführen oder
Linearbewegungen und Rotationen. Schwenkbewegungen, wie bei der
Ableitung einer Bewegung von einer Steuerkurve, sind hingegen nicht
vorhanden. Die Kraftübertragung ist dann besonders günstig.
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Vorteilhafterweise
weist der Antrieb einen Elektromotor auf. Dieser ermöglicht
im Vergleich zu den bisher für die Überspreizung
eingesetzten Pneumatik-Zylindern eine kompaktere Bauweise.
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Vorteilhafterweise
handelt es sich bei dem Elektromotor um einen Servomotor. Dies eröffnet
die Möglichkeit, die Bewegung der Spreizung und Überspreizung
genau zu steuern.
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Vorteilhafterweise
ist eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen, mit der Anfangs-
und Endpunkt der Spreizbewegung einstellbar und speicherbar sind.
Die Einstellbarkeit ermöglicht die optimale Anpassung an
verschiedene Anwendungen. So kann die Spreizbewegung z. B. bei hochviskosem
Brät schneller erfolgen als bei niedrigviskosem. Außerdem
können verschiedene Anwendungen einen verschieden großen
Hub bei der Überspreizung haben. Die Speicherbarkeit ermöglicht
den einfachen Wechsel zwischen solchen unterschiedlichen Anwendungen.
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Vorteilhafterweise
ist mit der elektronischen Steuereinrichtung der Bewegungsverlauf
s(t) für die Spreizbewegung einstellbar und speicherbar.
Damit können auch Beschleunigungen und Verzögerungen vorgegeben
werden, so dass eine optimale Anpassung an die Anwendung möglich
ist. Dadurch kann die Produktionsgeschwindigkeit erhöht
werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
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1:
Eine Frontalansicht auf die für das Verständnis
der Erfindung wichtigsten Elemente der Vorrichtung;
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2:
eine Seitenansicht auf die Elemente für den Antrieb einer
der Verdrängeinrichtungen der Vorrichtung.
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Durch
ein Füllrohr 1 wird eine pastöse Masse wie
etwa Wurstbrät in eine gestrichelt gezeichnete, schlauchförmige
Verpackung wie etwa einen Wurstdarm gedrückt. An der dem
Füllrohr 1 abgewandten Seite ist der Darm verschlossen,
so dass er durch das Brät prall gefüllt ist. Der
prall gefüllte Darm wird von Verdrängeinrichtungen
in Gestalt von je zwei Paaren von Verdrängerscheren 2a, 2b, 2c und 2d umfasst.
Die Verdrängerscheren 2a, 2b, 2c und 2d bestehen
aus flachen Metallplatten mit geeigneter Kontur. Sie sind auf einer
Lagerstange 3 drehbar gelagert. Die Lagerstange 3 greift
durch Bohrungen in den Verdrängerscheren 2a, 2b, 2c und 2d.
Im von diesen Bohrungen aus gesehen dem Darm abgewandten Teil der
Verdrängerscheren 2a, 2b, 2c und 2d befinden
sich weitere Bohrungen, durch die Hebelstangen 4a und 4b greifen,
und zwar greift je eine der Hebelstangen 4a und 4b durch
die Bohrung einer der Verdrängerscheren 2a, 2b, 2c und 2d je
eines des Paares. Die Hebelstangen 4a und 4b bilden
die Kniegelenke eines mit einem Gestänge 5a, 5b, 5c und 5d gebildeten
Kniehebels. Auf diesen wirkt das Ende eines Hebelarms 6.
Das andere Ende dieses Hebelarms 6 ist auf der Achse einer
Kurvenscheibe 7 gelagert. Die Steuerkurve 8 auf
der Kurvenscheibe 7 ist in der Draufsicht (2)
abschnittsweise dargestellt. Auf ihr fährt ein Schlitten 9 mittels
Rollen 10a und 10b. Über einen Bügel 11 betätigt
der Schlitten 9 bei seinem Weg auf der Steuerkurve 8 eine
um einen fest stehenden Zapfen 12 fest stehende Wippe,
die wiederum über einen zweiten Bügel 14 den
Hebelarm 6 betätigt. Auf diese Weise wird von
der Steuerkurve 8 die Bewegung zum Einschnüren
des Darms durch die Verdrängerscheren 2a, 2b, 2c und 2d abgeleitet.
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Auf
ihrer der Steuerkurve 8 für die Raffbewegung abgewandten
Seite weist die Kurvenscheibe 7 eine zweite Steuerkurve 15 auf.
Von ihr wird in ähnlicher Weise die Bewegung einer hier
schematisch dargestellten Verschließeinrichtung 16 in
ihrer Verschlussposition abgeleitet. Diese Bewegung in Richtung
des Pfeils S beginnt, sobald die Einschnürbewegung abgeschlossen
und eine Spreizung wie in 1 dargestellt
erreicht ist, um Platz für die Verschließeinrichtung 16 zu
schaffen (tatsächlich befinden sich die Verdrängerscherenpaare
bei prall gefülltem Darm dichter zusammen als in 1 dargestellt; aus Übersichtsgründen
wurden sie hier aber bereits auseinandergezogen). Die Bewegung der
Verschließeinrichtung ist abgeschlossen, sobald sich der geraffte
Darm in einer Ausnehmung der Verschließeinrichtung 16 befindet.
Ein Stempel 17 kann dann eine hier nicht dargestellte Verschlussklammer
um den Darm herum auf eine Matrize 18 zusammenbiegen, so
dass ein Verschluss entsteht. Diese Stempelbewegung wird von einer
Steuerkurve 19 auf einer zweiten Kurvenscheibe 20 abgeleitet.
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Bei
vorbekannten Vorrichtungen würde sich auf der von der Steuerkurve 19 für
die Stempelbewegung abgewandten Seite der Kurvenscheibe eine weitere
Steuerkurve für die Spreizbewegung finden. Dieser Antrieb
ist jedoch erfindungsgemäß abgelöst durch
einen Linearantrieb, der im Ausführungsbeispiel in der
Weise ausgeführt ist, dass ein Antriebsarm 21 an
die verschieblich auf der Lagerstange 3 sitzenden Lager
der dem Füllrohr 1 abgewandten Verdrängerscheren 2c und 2d angreift.
Dieser Antriebsarm 21 ist an einem Zahnriemen 22 befestigt,
der wiederum von einem Elektromotor 23 angetrieben wird.
Hierbei handelt es sich um einen Servomotor, dessen Bewegungsverlauf
(s(t) von einer schematisch dargestellten, pro grammierbaren Steuereinrichtung 24 vorgegeben
wird. Aus der Länge des Zahnriemens 22 ergibt
sich der erreichbare Hub H für die Spreiz- und Überspreizbewegung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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