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Die Erfindung betrifft ein Schneidventil gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In der Lebensmittel verarbeitenden Industrie erfordert das Portionieren und Abfüllen von großstückigen Produktportionen, wie zum Beispiel Schinkenmasse, unter Einsatz eines Schneidventils in maschinell zugeführte Behälter (zum Beispiel Tiefziehverpackungen) große Anlagen. Alternativ ist es bei z. B. Tefziehverpackungen bekannt, diese manuell mittels von dem Schneidventil vorchargierter Behälter aus einer Übergabestation zu befüllen. Aufgrund geltender Normen und Sicherheitsvorschriften ist in solchen Anlagen die Gefahrenstelle im Schneidventil mit umfangreichen, großflächigen und ausladenden Schutzabdeckungen abzusichern, weil das taktweise Füllgutportionen abtrennende und ausstoßende Schneidventil mit seinem Schneidsatz eine Gefahrenstelle darstellt, aus der für das Bedienpersonal eine hohe Verletzungsgefahr resultiert. Diese Schutzabdeckungen erfordern unzweckmäßig lange Einlegestrecken an den Maschinenteilen, die die Behälter zuführen (Tiefziehverpackungsmaschinen, Schalenspender, und dergleichen). Außerdem müssen die Schutzabdeckungen meist speziell an die die Behälter zuführende Maschinenausstattung angepasst werden.
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Das Portionieren und Ausstoßen von Schinkenstücken erfolgt beispielsweise mit einer Vakuum-Füllmaschine und einem Schneidventil der in
EP 2 215 912 A offenbarten Art, die hiermit durch Rückbeziehung inkorporiert wird. Dieses Schneidventil trennt jede Füllgutportion mit einem ziehenden Schnitt ab. Für große Schinkenstücke ist für die Auslassöffnung des Schneidventils ein Durchmesser oder eine lichte Weite von 100 mm vorteilhaft. Dies erfordert jedoch nach geltenden Sicherheitsvorschriften einen minimalen Sicherheitsabstand von 850 mm bis zur Gefahrenstelle. Die Forderung nach einem derart großen Sicherheitsabstand wird entweder dadurch erfüllt, dass die Auslassöffnung durch ein Rohr mit 850 mm Länge verlängert wird, oder mit einem kürzeren Rohr. Ein langes Rohr bedingt, dass jeweils eine undefinierte Menge des Füllguts im Rohr verbleibt und die Portionsgewichte ungenau werden. Außerdem besteht die Gefahr, dass Füllgut nachtropft und beispielsweise die Behälter bzw. die Ränder der zu versiegelnden Tiefziehverpackungen verunreinigt. Ist ein kürzeres Rohr vorgesehen, das unerwünschtes Nachtropfen vermeiden lässt, dann werden zusätzliche Schutzabdeckungen erforderlich, die wiederum den notwendigen Sicherheitsabstand von 850 mm sicherstellen. In jedem Fall baut die Gesamtanlage unzweckmäßig lang.
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Für kleinere Füllgutportionen und/oder bei dünnflüssigerem Füllgut wie beispielsweise Lyonerbrät oder bei hohem Lakeanteil ist es vorteilhaft, die Öffnungsgröße der Auslassöffnung zu verkleinern, beispielsweise auf einen Durchmesser oder eine lichte Weite von etwa 60 mm. Dann reduziert sich nämlich den Sicherheitsvorschriften entsprechend der erforderliche Sicherheitsabstand zur Gefahrenstelle auf 120 mm, so dass weder ein langes Auslassrohr noch großbauende Schutzabdeckungen erforderlich sind.
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Schneidventile mit ungesicherter Auslassöffnung führen somit bisher zu verschiedenen Nachteilen. Ein langes, den erforderlichen Sicherheitsabstand gewährleistendes Auslassrohr führt zumindest zu ungenauen Portionsgewichten. Ein kürzeres Auslassrohr erfordert Schutzeinrichtungen, um den erforderlichen Sicherheitsabstand zur Gefahrenstelle von 850 mm bei 100 mm großer Auslassöffnung zu gewährleisten. Dies bedingt eine lange Einlegestrecke an der Maschinenausstattung, die die Behälter zuführt, und insbesondere sehr lange Maschinenausstattungen für die Behälterzufuhr, was in einer unzweckmäßigen langen Gesamtanlage resultiert. Eine manuelle Verteilung angehäufter Füllgutprodukte ist erst außerhalb der Schutzabdeckungen möglich. Verschmutzungen der Schutzabdeckungen und der Ränder der Behälter lassen sich dann meist nicht vermeiden. Das manuelle Befüllen ist im Übrigen außerordentlich personalintensiv.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schneidventil mit eigensicherer Auslassöffnung zu schaffen, das universell einsetzbar ist, gegebenenfalls sogar unabhängig von Abmessungen und Fabrikat der Maschinenausstattung, die gegebenenfalls Verpackungsbehälter zu- und abführt. Das zu schaffende Schneidventil soll die Möglichkeit bieten, bei jeglicher beim Anwender vorhandenen Maschinenausstattung zum Zuführen von Behältern (Tiefziehmaschine, Schalenspender, und dgl.) mit kurzer Einlegestrecke ein einbahniges oder mehrbahniges Befüllen zuzulassen. Für große Füllgutportionen wie Schinkenstücke sollte ein Auslassrohr-, Auslassöffnungs- und Schneiddurchmesser von 100 mm durchgängig realisierbar sein. Schließlich sollte eine manuelle oder automatische Verteilung angehäufter Füllgutportionen möglich bleiben.
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Dabei wird davon ausgegangen, dass während des Portionier- und Ausstoßvorgangs einer Füllgutportion ein Eingriff eines Bedieners von außen zur Gefahrenstelle gegen den Füllgut-Portionsstrom ohnedies nicht möglich oder praktikabel ist.
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Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Dank der zumindest im Wesentlichen mit den Betriebstakten des Ventils verstellbaren Abdeckvorrichtung wird die Auslassöffnung des Schneidventils eigensicher, d. h. die Gefahrenstelle ist immer von außen nicht zu erreichen, wenn gerade kein Füllgutportions-Strom ausgestoßen wird und ein Bediener absichtlich oder unabsichtlich von außen einzugreifen versucht. Da der Bediener zwar eingreifen kann, jedoch die Gefahrenstelle gerade dann durch die nach oder mit dem Ausstoßen der Portion zwangsweise in die Verschlussstellung gebrachte Abdeckvorrichtung gesichert ist, liegt keine nennenswerte Verletzungsgefahr vor, und sind die ansonsten geltenden Sicherheitsvorschriften hinsichtlich eines zulässigen Sicherheitsabstandes zur Gefahrenstelle nicht mehr relevant. Die Abdeckvorrichtung erzeugt die Eigensicherung unabhängig von den Abmessungen und der Bauweise der Verpackungsmaschine, die gegebenenfalls Behälter zuführt, so dass das Schneidventil universell eingesetzt werden kann. Es ist eine kurze Einlegestrecke sowohl einbahnig als auch mehrbahnig möglich, selbst wenn beim Ausstoßen großer Füllgutportionen durchgehend große Querschnitte realisiert sind. Auch eine manuelle Verteilung angehäufter Füllgutportionen bleibt möglich. Das Schneidventil ist einfach aufgebaut und ermöglicht eine kompakte Anlage, weil weder ein langes Auslassrohr noch ausladende Schutzabdeckungen gebraucht werden. Die Behälter zuführende Maschine lässt sich nahe an der Auslassöffnung platzieren, was erheblich Platz einspart. Wird produktabhängig der Querschnitt der an sich großen Auslassöffnung reduziert, beispielsweise mit einem Wechseleinsatz und/oder auf einen Durchmesser von 60 mm, reicht in diesem Fall ein Sicherheitsabstand von 120 mm bis zur Schneidkante des Schneidsatzes aus, so dass ausladende Abdeckvorrichtungen entbehrlich sind. Allerdings kann auch bei derart verkleinertem Querschnitt der Auslassöffnung die Abdeckvorrichtung an Ort und Stelle und in Funktion bleiben.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform erfüllt die Abdeckvorrichtung neben der Eigensicherung eine weitere Funktion, wenn sie in der Verschlussstellung zumindest im Wesentlichen mit einem Dichtschluss wirksam ist. Es tritt so kein Nachtropfen auf. Auf diese Weise lässt sich auch bei dünnflüssigerem Füllgut oder hohem Lakeanteil eine Verschmutzung der Behälter zuführenden Maschinen und/oder der Schutzabdeckungen vermeiden, lässt sich eine Verschmutzung der Ränder von beispielsweise erst im späteren Verpackungsablauf zu versiegelnder Tiefziehverpackungen ausschließen.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Abdeckvorrichtung in Richtung zur Verschlussstellung durch einen Kraftspeicher beaufschlagt. Der Kraftspeicher bringt die Abdeckvorrichtung selbsttätig in die Verschlussstellung, sobald der Ausstoß einer Füllgutposition zur Gänze oder fast abgeschlossen ist, und die Gefahrenstelle exponiert würde. Der Kraftspeicher kann beispielsweise eine Schließfeder oder eine Schließfederanordnung sein, deren Beaufschlagungskraft, zweckmäßig durch eine Mechanik, so übertragen wird, dass auch in der Verschlussstellung der Abdeckvorrichtung noch eine ausreichend hohe Kraft wirkt, die von Hand durch einen zugreifenden Bediener nicht überwunden werden kann. In dieser einfachen Ausführungsform kann die Abdeckvorrichtung sogar durch die auszustoßende Füllgutportion vorübergehend in die Offenstellung gebracht werden, ehe sie die Verschlussstellung wieder selbstständig einnimmt und während des nächsten Portionierschritts und bis zum Austritt der neuen Portion hält.
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Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Abdeckvorrichtung mindestens einen Aktor auf, vorzugsweise zumindest zum Umstellen der Abdeckvorrichtung in die und zum Kalten der Verschlussstellung. Sobald eine neue Füllgutportion abgetrennt ist und ausgestoßen wird, kann der Aktor entweder kraftfrei geschaltet werden oder wird die Beaufschlagungskraft des Aktors durch die ausgestoßene Füllgutportion überwunden. Alternativ kann der Aktor die Abdeckvorrichtung auch in die Offenstellung bringen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Abdeckvorrichtung sogar wenigstens einen Aktur und einen Kraftspeicher auf, die in Kombination wirken, oder in zueinander entgegengesetzten Beaufschlagungsrichtungen.
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Bei einer weiteren Alternative ist die Abdeckvorrichtung über eine Zwangsantriebsverbindung mit einem Antrieb des Schneidsatzes des Ventils gekoppelt. Durch die Kopplung wird sichergestellt, dass die Abdeckvorrichtung die Gefahrenstelle immer genau dann sichert, wenn der Ausstoß einer abgetrennten Füllgutportion abgeschlossen ist, so dass die dann freiliegende Gefahrenstelle zuverlässig gesichert ist. Es lässt sich die Abdeckvorrichtung über die Zwangsantriebsverbindung exakt zeitlich angepasst mit dem Ausstoßen oder sogar ganz kurz vor Beginn des Ausstoßens der Füllgutportion aus der Verschlussstellung in Richtung zur und/oder in die Offenstellung umstellen. Die Zwangsantriebsverbindung kann mechanischer oder elektrischer Art sein.
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In einer baulich einfachen Ausführungsform weist die Abdeckvorrichtung in oder an der Auslassöffnung, vorzugsweise an der bezüglich der Gefahrenstelle stromab liegenden Seite der Auslassöffnung, eine einteilige Klappe oder mehrere zusammenwirkende Klappen oder einen Blendenring auf. Die jeweilige Klappe kann beispielsweise schwenkverstellt oder quer zur Ausstoßrichtung vor oder in die Auslassöffnung bewegt werden. Mehrere Klappen können zusammenwirken, um die Auslassöffnung gemeinsam zuverlässig abzudecken, zum Beispiel einander sogar überlappen. Ein Blendenring kann ähnlich der Iris eines Objektiv-Verschlusses annähernd radial aus der den Ausstoß der Füllgutportion nicht behindernden Offenstellung in die Verschlussstellung gebracht werden. Dies sind sämtlich baulich einfache Lösungen, die wenig Einbauraum beanspruchen, die Betriebssicherheit des Schneidventils gewährleisten und leicht zu reinigen sind.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Abdeckvorrichtung sogar in einem in oder an der Auslassöffnung montierbaren Wechseleinsatz angeordnet. Dieser erlaubt beispielsweise zur Reinigung das Entfernen der Abdeckvorrichtung, oder auch dann, wenn beispielsweise ein anderer Wechseleinsatz montiert wird, die Öffnungsgröße der an sich großen Auslassöffnung produktabhängig zu verkleinern. Der Wechseleinsatz, in den hier die Abdeckvorrichtung eingegliedert sein kann, kann auch den gegebenenfalls vorhandenen Kraftspeicher und/oder Aktor umfassen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die jeweilige Klappe im Wesentlichen eben und an einer quer zu einer Achse der Auslassöffnung außerhalb derselben liegenden Schwenkwelle angeordnet. Zur Verbindung der Klappe mit der Schwenkwelle kann wenigstens ein z. B. gegenüber der Klappe abgewinkelter Schwenkhebel benutzt werden. Der Aktor und/oder Kraftspeicher und/oder die Zwangsantriebsverbindung kann an der Schwenkwelle oder am Schwenkhebel angreifen. Dies ist eine baulich einfache und funktionssichere Lösung. Für mehrere Klappen können entsprechend viele Aktoren oder ein gemeinsamer Aktor benutzt werden.
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Bei einer anderen Ausführungsform sind zwei oder mehr einander gegenüberliegende Klappen an außerhalb der Auslassöffnung angeordneten Schwenkachsen angebracht. Da jede Klappe nur einen Teilbereich der Auslassöffnung abzudecken braucht, reichen geringere Betätigungskräfte und kleinere Klappen-Bewegungsfreiräume vor der Auslassöffnung aus.
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Bei einer anderen Ausführungsform sind zwei oder mehr einander zugeordnete, kleinere Klappen über Lenker schwenkgelagert und aneinander dort angelenkt, wo der Aktor und/oder der Kraftspeicher und/oder die Zwangsantriebsverbindung angreift bzw. angreifen. Mittels der Lenker lässt sich gegebenenfalls eine bessere Klappen-Kinematik oder Schließkraft erzielen, und lassen sich die Bewegungswege der Klappen raumsparend gestalten.
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Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform, bei der die Abdeckvorrichtung einen Blendenring umfasst, ist dieser Blendenring nicht nur zwischen der Offenstellung und der Verschlussstellung umstellbar, sondern zusätzlich auch in eine Zwischenstellung bringbar, in der er permanent verbleibt und so den an sich großen Querschnitt der Auslassöffnung auf einen produktabhängig gewünschten kleineren Querschnitt verkleinert. Die ventiltaktsynchrone Antriebsfunktion des Blendenrings ist in dieser Zwischenstellung sozusagen passiviert oder abgeschaltet. Alternativ könnte der Blendenring weiterhin taktweise verstellt werden, jedoch nur zwischen der Zwischenstellung und der Verschlussstellung, um auch bei verkleinerter Auslassöffnung Sicherheit für Bediener zu schaffen.
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Günstig wird als Aktor ein Pneumatikzylinder oder ein elektrischer Stellmotor, zum Beispiel mit einer Getriebeverbindung, zur taktweisen Umstellung der Abdeckvorrichtung eingesetzt.
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Um einen hohen Sicherheitsstandard zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, wenn zumindest zur Detektion der ordnungsgemäßen Verschlussstellung der Abdeckvorrichtung wenigstens ein Sensor vorgesehen und vorzugsweise mit einer Steuerung des Schneidsatz-Antriebs bzw. einer Steuerungseinrichtung des Schneidventils verknüpft ist. Ehe der Schneidsatz seine Abtrennbewegung beginnt wird die ordnungsgemäße Verschlussstellung der Abdeckvorrichtung detektiert und bestätigt. Sollte sich die Verschlussstellung nicht detektieren oder bestätigen lassen, wird zweckmäßigerweise der Schneidsatzantrieb stillgesetzt. Der Sensor kann ein mechanischer Taster sein, ein Endschalter, ein Näherungssensor oder dgl. Ferner kann es optional zweckmäßig sein, auch die Offenstellung der Abdeckvorrichtung zu detektieren, entweder durch den gleichen Sensor oder wenigstens einen weiteren Sensor, z. B. um im Betriebsablauf eine Bestätigung der ordnungsgemäßen Funktion der Abdeckvorrichtung zu erhalten.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist schließlich an der Auslassöffnung ein Wechseleinsatz mit einem gegenüber dem Öffnungsquerschnitt der Auslassöffnung verminderten Öffnungsquerschnitt montierbar. Die Abdeckvorrichtung kann bei vermindertem Öffnungsquerschnitt weiterhin benutzt werden, oder bei entsprechend getroffenen Maßnahmen zur Sicherstellung des dann ohnedies relativ geringen erforderlichen Sicherheitsabstandes sogar entfernt oder nur passiviert werden. Vorzugsweise wird der Wechseleinsatz mit dem kleineren Öffnungsquerschnitt sogar anstelle eines Abdeckvorrichtungs-Wechseleinsatzes montiert, und zwar zweckmäßigerweise in Verbindung mit einem den dann erforderlichen Sicherheitsabstand zur Gefahrenstelle sicherstellenden, relativ kurzen Auslassrohr. Dieses Auslassrohr kann einen großen Querschnitt aufweisen, ähnlich der großen Auslassöffnung, d. h. weiter sein als der kleinere Öffnungsquerschnitt des dann montierten Wechseleinsatzes.
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Günstig ist die Steuerungseinrichtung des Schneidventils gegenüber einer Steuerung einer Füllmaschine eigenständig ausgeführt, oder sogar in die Steuerung der Füllmaschine integriert.
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Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch einen Teil eines Schneidventils mit einer in einer Verschlussstellung gezeigten Abdeckvorrichtung,
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2 eine andere Ausführungsform eines Schneidventils, mit teilweise geöffneter Abdeckvorrichtung,
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3 eine weitere Ausführungsform eines Schneidventils mit einer Abdeckvorrichtung in einer Verschlussstellung,
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4 eine andere Ausführungsform einer Abdeckvorrichtung in einer Offenstellung,
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5 die Abdeckvorrichtung von 4 in einer Zwischenstellung,
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6 eine Seitenansicht eines Teils eines Schneidventils mit einer Abdeckvorrichtung,
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7 einen Axialschnitt des Teils von 6, mit der Abdeckvorrichtung in der Verschlussstellung,
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8 das Schneidventil, entsprechend den 6 und 7, bei teilweise geöffneter Abdeckvorrichtung,
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9 das Schneidventil der 5 bis 7 mit der Abdeckvorrichtung in Offenstellung, wobei gestrichelt Detailvarianten angedeutet sind, und
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10 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Schneidventil-Abdeckvorrichtung in Offenstellung.
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1 zeigt schematisch einen Teil eines Schneidventils
2 zum Abtrennen und Ausstoßen nicht gezeigter Füllgutportionen in der Lebensmittelindustrie, insbesondere von Schinkenmasse-Portionen oder Wurstbrätportionen. Das Schneidventil
2 gehört beispielsweise zu einer Füllmaschine M und hat eine z. B. zu einer nicht gezeigten Verpackungsstrecke führende Auslassöffnung
3. Das Schneidventil
2 ist beispielsweise so ausgebildet, wie dies in
EP 2 215 912 A erläutert wird, die hiermit durch Rückbeziehung inkorporiert ist, wobei dieses Schneidventil mit einem ziehenden Schnitt arbeitet. Die Erfindung umfasst aber auch Schneidventile anderer Bauweise und/oder Funktionsweise und einer innewohnenden Betriebsgefahr für Bediener.
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Der Auslassöffnung 3 des Schneidventils 2 ist in 1 eine Abdeckvorrichtung V zugeordnet, die in der gezeigten Verschlussstellung B die von einem nicht näher hervorgehobenen Schneidsatz 4 im Schneidventil 2 definierte Gefahrenstelle 5 gegen einen Eingriff von außen (in 1 von unten oder von unten und der Seite) sichert.
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In der Ausführungsform in 1 weist die Abdeckvorrichtung V eine beispielsweise ebene Klappe 6 vorzugsweise mit der Größe und Form der Auslassöffnung 3 auf, die außerhalb der Auslassöffnung 3 über einen abgewinkelten Winkelhebel 7 mit einer Schwenkwelle 8 verbunden ist. Die Schwenkwelle 8 erstreckt sich beispielsweise senkrecht zur Längsrichtung des Ventils 2. Die Klappe 6 wird zumindest zur Verschlussstellung entweder über den Winkelhebel 7 oder die Schwenkwelle 8 durch einen nicht gezeigten Kraftspeicher und/oder einen Aktor und/oder eine Zwangsantriebsverbindung mit einem Antrieb des Schneidsatzes 4 betätigt, und zwar im Wesentlichen synchron mit den Betriebstakten des Schneidventils 2, so dass die Auslassöffnung 3 gesichert ist, sobald eine abgetrennte Füllgutportion ausgestoßen wurde und somit die Gefahrenstelle 5 zugänglich wäre, und solange, bis die Gefahrenstelle 5 ohnedies durch die nächste, im Ausstoßen begriffene Füllgutportion abgedeckt wird. Erst dann wird die Abdeckvorrichtung V aus der Verschlussstellung B in eine in 1 nicht gezeigte Öffnungsstellung umgestellt, in der sie den Ausstoß der abgetrennten Füllgutportion nicht behindern sollte.
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In der Ausführungsform in 2 weist die Abdeckvorrichtung mindestens zwei einzelne Klappen 6a, 6b auf, die an außenliegenden Schwenkwellen 8a, 8b angelenkt sind. In 2 ist die Abdeckvorrichtung V in einer Zwischenstellung bei einer Bewegung zur nicht gezeigten Offenstellung oder zur nicht gezeigten Verschlussstellung. In der Verschlussstellung können sich die Klappen 6a, 6b sogar gegenseitig teilweise überlappen.
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In der Ausführungsform in 3 sind ebenfalls mindestens zwei Klappen 6a, 6b jeweils ähnlich wie die Klappe 6 in 1 vorgesehen, die über Winkelhebel 7a, 7b an außenliegenden Schwenkwellen 8a, 8b angebracht sind. In 3 befindet sich die Abdeckvorrichtung V in der Verschlussstellung B.
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4 und 5 verdeutlichen eine andere Ausführungsform einer Abdeckvorrichtung V, hier in Form eines Blendenringes 9 ähnlich einer Iris eines Objektivverschlusses, mit mehreren entweder nur radial oder spiralförmig ein- und auswärts beweglichen Ringsegmenten 10. In 4 ist die Offenstellung A der Abdeckvorrichtung V gezeigt, in der ein Querschnitt Q1 mindestens entsprechend dem der Auslassöffnung 3 freigegeben ist, zum Beispiel eine runde Öffnung mit einem Durchmesser von etwa 100 mm. Die Abdeckvorrichtung V, d. h. der Blendenring 9, ist bis in eine in 5 mit einem Punkt bei B angedeutete Verschlussstellung umstellbar, in der die Auslassöffnung 3 vollständig abgedeckt ist. 5 zeigt die Abdeckvorrichtung V, z. B. in einer Zwischenstellung Z bei der Bewegung zur Verschlussstellung B oder der Offenstellung A.
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Bei einer zweckmäßigen Alternative der Abdeckvorrichtung V der 4 und 5 ist der Blendenring 9 bewusst in der in 5 gezeigten Zwischenstellung Z einstellbar und permanent auch während der Betriebstakte des Schneidsatzes in dieser haltbar, wobei in der Zwischenstellung Z ein verminderter Querschnitt Q2 (zum Beispiel 60 mm) und eine kleinere Auslassöffnung 3' in der Auslassöffnung 3 definiert sind, beispielsweise wie es produktabhängig für ein dünnflüssigeres Füllgut zweckmäßig sein kann. Alternativ könnte der Blendenring 9 taktabhängig nur zwischen der Verschlussstellung und der Zwischenstellung Z (reduzierte Offenstellung) hin- und herverstellt werden, um auch die kleinere Auslassöffnung 3' zu sichern.
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Die 6 bis 10 verdeutlichen konkrete Ausführungsformen von Schneidventilen 2 mit jeweils einer Abdeckvorrichtung V.
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In den 6 und 7 befindet sich die (ähnlich wie in 1 gezeigte) Abdeckvorrichtung V in der Verschlussstellung B, in 8 in einer Zwischenstellung, und in 9 in der vollständigen Offenstellung A.
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Das Schneidventil 2 (7) kann, z. B. in Verbindung mit einer Füllmaschine M, mit seiner Auslassöffnung 3 zu einer Verpackungsstrecke P für ausgestoßene Füllgutportionen weisen. Außen an dem Schneidventil 2 ist im Bereich der Auslassöffnung 3 die Schwenkwelle 8 der Klappe 6 (für den Winkelhebel 7) in einem Gehäuse 23 an einem Ringkörper 22 auf einem Zylinderrohr 16 des Ventils 2 montiert. In 7 verwehrt die Klappe 6 in der Verschlussstellung B einen Eingriff von außen (von rechts) zur Gefahrenstelle 5.
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Gegebenenfalls ist wenigstens eine Dichtung 24 (an der Klappe 6 und/oder in der Auslassöffnung 3 und/oder im Ringkörper 22) vorgesehen, die in der Verschlussstellung B eine Dichtfunktion (zum Beispiel gegen Nachtropfen) erfüllt. Im Zylinderrohr 16 des Ventils 2 mündet mit einer Kante 19 ein seitlicher Füllgut-Einlass 17 eines Zuführstutzens 18. Ein Kolben 20 des Schneidsatzes 4 ist im Zylinderrohr 16 zumindest hin- und hergehend relativ zur Einlassöffnung 19 bewegbar. Der Kolben 20 besitzt eine Schneidkante 21, die zum Abtrennen einer Füllgutportion aus einem durch den Füllgut-Einlass 17 geförderten Füllgutstrang mit der Kante 19 zusammenwirkt. Der Kolben 20 kann nach dem Abtrennen, z. B. mit seinem Kolbenboden, die Füllgutportion durch die Auslassöffnung 3 schieben. Zumindest die Schneidkante 21, gegebenenfalls auch die Kante 19, bilden im Schneidventil 2 die Gefahrenstelle 5, die es abzudecken gilt, vor allem wenn beim Ausstoßen die Schneidkante 21 im Begriff ist, zur Auslassöffnung 3 vorzudringen.
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In 6 ist als ein Antrieb der Abdeckvorrichtung V außen, beispielsweise an dem Gehäuse 23 und/oder am Schneidventil 2 ein Kraftspeicher 11 in Form einer Schließfeder vorgesehen, die über ein Querjoch 12 und eine Schiebestange 13 beispielsweise die Schwenkwelle 8 in einer Schwenkrichtung beaufschlagt, in der die Klappe 6 in die gezeigte Verschlussstellung B gebracht und in dieser gehalten wird. Die Klappe 6 kann gegen die Kraftwirkung des Kraftspeichers 11 von der auszustoßenden Füllgutportion in die Offenstellung A, z. B. gemäß 7, verstellt werden und kehrt nach Durchgang der Füllgutportion wieder selbständig in die Verschlussstellung B zurück.
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Alternativ oder additiv zum Kraftspeicher 11 ist wenigstens ein Aktor 14, z. B. ein Pneumatikzylinder oder elektrischer Stellmotor, vorgesehen, der über eine Antriebsverbindung 15 mit der Schwenkwelle 8 und/oder dem Winkelhebel 7 gekoppelt ist. Mittels des Aktors 14 kann die Klappe 6 in Öffnungsrichtung verstellt werden, beispielsweise gegen die Kraft des Kraftspeichers 11, oder kann dem Kraftspeicher 11 assistiert werden und die Klappe 6 zur Verschlussstellung B gebracht und in der Verschlussstellung B festgehalten werden, oder die Klappe 6 kann in beiden Bewegungsrichtungen verstellt werden. Der Kraftspeicher 11 könnte weggelassen werden, wenn der Aktor 14 ohnedies bidirektional arbeitet.
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In 8 ist die Klappe 6 beispielsweise gegen die Kraft des Kraftspeichers 11 und/oder Aktors 14 von 7 durch eine auszustoßende Füllgutportion in eine teilweise geöffnete Position gebracht. Der Kolben 20 hat mit seiner Schneidkante 21 die Kante 19 bereits überfahren (zweckmäßig mit einer Schraubbewegung zum Erzeugen eines ziehenden Schnitts) und ist im Begriff, die abgetrennte Füllgutportion auszustoßen und durch die Auslassöffnung 3 zu fördern, wobei sich die Schneidkante 21 bis zur Auslassöffnung 3 bewegen kann. Der Kolben 20 wird durch einen Antrieb 25 taktweise bewegt, vorzugsweise über eine Steuerungseinrichtung 26 des Schneidventils 2. Die Steuerungseinrichtung 26 kann eigenständig ausgeführt sein, d. h. sozusagen als Teil der Schneidventilausstattung, oder in eine nicht gezeigte Steuerung der Füllmaschine M integriert werden.
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Zwischen dem Antrieb 25 und der Klappe 6 der Abdeckvorrichtung V ist für eine weitere Ausführungsform eine Zwangsantriebsverbindung 34 angedeutet, die für die taktgenaue Umstellung der Abdeckvorrichtung V sorgt. Dann ist bzw. sind ein Kraftspeicher 11 und/oder ein Aktor 14 nicht unbedingt erforderlich. Die Zwangsantriebsverbindung 34 könnte mechanischer Art sein, oder auch elektrisch durch eine Kopplung zwischen der Steuerungseinrichtung 26 und einem in 8 nicht gezeigten Aktor zur Umstellung der Klappe 6 realisiert werden.
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In 9 ist die Abdeckvorrichtung V in der Offenstellung A (z. B. durch Einwirkung des Aktors 14), in der der Austritt der abgetrennten Füllgutportion nicht beeinflusst wird. Diese Offenstellung A wird beispielsweise durch den Aktor 14 gehalten, bis die auszustoßende Füllgutportion die Klappe 6 passiert hat. Dann kann sich die Schneidkante 21 des Kolbens 20 direkt im Bereich der Austrittsöffnung 3 befinden. Sobald jedoch die abgetrennte und auszustoßende Füllgutportion den Schwenkbereich der Klappe 6 verlassen hat, oder etwas früher, wird diese wieder in die oder zu der Verschlussstellung B von 7 umgestellt, beispielsweise vom Kraftspeicher 11, und/oder Aktor 14 und/oder über die Zwangsantriebsverbindung 34, um erneut die durch zumindest die Schneidkante 21 im Schneidventil 2 definierte Gefahrenstelle 5 gegen einen Eingriff eines Bedieners von außen zu sichern.
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In 9 ist bei einer weiteren Ausführungsform die Abdeckvorrichtung V (zumindest die Klappe 6), gegebenenfalls mit dem Ringkörper 22 und dem Gehäuse 23, gegebenenfalls sogar mit dem Aktor 14 und/oder dem Kraftspeicher 11, als Wechseleinsatz W1 ausgebildet, der bei Bedarf (z. B. zur Wartung und/oder Reinigung) und/oder dann abnehmbar ist, wenn das Schneidventil 2 nicht mit der großen Auslassöffnung 3 betrieben wird. Es könnte der Wechseleinsatz W1 auch nur die Klappe 6 oder nur die Klappe 6 gegebenenfalls mit dem Winkelhebel 7 und gegebenenfalls die Schwenkwelle 8 umfassen, während die weiteren Komponenten der in 9 gezeigten Abdeckvorrichtung V am Schneidventil 2 verbleiben.
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Es ist ferner möglich, in 9, in oder an der Auslassöffnung 3 einen Wechseleinsatz W2 zu installieren, der aus einem Ringkörper 27 mit einer kleineren Auslassöffnung 3' als die Auslassöffnung 3 besteht, z. B. mit einem Durchmesser von 60 mm gegenüber 100 mm der Auslassöffnung 3, beispielsweise um dünnflüssigeres Füllgut und/oder kleinere Portionen zu portionieren und auszustoßen. Da bei einem Durchmesser der Auslassöffnung 3' von 60 mm nur ein den Sicherheitsvorschriften entsprechender Sicherheitsabstand T von 120 mm zur Gefahrenstelle einzuhalten ist, kann zusätzlich ein Auslassrohr 28 angesetzt werden, das den erforderlichen Sicherheitsabstand T sicherstellt, und das beispielsweise eine Innenweite entsprechend der Größe der Auslassöffnung 3 hat, oder sogar einen kleineren Innendurchmesser.
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Die Verschlussvorrichtung V könnte in 9 in der gezeigten Offenstellung A passiviert sein und montiert bleiben. Ferner wäre es denkbar, den Wechseleinsatz W2 gegen den Wechseleinsatz W1 zu tauschen. Das Auslassrohr 28 könnte hingegen weggelassen werden, wenn die verbliebene Abdeckvorrichtung V weiterhin taktweise synchron mit dem Kolben 20 angetrieben wird, um auch die kleinere Auslassöffnung 3' zu sichern.
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In der Ausführungsform in 10 sind in der Abdeckvorrichtung V mindestens zwei Klappen 6a, 6b zusammenwirkend vorgesehen (gegebenenfalls mehr als zwei Klappen), die an Schwenkwellen 7a, 7b von Lenkern 31a, 31b schwenkgelagert sind und einseitig oder doppelseitig Wangen 29 aufweisen, die in einer Anlenkstelle 30 aneinander angelenkt sind. An der Anlenkstelle 30 greift die Antriebsverbindung 15, z. B. eine Zug- und Druckstange des Aktors 14 und/oder Kraftspeichers 11 an. Die Lenker 31a, 31b sind ihrerseits bei 32a, 32b schwenkbar (oder starr) gelagert, so dass die Klappen 6a, 6b zwischen der in 10 gezeigten Offenstellung A und der nicht gezeigten Verschlussstellung an der Auslassöffnung 3 bestimmte Bewegungsbahnen durchlaufen, bis sie die Auslassöffnung 3 sichern.
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Ferner ist in 10 als weitere Option angedeutet, dass für die jeweilige Klappe 6a, 6b mindestens ein Sensor 33 vorgesehen ist, der beispielsweise zumindest die in 10 nicht gezeigte Verschlussstellung detektiert, und beispielsweise an die Steuerungseinrichtung 26 des Schneidsatz-Antriebes 25 bzw. Schneidventils 2 meldet. Der Sensor 33 könnte ein mechanischer Taster, ein elektrischer Schalter oder ein Näherungsdetektor oder dgl. sein. Ähnlich könnte auch ein nicht gezeigter Sensor zum Detektieren der Offenstellung A der Klappe 6a und/oder 6b vorgesehen sein. Der zumindest eine Sensor 33 kann bei allen gezeigten und erläuterten Ausführungsformen zweckmäßig sein.
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Zur Verstellung des in den 4 und 5 gezeigten Blendenrings 9 kann der Aktor 14 und/oder der Kraftspeicher 11 und/oder die Zwangsantriebsverbindung 34 in Radialrichtung oder in Umfangsrichtung auf die Ringsegmente 10 einwirken. Die in 5 gezeigte Zwischenstellung Z kann beispielsweise mechanisch gesichert werden. Wenn die in 5 gezeigte Zwischenstellung Z eingestellt ist, und das Schneidventil 2 mit der verkleinerten Auslassöffnung 3' betrieben wird, kann es zweckmäßig sein, das in 9 angedeutete Auslassrohr 28 anzubringen, um den zulässigen Sicherheitsabstand T zur Gefahrenstelle zu gewährleisten. Andererseits wäre es möglich, die zeitliche Steuerung oder den Hub der Umstellung des Blendenrings 9 so zu ändern, dass der Blendenring 9 jeweils in Richtung zur Offenstellung A für die große Auslassöffnung 3 nur bis in die Zwischenstellung Z und nicht weiter verstellt wird, zunächst diese Zwischenstellung Z hält, bis eine Füllgutportion ausgestoßen wurde, und dann während des nächsten Portionierschritts bis zum Ausstoßen wieder in die Verschlussstellung B umgestellt wird. So würde der taktweise angetriebene Blendenring 9 eine zweifache Funktion erfüllen (Eigensicherung der Gefahrenstelle und Querschnittsverringerung der Auslassöffnung).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2215912 A [0003, 0036]
