DE2420116A1

DE2420116A1 - Getriebe zur umwandlung einer gleichfoermigen drehbewegung in eine absatzweise dreh- bzw. hubbewegung

Info

Publication number: DE2420116A1
Application number: DE2420116A
Authority: DE
Inventors: Josef Bruendler
Original assignee: BRUENDLER AG MASCHF
Current assignee: BRUENDLER AG MASCHF
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1975-11-13
Also published as: US4041787A; FR2269002A1; GB1515369A; ATA311175A; AT367188B

Description

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BRÜNDLER AG Spezial-Maschinen 8863 Buttikon / SZ

Getriebe zur Umwandlung einer gleichförmigen Drehbewegung in eine absatzweise Dreh- bzw. Hubbetuegung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe zur Umwandlung einer gleichförmigen Drehbewegung in eine absatzweise Dreh— bzw. Hubbewegung, z.B. zum Antrieb einer Fördervorrichtung, ggf. mit Abdreh- oder Abschneidvorrichtung, für die Portio— nierung fester, plastischer oder flüssiger lYlassen.

Derartige Getriebe, die zwischen einem dauernd laufenden Antrieb und die Fördervorrichtung geschaltet werden, müssen

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ganz bestimmte Bedingungen erfüllen. U/enn man z.B. teigige massen portionieren u/ill, dann soll das so rasch erfolgen, daß z.B. 250 Portionen pro Minute mit einem maximalen Gewichts- bzw. Volumenfehler von nur 1 % erreichbar sind. Diese Portionierung soll kontinuierlich erfolgen, sie soll auch unabhängig von Spannungsschwankungen sein, denn in der Regel werden hierfür Elektromotoren verwandt, und das Getriebe soll billig herstellbar und betriebssicher sein. Derartige Getriebe werden häufig in der Lebensmittelindustrie verwandt und sind dort rauhen Betriebsbedingungen, d.h. Erschütterungen, Feuchtigkeit und einer rauhen Betriebsweise ausgesetzt.

Derartige Getriebe können z.B. elektronisch arbeiten. Derartige elektronisch arbeitende Vorrichtungen sind z.B. in Feuchträumen nicht genügend betriebssicher, sie portionieren auch nicht genau genug, insbesondere, wenn zähe oder teigige (Klassen portioniert werden sollen, z.B. bei der Wurstherstellung, oder bei der Portionierung von Teigen oder Kunststoffen, die dann weiterverarbeitet werden sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Getriebe so auszubilden, daß BS mechanisch arbeitet, stufenlos hinsichtlich des Gewichtes bzw. des Volumens der Portionen einstellbar ist, d.h. Portionen praktisch von einem Gewicht Null bis zu einem HfIa xima Ige wicht eingestellt werden können. Das Getriebe

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muß auch betriebssicher arbeiten und eine hohe Lebensdauer heb B-η-,

Dia Lösung deT Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, daß zwei von einem gemeinsamen Antrieb gleichförmig angetriebene Kurbelschleifen vorhanden sind, deren Pleuels relativ derart zueinander verstellbar sind, daß eine DiffexenzbBwegung entsteht, die dem Antrieb der Fördervor-T-i c h t u η g d i e η t.

Durch eine derartige Ausbildung des Getriebes wird ein vollkommen neuer UJeg beschritten. An sich ist es bekannt, Kurbelsch-leifen zu verwenden, um eine Drehbewegung in Bine absatzweise Dreh- bzw. Hubbewegung umzuwandeln. Dabei ist es aber, wenn man nur einen Kurbeltrieb verwendet, unvermeidbar, daß bei Betätigung der Fördervorrichtung, d.h. während der Portionlerung, ein relativ großer Drehmomentenanstieof unvermeidlich ist. Dadurch muß aber entweder der Antrieb verhältnismäßig groß gemacht werden oder mit Schwungmassen versehen werden, damit eine ausreichende Genauigkeit vorhanden ist, oder aber, um eine genügende Betriebsdauer und Sicherheit zu erreichen, müssen teure Verzahnungen, Antriebselemente usw. verwandt werden, die bei den stoßweise auftretenden Drehmomenten sich nicht oder nur sehr wenig abnützen.

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Durch die Differenzbewegung zweier Kurbslschleifen gelingt es, diesen raschen Anstieg der Drehmomente beim Betrieb der Fördervorrichtung bzu). Portioniervorrichtung zu vsrmeiden bzuj. weitgehend herabzusetzen, da ja das Antriebsdrehmoment sich auf zwei Kurbelschleifen verteilt und nur die Differenzbewegung wirksam wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die gleich langen Pleuels der Kurbelschleifen an ihren Antriebsenden zusammen mit dem einen Ende einer Antriebskurbel verbunden sind, deren anderes Ende mit dem exzentrisch auf der Antriebsscheibe gelagerten Antriebsbolzen in Verbindung steht und mit ihren Abtriebsenden getrennt voneinander einmal beim Antriebspleuel über einen Schwinghebel mit der Fördervorrichtung und beim Verstellpleuel mit einem Haltearm verbunden sind.

Der parallele Antrieb der beiden Pleuels verteilt sich dann auf der AbtrxBbsseite, indem ein Uerstellglied angreift, um die Differenzbewegung zu steuern bzw. einzustellen und um die Fördervorrichtung anzutreiben.

Bei einer derartigen Vorrichtung ist es wesentlich, daß der Haltearm die gleiche Länge wie der Verstellpleuel aufweist und um einen Drehpunkt schwenkbar angeordnet ist.

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Eins derartige Ausbildung ergibt einen günstigsten Drehmomente nuer lauf über den verhältnismäßig kurzen Zeitraum des Antriebes der Förder- bzw. Portionierungseinrichtung.

Hinsichtlich der Einstellung der Differenzbeujegung ist es wesentlich, daß der Haltearm ein zweiarmiger Hebel ist, der um ein Lager schwenkbar auf der einen Seite mit dem Verstellpleuel und auf der anderen Seite mit einer Verstellvorrichtung, z.B. einem Schneckentrieb, in Verbindung steht.

Eine derartige Anordnung gestattet es,sogar während des Betriebes die Größe der Portionen einzustellen. Die Einstellung ist dabei sehr genau möglich, Fehler bei der Portionierung sehr gering, der Getriebebau klein, weil man mit geringeren Antriebsmomenten in der Fördervorrichtung auskommt und ruckartige Belastungen vermieden werden, was ebenfalls die Genauigkeit fördert und die Abnützungserscheinungen verringert.

UJird die Fördervorrichtung, z.B. eine Förderschnecke, von einem Zahnrad angetrieben, dann ist es wesentlich, daß der Schwinghebel mit einem Zahnsegment in Verbindung ist, welches über eine lYlitnahmevorrichtung mit dem Antriebsritzel der Fördervorrichtung kämmt, wobei die lYlitnahmevorrichtung entgegen der Förderrichtung außer Eingriff mit

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dem Antriebsritzel ist.

Bei dieser Antriebsart wird immer nur in der einen Bewegungsrichtung des Zahnsegmentes die Fördervorrichtung angetrieben, während in der entgegengesetzten Richtung ein Freilauf in Aktion tritt, da ja die Förderschnecke nur in einer Richtung fördert.

Bei einer speziellen Ausführungsform ist es noch wesentlich, daß sich die Längen der Antriebskurbel,des Antriebspleuels, des Verstellpleuels und des Schwinghebels, bezogen auf die [yiittellinie des Antriebsbolzens verhalten wie 1 : 1,39 : 2,2£ : 2,26 : 0,93.

Hieraus ergibt sich, daß also Antriebspleuel und Verstellpleuel die gleiche Länge haben und in Bezug auf die angegebenen Verhältniszahlan länger sind als die Antriebskurbel und der Schwinghebel.

UIiIl man bei der Portionierung nach dem Ausstoß der eingestellten Portion diese abschneiden, wenn es sich um teigige Massen handelt, oder abdrehen, wenn man die portionierten plastischen Massen in Därme_? Beutel oder Schläuche füllt, dann ist es wesentlich, daß die Antriebsscheibe eine exzentrische Auflaufkurve aufweist, in deren Bereich eine Abtastrolle angeordnet ist, die sich an dem einen Ende eines

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Schalthebels befindet, dessen anderes Ende der Schalthebel eine Ausrückkupplung ist.

Die Antriebsscheibe, die, gleichzeitig über den Antriebsbolzen die Portionierungs- bzuj. Fördervorrichtung in Betrieb setzt, dient dann gleichzeitig dazu, daß die Abschneid- bziu. Abdrehvorrichtung in Betrieb gesetzt ujird. lila η erreicht dadurch, daß in gewünschter und einstellbarer zeitlicher Reihenfolge das Ausstoßen der Portion und deren weiteres Verarbeiten durch die gleiche Vorrichtung erfolgt.

Zu diesem Zweck ist es wichtig, daß die Auflaufkurve so angeordnet ist, daß die Abtastrolle während der Portionierung außer Eingriff mit dieser ist.

Zweckmäßig ist es auch ferner, daß die Ausrückkupplung eine in der Nähe der Austrittsöffnung der Förderuorrichtung angebrachte Schneid— bzw. Abdrehvorrichtung mit einer im Verhältnis Schnellaufenden Welle verbindet.

Diese Schnellaufende Welle ist z.B. bei einer Abdrehvorrichtung wichtig. Die Abdrehvorrichtung wird wiederum erst in Betrieb gesetzt, wenn die Portionierungseinrichtung gearbeitet hat. Damit erfolgt wiederum eine gleichmäßigere Verteilung des Drehmomentes über den ganzen Arbeitsablauf und somit wird kleiner gebaut, weil mit geringeren

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AntriBbsleistungen die gleiche Genauigkeit erzielbar ist als bei v/iel größeren Antrieben.

Es ist weiterhin möglich, daß eine elektromagnetische Zahnkupplung das Portionierungsgetriebe überbrückt.

Eine derartige lYlaßnahma gestattet es, z.B. beim Wechseln der zu portionierenden (Klassen, schnell verbleibende Restmengen sofort herauszufordern.

AusführungsbeispiBle der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, dabei gehen aus der Beschreibung der Zeichnung hierfür weitere Erfindungsmerkmale hervor.

Fig. 1 zeigt das Getriebe im Schnitt in der Vorderansicht;

Fig. 2 zeigt die wichtigsten Teile im Schnitt längs der
Linie 2-2 der Fig. Ij

Fig. 3 zeigt die wesentlichen Teile der Uerstellvorrichtung längs der Schnittlinie 3—3 der Fig. 1;

Fig. 4 zeigt als Einzelheit der Vorderansicht den Antrieb einer Schneid- bzw. Abdrehvorrichtung;

Fig. 5 entspricht einer Seitenansicht der Fig.. 4.

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In dar Fig. 1 ist ein Antrieb 1 vorhanden, der z.B. durch Keilriemen von einem nicht dargestellten Motor herrührt. Dieser gleichförmige bzuj. kontinuierliche Antrieb ujird durch das Getriebe 2 in eine absatzweise Dreh- bzw. Hubbeujegung verwandelt, die zum Antrieb der Fördervorrichtung 3 dient. Im Ausführungsbeispiel wird die Fördervorrichtung 3 von einer Förderschnecke 4 gebildet, durch einen Trichter 5 wird die zu portionierende Masse zugeführt, wobei durch Zuführung von Uakuum in der Kammer 6 Lufteinschlüsse in der zu portionierenden Masse vermieden werden, um eine gleichmäßige Portionierung zu gewährleisten.

Vom Antrieb 1 kann über ein Zahnradpaar 7, 8 und einen Kettentrieb 9 gewissermaßen ein Nebenantrieb abgeleitet werden, welcher über die Kupplung 10 auf die Welle 11 gelangt. Die Welle 11 treibt einenicht dargestellte Schneidoder Abdrehvorrichtung,um die in Pfeilrichtung aus der Fördervorrichtung 5 austretenden Portionen entweder abzudrehen, wenn sie in Schläuche oder Därme gefüllt werden oder abzuschneiden, wenn sie anderen Zwecken dienen. Auf der Antriebswelle 13 ist einAntriebsritzel 14 angeordnet, welches dem Antrieb der Antriebsscheibe 15 diBnt (Fig. 2). Auf dieser Antriebsscheibe 15 ist ein AntriebsbolzBn 16 befestigt, der über eine Antriebskurbel 17 die beim Ausführungsbeispiel nebeneinander angeordneten Kurbelschleifen antreibt. Diese Kurbelschleifen werden von einem Antriebs-

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pleuel 18 und einem Verstellpleuel 19 gebildet. Die Pleuels 18 und 19 sind an ihren Antriebsenden 20 zusammengefaßt, u/is insbesondere die Fig. 1 erkennen läßt, und an ihren Abtriebsenden 21, 22 getrennt. Aus der Fig. 1 erkennt man, daß das Abtriebsende 22 des Antriebspleuels 18 über einen Schwinghebel 23, der mit dem Zahnsegment 24 drehfest verbunden ist, dieses Zahnsegment je nach der Einstellung des Getriebes in Pfeilrichtung 25 bewegt. Das Abtriebsende 21 des Verstellpleuels 19 ist, wie insbesondere die Fig. 1 erkennen läßt, mit einem Haltearm 26 verbunden. Dieser Haltearm ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet, der um den Drehpunkt 27 schwenkbar ist, dabei befindet sich auf der einen Seite 28 die über ein Lager erfolgte Anlenkung des Verstellpleuels 19 bzw. dessen Ende 21 und auf der anderen Seite 29 eine an sich bekannte Verstellvorrichtung 30. Im Ausführungsbeispiel sind es Schneckenrad 31 auf der Seite 29 des Haltearmes und Schnecke 32. Die Schnecke läßt sich über eine ΙΙΙβΙΙθ 33 verdrehen durch ein nicht dargestelltes Handrad.

Kinematische Überlegungen ergeben, wenn sich durch Verstellung mittels des Haltearmes die Abtriebsenden 21, 22 fluchtend decken, daß dann keinerlei Differenzbewegung auftritt, d.h. das Zahnsegment 24 befindet sich in seiner Nullstellung. Abhängig von der Größe des Winkels 34 bzw. von dem Abstand der Abtriebsenden 21, 22 voneinander,nimmt der

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, den ein Punkt auf dem Zahnsegment 24 in Pfeillichtung 25 zurücklegt, zu. Dabei ist es gleichgültig, ob sich das Ende 21 links oder rechts neben dem EndB 22 befindet. Die Übertragung des Drehmoments zum Antriebsritzel 14 auf das Zahnsegment 24 über die Pleuels 18, 19 verteilt sich hierbei auf den gesamten Umfang bziu. den Umfangsmeg, den der Antriebsbolzen 16 zurücklegt. Es erfolgt dadurch eine ruckfieie und spielfreie Übertragung auf das Antriebszahnrad 35 der Fördervorrichtung. Eine HflitnahmB vorrichtung 36, die als drahrichtungsabhängigB Sparre ausgebildet ist, überträgt letzten Endes dann die absatzweise Drehbewegung auf die Förderschnecke 4. Aus der Fig. 1 ist noch erkennbar, daß eine Überbrückung des Kurbeltriebes erfolgen kann, wenn über eine elektromagnetische Zahnkupplung 37 über nicht näher dargestellte Zahnketten der Antrieb von der Antriebsu/elle 13 direkt z.B. über die Zahnradpaare 7, 8 und den Kettentrieb 9 auf die Förderschnecke 4 übertragen wird. 3b nach den Übersetzungsverhältnissen kann sich dann diese Schnecke genau so schnell drehen wie die UIbIIb 11.

Optimale IKlb'g Henkelte η für die Beuuegungs- und Drehmomente— **^./übertragung ergeben sich noch, tuenn sich die Längen 3W dBr Antriebskurbel^TO des Antriebspleuelsi^rfF des Uerstellpleuels

\und AX des SchuiinghebelsM/erhalten wie 1 ; 1,39 : 2,26 : 2,26 : 0,33.

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Um zu arraichan., daß dia. Abschnaid- bzw. Abdrahvorrichtung in Abstimmung von der Pprtionierung eingeschaltet wird, ist auf der Antriebsscheibe 1:5 eine exzentrisch angeordnete Auflaufkurve 38 vorhanden. Diese Auflaufkurva wird von einer .Abtastrolle 39 abgetastet, die an dem einen Ende 40 eines Schalthebals 41 angeordnet ist.., dessen anderes £nda 42 -in Pfeilrichtung 43 die Kupplung 10 bewegt, welche dadurch die jlialla 11 ant-wede-r mit der Antriebswelle 13 verbindet oder löst. Der Schalthebel 41 schwenkt dabei um dan Drehpunkt

ftus der Fig. 5 ist erkennbar, daß man die Auflaufkurve so anordnen kann, daß die Abdrehvorrichtung bzw/, deren !felle zu einer uom Uorgang der Portionierung abhängigen Zeit angetrieben werden kann,.

Als Anwendung der Erfindung sind alle fflöglichkeiten zu bezeichnen, um ein Getriebe für die Portionierung von Blassen beliebiger Konsistent zu verwenden, und gegebenenfalls zusätzlich über das gleiche Getriebe Schneid- und Abdrahvorrichtungen in Abhängigkeit von dar Portionierung angetrieben .warden und zusätzliche fflöglichkaiten bestehen, die Portionierung zu überbrücken. Dabei ist as gleichgültig, ob diese plastischen Hflassan für technische Zwacke oder für die Herstellung von Lebensmitteln verwandt werden.

Pa t e η ta η s ρ r üc h e

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Claims

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Patentansprüche

^\ Getriebe zur Umwandlung Binar glaichförmigen Drehbewegung in sine absatzweise Dreh- bzw. Hubbewegung, z.B. zum Antrieb einer Fördervorrichtung, ggf. mit Abdreh- oder Abschneidvorrichtung für die Portionierung fester, plastischer oder flüssiger Massen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von einem gemeinsamen Antrieb gleichförmig angetriebene Kurbelschleifen vorhanden sind, deren Pleuels relativ derart zueinander verstellbar sind, daß eine
Differenzbewegung entsteht, die dsm Antrieb der Fördervorrichtung dient.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichlangen Pleuels der Kugelschleifen an ihren Antriabsenden zusammen mit dem einen
Ende einer Antriabskurbel verbunden sind, deren anderes
Ende mit dem exzentrisch auf dar Antriebsscheibe gelagerten Antriebsbolzsn in Verbindung steht und mit ihren Abtriebsenden getrennt voneinander einmal beim Antriebsplauel über einen Schwinghebel mit der Fördervorrichtung und beim Verstallplaual mit einem Haltearm verbunden sind.
3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet , daß der Haltaarm die gleiche

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Länge als der VerstellpXeuBl aufweist und um einen Drehpunkt schwenkbar angeordnet ist.
4. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Haltearm ein zweiarmiger Hebel ist, der um ein La§er schwenkbar auf der einen Seite mit dem Verstellpleuel und' auf der anderen Seite mit einer Verstellvorrichtung, z.B. einem Schneckentrieb, in Verbindung steht.
5. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Schwinghebel mit einem Zahnsegment in Verbindung ist, welches über eine [Klitnahmevorrichtung und dem Antriebsritzel der Fördervorrichtung kämmt, wobei die Hflitnahmevorrichtung entgegen der Förderrichtung außer Eingriff mit dem Antriebsritzel ist.
6. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Längen der Antriebskurbel,des Antriebsplauels, des Verstellpleuels und des Schwinghebels, bezogen auf die lYlittellinie des Antriebsbolzens verhalten wie 1 : 1,39 : 2,26 : 2,26 : 0,93.
7. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebsscheibe eine exzentrische Auflaufkurve aufweist, in deren Bereich eine

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atigs/Oidnsx-ist., die sich an dsm einen Ende S'GhalxiiBbBls 'befindet _, dessen andsies. Ends. Der Schalt U «inex Ausrückkupplung ist..

33=. Eeixisto© jiash ;dsp AnspjHiciisn 1 bis 2 und 7, d a j3 ο ι ε -b :§ β k ;p η τι α -β i nc .h net _} daß -die ftiufiaufkUXXfB ao SDgsoidnBt .istj, daß die Äbtastiollp •^!ds3? Poart-jJD-nieiiäng -3-uBb:t. -£ifi:gxiff mit diesex ist,.

¹B» SBXiOBi]IB na/ch dsn AHspxDphan 1 bis ^r2 und 8, ΐ a i ο ϊ c Ii g β k β η vt iz s i c h η β t ,, daß dis itosriidkfcupplung sins ixi dar Nähe dsx ftiistrittsöffnufrg dex FDxdflxViQXrichtiaing angstoxachtB SchnBid— hzuu tang "mit sinBr im 1/Bxhältnis sGbnflllaufBntiBn '.UJbIls

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