DE2414943A1

DE2414943A1 - Verfahren und vorrichtung zum verpacken stueckiger produkte

Info

Publication number: DE2414943A1
Application number: DE2414943A
Authority: DE
Inventors: Vytautas Kupcikevicius
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1973-03-29
Filing date: 1974-03-28
Publication date: 1974-10-10
Also published as: US3942624A; CA1015334A; JPS50993A; AR200676A1; IE39787B1; GB1469713A; DE2414943C3; JPS5336399B2; DE2414943B2; FR2223242B1; IE39787L; AU6728274A; FR2223242A1; BR7402432D0

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90 2414943

Köln, den 27. März 1974 Eg/Ax

UNION CARBIDE CORPORATION,

270 Park Avenue, New York, N.Y. 10017 (U.S.A.)'.

Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken stückiger

Produkte

Die Erfindung betrifft eine Yerpackungsmaschine und ein Verpackungsverfahren, insbesondere das automatische oder halbautomatische Verpacken von stückigen Produkten» Die Erfindung ist insbesondere auf das Verpacken von Lebensmitteln, die in einer gegebenen Reihe in Größe, Form und Gewicht von Stück zu Stück unterschiedlich sein können, insbesondere von Hauptstücken von geschlachteten Tieren, in flexible Beutel gerichtet.

Beim Verpacken von Lebensmitteln, insbesondere Fleischprodukten, ist die strikte Aufrechterhaltung hygienischer Bedingungen und die weitgehende Ausschaltung der Handhabung der zu verpackenden Produkte durch den Menschen in größtmöglichem Maße erforderlich. In dem Maße, in dem eine Reihe von Lebensmittelprodukten, die an einer Verarbeitungsstation verpackt oder in Beutel gefüllt werden, in Größe, Form und Gewicht verhältnismäßig gleich ist, ist ein höherer Grad von Automatisierung des Verpackungsprozesses erzielbarο Umgekehrt ist in dem Maße, in dem eine Reihe von Produkten, die verpackt oder eingehüllt werden müssen, ungleich in Größe, Form und Gewicht ist, der mögliche Grad der Automatisierung geringer und die Notwendigkeit der Heranziehung menschlicher Arbeitskräfte größer.

409841/0336

Im allgemeinen ist die kontinuierliche Verpackung von stückigen Lebensmitteln wie Hauptstücken von geschlachteten Tieren, die in einer Serie in Größe, Gewicht und Form verschieden sind, eine umständliche und zeitraubende Handarbeit» Diese Hauptstücke von geschlachteten Tieren können in der Größe und im Gewicht von etwa 3,6 "bis 27 kg variieren, und die Verpackung dieser Fleischstüeke in flexible Folienbeutel, die üblicherweise für diesen Zweck verwendet werden, wirft Probleme auf, die bei der Verpackung von Produkten, die in einer Serie einheitlich in Größe und Gewicht sind, nicht auftreten und sich durch Anwendung bekannter automatischer Verpackungsmethoden nicht leicht oder bequem lösen lassen. In der einfachsten und hier als Beispiel erwähnten Form des üblichen Verpackens von Hauptstücken von geschlachteten Tieren v/erden die Fleischstücke einzeln von einem Zubringersystem einem Tisch mit flacher Oberfläche oder einer Platte zugeführt, wo ein Bedießungsmann einen flexiblen Kunststoffbeutel von geeigneter Größe aus einem Vorrat von Beuteln auswählt, den Beutel von Hand öffnet, das Fleischstück in den offenen Beutel einführt oder sich in anderer Weise abmüht, das Produkt in den Beutel hineinzubekommen, und dann das in den Beutel eingeführte Fleischstück rechtzeitig in dem Augenblick, in dem das nächste zu verpackende Produkt durch den Zubringer an der Verpackungsstation abgeliefert wird_s vom Tisch oder von der Platte auf einen Förderer schiebt, der es abführt, Einige Verbesserungen dieses elementarsten Systems wurden durch Verwendung von speziell konstruierten Verpakkungsgestelien oder -rahmen an Stelle einfacher Tische oder Verpaokungsplatten erreicht* Diese Gestelle können Reihen von Auflagestäben o_edgl, aufweisen, über die der Beutel geschoben werden kann. In der Praxis ist jedoch auch bei erfahrenen Packern die Häufigkeit, mit der Beutel reißen, die Verpackungsstraße \^?srlangsamt oder stillgesetzt werden muß₉ und die Produkte mit dem Men-

409841/0338

sehen in Berührung kommen unerwünscht hoch und der allgemeine Wirkungsgrad insgesamt gering« Im wesentlichen auf Grund der sehr unterschiedlichen Art der Produkte war somit vor der Erfindung kein völlig "befriedigendes Verpackungssystem für die Hauptstücke von geschlachteten Tieren für die Industrie verfügbar«

Angesichts dieses Standes der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur kontinuierlichen einzelnen Verpackung von stückigen Produkten, die in einer gegebenen Serie unterschiedlich in Größe, Porm und Gewicht sind, verfügbar zu machen. Gegenstand der Erfindung sind eine Verpackungsmaschine und ein Verpackungsverfahren, die sich besonders für die Verpackung von Hauptstücken von geschlachteten Tieren, die in einer Serie von.Stück zu Stück in Größe, Porm und Gewicht verschieden sind, in flexible Kunststoffbeutel von geeigneter Größe eignen und den Arbeitsaufwand und die Berührung des Produkts mit dem Packer auf ein Minimum reduzieren, indem regelbare und steuerbare maschinelle Unterstützung bei der Durchführung der bisherigen umständlichen, von Hand durchgeführten Arbeitsgänge verfügbar gemacht wird«.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben.

Pig_e1 bis Pig.3 zeigen als Seitenansicht eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und veranschaulichen den Portgang und Ablauf eines Verpackungsvorganges, bei dem ein Produkt in einen Beutel verpackt wird.

Pigo4 zeigt eine perspektivische Schrägansicht der in Pigd bis Pig₀3 dargestellten Vorrichtung.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, die zum Transport und als Auflage einzelner stückiger Produkte aus einer

4098Λ1 /0338

„4- 24H9A3

Reihe von kontinuierlich zu verpackenden Produkten während des Einfüllens in Beutel dient, ist gekennzeichnet durch einen Maschinenrahmen mit einem Zuführende und einem Abwurfende, mehreren mit Abstand parallel zueinander und im wesentlichen waagerecht in Bewegungsrichtung des Verpackungsgutes ausgerichtete Transportmechanismen, mehrere mit Abstand und parallel zueinander, im wesentlichen waagerecht angeordnete und auf die Bewegungsrichtung des Verpackungsgutes ausgerichtete Auflagen für das Verpackungsgut, von denen jede sich jeweils unter einem der Transportmechanismen erstreckt und freitragend zum Abwurfende des Rahmens von einer feststehenden Halterung in der Mähe des Zuführungsendes des Rahmens ragt, Antriebe, die mit den Transportmechanismen verbunden sind und diese kontinuierlich vom Zuführungsende zum Abwurfende des Maschinenrahmens bewegen,und Regel- und Steuerglieder, die mit den Antrieben verbunden und so angeordnet sind, daß sie diese wahlweise kontinuierlich in Bewegung halten ο

Gewisse Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung können vorteilhaft mit einem Abtastglied, das so angeordnet ist, daß es ein Verpackungsgut, das sich an einer vorbestimmten Stelle auf dem Transportmechanismus befindet, erfasst,und mit einem Signalerzeugungsmechanismus versehen sein, der auf das Abtastglied anspricht und mit dem Regel- und Steuermechanismus verbunden ist, wodurch die Anwesenheit von Verpackungsgut an der vorbestimmten Stelle auf dem Fördermechanismus durch das Abtastglied erfaßt und ein Signal erzeugt wird, durch das der Steuermechanismus stillgesetzt wird.

Die in den Abbildungen dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung ist an einera Rahmen 11 montiert, dessen Enden zur Vereinfachung der Beschreibung als Zuführungsende 13 und Abwurfende 15 bezeichnet werden. Der Rahmen 11 kann aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff, S₀B. aus

40984 1/0336

_ 5 —

24H9A3

Bauteilen aus nichtrostendem Stahl bestehen. Er ist mit einer Brücke 17 versehen, die vom Rahmen nach oben ragt und einen Befestigungspunkt für vier langgestreckte, parallel angeordnete Auflagen 19, 21, 23 und 25 darstellt. Die Produktauflagen ragen von der Brücke 17 in der Nähe des Zuführungsendes 13 freitragend zum Abwurfende 15 des Rahmens. Ferner ragen sie von ihren Verbindungspunkten an der Brücke in der dargestellten "v/eise eine kurze ^trecke freitragend in Richtung zum Zuführungsende der Maschine» Jede Auflage ist mit einem endlosen Förderband 27, 29, 31, 33 versehen, das über geeignete Scheiben oder Rollen läuft und darauf aufliegt. Beispielsweise läuft das Transportband 27 auf Rollen 35 am Zuführungsende des Rahmens 19, über die Rolle 37 am Abwurfende der Auflage 19, eine Rolle 39 und eine Führungsrolle 41. Das Transportband 27 wird durch eine Antriebsscheibe 43 über diese Rollen angetrieben. In der gleichen Weise läuft das Transportband 29 über die Rollen 45» 47, 49 und 51> um die es mit einer Antriebsscheibe bewegt wird ο Das Transportband 31 läuft über die Rollen 55» 57, 59 und 61 und wird von einer Antriebsscheibe 63 angetrieben. Das Transportband 33 läuft über die Rollen 65» 67, 69 und 71 und wird durch eine Antriebsscheibe angetrieben. Einige der Rollen sind für die Zwecke der Beschreibung zwar mit Bezugsziffern bezeichnet, erscheinen jedoch nicht in den Abbildungen« Ihre Funktion und ihre Arbeitsweise ist jedoch trotzdem ohne weiteres verständlich.

Die Rollen 39, 49, 59, 69 sind auf einer gemeinsamen Welle befestigt, die quer zur Vorrichtung verläuft unr³ in einem Rollenstützrahmen 75 befestigt ist, der seinerseits unbeweglich am Rahmen 11 der Vorrichtung befestigt ist. Die Führungsrollen 41, 51, 61 und 71 sind ebenfalls an einer gemeinsamen Welle befestigt, die quer zur Vorrichtung verläuft und an einem Führungsrollenstützrahmen 77 befestigt ist, der schwenkbar oder in anderer Weise

409841/0336

24H943

verstellbar am Rahmen 11 der Vorrichtung in der Nähe des Zuführungsendes 13 befestigt und so angeordnet ist, daß die Führungsrollen gegen die Oberflächen der Transportbänder und von diesen hinweg geschwenkt werden können, um die Transportbänder spannen, auflegen und abnehmen zu können.

Auf einer gemeinsamen Antriebswelle 79, die drehbar quer zum Rahmen der Vorrichtung gelagert ist, sind Antriebsscheiben 43, 53, 63 und 73 befestigt. An der Antriebswelle 79 ist ferner eine Antriebsscheibe 81 befestigt, die von einer Scheibe 83 an einem Antrieb, z.B₀ einem Antriebsmotor 85, angetrieben wird. Ein endloser Antriebsriemen 87 verbindet die Scheiben 81 und 83. Der Antriebsmotor ist schwenkbar am Rahmen 11 aufgehängt und verstellbar befestigt^ um das Auflegen und die Abnahme des Antriebsriemens zu erleichtern»

Sin Abtastglied oder Auslöser 89 ist so angeordnet, daß er durch den Zwischenraum zwischen den Transportbändern 29 und 31 und den zugehörigen Auflagen 21 und 23 nach oben ragt. Das untere Ende des Auslösers 89 ist an einem Tragarm 91 befestigt, der schwenkbar am Rahmen 11 befestigt ist. Der Auslöser 89 und sein Tragarm 91 sind so angeordnet, daß in dem Augenblick, in dem der Auslöser durch das Auflaufen eines zu verpackenden Produkts auf dem Transportsystem niedergedrückt wird, der Tragarm ein Abtastglied, z_eB. ein pneumatisches Steuerrelais betätigt, wodurch ein Signal erzeugt wird, das den Transportmechanisniüs zum Stillstand bringt» Ein pneumatischer Betätigungsmechanismus 95 ist am Rahmen 11 befestigt* Seine Kolbenstange 97 ist mit dem unteren Seil des Tragarms 91 des Auslösers verbunden und dient dazu, die gesamte Baugruppe aus Auslöser 89 und !Tragarm 91 zu den richtigen Zeiten naoh unten zu achwenken, "bis sie einea Abstand zur Unterseite der freitragenden Transportbänder und ihren Auflagen hatj um das Überziehen des

409841/0336

_₇_ 24H943

Beutels zu erleichtern. Figo3 zeigt die Yorrichtung nach Betätigung des Druckluftzylinders 95 mit ausgefahrener Kolbenstange 97 und der nach unten "bis unter die Unterseite des freitragenden Transportmechanismus geschwenkten Baugruppe aus Auslöser 89 und Tragarm 91 ο

Pig_o1 zeigt schematisch ein Steuersystem mit einer Schalttafel oder Schaltstation 99, die mit einer Druckluftversorgung und einer Stromversorgung versehen sein kann. Von der in Fig.1 dargestellten Schaltstation 99 führt eine pneumatische Betätigungsleitung 101 zum Druckluftzylinder 95, eine pneumatische Steuerleitung 103 zum Relais 93 und ein Stromkreis 105 zum Antriebsmotor 85. Die Schaltstation 99 ist mit pneumatischen, elektrischen und elektropneumatischen Relais, Schaltern und anderen Bauteilen versehen, die in einer dem Fachmann auf dem Gebiet von Steuersystemen bekannten V/eise so angeordnet, geschaltet und miteinander verbunden sind, daß die Tätigkeiten und der Arbeitsablauf der Yorrichtung gemäß der Erfindung gesteuert wird. Das Steuersystem der dargestellten Ausführungsform wird nachstehend ausführlicher erklärt und aus der Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung verständlich.

Die in den Abbildungen dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung ist ferner mit einer geneigten Rollenbahn 109 versehen, die vom Abwurfende des Rahmens schräg nach unten führte Dieses Bauteil fällt nicht in den Rahmen der Erfindung, wird jedoch zur Erleichterung der Beschreibung des Arbeitsablaufs einbezogen.

Fig.1 zeigt den Beginn des Arbeitsablaufs mit einem !fleischprodukt 111, das gerade auf den Transportmechanismus am Zuführungsende 13 der Maschine aufgesetzt worden ist und in Richtung zum Abwurfende 15 transportiert wird. An der linken Seite von Pig.i ist ein in einem Beutel verpacktes Produkt, das gerade die freitragenden Enden des laufenden Transportsystems verlassen hat, auf der

409Ö41/Ü336

geneigten Rollenbahn 109 dargestellte

In Fig.2 ist das Fleischprodukt 111 an einer Stelle in der Nähe des Abwurfendes 15 auf den freitragenden Teilen der Transportbänder und ihrer zugehörigen Auflagen angelangte Wenn das Produkt 111 an dieser Stelle oder in deren Nähe angekommen ist, legt es sich gegen das Abtastelement 89 und drückt es in die dargestellte Lage nach unten» Hierdurch wird der Rahmen 91 genügend geschwenkt, um das pneumatische Abtastglied 93 zu betätigen. Hierdurch wird ein pneumatisches Signal durch die pneumatische Steuerleitung 103 zur Schaltstation 99 übertragen, die das Signal in ein erstes Signal, das die Stromzufuhr zum Antriebsmotor 83 unterbricht und hierdurch die Bewegung des Transportmechanismus nach einem geeigneten Zeitverzug zum Stillstand bringt, und in ein zweites Signal umgewandelt, das die Abgabe eines pneumatischen Betätigungssignals zum Druckluftzylinder 95 bewirkt, der daraufhin seine Kolbenstange 97 ausfährt und die aus Abtastglied 89 und Rahmen 91 bestehende Baugruppe in die in Fig.3 dargestellte Lage nach unten schwenkt, bis diese Baugruppe einen Abstand zur Unterseite des freitragenden Transportmechanismus hat. Das Fleischprodukt 111 ist nun am freitragenden Ende des Transportmechanismus zum Stillstand gekommen, so daß sich ein Beutel 113 leicht über das Produkt und in Abhängigkeit von der Größe des jeweiligen Produkts teilweise oder ganz über die Transportbänder und ihre zugehörigen Auflagen streifen läßt_c Die Abstände zwischen den mit Abstand zueinander angeordneten Transportmechanismen ermöglichen .die Wahl von Beuteln mit den verschiedenen geeigneten G-rößen für die Verpackung von Produkten mit unterschiedlicher Größe_β

Wenn der Beutel über das Verpackungsgut geschoben worden ist, wie in Fig.3 dargestellt, schließt der Bedienungsmann den Wiederanfahr- und Umgehungsschalter 107 an der Schalttafel 99» wodurch der Tcanspormechanismus sich

409841/0336

wieder in Bewegung setzt und, wenn das verpackte Produkt die Vorrichtung verlassen hat, die aus Abtastglied 89 und seinem Befestigungsrahmen 91 bestehende Baugruppe wieder in die in Fig.1 dargestellte Stellung zurückgeführt wird.

Wenn es sich "bei gewissen Verpackungsoperationen als zweckmäßig erweist, ist es auch möglich, die vorstehend ■beschriebene vorübergehende Stillsetzung der Vorrichtung zu verhindern und die Produkte in der Bewegung zu verpacken, wodurch die Produktion wesentlich gesteigert wird. Demgemäß kann im Steuersystem vorteilhaft dafür Sorge getragen werden, daß die durch das Abtastglied 89 ausgelöste Stillsetzung verhindert werden kann, indem der Wiederanfahr- und Umgehungsschalter 107 geschlossen oder niedergedrückt gehalten wird. Bs hat sich ferner gezeigt, daß es vorteilhaft ist, den Schalter 107 als einen mit einem Fuß- oder Kniehebel betätigten Schalter auszubilden, wodurch dem Bedienungsmann beide Hände frei bleiben.

Die Erfindung wurde vorstehend ausführlich im Zusammenhang mit einer in den Abbildungen dargestellten bestimmten Ausführungsform beschrieben, jedoch sind im Rahmen der Erfindung auch andere Arbeitsmethoden, Vorrichtungen und deren Komponenten möglich» Beispielsweise können an Stelle der beschriebenen Transportbänder und ihrer Auflagen Gruppen von mit geringem Abstand parallel zueinander angeordneten Transportrollen verwendet werden. Bei einer solchen Ausführungsform können der Antrieb und die zugehörigen Steuerungen und Energieversorgungen entfallen, wobei die Vorrichtung die Bewegungsenergie des von dem jeweils verwendeten Zuführungssystem abgelegten zu verpackenden Produkt ausgenutzt, um die Verpackungsstation bis zu der Endstellung auf dem freitragenden Transportmechanismus für die eigentliche Verpackungsstufe zu durchlaufen, wobei es lediglich erforderlich

409841/Ü336

ist, das verpackte Produkt von Hand von der Vorrichtung "beispielsweise auf den Mechanismus, der das Produkt weitertransportiert, zu schieben«

Die Energiequellen können ebenfalls unterschiedlich sein. Die Betätigung kann elektrisch, durch Druckluft, hydraulisch oder in anderer Weise oder durch eine Kombination dieser Mittel erfolgen.

409841/0338

Claims

Patentansprüche

Ölvorrichtung zum Transportieren und Tragen einzelner stückiger Produkte, die fortlaufend in Beutel verpackt werden, während des Verpackens dieser Produkte, gekennzeichnet durch einen Maschinenrahmen (11) mit einem Zuführende (13) und einem Abwurfende (15), mehreren mit Abstand parallel zueinander angeordnete und waagerecht in Bewegungsrichtung des Verpackungsgutes (111) ausgerichtete Transportmechanismen (27» 29, 31, 33), mehrere mit Abstand und parallel zueinander, im wesentlichen waagerecht angeordnete und auf die Bewegungsrichtung des Verpackungsgutes ausgerichtete Auflagen (19, 21, 23, 25) für das Verpackungsgut (111), von denen jede sich einzeln unter einem der Transportmechanismen (27, 29, 31, 33) erstreckt und freitragend zum Abwürfende (15) des Rahmens (11) von einer feststehenden Halterung (17) in der Nähe des Zuführungsendes (13) des Rahmens (11) ragt, einen Antrieb (85), der mit den Transportmechanismen (27, 29» 31, 33) verbunden ist und die Transportmechanismen kontinuierlich vom Zuführungsende (13) zum Abwurfende (15) des Maschinenrahmens (11) bewegt, und Regel- und Steuerglieder, die mit dem Antrieb (85) verbunden und so angeordnet und ausgebildet sind, daß sie den Antrieb (85) wahlweise fortlaufend in Bewegung setzen.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Abtastglied (89), das so angeordnet ist, daß es ein zu verpackendes Produkt (111) erfaßt, wenn es an einer vorbestimmten Stelle auf den Fördermechanismen (27, 29» 31, 33) angekommen ist, und einen Bauteil, der ein Signal erzeugt, auf das Abtastglied (89) anspricht und mit dem Steuermechanismus (95, 97) verbunden ist, wodurch die Anwesenheit eines zu verpackenden Produkts (111) an der vorbestimmten Stelle auf den Transportmechanismen (27, 29, 31, 33) aufgefaßt und ein Signal

409841/0336

erzeugt wird, das die Stillsetzung des Steuermechanismus (95» 97) bewirkt.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Transportmechanismen mehrere einzelne endlose Transportbänder (27, 29, 31, 33) vorhanden sind.
4) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (85) und der Steuermechanismus (95, 97) mit Druckluft betätigt werden»
5) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportmechanismen (27, 29, 31, 33] von einer feststehenden Halterung (17), die am Rahmen (11) in der Nähe des Zuführungsendes (13) befestigt ist, freitragend zum Abwurfende (15) des Rahmens ragen«
6) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Transportmechanismus ein Rollenförderer vorhanden ist_o
7) Verfahren zur fortlaufenden Verpackung einzelner stückiger Produkte aus einer Serie von Produkten, die einer Verpackungsstation zugeführt und von der Verpackungsstation entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man ein zu verpackendes Produkt auf einen laufenden !Fördermechanismus am Zuführung sende einer das Produkt transportierenden und trangenden Vorrichtung auflegt, das Produkt im wesentlichen waagerecht vom Zuführungsende der Vorrichtung zu einem Abwurfende der Vorrichtung führt, an dem das Produkt freitragend auf der Vorrichtung getragen wird, einen geöffneten flexiblen Beutel über das zu verpackende Produkt und wenigstens einen Teil des freitragenden Abwurfendes der Vorrichtung streift urid das Produkt im Beutel weitertransportiert, bis er die Vorrichtung

409841/0336

24H943

verlassen hat«
8) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man den Transport des Verpackungsgutes während des Aufschiebens des Beutels über das Produkt und das freitragende Abwurfende der Vorrichtung vorubergehend zum Stillstand bringt.

409841/0336