DE2352229A1 - Fuellmaschine zum abfuellen plastisch verformbarer fuellmassen wie wurstbraet - Google Patents

Description

DipL-Ing. Herbert Braito 79ό Bloeraoh/ktß ι ιγ. Oktober 1973

Patentanwalt Marktplatz 38 - Postfach 127

Telefon (07351) 64δψ ^ 5 0 2 2 9

21 H 1809 Albert Handtmann

795 Biberach/Riß ι

Memminger Straße «

Füllmaschine zum Abfüllen plastisch verformbarer Füllmassen wie Wurstbrät

Die Erfindung betrifft eine Füllmaschine zum Abfüllen plastisch verformbarer Füllmassen wie Wurstbrät, mit einer Füllpumpe, die auf die Drehwinkeleinheit bezogen gleich große Mengen Füllmasse fördert und mit einem gemeinsamen Antriebsorgan durch zwei Getriebezüge verbunden ist, von welchen wenigstens ein erster einen intermittierend betriebenen Ausgangstell bzw. ein periodisch veränderliches übersetzungsverhältnis aufweist.

Um bei Füllmaschinen, wie sie vornehmlich in der Wurstßrtigung eingesetzt werden, einzelne Portionen aufeinanderfolgend ausstoßen zu können, muß die Füllpumpe pulsierend bzw. schrittweise angetrieben wer'den. Es ist bekannt, hierzu einen Kurbel-Schwingantrieb zu verwenden, der über einen Freilauf auf die Pumpenwelle einwirkt, die gegen rückdrehende Momente durch eine Rücklaufsperre gehalten ist (DT-OS 1 432 513). Diesem ersten, zwischen einer gemeinsamen Antriebswelle und der Pumpenwelle angeordneten Getriebezug ist dabei ein zweiter Getriebezug parallel geschaltet, der durch eine Kupplung wahlweise eingerückt werden kann und ein größeres, unveränderliches übersetzungsverhältnis hat als der erste Getriebezug. Wenn die Kupplung eingerückt ist, dann wird die Pumpenwelle dank des Freilaufes ausschließlich über den zweiten Getriebezug angetrieben und ermöglicht einen gleichmäßigen, kontinuierlichen Ausstoß der Füllmasse

509818/0476

in beliebig langem Strang. Die erstgeschilderte Arbeitsweise ist vor allem angebracht, wenn einzelne Wurstportionen aufeinanderfolgend in eine gemeinsame Wursthülle eingefüllt und ggf. durch Abdrehen der Wursthülle zwischen den einzelnen Portioniervorgängen voneinander getrennt werden. Bei Verwendung eines Kurbelantriebes erfolgt dabei der Abdrehvorgang beim Leerhub und erfordert durchweg etwa die gleiche Zeit wie der Füllvorgang. Im wesentlichen die gleichen Vorgänge ergeben sich auch, wenn nur portioniert wird, d.h. wenn die Abtrennung der einzelnen Portionen durch andere bekannte Trennvorrichtungen erfolgt.

Bei der vorgeschilderten Füllmaschine wird ebenso wie bei einer anderen bekannten Füllmaschine mit mechanisch betriebenem Dosierkolben (DT-PS 1 180 151) das Hebelverhältnis des Shwingantriebes zur Anpassung an unterschiedlich große Portionen geändert. Bei gleicher Drehzahl des Antriebsmotors nimmt dann die Ausstoßgeschwindigkeit der Masse proportional zur Größe der auszugebenden Portion zu. Dort ist es deshalb erforderlich, bei jeder größeren Gewichtsverstellung gleichzeitig die Antriebs drehzahl mit zu verändern, was im allgemeinen einen stufenlos regelbaren "Antrieb erfordert.

Bekannt sind zwar auch hydraulische Füllmaschinen (DT-PS 1 O85 094), bei welchen die Ausstoßgeschwindigkeit, bedingt durch eine gleichmäßige Zuführung von Hydraulikflüssigkeit, weltgehend konstant gehalten wird, größere Portionen also längere Zeiten ergeben. Dieses System läßt sich nur hydraulisch realisieren. Der Gesamtaufwand ist dabei jedoch verhältnismäßig groß.

Die Erfindung geht aus von der erstgeschilderten Füllmaschine und hat zur Aufgabe, diese Maschine auf möglichst einfache Weise so zu gestalten, daß auch ohne Änderung der Antriebsgeschwindigkeit die Dauer der Ausstoßphase einer Portion sich dem Portionsgewicht selbsttätig anpaßt und die Pause zwischen zwei Portioniervorgängen von der Größe der jeweiligen Portion weit-

509818/0476

gehend unabhängig bleibt»

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Differentialgetriebe mit drei Getriebeansohlüssen vorgesehen, von welchen jeweils einer mit einem ersten Anschluß eines der beiden Getriebezüge bzw. mit dem gemeinsamen Antriebsorgan verbunden ist, während die zweiten Anschlüsse der beiden Getrlebesüge miteinander verbindbar sind. -

Das Differentialgetriebe wirkt hier als Verzweigungsgetriebe mit einem Antriebe Beim Portionlervorgang sind die zweiten Anschlüsse' der beiden Ge-triebezüge beispielsweise an der Pumpenwelle zusammengeschlossen. Das Drehmoment wird hier über beide Getriebezüge dem Pumpenantrieb übermittelt, wobei der zweite Getriebezug als Subtraktionsgetriebe wirkt, das durch seine Rückwirkung auf das Differentialgetriebe die resultierende Antriebsgeschwindigkeit des Pumpenantriebes herabsetzt. Je größer der Stellweg Ist, der dem Pumpenantrieb durch den ersten Getriebezug übermittelt wird, um so größer ist auch der Rückstellweg, der vom Pumpenantrieb wieder dem Differentialgetriebe übermittelt wird. Diese Rückstellung bzw. Subtraktion bewirkt zunächst eine Herabsetzung des Übersetzungsverhältnisses für den ersten Getriebezug. Dadurch wird der Pumpenantrieb langsamer bewegt, und das gemeinsame Antriebsorgan muß einen größeren Antriebs-Stellweg zurücklegen, der beim Füllvorgang proportional Ist dem auf den Pumpenantrieb ausgeübten Stellweg und damit der Größe der ausgestossenen Portion, Es wird also mit relativ einfaehen_a durchweg mechanischen Mitteln eine annähernd gleichbleibende Äusstoßgeschwindigkeit erzielt, wie sie sich sonst nur mit komplizierten hydraulischen Anordnungen erreichen läßt. Je größer das Portionsgewicht Ist, um so größer Ist auch die Ausstoßzeitg während der Antriebsmotor mit unveränderter Drehzahl durchlaufen kann. Die Genauigkeit der Portionierung gelbst bleibt davon unberührt, da diese durch Ausbildung und ggf_e Einstellung des ersten Getriebezuges gewährleistet Ist.

Die Kupplung der beiden Getriebezüge in Verbindung mit der Aus-

508818/0476

gleichsfunktion im Differentialgetriebe hat ferner zur Folge, daß eine Bewegung auf den Pumpenantrieb nur dann übertragen werden kann, wenn beide Getriebezüge belastet sind. Fällt die Belastung in einem der beiden Getriebezüge unter einen z.B. durch Reibungskräfte in der Pumpe bedingten Wert, insbesondere also beim Rückhub eines Schwingantriebes, wobei ein Freilauf praktisch ohne Kraftübertragung bewegt wird, so wird bei stillstehendem zweiten Getriebezug ausschließlich dieser leerlaufende Ausgang des Differentialgetriebes am ersten Getriebezug bewegt. Dort wird mit dem veränderten übersetzungsverhältnis entsprechend größerer Geschwindigkeit abgetrieben. Diese schnelle Leerlaufbewegung ist grundsätzlich unabhängig von der Dauer des vorhergehenden Portioniervorganges. In dieser kurzen, praktisch unveränderten Zeitspanne, die auch beim Portionsgewicht Null erreicht wird, können daher bekannte Abtrennvorgänge ausgeführt werden, derart, daß man zum Abfüllen in Behälter einen aus· portionierten Strangteil abschneidet, die Wursthülle abdreht o.dgl. Diese Trennvorgänge können auch zeitlich überdeckend ausgeführt und durch gesonderte gesteuerte Antriebe.ausgeführt werden. Anstelle eines mechanischen Differentials läßt sich auch ein hydraulisches aus z.B. drei Pumpen-Motoreneinheiten verwenden.

Anstelle eines Schwinggetriebes mit einstellbarem Stellweg läßt sich Jedes andere geeignete intermittierend wirkende Getriebe, beispielsweise ein Kurvengetriebe wie ein Malteserkreuzgetriebe oder ein anderes Schrittschaltwerk verwenden, bei dem eine oder aufeianderfolgend mehrere KurvenfolgeroIlen in eine auf Mantel- oder Stirnfläche eines Antriebsteiles eingeformte Kurvennut eingreift. Schaltgetriebe dieser Art behalten in der Regel auch bei der Abtriebskomponente Null Formschlußeingriff mit dsm Abtriebsteil, An der Pumpenwelle bzw. am nachgeschalteten Antriebsorgan der Pumpe können daher Freilauf und Rücklaufsperre entfallen. Da bei diesem oder anderen ümformgetrieben mit zyklisch bzw. selbsttätig veränderlichem übersetzungsverhältnis der Stellweg nicht veränderlich ist, kann dort die Einstellung des Portionsgewichtes dureh ein nachgeschaltetes, stu-

509818/0478

fenloses Getriebe erfiigen. Dieses stufenlose Getriebe kann auch in einem gemeinsamen Zweig beispielsweise des ersten und eines weiteren Getriebezuges angebracht sein.

Das Differentialgetriebe wird zweckmäßigerweise als Planetenrad-übersetzungsgetriebe mit einem auf einer zentralen Antriebswelle angebrachten Sonnenrad ausgeführt, wobei vorzugsweise der Steg des Planetengetriebes mit dem ersten, einen intermittierend betriebenen Abtriebsteil aufweisenden Getriebezug, ein zweites Sonnenrad bzw. zentrisch zur Getriebeachse drehbares Antriebsrad mit dem zweiten, ein gleichbleibendes Übersetzungsverhältnis aufweisenden Getriebezug verbunden ist«. Die ganze, Getriebeübersetzung vom Antriebsmotor kann ohne weiteres vom Differentialgetriebe übernommen werden. Es läßt sich auch der zweite Getriebezug unmittelbar als Füllantrieb einsetzen, wenn der erste Getriebezug durch eine Peststellvorrichtung arretiert wird.

Eine weitere Übersetzungsstufe für den Füllantrieb ergibt sich j dadurch, daß zwischen einem Antriebsorgan des ersten. Getriebe- : zuges und dem diesem nachgeschalteten Pumpenantrieb ein dritter j auskuppelbarer Getriebezug angeordnet ist, dessen Übersetzungsverhältnis so ausgelegt ist, daß er die Pumpenwelle mit anderer Übersetzung antreibt als der zweite Getriebezug. Es ergibt sich dadurch ein weiteres Übersetzungsverhältnis, mit oder ohne Subtraktion, Die Steuerung kann auf verhältnismäßig einfache Weise eine auf einer Antriebswelle des ersten Getriebezuges zwischen dem dritten Getriebezug und einem Gehäuseteil wirksame Wechselkupplung übernehmen. In der Mittelstellung dieser Kupplung ist die Portionierung über den ersten Getriebezug eingeschaltet, in der Arretierstellung der zweite und in der anderen Kupplungsstellung der dritte Getriebezug mit dem zweiten zum Füllantrieb.

Nach einem anderen Vorschlag wird der dritte Getriebezug an das Antriebsorgan des ersten durch einen Freilauf angeschlossen, und ist durch Drehrichtungsumkehr einschaltbar. Diese Drehrichtungsumkehr wird in der Regel an dem Antriebsmotor ausgeführt, der auch polumschaltbar ausgeführt werden kann und dadurch vier

509818/0476

Füllgeschwindigkeiten und zwei Portioniergeschwindigkeiten ermöglicht. Bei verdoppelter Antriebsdrehzahl ist dann zwar die Antriebspause zwischen den Portioniervorgängen nur etwa halb so groß, aber der Portioniervorgang selbst richtet sich wiederum nach dem auf den Pumpenantrieb ausgeübten Stellweg, wobei die Subtraktionsgeschwindigkeit durch den zweiten Getriebezug entsprechend größer wird. Bei weicher Füllmasse wird man eine höhere, bei Rohwurst eine niedrigere Antriebsgeschwindigkeit wählen.

Eine weitere Schaltmöglichkeit ergibt sich dadurch, daß der zweite Getriebezug vom Pumpenantrieb auskuppelbar und feststellbar angeordnet wird. Zu den zwei mechanischen Füll-Antriebsstufen läßt sich dann eine dritte erreichen, wenn bei festgestelltem zweiten Getriebezug ausschließlich über den dritten angetrieben wird.

Bei Füllmaschinen mit Abdrehvorrichtung wird vorzugsweise im Antrieb der Abdrehvorrichtung ein zweites Differentialgetriebe gemäß der vorgeschilderten Ausführung angeordnet, von dessen drei Anschlüssen jeweils einer durch einen vierten Getriebezug an das gemeinsame Antriebsorgan, einer durch einen fünften Getriebezug an den ersten Getriebezug und einer an die Abdrehvorrichtung angeschlossen ist. Dabei läßt sich die wesentliche Antriebsleitung vom gemeinsamen Antriebsorgan ableiten, während der erste Getriebezug bzw. dessen Antriebsorgan die Steuerungsfunktion übernimmt und nur verhältnismäßig kleine Kräfte zu übertragen braucht.

Vorzugsweise ist der fünfte Getriebsug bei Schwingantrieb der Pumpe derart angeschlossen, daß das auf den ersten Getriebezug ausgeübte Drehmoment durch die Rücklaufsperre des Pumpenantriebes aufgenommen wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß nicht von der Abdrehvorrichtung herrührende Reaktionskräfte auf das erste Differentialgetriebe einwirken und beim Abdrehvorgang eine Verstellung der Portionierpumpe bewirken.

509818/0476

2352223

Wie ferner vorgeschlagen wird, kann einer der beiden Getriebezüge des Abdrehantriebes ein Getriebe mit zyklisch veränderlichem übersetzungsverhältnis aufweisen. Dies kann z.B. wieder ein Kurvengetriebe, ein Schrittschaltwerk;, oder auch ein Kurbeltrieb sein_s bevorzugt wird jedoch wegen der besseren Beschleunigungsverhältnisse ein Ellipsenradgetriebe. Mit einer einzigen solchen Getriebestufe läßt sich dann die Geschwindigkeitskurve der AbdrehvoMchtung derart verformen, daß beim Ausstoßvorgang recht lange sehr kleine Antriebsgeschwindigkeiten, im Bereich der Portionierpause dagegen kurzzeitig recht große Äntriebsge» schwindigkelten erzielt werden«

Dabei 1st gewährleistet, daß die Abdrehvorrichtung in solcher Weis®, vorzugsweise kontinuierlich, angetrieben wird, daß ζ,B₉ eine sinusartige Kurve durch die SubtraktIonswirkung eines der beiden Getriebezüge nach Belieben so angehoben xiird_s daß die kleinste Abdrehgeschwindigkeit etwa den Wert Null erreicht. Es ist ohne weiteres möglich, diese kleinste Geschwindigkeit genau bei Null zu halten oder etwas positiv oder -negativ zu wählen.

Die Portionier- und Abdrehvorgänge können sich zeitlich etwas überdecken. Dies wirkt sich hier sehr vorteilhaft aus, da es dadurch ermöglicht ist, die Pause zwischen zwei Portioniervorgängen auf ein Minimum su verkürzen und trotzdem die Abdrehgeschwindigkeit in Grenzen zu halten. Es ist auch ohne weiteres möglich, diese Kurve den Beanspruchungsverhältnissen entsprechend etwas zu verschieben; insbesondere zeitlich verzögert anzuordnen, um den Beginn des Abdrehvorganges mehr in die Förderpause zn legen und bei Beginn der Portionierung fertig zu drehen. Diese seitliche Verschiebung ist von verschiedenen Paktor@n₈ insbesondere der Beschaffenheit der Wursthülle und der Füllmasse und auch von der Größe des Volumen! zwischen Pumpe und Abdyehstelle abhängig. In der Regel genügt eine fest vorgegebene Dreheinstellung des fünften Getriebezuges zum ersten. Diese Einstellung kann Im Prinzip auch von außen vc^ge-nommen werden, beispielsweise durch ein weiteres kleines Differentialgetriebe bain eine weiters Diffes?entialstufe₀

SOiS 1 8/047S

Bel einer bevorzugten Ausführungsform ist der Steg des zweiten Planetengetriebes an den vierten Getriebezug und ein Sonnenrad durch den fünften Getriebezug an das Antriebsorgan des ersten Getriebezuges angeschlossen. Diese Anordnung hat vor allem zur Folge, daß die hauptsächliche Antriebskraft direkt vom zweiten Antriebsmotor abgenommen wird, während die Steuerung des Geschwind! gkeitsverlaufe vom ersten Getriebezug her erfolgt.

Durch die Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen

Flg. 1 eine schematische Darstellung des Getriebes einer Wurstfüllmaschine mit angeschlossener Abdrehvorrichtung,

Fig. 2 eine Abwandlung des Pumpenantriebes aus Fig. 1 und Fig. 3 ein zugehöriges Geschwindigkeitsdiagramm.

In der Zeichnung ist mit 11 eine Füllpumpe bezeichnet, die über ein Pumpengetriebe 12 durch einen polumschaltbaren Elektromotor 13 angetrieben wird. Die Füllpumpe ist als Flügelzellenpumpe ausgebildet, deren Läufer 14 derart exzentrisch im Pumpengehäuse 15 geführt ist, daß Füllmasse wie Wurstbrät aus einem Aufgabetrichter l6 in eine Abdrehtülle 17 gefördert wird, die durch eine Abdrehvorrichtung 18 in später zu beschreibender Weise angetrieben wird. Bei einem vorgegebenen Umdrehu&gswinkel fördert der fest auf der Pumpenwelle 19 sitzende Pumpenrotor stets die gleiche Menge Füllmasse zur Abdrehtülle.

Dem Elektromotor 13 ist ein erstes Planetengetriebe 20 nachgesehaltet, dessen beide andere Anschlüsse über zwei Getriebezüge 1 und 2 mit der Pumpenwelle 19 in Verbindung sind. Während das Sonnenrad 21 fest auf der Motorwelle 22 sitzt, ist der Steg 23 durch eine zentrisch zur Motorwelle in der Getriebeachse 2k gelagerte Stegwelle 25 mit dem Getriebezug 1 in Verbindung. Ein zweites Sonnenrad 26 ist drehbar auf der Motorwelle gelagert und fest mit einem Zahnrad 27 des Getriebezuges 2 verbunden, dessen anderes Zahnrad 28 auf der Pumpenwelle aufgek-eilt ist. Die beiden Sonnenräder 21, 2β greifen in die beiden Planetenräder 29,30 eines auf einem Kurbelzapfen 31 des Steges 23 gelagerten Planetenradblockes.

509818/04 7.6

Am oberen Ende der Stegwelle 25 ist fest eine Kurbelscheibe 32 angebracht, deren Kurbelzapfen 33 durch eine Pleuelstange 34 mit dem Kurbelzapfen 35 einer Schwingkurbel 36 gekuppelt ist. Der Kurbelzapfen 33 kann in bekannter Weise radial zur Getriebeachse 24 verstellbar an seiner Kurbelscheibe angebracht sein, oder es können andere bekannte Mittel etwa nach DT-PS 1 180 151 vorgesehen werden, den Verstellweg der Schwingkurbel 36 zu ändern. Die Schwingkurbel 36 führt jedenfalls bei einer Umdrehung der Stegwelle 25 stets eine gleich große hin-und hergehende Schwenkbewegung aus. Die Pumpenwelle I9 ist mit der Schwingkurbel durch einen Freilauf 37 gekuppelt, der eine Mitnahme der Pumpenwelle im Sinne des Pfeiles 38 ermöglicht, die Kupplung bei entgegengesetztem Drehsinn der Schwenkkurbel jedoch löst. Um ein Rückdrehen des Pumpenrotors zu vermeiden, ist die Pumpenwelle am Getriebegehäuse 39 durch eine Rücklaufsperre 40 abgestützt.

Die Motorwelle 22, die beiden Sonnenräder 21, 26 und der Steg 23 drehen sich im Betrieb sämtlich gemäß Pfeil 41 im Uhrzeigersinn von unten in Fig. 1 gesehen. Wenn beide Getriebezüge 1 und 2 die Pumpenwelle gleichsinnig antreiben sollen₈ muß also auch das Kurbelgetriebe 32 - 36 beim Arbeitshub eine Drehrichtungsumkehr bewirken. Da sich die Drehmomente durch die Differentialwirkung am Planetengetriebe ausgleichen, die Leistung also nach vorgegebenem Übersetzungsverhältnis verteilt wird, kann am Kurbelgetriebe keine Überlastung auftreten. Je größer der vom Kurbelgetrieoe auf die Pumpenwelle 19 übertragene Stellwinkel ist, um so größer ist die Rückstellbewegung, die von der Pumpenwelle über den hier als Subüaktionsgetriebe wirkenden Getriebezug 2 wieder in das Planetengetriebe zurückgeleitet wird. Es erfolgt also eine Anpassung der resultierenden Übersetzung zwischen der Motorwelle 22 und der Stegwelle 25 an die Größe des Schwenkwinkels der Schwingkurbel 36. Je größer dieser Schwenkwinkel ist, um so größer ist die vom Zahnrad 28 auf· das Planetengetriebe ausgeübte Subtraktionsgröße. Der von der Motor-welle 22 abgenommene Antriebsweg ist beim Portioniervorgang ziemlich genau proportional der Größe der auszugebenden Portion. Demgemäß verlän gert sich die Dauer des Ausstoßvorganges unmittelbar mit der

509818/0476

z.B. am Kurbelgetriebe eingestellten Portionsgröße, während die Leistung des Motors 13 beim AusgäbeVorgang unabhängig von der Jeweiligen Portionsgröße annähernd konstant bleibt. Es ist keine zusätzliche Kraftübersetzung durch ein vorgeschaltetes stufenloses Getriebe o.dgl. erforderlich, man muß eben nur die Portionsgröße verändern, und die Änderung der Ausgabegeschwindigkeit erfolgt selbsttätig, ohne daß überbeanspruchungen durch mit der Portionsgröße veränderte Drehmomente auftreten können. Zudem kann die ganze Getriebeübersetzung vom Planetengetriebe übernommen werden.

Der zudem im Planetengetriebe erzielte Momentausgleich hat ferner zur Folge, daß beim Leerhub des Kurbelgetriebes bzw. bei der Rückbewegung der Schwingkurbel 36» wobei der Freilauf 37 die Kupplung mit der Pumpenwelle 19 gelöst hat, auch auf den Getriebezug 2 kein irgendwie bemerkenswertes Drehmoment ausgeübt wird. Die Pumpenwelle 19 bleibt dann stehen, und der Steg 23 läuft mit entsprechend vergrößerter Geschwindigkeit zurück, weil keine Subtraktion erfolgt. Die Dauer dieser Rücklaufbewegung ist dabei unabhängig von der jeweiligen Portionsgröße,

ausschließlich durch die Drehzahl der Motorwelle 22 und der gewählten Übersetzungsverhältnisse bestimmt,und vielfach kürzer als ein Portionier- bzw. AusgäbeVorgang. Es schließen sich also abwechselnd kurze und völlig gleich lange Portionierpausen an Portioniervorgänge an, deren Länge durch die Größe der eingestellten Portion bestimmt und dieser nahezu exakt proportional 1st.

Dies läßt sich am besten aus Fig. 3 entnehmen. Dort ist auf der waagerechten Abszisse unten der Drehwinkel a für die Kurbelscheibe 32 aufgetragen. Wird der Pumpenantrieb ausschließlich von einer solchen mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Kurbelscheibe abgenommen, dann ergibt sich ein recht exakt sinusförmiges Geschwind!gkeitsdiagramm b für die Schwingkurbel 36. Läßt man die übersetzung zwischen dem Motor und der Kurbelscheibe 32 außer Betracht, dann kann diese Sinuskurve auch über dem Drehwinkel des Motors aufgeüagen werden, d.h. es handelt sich um ein reines Zeitdiagramm, wobei die positive Bewegungskomponente an der Pumpenwelle 19 durch den Freilauf übertragen

B09818/0476

-U-

2352223

wird, während die negative Bewegungskomponente gemäß dem unteren Kurventeil b nicht übertragen wird. Trägt man jedoch über der Zeit bzw. einem Bezugs-Drehwinkel des Motors 14 die bei der Getriebeausführung nach Fig. 1 tatsächlich an der Schwingkurbel 35 erzielten Geschwindigkeitskomponenten ab_s so ergibt sich die Kurve c. Zur Erläuterung sind über der Abszisse in einer Skala a^f Winkelwerte eingetragen, die dabei an der Kurbelscheibe 32 abgenommen werden.

Obwohl für Portionierhub und Leerhub an der Kurbelscheibe gleiche Drehwinkel von 0·¹- bis 180' bzw. von l80' bis 36O' zurückgelegt werden, erstreckt sich der Portionierhub entsprechend dem positiven Teil der Kurve c über einen wesentlich längeren Zeitraum als der negative Kurvenabschnitt el. Die zeitliche Länge dieses negativen Kurvenabschnittes bleibt auch bei veränderten Portionsgrößen stets konstant. Sie ergibt sich aus der gewählten Subtraktionsübersetzung. Die Länge des positiven Kurvenabschnittes über der Zeit aufgetragen würde sich dagegen mit der Portionsgröße ändern, wenn man z.B.annimmt, daß 36 Umdrehungen der Motorwelle 22 notwendig sind, um die Kurbelscheibe 34 entsprechend der Kurve c in Fig. 3 um 36O¹ zu drehen, dann wären davon nur etwa 9 Umdrehungen für den Leerhub bei el erforderlich_s aber für den Portionierhub gemäß c müßten 27 Umdrehungen aufgebracht werden, bei verdoppelter Portion 54 oder bei halbierter Portion 13_S5 Umdrehungen. Mit den unverändert für den Leerhub aufzubringenden 9 Umdrehungen müßte also der Motor für einen" Zyklus statt 36 Umdrehungen bei doppelter Portion 63 und bei halber Portion 22_s5 Umdrehungen ausführen.

Nach Figo 1 ist parallel zum Getriebezug 1 noch ein Getrisbezug 3 vorgesehen, der gebildet wird durch ein drehbar auf der Stegwelle 25 sitzendes Zahnrad 4l und ein auf der Pumpenwelle 19 festgekeiltes Zahnrad 4la« Ein durch eine Keilfeder 42 auf der Stegwelle geführte Kupplungsmuff© 43 kann aus der gezeichneten Mittelstellung an ein Gehäuseteil 44 oder an das Zahnrad 4l angekuppelt werden_β .Beim Ankuppeln an das Gehäuse ist die Stegwelle 25 fest gehalten ₈ und die Aötriebsbewegung für Dauerbetrieb

509818/047 6

der Pumpe bzw. eine erste Füllgeschwindigkeit wird über die als
Vorgelege wirkenden Planetenräder 29,30 durch den Getriebezug

2 übertragen. Beim Ankuppeln an dasfehnrad 41 erfolgt die Über- I

tragung mit einer anderen übersetzung über beide Getriebezüge j

2 und 3. Mit der Polumschaltung des Motors 13 lassen sich hier |

vier Füllgeschwindigkeiten und auch zwei unterschiedliche An- I

triebsgeschwindigkeiten beim Portionieren erzielen. I

Rechts in Fig. 1 ist ein zum Betrieb der Abdrehvorrichtung 18 j verwendetes Abdrehgetriebe 45 mit einem zweiten Planetengetrie- j be 46 dargestellt, das wiederum zentrisch zur Getriebeachse 47 j angeordnet den Steg 48 und zwei Sonnenräder 49 und 50 aufweist. j Die Stegwelle 51 ist durch einen aus drei Zahnrädern 52,53,54 ; gebildeten vierten Getriebezug 4 direkt an die Motorwelle 22 ; angeschlossen. Das Sonnenrad 50 ist verbunden mit einem Ellipsenrad 55, das mit einem weiteren, auf der Stegwelle 25 befestig- ' ten Ellipsenrad 56 einen fünften Getriebezug 5 bildet. Beide
Sonnenräder stehen in Eingriff mit jeweils einem der miteinander verbundenen Planetenräder 57,5.8 und zwar steht das Son- ■ nenrad 49 über seine Welle 59, ein Kegelradgetriebe 60 und
eine Welle 61 mit der Abdrehvorrichtung 18 in Verbindung.

Hier wird also an zwei Stellen, nämlich über den.Steg 48 und das ^; Sonnenrad 50 angetrieben und über ein einziges Sonnenrad 49
abgetrieben. Die beiden Antriebsglieder stehen dabei über ihre
beiden Getriebezüge 4 und 5 und das dazwischengeschaltete
erste Planetengetriebe 20 in Verbindung. Auf diese Weise kann . zwar die Antriebsleistung im wesentlichen direkt von der Motorwelle 22 abgenommen werden, die Steuerung erfolgt aber vornehmlich über den Steg des ersten Planetengetriebes und das Differentialradgetriebe des Getriebezuges 5. Es ist auch das Ellipsenrad 56 in einer solchen Darstellung auf der Stegwelle 25 befestigt, daß es beim Arb.eitshub eine möglichst kleine Drehbewegung auf das Sonnenrad?ausübt, und das Planetengetriebe 46
ist so ausgelegt, daß dabei das Sonnenrad 49 praktisch keine
Abtriebsbewegung erzeugt, die Ausgangsdrehzahl also den Wert
Null erreicht. Dagegen hat das Ellipsenradgetriebe im Bereich

509818/0476

der Förderpause seine größte übersetzung erreicht, wodurch das Sonnenrad kS kurzzeitig auf hohe Drehzahl gebracht wird und dabei den Abdrehvorgang ausführt.

Dies läßt sich wiederum am besten von der Kurve.d in Fig. 3 ablesen, welche die Abdrehgeschwindigkeit wiedergibt, wie sie durch die Drehzahl des Sonnenrades ks bzw. der nachgeschalteten Getriebeteile oder gar der Tülle 17 dargestellt sein kann. Diese Abdrehgeschwindigkeit ist hier in Abhängigkeit von an'der Stegwelle 25 bzw. dem Antriebsglied des Getriebezuges 1 abgenommenen Winkelwerten aufgetragen, d.h. der Skala a' mit Winkelwerten O¹ bis 5¹JO.'. Es versteht sich, daß man die Kurve d durch Übersetzungsänderungen am Planetengetriebe 46 und am Ellipsenradgetriebe 55,56 einmal nach Belieben weiter in waagerechter und lotrechter Richtung deformieren und in lotrechter Richtung verlagern kann, dJi. man kann die großen Geschwindigkeiten noch stärker auf einem kleineren Zeitraum bzw, auf einem kleineren Drehwinkel der Stegwelle 25 zusammenbringen und damit den Bereich der kleinen Geschwindigkeiten noch flacher auswölben. Durch Heben und Senken der Kurve kann die minimale Geschwindigkeit unter oder über 0 gelegt werden. Schließlich läßt sich die Kurve auch durch Änderung der Dreheinstellung des Ellipsenrades 56 zur Stegwelle 25 nach Belieben in waagerechter Richtung verlagern. Dies kann notwendig sein, um den am Ende der Tülle 17 wirksam werdenden Abdrehvorgang zeitlich .gegenüber der direkt an der Pumpe 11 auftretenden Dosierpause zu verzögern. Dadurch sind auf außergewöhnlich einfache, in der Regel voll mechanische Weise der Pumpenbetrieb und der Betrieb der Abdrehvorrichtung einander optimal angepaßt. Die Kurvengestaltung muß natürlich den einzelnen Betriebsgrößen angepaßt werden und kann ggf. nachträglich durch Auswechseln einzelner Zahnradpaare korrigiert werden. So muß das Ellipsenrad 56 nicht auf der Stegwelle 25 aufgekeilt sein, sondern kann in beliebiger bekannter Weise verstellbar .auf dieser angebracht werden.

Eine Abwandlung des PumpenantrLebes aus Fig, 1 1st in Fig. 2 ge-

509818/0476

gezeigt, wo gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. So ist das Planetengetriebe 20 dort unverändert beibehalten worden. Von der Stegwelle 25^f ausgehend sind aber zwei Getriebezüge I¹ und 3¹ durch die Wechselkupplung 43' verzweigt und anschließend in einem weiteren Getriebezug 6' wieder zusammengeführt, der ein stufenloses Getriebe 62 und zwei Zahnräder 63,64 aufweist. Während der Getriebezug 3¹ sich praktisch auf die direkte Kupplungsverbindung zwischen der Stegwelle 25 und dem Tellerrad 65 beschränkt, umfaßt der Getriebezug I¹ neben einem mit dem Tellerrad 65 kämmenden Kegelrad 66 ein übliches Schrittschaltgetriebe, hier ein Kurven-Schrittschaltgetriebe. Dabei ist eine Kurvenhülse 67 drehbar auf der Stegwelle 25^f gelagert und kann an diese durch die Wechselkupplung 43' angekuppelt werden. Die Kurvenhülse besitzt eine Umfangsnut 68, die dem gewünschten Schaltvorgang entsprechend schneckenartig o.dgl. ausgelegt ist oder auch in bestimmten Abschnitten in einer Radialebene verläuft, Von der Kurvenhülse 67 wird eine Schaltscheibe 69 angetrieben« auf deren Welle 70 das Kegelrad 66 aufgekeilt ist. Diese Schaltscheibe trägt mehrere in gleicher Umfangsteilung angeordnete Kurvenfolgerollen 71, die aufeinanderfolgend in die Umfangsnut 68 zum Eingriff kommen und dadurch die Schaltscheibe 69 mit demnachgeschalteten Getriebezug 6¹ um Jeweils eine ümfangsteilung weiterdrehen. Mit derartigen Getrieben ist es auch möglich, den nachgeschalteten Getriebezug in bestimmter Drehlage anzuhalten. Freilaufkupplung 37 und Rücklaufsperre 40 aus Pig. I können daher hier entfallen. Zum Einstellen des Portionsge- ; wichtes muß jedoch eine gesonderte Übersetzungsänderung er- \ folgen, was hier das nachgeschaltete stufenlose Getriebe 62 ermöglicht. j

Anstelle des hier gezeigten Schaltgetriebes können andere Kur- j vengetriebe mit auf einer Stirnfläche eines Schalttellers oder dgl. angebrachten Kurven, Schaltschnecken oder andere bekannte Schrittschalteinrichtungen wie Malteserkreuzgetriebe vorge-

sehen werden. Beim Planetenradgetriebe kann ein innenliegendes j

Sonnenrad durch einen außen angebrachten Innenzahnkranz er- ^:

509818/0476

,setzt werden, wobei man meist mit einem einzigen, Planetenrad auskommt. Anstelle von Planetenradgetrieben lassen sich andere Differentialgetriebe, insbesondere auch hydraulische Differentialgetriebe verwenden. Diese sind insbesondere dann angebracht, wenn durch räumliche Beschränkung die zu verbindenden Teile nicht in unmittelbare Nachbarschaft gerückt werden können. Auch bei rein mechanischer Ausführung kommt man mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen der einzelnen Bauteile und der Gesamtanordnung aus. Der technische Aufwand 1st, bezogen auf die erzielte Vielfalt der Wirkungen, außerordentlich gering.

509818/0476

Claims (13)

1. Ansprüche

   fly Füllmaschine zum Abfüllen plastisch verformbarer Füllmassen wie Wurstbrät, mit einer Füllpumpe, die auf die Drehwinkeleinheit bezogen gleich große Mengen Füllmasse fördert und mit einem gemeinsamen Antriebsorgan durch zwei Getriebezüge verbunden ist, von welchen wenigstens ein erster einen intermittierend betriebenen Ausgangsteil bzw. ein periodisch veränderliches übersetzungsverhältnis aufweist₉ dadurch gekennzeichnet, daß ein Differentialgetriebe (20) mit drei Getriebeanschlüssen (21,26,23) vorgesehen ist₃ von welchen jeweils einer mit dem ersten Anschluß eines der beiden Getrisbezüge (1,2) bzw. mit dem gemeinsamen Antriebsorgan (22) verbunden ist, während die zweiten Anschlüsse der- beiden Getriebest!ge (1₉2) miteinander verbindbar sind (19).
2. 2. Füllmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung des Differentialgetriebes als Planetenrad-Übersetzungsgetriebe (20) mit ©inem auf einer zentralen Antriebswelle (22) angebrachten Sonnenrad (21).
3. 3. Füllmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (23) des Planetengetriebes (20) mit dem ersten, ein selbsttätig veränderliches übersetzungsverhältnis aufweisenden Getriebezug Cl)₃ ein zweites Sonnenracl bzw_o zentrisch zur Getriebeachse drehbares Antriebsrad (26) mit dem zweiten, ein gleichbleibendes übersetzungsverhältnis aufweisenden Getriebezug (2) verbunden ist.
4. H, Füllmaschine nach Anspruch I₉ 2 oder 3» gekennzeichnet durch eine Feststellvorrichtung (^»M) zum Arretieren des ersten Getriebezuges.
5. 5. Füllmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Antriebsorgan (25) des ersten Getriebezuges

   (1) und dem diesem nachgeschalteten Pumpenantrieb (19) ein dritter

   509818/0476

   fr ■

   auskuppelbarer Getriebezug (3) angeordnet ist₉ dessen übersetzungsverhältnis so ausgelegt ist, daß er die Pumpenwelle mit anderer " übersetzung antreibt als der zweite Getriebezug (19).
6. 6. Füllmaschine nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Antriebswelle (25) des ersten Getriebezuges (1) eine zwischen dem dritten Getriebezug (3) und einem Gehäuseteil (44) wirksame Wechselkupplung (43) angebracht ist.
7. 7. Füllmaschine nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Getriebezug (3) an das Antriebsorgan (25) des ersten durch einen Freilauf angeschlossen und durch Drehrichtungsumkehr einschaltbar ist.
8. 8. Füllmaschine nach Anspruch 5» 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Getriebezug (2) vom Pumpenantrieb (19) auskuppelbar und feststellbar ist.
9. 9. Füllmaschine nach einem der Ansprüche! bis 9₉ mit einer Abdrehvorrichtung zum Abdrehen einer Wursthülle zwischen einzelnen aufeinanderfolgend in diese eingefüllten Wurstmasse- ■ Portionen, dadurch gekennzeichnet, daß im Antrieb der Abdrehvorrichtung (l8) ein zweites Differentialgetriebe (46) gemäß der Ausbildung nach Anspruch 1, 2 oder 3> angeordnet ist, von dessen drei Anschlüssen (48,50,49) jeweils einer durch einen vierten Getriebezug (44) an das gemeinsame Antriebsorgan (22), einer durch einen fünften Getriebezug (5) an den ersten Getriebe-

   an
   zug (1) und einer/die Abdrehvorrichtung (18) angeschlossen ist.
10. 10. Füllmaschine nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß

    der fünfte Getriebezug (5) bei Schwingantrieb der Pumpe derart \

    angeschlossen ist, daß das auf den ersten Getriebezug (1) aus- ;

    geübte Drehmoment durch die Rücklaufsperre (40) des Pumpenan- j triebs (19) aufgenommen wird.
11. 11. Füllmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß einer (5) der beiden Getriebezüge (4,5) des Abdrehantriebs

    509818/047 6

    ein Getriebe (55»56) mit zyklisch veränderbarem übersetzungsverhältnis aufweist.
12. 12. Füllmaschine nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein Ellipsenradgetriebe (55,56).
13. 13. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (23) des zweiten Planetenradgetriebes (46) πει den vierten Getriebezug (4) und ein Sonnenrad (50) durch den fünften Getriebezug (5) an das Antriebsorgan (25) des ersten Getriebezuges (1) angeschlossen ist.

    509818/0476