DE2640426A1 - Verfahren und vorrichtung zum formen von nahrungsmittelportionen aus teigiger masse - Google Patents

Description

9924-76 So/Ei
Pormax Inc.
USSN 623,986
filed 20.10.1975

Formax Inc.
1974-7 South. Wolf Road, Mokena, Illinois 60448, USA

Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Nahrungsmittelportionen aus teigiger Masse

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen von Nahrungsmittelportionen, insbesondere aus teigiger Masse. Sie betrifft ferner eine Formmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens ·

Es ist allgemein gebräuchlich geworden, Nahrungsmittelportionen für die Verteilung an Restaurants, Schnellimbisse und andere Wiederverkaufsstellen einschließlich Lebensmittelgeschäfte an einer zentralen Stelle herzustellen. Die derzeit zahlenmäßig weit überwiegenden Nahrungsmittelportionen sind die aus Hackfleisch geformten sogenannten "Hamburger". Andere Nahrungsmittel werden auch durch dieselben Verfahren behandelt, wobei sogar dazu Fischportionen, Portionen aus geflocktem oder geschnitzeltem Fleisch und im übrigen auch aus Gemüseprodukten zählen. Unter dem Begriff "Nahrungsmittel" werden im Zusammen-

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hang mit der vorliegenden Erfindung die verschiedenen oben aufgezählten Nahrungsmittel sowie andere Nahrungsmittel mit ähnlichen Eigenschaften verstanden. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Nahrungsmittel sind nicht frei fließend, sondern stark viskos und neigen nicht zum Fließen. Sie sind ferner nur mäßig kompressibel.

Beim Formen von Nahrung smitbe Ip ort ionen wird ein Vorrat des Nahrungsmittels, aus welchem die Portionen geformt werden sollen, gextföhnlich in einem Einzeltrichter oder einem ähnlichen Behälter gehalten. Vom Einfülltrichter aus wird das Nahrungsmittel einer Nahrungsmittelpumpe zugeführt. In den meisten Anwendungsfällen wird wegen der viskosen und einem Strömen entgegengerichteten Eigenschaften des Nahrungsmittels eine zwangsläufige Zuführeinrichtung verwendet, welche das Nahrungsmittel von dem Nahrungsmittelvorrat in den Pumpeneinlaß regelrecht hineindrückt. Die Pumpe zwingt das Nahrungsmittel unter Druck in einen Formhohlraum in einer Formplatte. Die Formplatte wird periodisch rotierend oder hin- und hergehend bewegt zwischen einer Füllstellung, in welcher sie das Nahrungsmittel von der Pumpe erhält, und eine Entleerungsstellung, in welcher die Nahrungsmittelportion aus dem Formhohlraum entfernt wird. In den meisten Fällen besteht ein 1:1-Verhältnis zwischen den periodischen Bewegungen der Formplatte und denen der Pumpe. Andererseits wurden wesentlich höhere Verhältnisse angewendet, indem man Pumpen benutzte, deren Kapazität wesentlich größer als die der in jeder Pumpenperiode gefüllten Formhohlräume ist (vgl. US-Patentschrift 3 887

Bei den bekannten Verfahren zum Formen von Nahrungsmitteln ergeben sich u.a. Probleme aus dem "Durchschleudern¹¹ oder "Durchschütteln" des Nahrungsmittels durch die Zuführeinrichtung, welche das Nahrungsmittel zur Pumpe zuführt. Als Ursache hierfür ist der zwangsläufige Zuführvorgang zu nennen, durch welchen das Nahrungsmittel in den Pumpeneinlaß hineingedrückt wird, sowie die wiederum daraus resultierende Schwierigkeit der Vermeidung einer Zirkulationsströmung, die daraus resultiert, daß die Zuführeinrichtung nicht vollständig präzise

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an die Aufnahmekapazität der Pumpe angepaßt werden kann. Dieses "Durchschütteln" kann eine Entmischung des Nahrungsmittels herbeiführen, beispielsweise eine Trennung des Fetts von dem anderen Gewebe im Hackfleisch oder eine Trennung des Wassers aus einem Fischnahrungsmittel. Darüber hinaus kann aufgrund des Durchschütteleffekts in der Zuführeinrichtung das Nahrungsmittel in kleinere Partikel als gewünscht zermalen werden. In beiden Fällen ergibt sich eine unerwünschte Zerstörung des Nahrungsmittels.

Ein anderes Problem bei den bekannten Verfahren zum Formen von Nahrungsmitteln liegt in der Bildung von unerwünschten Wülsten oder "Lippen" an den Nahrungsmittelportionen. Es ist üblich, das Nahrungsmittel in den Formhohlraum unter einem merklichen Druck hineinzuzwingen. Die im Nahrungsmittel enthaltene Luft ist bestrebt sich auszudehnen, wenn die Nahrungsmittelportion zum erstenmal dem atmosphärischen Druck ausgesetzt ist. Diese Luftausdehnung findet ungleichförmig statt und ist in den Bereichen der Nahrungsmittelportion konzentriert, welche als erste dem Atmosphärendruck ausgesetzt sind. Bei einigen Maschinen zum Formen von Nahrungsmittelportionen wurden nach dem Formen besondere Maßnahmen zur Herabsetzung der Bildung derartiger Wülste an den Nahrungsmittelportionen getroffen (vgl. US-Patentschrift 3 4-79 687). Durch derartige Maßnahmen werden jedoch die Einrichtungen zum Formen des Nahrungsmittels komplizierter und aufwendiger und deren Unterhaltung teurer. Im übrigen brachten diese bekannten Maßnahmen zur Beseitigung der Wülste keinen einheitlichen Erfolg.

Da die Nahrungsmittel, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, nur schwache Fließeigenschaften haben, war es gewöhnlich nötig, bei Portionenformeinrichtungen mit einer volumenmaßig hohen Produktionsrate hohe Drücke zu verwenden. Somit können bei wirtschaftlichen Ausführungsformen der Portionenformmaschine gemäß der US-Patentschrift 3 887 964· Drücke von etwa 28,123 kg/cm angewandt werden. Das Erfordernis hoher Drücke ist besonders wichtig, wenn irgendwelche Ventileinrichtungen zwischen der Nahrungsmittelpumpe und den Formhohlräumen angeordnet sind. Diese hohen Drücke können eine Zerstörung des

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Nahrungsmittels herbeiführen, welche von der Art ist, wie sie im Zusammenhang mit dem Durchschütteln durch die Pumpenzuführeinrichtung aufgezeigt wurde. Ferner können diese hohen Drücke ebenfalls die Gesamtkosten der Formeinrichtung erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirksames Verfahren sowie eine Vorrichtung für eine schnelle und wirksame Herstellung von geformten Nahrungsmittelportionen in einer Produktionsrate hohen Volumens zu schaffen, durch welche die Probleme und Nachteile der bisher bekannten Portionenformverfahren und -vorrichtungen beseitigt oder zumindest verringert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Formen von Nahrungsmittelportionen erfindungsgemäß durch die Kennzeichenmerkmale des Anspruchs Λ gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen dieses Verfahrens ergeben sich durch die Ansprüche 2 bis 5-

Eine erfindungsgemäße Formmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs 6, wobei in den Ansprüchen 7 bis 16 weitere Erfindungsmerkmale dieser Formmaschine enthalten sind.

Demnach schafft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen von Nahrungsmittelportionen, wobei eine Pumpe mit einer hohen, engen, länglichen Pumpenkammer, einer sich längs einer Kantenfläche der Pumpenkammer erstreckenden Auslaßöffnung und einer weiten Einlaßöffnung an einer Seitenfläche der Pumpenkammer verwendet wird. Ein Vorrat von "Hamburger"-Teig oder einem anderen schwach fließenden Nahrungsmittel wird injeiner Lage gehalten, in welcher es den Pumpeneinlaß vollständig verschließt und welches durch schnelles Zurückziehen eines Kolbens aus der Pumpenkammer an der Einlaßöffnung vorbei in die diese hineingezogen werden kann. Ein Hydraulikantrieb treibt den Kolben synchron mit einer Formplatte an, welche sich periodisch in eine Füllstellung unterhalb der Auslaßöffnung bewegt und aus dieser heraus bewegt, wobei der Hydraulikantrieb bewirkt, daß der Kolben das Nahrungsmittel aus der Pumpenkammer heraus in Form-

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hohlräume in der Formplatte unter einem konstanten Druck pumpt, wobei die Hydraulikpumpen des Antriebs unmittelbar nach dem Füllen der Formhohlräume von dem Antrieb abgetrennt sind.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist es, daß eine zwangsläufige Zuführeinrichtung zum Hineindrücken des viskosen, schwachfließenden Nahrungsmittels in die Nahrungsmittelpumpe nicht notwendig ist. Dieser Vorteil wird durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer Pumpenzuführeinrichtung erreicht, welche in einem bestimmten Abstand vor der Einlaßöffnung der Nahrungsmittelpumpe endet, in Verbindung damit, daß die Nahrungsmittelpumpe eine große Einlaßöffnung aufweist und bei einer Kolbengeschwindigkeit betrieben wird, welche ein merkliches Vakuum entwickelt, um das Nahrungsmittel nur um eine kurze Strecke in die Pumpe hineinzuziehen, wenn dies erwünscht ist. Ein anderer Vorteil der Erfindung ist die weitgehende Herabsetzung von Druckverlusten zwischen der Nahrungsmittelpumpe und den Formhohlräumen, wodurch die Wirksamkeit des Portionenbildens verbessert und die Kosten reduziert werden und die Formeinrichtung einfacher wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß die Bildung von unerwünschten Wülsten oder "Lippen" an den Nahrungsmittelportionen vermieden wird, ohne daß hierzu besondere Einrichtungen zur Behandlung der Portionen im Anschluß an das Füllen der Formhohlräume erforderlich wären. Dieser Vorteil wird erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Hydraulikantriebs für die Pumpe erreicht, welcher eine Entlastungsverweilzeit in seiner periodischen Betätigung aufweist, die am Ende des Füllens der Formhohlräume liegt. Schließlich sind das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung von sich aus besonders wirksam, erfordern im Vergleich zu ihrer Kapazität eine minimale Kapitalanlage sowie besonders geringe Betriebs- und Wartungskosten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus deren nachstehender näherer Erläuterung durch eine ausführliche Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der

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erfindungsgemäßen Vorrichtung. In der Zeichnung zeigen:

Fig» Λ eine perspektivische Barstellung einer Nahrungsmittelportionen-Formmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild des Hydraulikantriebs für die Nahrungsmittelpumpe in der Maschine gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Portionenformmaschine gemäß Fig. 1, wobei einzelne Teilbereiche der Maschine zur Freilegung zusätzlicher Einzelteile aufgeschnitten sind,

Fig. 4- eine Vorderansicht des oberen Bereichs der Portionenformmaschine gemäß Fig. 1, wobei ebenfalls einzelne Bereiche zur Freilegung zusätzlicher Einzelteile aufgeschnitten sind,

Fig. 5 im Detail eine geschnittene Seitenansicht der Nahrungsmittelpumpe der Portionenformmaschine gemäß den Figuren 1 bis 4 außer dem Pumpenantrieb, wobei der Pumpenkolben sich in einer Druckstellung des Nahrungsmittels in einen Formhohlraum befindet,

Fig. 6 im Detail einen Schnittähnlich der Fig. 5 zur Darstellung des Pumpenkolbens in seiner Ansaugstellung,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Formplatte der Portionenformmaschine gemäß den Figuren 1 bis 6 zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen den Formhohlräumen und der Auslaßöffnung der Nahrungsmittelpumpe,

Fig. 8 ein schematisches Schaltdiagramm der elektrischen Schaltung der Nahrungsmittelportionen-Formmaschine gemäß den Figuren 1 bis 7

Figuren 9A und 9B

Bewegungssteuerungsdiagramme zur Veranschaulichung

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der Beziehung zwischen den periodischen Bewegungen der Formplatte, der Nahrungsmittelpumpe und anderer Teile der Nahrungsmittelportionen-Formmaschine sowie zur Veranschaulichung einzelner Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens·

Beim Formen von Nahrungsmittelportionen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erforderlich, eine Nahrungsmittelpumpe mit hin- und hergehendem Kolben zu verwenden. Die Pumpe sollte eine große Einlaßöffnung zum Einführen des Nahrungsmittels in eine enge Pumpenkammer haben, so daß das Nahrungsmittel sich beim Eintritt in die Pumpenkammer nur über eine minimale Strecke bewegt. Der Kolben der Pumpe führt das Nahrungsmittel von der Pumpenkammer unter Druck durch eine Auslaßöffnung und direkt in den Formhohlraum.

Beim Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Nahrungsmittelvorrat ständig in einer Stellung gehalten, in welcher es die große zur Pumpenkammer führende Einlaßöffnung vollständig verschließt. Die für diesen Zweck verwendete Zuführvorrichtung drückt jedoch keine wesentliche Nahrungsmittelmenge zwangsweise in die Pumpenkammer. Der Sinn dessen, daß der Nahrungsmittelvorrat in einer mit Bezug auf die Einlaßöffnung blockierenden Stellung gehalten wird, liegt darin, daß verhindert werden soll, daß die Einlaßöffnung zur Atmosphäre hin offen ist.

Um das Nahrungsmittel in die Pumpenkammer einzuführen, wird der Pumpenkolben sehr schnell aus einem Druckstellungsbereich innerhalb der Kammer, in welchem der Kolben die Einlaßöffnung schließt, an der Einlaßöffnung vorbei in eine Ansaug- oder Einlaßstellung gezogen, in welcher die Einlaßöffnung zur Pumpenkammer hin offen ist. Das schnelle Zurückziehen des Kolbens aus der Pumpenkammer bewirkt ein partielles Vakuum und zieht eine bestimmte Menge des Nahrungsmittels um eine kurze Strecke aus dem Nahrungsmittelvorrat durch die Einlaßöffnung in die Kammer. Die Rückziehgeschwindigkeit des Kolbens ist wichtig. Wenn eine relativ niedrige Geschwindigkeit angewandt wird, wie bei den konventionellen Pumpen, wird das erforderliche Vakuum nicht erzeugt und die in

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die Pumpenkammer eintretende Nahrungsmittelmenge ist nicht ausreichend. In einem praktischen Ausführungsbeispiel sollte die Geschwindigkeit, mit welcher der Kolben sich von seinem Druckstellungsbereich in seine Ansaugstellung bewegt, in der Größenordnung von 45,7 m Ρ*ό Minute oder mehr liegen.

Die grundsätzliche Nahrungsmittelpumpen-Ansaugperiode des erfindungsgemäßen Verfahrens fährt fort mit der Rückwärtsbewegung des Kolbens in die Pumpenkammer an der Einlaßöffnung vorbei und in den Druckstellungsbereich für den Kolben. Durch diese Bewegung wird die Einlaßöffnung zur Pumpenkammer verschlossen und eine weitere Bewegung des Kolbens in seinen Druckstellungsbereich setzt das Nahrungsmittel unter Druck innerhalb eines unteren Bereichs der Pumpenkammer zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung.

Während der Nahrungsmittelpumpenkolben sich in seinen Druckstellungsbereich bewegt oder kurz danach, wird eine Form in eine Nullstellung gebracht, wobei sie eine Gruppe von Formhohlräumen in direkte "Verbindung mit der Auslaßöffnung der Pumpenkammer bringt. Folglich füllt der Pumpenkolben die Formhohlräume mit Nahrungsmittel aus der Pumpenkammer und bildet die geformten Nahrungsmittelportionen. Nach dem Füllvorgang wird die Formplatte aus ihrer Füllstellung sowie aus ihrer Verbindung mit der Auslaßöffnung in eine Entleerungsstellung gebracht, in welcher die Nahrungsmittelportionen aus den Formhohlräumen entfernt werden. Hierdurch wird die grundsätzliche Formfüllungsperiode gemäß der vorliegenden Erfindung in den Fällen beendet, in welchen die Einführung von neuem Nahrungsmittel in die Pumpenkammer erforderlich ist.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, eine Pumpe zu verwenden, in welcher die untere Druckkammer oder Druck-Unterkammer zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung ein Volumen hat, welches wesentlich größer ist als das gesamte Volumen der im Laufe einer einzelnen Formperiode gefüllten Formhohlräume· Solange die Pumpe

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eine ausreichende Kapazität hat, um die Formhohlräume wenigstens zweimal zu füllen, wird die nächste Iformperiode, welche einer vollständigen Pumpeneinlaßperiode wie oben beschrieben folgt, nur durch ein weiteres Vordringen des Pumpenkolbens in seinen Druckstellungsbereich eingeleitet, ohne daß der Kolben in seine Ansaugstellung bewegt wird. Bei Stellung des Kolbens in dieser in die Pumpenkammer weiter vorgerückten Position wird die !Formplatte wieder in ihre Nullstellung gebracht, wobei die Formhohlräume in Verbindung mit dem Pumpenauslaß stehen. Wie vorher, so kann auch jetzt die Bewegung der Formplatte in ihre Nullstellung wahrend des Vorwärtsbewegens des Kolbens in seinen Druckstellungsbereich erfolgen. Somit werden die Formhohlräume wieder mit Nahrungsmittel gefüllt zum Formen von Nahrungsmittelportionen und sie* werden anschließend aus der Nullstellung in die Entleerungsstellung bewegt, wo die Nahrungsmittelportionen aus den Formhohlräumen entfernt werden.

In vielen Fällen ist es erwünscht, das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwendung einer Formmaschine durchzuführen, bei welcher die die Formhohlräume enthaltende Formplatte ausgetauscht werden kann, wodurch ein Formen von Nahrungsmittelportionen von merklich unterschiedlichen Größen ermöglicht wird, wodurch einem sich ändernden Bedarf Rechnung getragen werden kann. In einem gegebenen Fall kann die Formeinrichtung zum Füllen von vier Formhohlräumen in jeder Formperiode ausgebildet sein, wobei die einzelnen Formhohlräume einen Durchmesser von etwa 11,5 cm und eine Dicke von annähernd 0,95 cm haben. In einem anderen Fall kann dieselbe Maschine benötigt werden, um sechs Formhohlräume in. jeder Formperiode zu füllen, wobei jeder Hohlraum einenDurchmesser von etwa 6,1 cm und eine Dicke von etwa nur 0,635 cm hat. Daraus ist zu ersehen, daß entsprechend dem Volumen der Formhohlräume die Menge des in jeder Formperiode von der Nahrungsmittelpumpe gepumpten Nahrungsmittel in einem beträchtlichen Ausmaß variieren kann, und zwar in einem Verhältnis von etwa 3:1 oder sogar noch mehr.

Es ist erwünscht, die Anzahl der Pumpenansaugperxoden auf einem Minimum zu halten und die abgekürzte Periode durchzuführen, in

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welcher der Pumpenkolben sich nur in seinen Druckstellungsbereich weiter hineinbewegt, soweit dies nur möglich ist. Bei einer Anordnung, bei welcher es erforderlich ist, Portionen unterschiedlicher Größe und Formen zu formen, ist es gewöhnlich nicht praktisch, den Wechsel von einer Pumpenperiodenart zu der anderen durch ein Zählverfahren zu steuern, Pur eine maximale Wirksamkeit ist es bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erwünscht, das Hineinragen des Pumpenkolbens in seinen Druckstellungsbereich aufzuspüren. Bei Anwendung dieses zusätzlichen Schritts ist es eine einfache Sache, die Pumpenperiode zu steuern, wobei man die vollständige Einlaßperiode nur dann ablaufen läßt, wenn dies erforderlich ist. Somit kann mit Hilfe eines geeigneten Grenzschalters oder einer anderen Aufspüreinrichtung die Arbeitsweise der Pumpe wiederholt werden ohne eine Ansaugbewegung des Kolbens in irgend einer Formplattenperiode, bis der Kolben an einem vorgegebenen Punkt vorbei in die Pumpenkammer eingedrungen ist. In jeder Periode, welche unmittelbar auf eine Periode folgt, in welcher der Kolben diesen vorgegebenen Aufspürpunkt passiert, wird eine vollständige Ansaugbewegung des Pumpenkolbens durchgeführt.

Das bevorzugte Verfahren zum Antreiben des Pumpenkolbens verwendet einen Hydraulikzylinder oder einen anderen Fluid-Druckmotor, um die erforderlichen Bewegungen des Pumpenkolbens auszuführen. Bei einem Kolbenantrieb dieser Art ist die Fluiddruckzufuhr zum Motor vorzugsweise von diesem abgetrennt während eines Entlastungsintervalls, welches einen Teil der Pumpenperiode enthält, die unmittelbar auf die Beendigung der Kolbenbewegung in ihren Druckstellungsbereich folgt. Dieses Entlastungsintervall sollte mit der Bewegung der Formplatte zusammenfallen, durch welche die Formhohlräume aus der Verbindung mit dem Pumpenauslaß gebracht werden. Es wurde gefunden, daß das Entlastungsintervall in der Pumpenperiode die unerwünschten Wülste oder Lippen beseitigt, welche sonst bei den fertigen Nahrungsmittelportionen entstehen wurden. Bei der Durchführung dieses Verfahrensschritts ist es vorteilhaft, eine Anordnung zum Einstellen der Dauer des Entlastungsintervalls vorzusehen. Dieses Intervall kann für ver-

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schiedene Nahrungsmittel eine unterschiedliche Dauer haben, um eine Verhinderung der Bildung der "Lippen" sicherzustellen. Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren beseitigt das Durchschütteln des Nahrungsmittels vor seiner Einführung in die Nahrungsmittelpumpe, weil bei ihm trotz der Verwendung eines dicken, viskosen Nahrungsmittels wie beispielsweise grobgemahlenes oder geschnitzeltes Fleisch keine zwangsläufige Zuführung erforderlich ist, um das Nahrungsmittel in die Pumpe einzubringen. Stattdessen wird das Nahrungsmittel in erster Linie durch das beim schnellen Zurückziehen des Kolbens aus der Pumpe erzeugte Vakuum über nur eine minimale Distanz in die Pumpe hineingezogen. Die Pumpe führt das Nahrungsmittel direkt den Formhohlräumen zu, so daß Druckverluste während der Arbeit der Pumpe auf ein Minimum reduziert werden. Die Druckerfordernisse für die Pumpenfunktion werden auf einem Minimum gehalten und "Lippen" können wirksam beseitigt werden für praktisch gedes Nahrungsmittel ohne ein Erfordernis für eine weitere Behandlung der Nahrungsmittelportion nach dem tatsächlichen Formvorgang. Die oben beschriebene Pumpenperiode und das Verfahren eignen sich gut für eine Produktion mit hohem Volumen, wobei eine Anzahl von Formperioden in der Größenordnung von 60 pro Minute oder mehr leicht realisiert werden kann ohne Aufbringung unangemessenerEnergien auf die Pumpe oder auf den Formplattenmechanismus.

Fig. 1 enthält eine Übersichtsdarstellung einer Vorrichtung 10 zum Formen von Nahrungsmittelportionen aus Teigmasse gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Formmaschine 10 weiat einen umschlossenen Basisteil 11 auf. Nahe der Mitte des Basisteils 11 erstrecken sich vier Stangen 12, 13» Ή und 15 von diesem nach oben, um einen vertikalen Pumpengestellrahmen zu bilden, welcher durch eine Platte 16 abgedeckt ist. Zwei Abstützteile 18 und 19 für einen Einfülltrichter sind an den Stangen 12 bzw. 13 befestigt und erstrecken sich von diesen horizontal nach hinten. Die Abstützteile 18, 19 enden an einem hinteren Rahmen 21, welcher sich quer am hinteren Ende der Formmaschine 10 erstreckt.

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Ein Fleischeinfülltrichter 22 mit einem sich nach außen erweiternden oberen Abschnitt 23 ist durch eine Mehrzahl von lösbaren Klemmeinrichtungen an den Abstützteilen 18 und 19 befestigt. Der Einfülltrichter 22 weist einen separat entfernbaren Boden 25 auf, welcher in Richtung auf das vordere Ende der Maschine 10 nach unten geneigt ist und bei den vertikalen Stangen 12 und 13 endet. Das in der Zeichnung linke Ende des Einfülltrichter-Bodens 25 wird durch lösbare Klemmeinrichtungen 26 unterhalb des Hauptkörpers des Einfülltrichters 22 an Ort und Stelle gehalten. Das in der Zeichnung rechte Ende des Einfülltrichterbodens 25 ist durch ein Paar von Exzenter-Befestigungsteilen 27 festgehalten. In Fig. 1 ist nur eine Klemmeinrichtung 26 und ein Exzenter-Befestigungsteil 27 gezeigt, jedoch ist auch an der gegenüberliegenden Seite der Maschine 10 jeweils eine entsprechende Befestigungsanordnung vorgesehen.

Der in der Zeichnung linke Abschnitt des Basisteils 11 (Fig. 2), in dessen Inneres eine Tür 31 führt, umgibt einen Formplattenantrieb, welcher mit einem horizontal gleitenden Formplattenjoch 32 verbunden ist. Eine andere Tür 33 im Basisteil 11 führt zu einer Einrichtung für die hydraulische Energieversorgung einer STahrungsmitte!pumpe, welche am Boden des durch die Stangen 12 bis 15 gebildeten vertikalen Gestellrahmens angeordnet ist. Eine elektrische Steuereinrichtung für die Portionenformmaschine 10 ist im vorderen Abschnitt des Basisteils 11 angeordnet, welcher durch eine Tür 34- abgeschlossen ist. Eine Papierzwischenlegeinrichtung 35 ist im oberen vorderen Abschnitt des Basisteils 11 oberhalb eines Abtransportförderbandes 36 montiert.

Der Aufbau der Formmaschine 10 ist im vergrößerten Detail in den Figuren 3 his 7 dargestellt. Die Formmaschine 10 weist eine Nahrungsmittelpumpe 4-0 auf, welche im vorderen mittleren Bereich der Maschine angeordnet und mit einem Pumpenantrieb 4-1 verbunden ist, der an dem die Rahmenstangen 12 bis 16 enthal-

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tenden vertikalen Gestell abgestützt ist (Fig. 4). Die Pumpe 40 weist ein Pumpengehäuse 42 auf, welches sich quer zur Formmaschine 10 erstreckt und an seinem Boden durch eine Platte 43 abgeschlossen ist. Das Pumpengehäuse 42 umschließt eine hohe, enge, längliche Pumpenkammer 44. Somit ist die Höhe H der Pumpenkammer 44 mehrere Male größer als ihre Weite W. Die Kammerlänge L ist wiederum mehrere Male größer als die Höhe H.

Die Pumpenkammer 44 hat eine längliche Auslaßöffnung 45, welche sich in Längsrichtung über die gesamte Länge L der Pumpenkammer 44 erstreckt (Fig. 7)· Die Auslaßöffnung 45 umfaßt einen Schlitz im Gehäuseteil 43 (Figuren 3 bis 6), welcher die Bodenseite des Pumpengehäuses 44 bildet. An der in der Zeichnung linken Seitenwand des Pumpengehäuses 42 ist eine Einlaßöffnung 46 ausgebildet, wie aus den Figuren 3» 5 und 6 ersichtlich. Die Einlaßöffnung 46 hat vorzugsweise eine Höhe, die wesentlich größer als die Weite W der Pumpenkammer 44 ist, und erstreckt sich praktisch über die gesamte Länge L der Pumpenkammer 44. Zur Verbesserung der Starrheit des Pumpengehäuses 42 kann die Einlaßöffnung 46 durch zwei Segmente 46A und 46B gebildet sein, welche durch eine vertikale Abstützung 460 getrennt sind, wie in Fig. 4 gezeigt.

Die Pumpe 40 weist ferner einen Kolben 48 auf, welcher durch eine Kolbenöffnung 49 an der der Auslaßöffnung 45 gegenüberliegenden Seite der Pumpenkammer 44 in diese hineinragt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich, wie am besten aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich, der Kolben 48 durch die offene obere Seite der Pumpenkammer 44 und dichtet diese ab. Die äußeren Abmessungen des Kolbens 48 entsprechen nahezu den inneren Abmessungen der Pumpenkammer 44, außer daß .die Kolbenhöhe vorzugsweise etwas größer als die Kammerhöhe H ist.

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Der Pumpenantrieb 41 für die Pumpe 40 weist einen reversiblen Flüssigkeitsdruckmotor 51 auf, der mit dem Kolben 4-8 verbunden ist· Wie in Fig. 4 gezeigt, kann der Kolbenantriebsmotor 51 einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder mit einer Kolbenstange 52 aufweisen, die sich, durch die Platte 16 nach unten erstreckt und mit dem Kolben 48 mittels eines Verbindungsteils 53 verbunden ist. An der Kolbenstange 52 ist ein Kragen 54 befestigt, welcher eine sich vertikal erstreckende Stange 55 trägt, die mit drei Begrenzungsschaltern LS3, LS4 und LS1O in Eingriff bringbar ist. Diese drei Begrenzungsschalter sind innerhalb eines Gehäuses 56 angeordnet, welches den Zylindermotor 51 umschließt.

Die Formmaschine 10 enthält eine Nahrungsmittel-Zuführeinrichtung mit dem Einfülltrichter 22 zum Bereithalten eines Vorrats des Nahrungsmittels 61 derart, daß dieses die Pumpeneinlaßöffnung 46 vollständig bedeckt und ausschließt, daß die Einlaßöffnung 46 der Atmosphäre ausgesetzt wird. Außer dem Einfülltrichter 22 umfaßt die Nahrungsmitte1-Zufuhreinrichtung einen Förderer, welcher sich längs des Bodens 25 des Einfülltrichters 22 erstreckt, welcher nach unten in Richtung auf die Einlaßöffnung 46 geneigt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt der Förderer vier Transportschnecken 62. Jede der Transportschnecken 62 endet in merklichem Abstand S von der Einlaßöffnung 46 (Fig. 5)· Ein Förderband oder ein anderer Versorgungsförderer kann verwendet werden, falls gewünscht.

Eine Formplatte 65 ist unterhalb der Pumpe 40 angebracht, wie in den Figuren 3 bis 7 gezeigt. Die Formplatte 65, welche eine Mehrzahl von Formhohlräumen 70 aufweist, ist zwischen einer oberen Führungsplatte 66 und einer unteren Führungsplatte 67 angeordnet, welche durch eine Formplatten-Führungsbasis 68 abgestützt sind (Figuren 5 und 6). Die obere Führungsplatte 66 für die Formplatte 65 weist eine längliche öffnung 69 auf, welche mit der Auslaßöffnung 45 für die Pumpe 40 fluchtet und eine Fortsetzung dieser Auslaßöffnung 45 darstellt. Eine Mehrzahl von sehr kleinen Luftauslaßöffnungen 71 ist in der unteren Führungsplatte 67 vorgesehen, und zwar in dem Teil der Führungsplatte 67, welcher an die Pumpenauslaßöffnungen 45, 69 angrenzt. Die Luftauslaßöffnungen 71 erstrecken sich über die gesamte Lange der Führungs-

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platte 67· Ein Luftkanal 72 verbindet die öffnungen 71 mit drei Entlüftungsöffnungen 73 in der Führungsplatte 67» welche mit entsprechenden Öffnungen 74- in der Formplatte 65 fluchten, wenn die Formplatte 65 in ihrer "Füllstellung" ist, wie in Fig. 5 gezeigt. Entsprechende fluchtende Entlüftungsöffnungen 76 und sind in der Führungsplatte 66 bzw. der Pumpengehäuseplatte 43 vorgesehen, wobei jede der Entlüftungsöffnungen 77 in der Platte 4-3 mit einem Rohr 78 verbunden ist, welches im Boden 25 des Einfülltrichters 22 mündet.

Das in der Zeichnung linke Ende der Formplatte 65 ist mit dem Joch 32 durch geeignete Verbindungselemente 81 verbunden (Fig. 3), Das Joch 32 erstreckt sich durch den oberen Bereich des Basisteils 11 an der in der Zeichnung linken Seite der Formmaschine und ist mit einer Zahnstange 82 verbunden, welche mit einem Zahnrad 83 kämmt, das auf einer quer verlaufenden Welle 84 befestigt ist. An jeder Seite der Maschine 10 kämmt ein zusätzliches Zahnrad 83', welches auf der Welle 84 befestigt ist, mit einer anderen Zahnstange 85- Jede der Zahnstangen 85 ist mit einer länglichen Stange 86 verbunden, welche in einem fest angeordneten Führungskanal 90 gleitend angeordnet ist. Die Zahnräder 83, 83'» die Zahnstangen 82, 85 und die Führungsstange 86 dienen dazu, den Verschluß der Vakuum-Papierzwischenlegeinrichtung 35 zu betätigen synchron mit den periodischen hin- und hergehenden Bewegungen des Jochs 32 und der Formplatte 65, wie nachstehend beschrieben.

Ein Schwinghebel 87 ist durch ein Gestänge 88 mit dem Joch 32 verbunden (Fig. 3)» wobei das untere Ende des Schwinghebels 87 an einer Welle 80 befestigt ist. An der Welle 80 ist ebenfalls eine Kurbel 89 befestigt,welche über eine Langloch- und Bolzenverbindung 91 mit dem Ende eines Nockenhebels 92 verbunden ist. Das untere Ende des Nockenhebels 92 weist eine Kulisse 96 auf, welche mit einem auf einer Welle 93 gelagerten Gleitstein zusammenwirkt.

Eine große Nockenscheibe 94 ist auf die Welle 93 aufgekeilt. In der Nockenscheibe 94 ist eine Nockenführungsrille 95 ausgebildet, welche mit Bezug auf die Drehachse der Welle 93 exzentrisch an-

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geordnet ist. In die Nockenführungsrille 95 greift eine Exzenterrolle 97 ein, die am Nockenhebel 92 befestigt ist. Die Nockenführungsrille ist nicht vollständig kreisförmig. Ihre Kontur enthält zwei begrenzte Verweilbereiche X und Y. Während dieser Verweilbereiche X und Y bleibt die Exzenterrolle 97 in einer konstanten Entfernung von der Drehachse der Welle 93 und das Gestänge 82, 87 bis 89, 91 und 92 bleibt stationär.

Ein lOrmplattenantriebsmotor M1 ist im EOrmplattenantriebsbereich des Basisteils 11 hinter der Tür 31 angeordnet. Der Motor M1 treibt ein Untersetzungsgetriebe 99 über einen Riemen 101 an. Die Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes 99 ist die Welle 93·

Der Antrieb für den Nahrungsmittel-Zuführförderer, welcher die Transportschnecken 62 umfaßt, könnte durch einen separaten Antriebsmotor betätigt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch wird der Formplattenantriebsmotor M1 für diesen Zweck verwendet. Dieser Antrieb umfaßt einen Lenker 104, welcher von einem auf die Welle 93 aufgekeilten Kurbelarm 109 aus angetrieben wird, der bogenförmig um die Wellenachse schwingt. Das Ende des Lenkers 104 ist durch einen Bolzen 105 mit einer von mehreren Verbindungsöffnungen in einem Hebel 107 verbunden, welcher an einer Welle 108 befestigt ist. Die Welle 108 ist mit einer zu ihr koaxialen Zahnradnabe 108' durch zwei nicht dargestellte Kupplungen verbunden. Eine dieser Kupplungen ist eine Hemmkeilkupplung, welche nur zur Begrenzung der Drehung der Nabe 108' in eine Richtung verwendet wird, und die andere dieser Kupplungen ist eine elektrisch betätigte Kupplung, welche im ausgerückten Zustand die Drehung der Nabe 108' unterbindet.

Ein Antriebskettenrad 111 ist an der Nabe 108' befestigt und mittels einer Kette 112 mit einer Hauptantriebswelle 113 des Zuführförderers verbunden. Die Welle 113 ihrerseits ist durch nicht dargestellte geeignete rechtwinklig angeordnete AntriebsZahnräder mit den einzelnen Transportschnecken 62 des Zufuhrförderers verbunden.

Ein Kettentrieb 116 (3?ig. 3) treibt eine Ausstoßantriebswelle 117 im Synchronlauf (1:1) mit der Welle 93 an. Ein Riementrieb 118

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wiederum verbindet die Welle 117 mit einer Steuernockenwelle

119» so daß die Welle 119 auch in 1:1-Synchronisation mit den Wellen 117 und 93 gedreht wird· Die Welle 119 trägt eine Anzahl von Nocken 120, welche einstellbar sein können. Die Nocken 120 dienen dazu, eine Anzahl von Steuerendschaltern LS1, LS2, LS6, LS7, LS8 und LS9 zu betätigen. Die Wirkungsweise dieser Schalter ist weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben.

Ein an der Ausstoßantriebswelle 117 angebrachter Nocken 121 steht mit einer Exzenterrolle 122 im Eingriff, welche am Ende eines Hebels 132 angebracht ist. Der Hebel 123 dient zur Betätigung eines Hochdruck-Hydrauliksteuerventils 0Ύ2, welches zum Hydraulikantrieb für die Nahrungsmittelpumpe 40 gehört. Die Funktionsweise des Ventils CT2 ist nachstehend im Zusammenhang mit dem in Fig. 2 dargestellten Hydrauliksystem näher beschrieben. Ein an der Welle 117 angebrachter Ausstoß-Antriebsnocken greift in ein Ende eines Ausstoßantriebshebels 126 ein, der auf einer Welle 127 schwenkbar angeordnet ist. Das andere Ende des Hebels 126 ist mit einer vertikalen Ausstoß-Antriebsstange 129 verbunden, deren oberes Ende mit einem Querstück 131 verbunden ist, welches sich quer zum vorderen Ende der Maschine 110 erstreckt. Das Querstück 131 trägt eine Mehrzahl von Ausstoßbechern 132 (Figuren 3 und 6). Jedem Formhohlraum 70 in der Formplatte 65 ist ein Ausstoßbecher 132 zugeordnet (Figuren 3 bis 7)·

Wie in Fig. 3 dargestellt, ist die Formplattenführungsbasis 68 auf zwei kurzen vertikalen Abstützschäften 135 abgestützt (von denen nur einer dargestellt ist), welche sich durch eine Führungshülse 136 erstrecken, die am oberen mittigen Bereich des Basisteils 11 angeordnet ist. In das untere Ende der Abstützschäfte 135 greift jeweils eine Schneckenwelle 137 ein, wobei die beiden Schneckenwellen jeweils mit einem Schneckenrad 139 kämmen. Die Schneckenräder 139 kämmen ihrerseits jeweils mit einem Antriebszahnrad 141, wobei die beiden AntriebsZahnräder 14-1 auf einer Welle 142 befestigt sind, welche sich quer zum Basisteil 11 erstreckt. An der Welle 142 ist ein Handrad 143 befestigt, durch dessen Betätigung ein Anheben oder Absonken der Formplattenführungsbasis 68 ermöglicht wird.

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Die Vakuum-Papierzwischenlegeinrichtung 35 (Figuren 1 und 3) entspricht vollständig der in der vorstehend genannten US-Patentanmeldung 513 737 beschriebenen Konstruktion. Somit reicht eine kurze Beschreibung dieses Mechanismus hier aus· Die Papierzwischenlegeinrichtung 35 weist einen mit Vakuum arbeitenden hin- und hergehenden Überführungsteil 151 auf, welcher mit den Stangen 86 für eine horizontale Hin- und Herbewegung I:i-synchron mit den Bewegungen der Formplatte 65 verbunden ist. Der Überführungsteil 151 bewegt sich so zwischen einer Blattaufnahme-Stellung gemäß Fig. 3 und einer Blattabgabe-Stellung, in welcher der Überführungsteil 151 unmittelbar unterhalb der Ausstoßbecher 132 angeordnet ist, wie in Fig. 6 gezeigt. Jedesmal wenn der Überführungsteil 151 sich in die Stellung gemäß Fig. 6 bewegt, trägt er eine Mehrzahl von Blättern 159 aus Papier oder ähnlichem Material, und zwar jeweils ein Blatt für einen Formhohlraum 70· Die Blätter 159 werden durch die Nahrungsmittelportionen erfaßt, wenn diese aus der Formplatte 65 durch die Ausstoßbecher 132 ausgestoßen werden. Jede Nahrungsmittelportion entfernt ein Blatt 159 von dem Überführungsteil 151 und trägt das Blatt 159 mit sich längs des Weges zu einem Stapel auf dem Förderer 36.

Die Papierzwischenlegeinrichtung 35 weist ferner eine Mehrzahl von Vakuumbechern 152 auf, und zwar zwei für jeden Formhohlraum, welche auf einer an einer Welle 154· befestigten Platte 153 angeordnet sind. Die Welle 154- erstreckt sich zwischen zwei an gegenüberliegenden Seiten der Maschine 10 befindlichen Armen 155· Die Arme 155 sind längs eines durch einen Pfeil P angedeuteten Bogens um eine durch eine Welle 158 definierte Schwenkachse schwenkbar. Die Welle 154- wird bei Schwenkung der Arme 155 ferner mittels einer Kette 1.56 gedreht, welche mit einem Kettenrad auf der Welle 154- und mit einem größeren Kettenrad 157 auf der Welle 158 im Eingriff steht. Dieser Mechanismus schwenkt die Vakuumbecher 152 zwischen der in ausgezogenen Linien in Fig. 3 gezeigten Stellung und der Stellung 152' in gestrichelten Linien, damit die Vakuumbecher einzelne Papierblätter aus einem Vorratsmagazin 161 entfernen kann, wobei für jeden Formhohlraum 70 in der Formplatte 65 jeweils ein Magazin 161 vorgesehen ist. Der Abtransportförderer 36 ist ein herkömmlicher Bandförderer. Das

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innere Ende des Förderbandes steht mit einer Antriebsrolle 165 und das äußere Ende steht mit einer Leerlauf rolle 164 im Eingriff (Fig. 3)- Ein nicht dargestellter separater elektrischer Antriebsmotor ist zum Antrieb des Förderers 36 vorgesehen·

Die Verwendung eines Hydraulikantriebs für den Kolben 48 der Nahrungsmittelpumpe 40 hat wesentliche Vorteile. Eine einfache und dennoch hochwirksame Hydraulikantriebsschaltung ist in Fig. 2 gezeigt. Sie umfaßt einen Motor M4, welcher während der normalen Arbeitsgänge der Formmaschine 10 kontinuierlich erregt gehalten wird. Der Motor M4 treibt eine Niederdruck-Hochvolumen-Pumpe P1 sowie auch eine Hochdruckpumpe P2 von begrenztem Volumen an.

Die Pumpe P1 ist mit einem Dreiwege-Steuerventil CV1 über ein Rückschlagventil 181 verbunden. Das Ventil CV1 ist vom sogenannten solenoid-hilfsgesteuerten Federrückkehrtyp und weist ein "Aufwärts"-Solenoid D und ein "Abwärts"-Solenoid C auf. Die elektrischen Steuerungen für die bei den Solenoide D, G sind derart, daß diese nicht gleichzeitig erregt werden können, wie weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben. Wenn das Solenoid D erregt wird, ist der Auslaß der Pumpe P1 mit einer unteren Öffnung 184 des Hydraulikzylinders 51 verbunden und die obere Öffnung 183 des Hydraulikzylinders 51 steht mit einem Hydraulikreservoir in Verbindung. Wenn hingegen das Solenoid C erregt ist, ist der Ausgang der Niederdruckpumpe P1 mit der oberen öffnung 183 verbunden und die untere öffnung 184 steht mit dem Hydraulikreservoir in Verbindung.

Der Ausgang der Hochdruckpumpe P2 ist mit einem Ventil CV2 verbunden, welches durch den Hebel 123 (Fig. 3) betätigt wird. Ferner ist der Ausgang der Pumpe P2 mit einem Akkumulator ACC verbunden. Wenn das Ventil CV2 durch den Hebel 132 betätigt wird, verbindet es den Akkumulator ACC und den Ausgang der Pumpe P2 mit der oberen öffnung 183 des Hydraulikzylinders 151.

Bei der üblichen Arbeitsweise der Formmaschine 10, bei welcher Nahrungsmittelportionen geformt werden, wird ein Vorrat des Nahrungsmittels, aus welchem die Portionen geformt werden sollen,

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durch die offene obere öffnung des Einfülltrichters 22 in diesen eingebracht. Der Nahrungsmittel-Zuführförderer, welcher im vorliegenden Fall die Transportschnecken 62 umfaßt, stellt eine Bewegung des zugeführten Nahrungsmittels längs des schrägen Bodens des Einfülltrichters 22 abwärts in eine Position sicher, in welcher das Nahrungsmittel die Einlaßöffnung 46 zur Nahrungsmittelpumpe 40 vollständig gegen die Atmosphäre verschließt. Die Förderschnecken 62 werden nicht kontinuierlich betätigt, da eine kontinuierliche Arbeitsweise dieser eine unerwünschte Durchschüttelung des Nahrungsmittels mit dessen möglicher Zerstörung ergeben würde· Der Nahrungsmittel-Zuführförderer 62 wird somit intermittierend betätigt, und zwar nur bis zu einem Ausmaß, welches ausreicht, um die Nahrungsmittelzufuhr für eine vollständige Abdichtung der Eintrittsöffnung 46 aufrecht zu erhalten.

Wenn die Nahrungsmittelportionen geformt werden sollen, wird die Formplatte 65 kontinuierlich über eine Wechselperiode angetrieben. Diese Periode beginnt, wenn die Formplatte 65 in der Zeichnung nach links in eine Endstellung gemäß den Figuren 3 und 5 gezogen ist. Dies ist die Füllstellung für die Formplatte 65, in welcher sämtliche Formplattenhohlräume 70 mit der Auslaßöffnung 45 der Nahrungsmittelpumpe 40 fluchten (Figuren 3, 5 und 7)-In dieser Stellung, beginnend bei 0 in den Figuren 9A und 9B, drückt der Kolben 48 das Nahrungsmittel aus dem unteren Bereich 176 der Pumpenkammer 44 durch die Auslaßöffnung 45 in die Formhohlräume 70» Die tatsächliche Fülldauer der Formhohlräume 70 ist sehr kurz. Die Formhohlräume 70 werden tatsächlich in der Zeitdauer gefüllt, in welcher die Formplatte 65 ihre Bewegung in die Füllstellung beendet. Ein kurzes Verweilen (14°) ist o'edoch vorgesehen, um zu ermöglichen, daß die Vakuumbecher 152 die Papierblätter 159 auf dem Überführungsteil 151 ablagern.

Wenn das Nahrungsmittel in die Formhohlräume 70 gepumpt wird, verdrängt es die Luft aus diesen. Die Luft wird durch die kleinen Auslaßöffnungen 71 und den Kanal 72 nach außen gedruckt und entweicht durch den Durchtrittskanal 73 bis 77 zum Boden des Einfülltrichters 22. Die Nahrungsmittelpartikel, die klein genug sind um durch die Auslaßöffnungen 71 hindurchzutreten, gelangen auf demselben Weg wie die Luft zurück in den Nahrungsmitte1-Ein-

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fülltrichter 22,

Von der in den Figuren 3 und 5gezeigten Füllstellung, die der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung gemäß Fig. 7 entspricht, wird die Formplatte 65 zwischen den Führungsplatten und 67 in der Zeichnung nach rechts bewegt, wobei die Formhohlräume außer Verbindung mit der Auslaßöffnung der Nahrungsmittelpumpe gebracht werden. Diese Bewegung der Formplatte 65 wird durch das Nockenantriebsgestänge herbeigeführt, welches den Nocken 94· und die Hebel 92, 89 und 87 enthält, gemeinsam mit dem Verbindungsgestänge 88 zum Joch 32, welches am in der Zeichnung linken Ende der Formplatte 65 angeschlossen ist. Wie in Fig. 9A gezeigt, wird die anfängliche Bewegung der Formplatte allmählich beschleunigt, wobei die Formplattengeschwindigkeit ansteigt und anschließend allmählich wieder abnimmt, bis die Formplatte 65 eine Entleerungsstellung erreicht, in welcher die Formhohlräume 70 mit den Ausstoßbechern 132 fluchten (Fig. 6). Die allmähliche Beschleunigung und Verzögerung der Formplatte ist sehr erwünscht, um einen Verschleiß und die Wartung der Formplatte 65 und deren Antrieb auf ein Minimum zu reduzieren. Die Formplatte 65 bleibt in Entleerungsstellung für eine Entleerungs-Verweildauer, welche annähernd 50° ihrer Arbeitsperiode ausmacht, wie in den Figuren 9A und 9B gezeigt. Die Länge dieser Verweildauer wird durch die Kontur der Nockenführungsrille 95 in der Nockenscheibe 94- festgelegt (Fig. 3).

Während die Formplatte 65 sich in ihrer Entleerungsstellung befindet, betätigt der Nocken 125 den Hebel 126 (Fig. 3), wobei der Hebel 126 im Uhrzeigersinn um die Welle 127 geschwenkt wird und die Ausstoßantriebsstange 129 nach unten gezogen wird. Hierdurch werden das Querstück 131 und die Ausstoßbecher 132 nach unten bewegt, so daß die Ausstoßbecher 132 die geformten Nahrungsmittelportionen aus den Formhohlräumen 70 ausstoßen. Vor der Abwärtsbewegung der Ausstoßbecher 132 hat sich der Papierüberführungsteil 151 von der in Fig. 3 gezeigten Stellung rückwärts in Richtung auf die Entleerungsstellung der Formplatte 65 in die Stellung gemäß Fig. 6 bewegt. Da (jeder Ausstoßbecher 132 eine geformte Nahrungsmittelportion von dem Formhohlraum in der Formplatte 65 nach unten bewegt, kommen die einzelnen

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Nahrungsmittelportionen jeweils mit einem Papierblatt 159 auf dem Überführungsteil 151 in Eingriff und die Nahrungsmittelportion und das Papier fallen zusammen auf einen Stapel 173A am Abtransportförderband 36 (Fig. 3 und 7). Der Überführungsteil 151 bleibt während des Entleerungsintervalls für die Formplatte 65 (Fig. 9-B) unterhalb der Ausstoßbecher 132 stationär.

Die periodische Bewegung der Formplatte 65 beginnt wieder mit der Bewegung der Formplatte 65 nach innen in Richtung auf die Nahrungsmittelpumpe 40, wobei diese Bewegung unmittelbar auf das Verweilintervall in der Entleerungsstellung folgt. Entsprechend beginnt der Überführungsteil 151 seine Auswärtsbewegung in Richtung auf die in Fig. 3 gezeigte Position, um neue Papierblätter 159 für die nächste Formplattenperxode aufzunehmen (Fig. 9B). Wie in Fig. 9A gezeigt, wird die nach innen gerichtete Bewegung der Formplatte 65 wieder allmählich beschleunigt und anschließend allmählich verzögert, wobei diese Charakteristik durch die besondere Ausbildung des Gestänges für den Antrieb der Formplatte 65 herbeigeführt wird.

Wenn der Kolben 48 der Nahrungsmittelpumpe 40 sich bis herab zur kritischen Höhe 175 (Fig. 5) beim Füllen der Formhohlräume 70 bewegt hat, wird wieder ein Ansaughub für den Kolben 4-8 eingeleitet, um den Nahrungsmittelvorrat in der Pumpenkammer aufzufüllen. Der Ansaughub der Pumpe 40 wird während des Zeitintervalls beendet, in welchem die Formplatte 65 von der Nahrungsmitte Ip umpe 40 weit genug verschoben ist, so daß die Formhohlräume 70 außer Verbindung mit der Auslaßöffnung 45 sind. Die Aufwärtsbewegung des Kolbens 48 wird eingeleitet, nachdem eine merkliche Bewegung der Formplatte 65 erfolgt ist, so daß das Nahrungsmittel in der in den einzelnen Formhohlräumen 70 geformten Portion unter gesteuertem Druck äfceht. Wie in den Figuren 9A und 9B gezeigt, beginnt die Aufwärtsbewegung des Kolbens 48 bei annähernd 52,5 der Formplattenperxode, nachdem die Formplatte 65 ihre Auswärtsbewegung beginnt.

Das Hydrauliksystem zur Betätigung des Zylinders 51, welcher den Kolben 48 hochhebt, ist derart ausgebildet, daß eine sehr schnelle Aufwärtsbewegung des Kolbens 48 erfolgt. Bei der dar-

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gestellten Formmaschine ΊΟ beträgt die tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 48 nahezu 61m pro Minute· Aus diesem Grunde und weil die Einlaßöffnung 46 vollständig durch den Nahrungsmittelvorrat im unteren Bereich des Einfülltrichters 22 gefüllt ist, entsteht im unteren Bereich der Pumpenkammer 44 ein merkliches Vakuum· Durch dieses Vakuum wird das viskose, zähflüssige Nahrungsmittel 61 in die Pumpenkammer 44 hineingezogen, wie durch die gestrichelte Darstellung 61A in Fig· 6 angedeutet, wo der Kolben 48 dargestellt ist als am Ende seiner Aufwärtsbewegung in der oberen Bereitschaftsstellung für die Pumpe 44· Diese Stellung ist dort, bis wohin sich der Kolben 48 bei einem normalen Ansaughub bewegt. Wegen der zäh--flüssigen Konsitenz des Nahrungsmittels 61 ist es von wesentlicher Bedeutung, daß die Einlaßöffnung 48 einen großen Querschnitt hat, so daß eine angemessene Menge des Nahrungsmittels in die Pumpenkammer 44 hineingezogen wird, wie in Fig. 6 gezeigt.

Von der oberen Bereitschaftsstellung gemäß Fig· 6 wird der Kolben 48 anschließend in Richtung nach unten durch die Pumpenkammer 44 zurückbewegt. Diese Bewegung wird eingeleitet, bevor die Formplatte 65 ihre Entleerungs-Verweilstellung (Figuren 9A und 9B) erreicht, so daß der Kolben 48 ausreichend Zeit hat, um sich nach unten in eine Stellung mit wirksamem Druck zurückbewegen-. Die Aufwärtsbewegung des Kolbens 48 wird dadurch erreicht, daß man ein Fluid mit niedrigem Druck und hohem Volumen der unteren Öffnung 184 des Zylinders 51 (Fig. 2) zuführt, wobei die obere öffnung 183 des Zylinders 51 mit dem Reservoir in Verbindung steht. Diese Wirkungsweise wird durch Erregung des Solenoids C (Fig. 2) herbeigeführt. Der Wechsel zur Abwärtsbewegung des Kolbens 48 erfolgt durch Zuführung des Fluids, und zwar wieder bei niedrigem Druck und hohem Volumen, wobei die Verbindungen der beiden Zylinderöffnungen durch das Ventil OV1 umgekehrt sind, so daß das als Fluid verwendete öl von der Pumpe P1 zur Zylinderöffnung 183 gepumpt wird, während die öffnung 184 in Entleerungsverbindung mit dem Reservoir steht. Die Abwärtsbewegung des Kolbens 48 ist etwas langsamer als dessen Aufwärtsbewegung, insbesondere wenn der Kolben 48 auf das Nahrungsmittel 61A auftrifft, welches in die Pumpenkammer 44 hineingezogen worden war.

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Wenn im weiteren Verlauf der Formplatten-Pumpen-Periode (Fig. 9B) die Formplatte 65 sich in Richtung auf ihre Füllstellung zurüekbewegt, werden die Verbindungen der Pumpenöffnungen 183 und 184 wieder gewechselt, wobei sich das Ventil CV1 wieder in seiner ursprunglichen Stellung befindet und das Ventil CV2 zur Verbindung der Hochdruckpumpe P2 mit der oberen Öffnung 183 des Zylinders 51 betätigt ist. Hierdurch wird die Abwärtsbewegung des Kolbens 48 fortgesetzt und das in die Pumpenkammer 44 hineingezogene Nahrungsmittel unter merklichen Druck gesetzt, so daß es zum Füllen der Formhohlräume 70 bereit ist.

In vielen Fällen hat die untere Druckkammer 176, welche durch den unteren Bereich der Pumpenkammer 44 gebildet ist, ein Volumen, welches wesentlich größer ist als das Gesamtvolumen der Formhohlräume 70· Tatsächlich ist das Volumen der unteren Druckkammer 176 vorzugsweise derart gewählt, daß es mehrere Male größer ist als das gesamte Volumen der Formhohlräume 70. Somit ist es in der nächsten Formperiode, nachdem die Formhohlräume 70 gefüllt wurden und die Formplatte 65 sich nach außen in Richtung auf ihre Entleerungsstellung bewegt hat, nicht erforderlich, den Nahrungsmittelvorrat in der Pumpenkammer 44 aufzufüllen. Unter diesen Umständen bleibt der Kolben 48 im Bereich der Druckposition zwischen der Stellung in ausgezogenen Linien und der Grenzstellung 175 in Fig. 5· Das Ventil 0V1 wird in dieser nächsten Periode nicht betätigt und die Pumpe P1 bleibt während der gesamten Periode vom Zylinder 51 getrennt. Dies ist in Fig. 9B durch gestrichelte Linien angedeutet, welche für den Niederdruckbereich verwendet werden. In diesem Teil jeder Periode ist jedoch die Hochdruckpumpe P2 wieder mit dem Zylinder 51 über das Ventil CV2 verbunden, so daß der Druck auf das Nahrungsmittel während des Füllens der Formhohlräume 70 der gleiche ist wie während der vorhergehenden Periode.

Für eine Gleichförmigkeit der Arbeitsweise beim Füllen der Formhohlräume 70 ist es erwünscht, Druckänderungen im Anschluß an das Füllen der Formhohlräume 70 sowie auch die Aufbringung eines besonders hohen Drucks auf das Nahrungsmittel zu vermeiden. Für diesen Zweck ist es vorteilhaft, die Hochdruck-Ölzufuhr zum Zylinder 51 beim Ventil 0V2 (Fig. 2) zu unterbrechen und beide

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Pumpen P1 und P2 vom Zylinder 51 für einen Zeitraum zu trennen, welcher unmittelbar auf das Ende des Füllstellungs-Verweilens der Formplatte 65 folgt (Fig. 9B). Die tatsächliche Dauer dieses Verweilintervalls für den Kolben 48 (Figuren 9A und 9B) kann für das jeweilige Nahrungsmittel empirisch ermittelt und eingestellt werden, zumal sie bis zu einem gewissen Ausmaß von der Gesamtviskosität und anderen Strömungseigen-·schäften des Nahrungsmittels abhängt. Man hat gefunden, daß dieses Verweilintervall des Kolbens 48 eine materielle Hilfe dabei leistet, jegliche Tendenz einer ungleichförmigen Expansion des Nahrungsmittels in den Formhohlräumen 70 auszuschließen, wenn die Formhohlräume 70 von ihrer Anordnung zwischen den Führungsplatten 66 und 67 bei der Bewegung der Formplatte 65 in Richtung auf ihre Entleerungsstellung (Fig. 6) heraustreten. Tatsächlich wurde gefunden, daß es nicht erforderlich ist, besondere Expansions- oder Entlastungskammern im Formmechanismus vorzusehen und daß die Lippen und Wülste der bisher bekannten Formeinrichtungen vollständig vermieden werden können.

Da die Auslaßöffnung 45 eine minimale Länge hat und die Pumpenkammer 44 direkt mit den Formhohlräumen 70 verbindet, werden die Betätigungsdrücke für die Pumpe 40 auf einem Minimum gehalten. Bei einer typischen Hochvolumen-Maschine, welche bei einer Formplattenfrequenz von 60 Perioden pro Minute arbeitet, kann der

Gesamtdruck in der Größenordnung von 3»515 kg/cm für "Hamburger" und andere ähnliche Nahrungsmittelprodukte liegen. Bei der Formmaschine 10 können die Fluiddrücke der Pumpen P1 und P2 für die Zuführung zum Zylinder 51 bei etwa 33,4 bzw. 175,8 kg/cm liegen.

Wie oben erwähnt, enden die Schrauben 62 des Zuführförderers im merklichen Abstand S von der Einlaßöffnung 46 zur Pumpenkammer 44 (Figuren 5 und 6). Bei dieser Konstruktion arbeitet der Nahrungsmittel-Zuführförderer nicht so, daß das Nahrungsmittel in die Einlaßöffnung 46 hineingedrückt wird wie bei den in vielen bisher bekannten Formmaschinen verwendeten Zuführmechanismen. Stattdessen wirkt der'Nahrungsmittel-Zuführförderer nur so, daß er einen angemessenen Vorrat des Nahrungsmittels in einer Lage hält, in welcher dieses die Einlaßöffnung 46 gegen die Atmosphäre abdichtet und in welcher ein Zusammenbacken des Nahrungsmittels

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innerhalb des Einfülltrichters 22 vermieden wird. Das Nahrungsmittel wird nicht zwangsweise in die Pumpenkammer 44 gedruckt, sondern wird durch das Vakuum in die Pumpenkammer 44 hineingezogen, welches sich beim schnellen Zurückziehen des Kolbens 48 bildet, wobei die oben erwähnte unerwünschte Durchschüttelung vermieden wird.

Wie jede Maschine zur Behandlung von Nahrungsmitteln, erfordert die Formmaschine 10 eine Säuberung in zahlreichen Intervallen. Um einen Zugang zur Pumpenkammer 44 zu ermöglichen, kann der Kolben 48 in eine Säuberungsstellung hochgehoben werden, wie dure-h die Linie 48A in Fig. 6 angedeutet. In der Säuberungsstellung 48A ist der Kolben 48 vollständig aus der Pumpenkammer 44 zurückgezogen, um ein gründliches Heinigen der gesamten Kammer 44 zu ermöglichen. Aus dem gleichen Grund ist der Boden 25 des Einfülltrichters 22 von diesem leicht entfernbar.

Wenn ein Auswechseln der Formplatte 65 erwünscht ist, wie für das Formen von Nahrungsmittelportionen unterschiedlicher Größen, kann die Formplattenführungsbasis 68 durch Betätigung des Handrades 43 abgesenkt werden in die Position 68', welche in Fig. 3 in strichpunktierter Darstellung eingezeichnet ist. Es ist dann eine relativ einfache Sache, die Formplatte 65 vom Joch 32 zu trennen, die Formplatte 65 zu entfernen und sie durch eine andere Formplatte zu ersetzen, welche Formhohlräume von der gewünschten unterschiedlichen Größe oder Form aufweist.

Die Steuerung der Formmaschine 10 ist in Fig. 8 dargestellt, welche schematisch eine vollständige elektrische Steuerschaltung für die Formmaschine 10 enthält. Hinsichtlich der Wirkungsweise dieser Steuerschaltung sei zunächst angenommen, daß der Hauptschalter MS der dreiphasigen Wechselstrom-Versorgungsleitung (Fig. 8) geschlossen ist, wodurch die drei Hauptversorgungsleitungen oben in der Zeichnung mit Energie versorgt sind. Durch den Transformator T wird eine einphasige Wechselstromenergie den Wechselstrom-Steuerungssammelleitungen B1 und B3 zugeführt. Ferner werden, wenn die Türen 31, 33 und 34 (Figuren 1 und 3) des Basisteils 11 geschlossen wurden, die Verriegelungsschalter

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LS11 und LS12 geschlossen und eine einphasige Wechselstromenergie wird an den Sammelleitungen B2 und B3 aufgeprägt.

Wenn die Formmaschine 10 in Funktion gesetzt ist, wird ein umlaufender Start-Stop-Schalter PB 11 (Fig. 8) geschlossen, wodurch eine Perioden-Zeitgeber-Spule TI erregt wird. Die. Zeiteine

geberspule TI schließt die Kontakte TI-1 periodisch, um/Ausstoßheizapparat-Relaisspule HC1 zu erregen. Jedesmal wenn die Spule HC1 erregt wird, werden die Kontakte HC1-1 und HC1-2 geschlossen, um einen Ausstoßheizapparat H1 mit Energie zu versorgen, welcher längs einer der Phasen der Hauptversorgungsleitungen geschaltet ist. Der Schalter PB11 bleibt in seiner geschlossenen ¹¹ StartH-Stellung immer wenn die Formmaschine 10 in Betrieb ist. Der Heizapparat H1 (Fig. 3) erhitzt die Ausstoßbecher 132, um einen sauberen Ausstoßvorgang sicherzustellen.

Beim Starten der Maschine 10 wird auch ein Startschalter PB10 geschlossen. Hierdurch wird eine Betätigungsleitung zu einer Steuerrelaisspule MC4- für den Hydraulikpumpenmotor geschlossen. Bei Erregung der Spule MC4- schließen die Relaiskontakte MC4—1, MC4—2 und MC4—3, um eine dreiphasige Versorgungsleitung zum Hydraulikpumpenmotor M4- zu bilden. Der Motor M4- bleibt in kontinuierlichem Betrieb solange die Formmaschine 10 betrieben wird. Bei Erregung der Spule M04- schließen die zum Startschalter PB10 parallelgeschalteten Kontakte MC4—4-, wodurch eine Halteschaltung für den Hydraulikpumpenmotor M4- gebildet wird. Die Kontakte MC4—5 werden auch geschlossen und verbinden den unteren Sammelleitungsteil B1-1 mit der Sammelleitung B1. Ein Stopschalter PB9 ist für die Entregung des Hydraulikpumpenmotors M4- vorgesehen.

Für das Starten der periodischen Wirkungsweise der Formplatte 65 (Figuren 3 bis 7) wird der Startschalter PB4· geschlossen. Außer wenn der Kolben 4-8 sich in einer Säuberungsstellung befindet, ist der Begrenzungsschalter LS4- (Figuren 4- und 8) geschlossen. Wenn das Seitenschutzblech 171 des Auastoßmechanismus in Arbeitsstellung ist (Fig. 1), ist der Schalter LS5 geschlossen. Infolgedessen wird durch Schließen des Schalters PB4· ein Erregerkreis für eine Motorsteuerungs-Relaisspule MC1 gebildet.

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Bei Erregung der Spule MC1 schließen die Kontakte MC1-4, um einen mit dem Schalter PB4 parallelen Haltekreis zu bilden. Die Kontakte MCi-I, MC1-2 und MC1-3 schließen auch und erregen den Formplattenantriebsmotor M1 (Pig· 3)» welcher erregt bleibt solange die Formmaschine 10 in Betrieb ist· Eine Anzeigelampe L1 (Fig. 8) ist vorgesehen, um der Bedienungsperson anzuzeigen, daß der Kolben 48 in betriebsbereiter Stellung ist, die Seitenschutzbleche 171 unten und die Türen 3I₁ 33 und geschlossen sind.

Durch die Erregung der Spule MC1 werden ebenfalls die Kontakte MC1-5 geöffnet, um ein Hochgehen des Kolbens 48 in seine Säuberungsstellung zu verhindern. Ferner schließen die Kontakte MC1-6, welche den unteren Sammelleitungsteil B1-2 mit der Sammelleitung B1 verbindet.

In einigen Fällen kann es erwünscht sein, die Formplatte 65 in eine vorgegebene Position in ihrer hin- und hergehenden Periode zu bewegen, wie bei einer Funktionsprüfung des Formplattenmechanismus oder beim Auswechseln der Formplatte 65 gegen eine andere Formplatte. Zu diesem Zweck ist ein Formplattenanstoßschalter PB5 in der Schaltung gemäß Fig. 8 vorgesehen, welcher zum Schalter PB4 parallelgeschaltet ist. Wenn der Schalter PB5 zur Erregung der Spule MC1 benutzt wird, werden jedoch die Haltekreiskontakte MC1-4 voneinander getrennt, um zu verhindern, daß der Formplattenmechanismus in seine periodische hin- und hergehende Funktionsweise übergeht.

An der in der Zeichnung linken Seite eines Startschalters PB7 für die Papierzuführung ist eine Wechselstromenergie verfügbar. Das Schließen des Schalters PB7 erregt eine Relaisspule MC2 für die Steuerung des Vakuumpumpenmotors M2, welche die Kontakte MC2-1, MC2-2 und MC2-3 (Fig. 8) schließt und somit den Motor M2 erregt, der eine nicht gezeigte Vakuumpumpe für die Papierzwischenlegeinrichtung 35 (Figuren 1 und 3) antreibt. Ferner schließen die Kontakte MG2-4 (Fig. 8), wodurch ein mit dem Schalter PB7 parallel geschalteter Haltekreis gebildet wird und der Vakuumpumpenmotor M2 erregt gehalten wird. Die Kontakte MG2-5 schließen ebenfalls, wodurch eine Erregungsschaltung für die beiden Solenoide A und B

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ermöglicht wird. Dieser Erregungskreis erstreckt sieh über die Zeitschalter LS8 bzw. 1S9. Die Solenoide A und B betätigen die Vakuumventile in der Papierzwischenlegeinrichtung 35, wobei die Zeitdauer der Erregung der Solenoide A und B durch mechanische Betätigung der Schalter LS8 bzw. 1S9 gesteuert wird. Ein Stopschalter PB6 kann betätigt werden, um die Papierzwischenlegeinrichtung 35 abzuschalten, wenn dies gewünscht ist. Die Arbeitsweise der Vakuum-Papierzwischenlegeinrichtung 35 ist im Detail in der US-Patentanmeldung 513 717 beschrieben, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird.

Die elektrische Steuerung (Fig. 8) enthält ferner einen Schalter LS6, welcher in jeder Periode der Formplatte 65 kurz schließt, Jedesmal wenn der Schalter LS6 schließt,wird eine Zählspule PI erregt. Wenn die Zählspule PI eine vorgegebene Anzahl von Malen entsprechend der gewünschten Anzahl von Nahrungsmittelportionen auf einem Stapel 173 (Fig. 3) erregt wurde, werden durch den Zähler die Kontakte D2-1 geöffnet und die Kontakte D2-2 geschlossen. Das Öffnen der Kontakte D2-1 entregt eine Zählerrüeksetzspule PS zum Zurücksetzen des Zählers für den nächsten Stapel 173· Das Schließen der Kontakte D2-2 schließt eine Erregungsleitung zu einer Relaisspule MC3 zur Steuerung des Fördererantriebs. Eine Anzeigelampe L2 wird ferner jedesmal erregt, wenn die Spule MC3 erregt wird.

Bei Erregung der Spule MG3 schließen die Kontakte MO3-1, MO3-2 und MO3-3, um eine dreiphasige Erregerleitung für den Abtransportförderer-Motor M3 zu schließen. Dadurch wird der Abtransportförderer 36 in Funktion gesetzt (Figuren 1 und 3). Die Kontakte .MC3-4- schließen ebenfalls, wodurch ein mit den Kontakten D2-2 parallelgeschalteter Haltekreis geschlossen wird, der über einen Begrenzungsschalter LS7 verläuft. In einem danach folgenden Punkt der Formplattenperiode öffnet der Schalter LS7, um die Betätigung des Förderers 36 durch Unterbrechung des Haltekreises zur Spule MC3 zu unterbrechen, so daß ein gewünschter Abstand zwischen den Stapeln 173 eingehalten wird. Um die Weglänge bei jeder Betätigung des Abtransportförderers 36 einzustellen, kann der Punkt in der Formplattenperiode, in welchem der Schalter LS7

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öffnet, eingestellt werden. Andererseits kann dieselbe wirksame Steuerung dadurch erreicht werden, daß man eine Einstellung für die Geschwindigkeit des Fördererantriebs vorsieht.

Für die vorstehende Beschreibung der Steuerung des Förderers 36 (Fig. 3) ist angenommen worden, daß der Schalter PB-15 sich in seiner "Automatik"-Position gemäß Fig. 8 befindet. Jedoch kann auch eine manuelle Steuerung des Abtransportförderers 36 vorgenommen werden, indem man den Schalter PB15 in seine "Handsteuerungs"-Position umstellt. Ist der Schalter PB15 derart eingestellt, so kann die Spule MO3 erregt werden durch Schließen eines Startschalters PB 17- Ist die Spule M03 erregt, so werden die Kontakte MC3-4 geschlossen und ein mit dem Sehalter PB17 parallelgeschalteter Haltekreis wird über die Zwischenkontakte des Schalters PB15 gebildet. Für diese Arbeitsweise ist der Schalter LS7 nicht im Betätigungskreis und eine Unterbrechung des Fördererbetriebs kann durch Öffnung eines Stopschalters PB16 erfolgen. Für eine begrenzte Betätigung des Förderers 36 kann ein Schalter PB8 betätigt werden, welcher einen Erregerkreis für die Spule MC3 schließt, wobei die Kontakte MC3-4 getrennt sind, so daß eine Halteschaltung nicht gebildet ist.

Die elektrische Steuerung des Kolbens 48 erscheint im unteren Teil der Fig. 8. Um den Kolben 48 in seine Säuberungsstellung anzuheben, muß die Spule MC4 erregt werden, um eine elektrische Verbindung zum Sammelleitungsteil B1-1 zu schaffen. Die Spule MC1 muß jedoch entregt sein, so daß der Motor M1 stromlos und damit der Formplattenmechanismus nicht in Betrieb ist. Unter diesen Bedingungen kann ein Schalter PB14 betätigt werden, um eine Erregerschaltung für das "Aufwärts"-Solenoid D zu bilden, um den Kolben 48 in seine oberste Reinigungsstellung zu bringen. Wenn es andererseits erwünscht ist, den Kolben 48 unter den gleichen Bedingungen abzusenken, können zwei seriengeschaltete Schalter PB12 und PB13 geschlossen werden, um das "Abwärts"-Solenoid O zu erregen und somit den Kolben 48 abzusenken. Wenn der Kolben 48 in seine Säuberungsstellung hochgehoben ist, wird der Schalter LS4 durch die Stange 55 (Fig. 4) geöffnet, um eine Erregung des Relais MC1 (Fig. 8) zur Steuerung des Formplattenmotors zu verhindern.

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Wenn die Formmaschine 10 sich jedoch in ihrer normalen Betriebsweise befindet, wird die Spule M01 erregt, so daß die Kontakte MÖ1-5 offen und die Kontakte MC1-6 geschlossen sind· Unter diesen Umständen wird die Erregung der Solenoide C und D durch die Schalter LS1, LS2, LS3 und LS1O gesteuert. Bei jeder Periode des Formplattenmechanismus wird der Schalter LS1 in der in Fig. 8 gezeigten Stellung während eines Teils der Periode gehalten und wird während eines anderen Teils der Periode in seine gegenüberliegende Betätigungsstellung umgeschaltet. Dasselbe gilt auch für den Schalter LS2, wobei die zeitliche Schaltung dieser Schalter relativ zur Formplattenperiode in Fig. °>B gezeigt ist. Der Schalter LS3 andererseits wird von der geschlossenen Stellung in die offene Stellung gebracht, wenn der Kolben 4-8 die obere Stellung seines normalen Füllhubs erreicht, also die "obere Bereitschaftsstellung" gemäß Fig. 6. Der Schalter LS1O (Figuren 4 und 8) ist ebenfalls ein Begrenzungsschalter, welcher die Stellung des Kolbens 48 aufspürt. Der Schalter LS1O wird offengehalten, außer wenn der Kolben 4-8 unten unterhalb des vorgegebenen Punkts 175 in der Pumpenkammer 44 ist (Fig. 5)» wodurch angezeigt wird, daß sich in der Pumpenkammer 44 eine nicht ausreichende Menge an Nahrungsmittel für eine nochmalige Füllung der Formhohlräume 70 befindet.

Bei der Beschreibung der Steuerung des Kolbens 48 sei zunächst angenommen, daß der Kolben 48 unten ist, wie in den Figuren 3 bis 5 gezeigt, so daß der Schalter LS3 geschlossen ist, und daß der Nahrungsmittelvorrat in der Pumpenkammer 44 gering ist, so daß der Schalter LS1O ebenfalls geschlossen ist. Unter diesen Bedingungen wird, wenn die Formplatte 65 ihre mit dem Pumpenkammerauslaß 45 fluchtende Füllposition verläßt, der Schalter LS1 aus der in Fig. 8 gezeigten Stellung nach aufwärts umgestellt, während der Schalter LS2 unverändert bleibt. Dadurch wird ein Erregerkreis für das "Aufwärts"-Solenoid D von der Sammelleitung B1-2 über die Schalter LS1O, LS3, LS2 und LS1 zur Sammelleitung B3 gebildet. Aufgrund dessen wird der Kolben 48 angehoben.

Wenn der Kolben 48 seine "obere Bereitschaftsstellung" (Fig. 6) erreicht, öffnet der Schalter LS3 und eniregt das Solenoid D (Figuren 2 und 8). Während sich der Kolben 48 in seiner angehobe-

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nen Stellung befindet, wird der Schalter LS2 aus der in Fig. 8 gezeigten Stellung nach aufwärts geschaltet und der Schalter LS1 wird nach unten zurückgeschaltet in die in dieser Figur gezeigte Position. Hierdurch wird ein Erregerkreis für das Solenoid C gebildet, um die Abwärtsbewegung des Kolbens 48 einzuleiten. Diese Erregerschaltung erstreckt sich von der Sammelleitung B1-2 über die Schalter LS2 und LS1 sowie das Solenoid G zur Sammelleitung B3. Wenn der Kolben 48 sich nach abwärts bewegt, schließt der Schalter LS3 wieder, das Solenoid D kann jedoch nicht erregt werden, da die Verbindung zu ihm über den Schalter LS1 im Augenblick gerade offen ist.

Während der Periode, welche auf die Einleitung der Abwärtsbewegung des Kolbens 48 folgt, und während die Formplatte 65 ihre Rückkehrbewegung in ihre Füllstellung beginnt, wird der Schalter I/S2 wieder betätigt, wobei der in die Position gemäß Fig. 8 zurückkehr. Hierdurch wird der Erregerkreis für das Solenoid C unterbrochen, jedoch wird das Solenoid D nicht erregt, da der Schalter LS1 noch nicht betätigt ist und eine offene Leitung in der Verbindung zum Solenoid D bildet. Wenn der Schalter LS2 auf diese Weise betätigt wurde, kehrt das ETiederdruck-Hydrauliksteuerventil CV 3 in seine Mittellage gemäß Fig. 2 zurück, wobei zwischen der Pumpe Pi und dem Zylinder 51 keine Verbindung besteht. Hierdurch ergibt sich ein Zeitintervall, in welchem eine Hochdruck-Hydraulikflüssigkeit dem Zylinder 51 von der Pumpe P2 über das Ventil CV2 zugeführt werden kann, wie im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 9B beschrieben.

Wenn die Formhohlräume 70 gefüllt wurden und die Formplatte 65 sich wieder von ihrer Füllposition in Richtung auf ihre Entleerungsposition nach außen bewegt (Figuren 9A und 9B), wird der Schalter LS1 wieder von der in Fig. 8 dargestellten Stellung nach aufwärts geschaltet, um eine neue Periode einzuleiten, wenn sich nicht andere Bedingungen in der Schaltung geändert haben. Solange der Nahrungsmittelvorrat im unteren Bereich der Pumpenkammer 44 ausreicht, um die Formhohlräume 70 wenigstens einmal mehr zu füllen, wird der Schalter LS1O zum Aufspüren der Kolbenstellung offengehalten. Unter diesen Umständen kann

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der Kolben 48 nicht für die oben beschriebenen Arbeitsschritte betätigt werden, da der Erregerkreis für das "Aufwärts"-Solenoid D nicht geschlossen werden kann· Bis der Nahrungsmittelvorrat in der Pumpenkammer 44 auf einen Füllstand erniedrigt wird, bei welchem der Schalter LS 10 schließt, führt die Pumpe 40 keinen Ansaughub aus. Dieser Zustand kann über eine Anzahl von Formplattenperioden andauern, wie oben beschrieben.

Der Schalter LS10 steuert auch den Antrieb für die Zuführschnecken 62, solange ein Schalter PB20 sich in seiner "Automatik"-Position befindet, wie in Fig. 8 dargestellt. Unter diesen Bedingungen wird die Betätigungsspule Cd für die elektrische Kupplung in dem Versorgungsschneckenantrieb nur dann erregt, wenn der Schalter LS10 geschlossen ist, was einen geringen Nahrungsmittelvorrat in der Pumpenkammer 44 anzeigt und somit die Notwendigkeit für einen Ansaughub des Kolbens 48 in der Pumpe 40. Solange andererseits der Schalter LS10 offen ist, was einen für wenigstens eine nochmalige Füllung der Formhohlräume 70 ausreichenden Nahrungsmittelvorrat in der Pumpenkammer 44 anzeigt, ist der Erregerkreis für die Spule CCi offen und der Versorgungsschneckenantrieb ist nicht betätigt. Die zeitliche Einstellung der Betätigung der Versorgungsschnecken relativ zur Formplattenperiode wird durch den Kurbelarmantrieb 104 nis 109 (Fig. 3) gesteuert und diese zeitliche Steuerung ist in Fig. 9B dargestellt.

Unter bestimmten Umständen kann es gewünscht sein, die Funktion des Schalters LS 10 zu überbrücken und die Pumpe 40 und den Versorgungsschneckenantrieb im 1:1-Verhältnis relativ zur Arbeitsperiode der Formplatte 65 arbeiten zu lassen. Hierzu kann der Schalter PB20 in seine "manuell" geschlossene Stellung umgeschaltet werden, wobei der Schalter LS10 nebengeschaltet wird. Ist dies erfolgt, so wird die Pumpe 40 durch Erregung der Solenoide C und D über eine vollständige Ansaugperiode in jeder Formplattenperiode angetrieben, unabhängig von der Menge des Nahrungsmittels in der Pumpenkammer 44.

Für die besondere elektrische Steuerung gemäß Fig. 8 sind die Schalter LS1, LS2, LS6, LS7, LS8 und LS9 sämtlich rotierende Schalter, welche vom Formplattenantrieb betätigt werden (vgl.

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Fig. 3)· Der mechanische Anknüpfpunkt für diese Schalter kann jeweils an verschiedenen Punkten im Formplatten-Antriebsmechanismus liegen. Alle diese Schalter können bequem von der Antriebswelle für den Ausstoßmechanismus aus betätigt werden. Die Schalter LS3, LS4- und LS1O andererseits sind sämtlich Spürschalter, welche die Position des Kolbens 4-8 aufspüren (Fig. ²I-). Der Schalter LS5 ist ebenfalls ein Fühlschalter, welcher als Sicherheit sverriegelung verwendet wird und welcher aufspürt, ob das Ausstoßschutzblech 171 (Fig. 1) sich an seiner Stelle befindet. Die Schalter LS11 und LS12 sind Türverriegelungsschalter, welche aus Sicherheitsgründen verwendet werden und während der normalen Arbeitsweise der Maschine geschlossen sind. Der Schalter PB1 ist ein "Gefahren"-Stopschalter, welcher verwendet werden kann, um die Formmaschine 10 im Gefahrenfall vollständig auszuschalten.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum Formen von Nahrungsmittelportionen, gekennzeichnet durch die folgenden sich periodisch wiederholenden Verfahrensschritte:

   a) Kontinuierliches Halten eines NahrungsmittelVorrats in einer Anordnung, in welcher eine direkt in eine enge Pumpenkammer führende großflächige Einlaßöffnung durch das Nahrungsmittel vollständig blockiert wird,

   b) schnelles Zurückziehen eines Kolbens aus der Pumpenkammer an der Einlaßöffnung vorbei mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 4-5,7 m pro Minute aus einem Druckstellungsbereich innerhalb der Pumpenkammer, in welchem der Kolben die Einlaßöffnung schließt, in eine Ansaugstellung, in welcher die Einlaßöffnung in die Kammer geöffnet ist, wobei ein Teilvakuum in der Kammer gebildet wird und eine Nahrungsmittelmenge über eine kurze Entfernung aus dem Nahrungsmittelvorrat durch die Einlaßöffnung in die Kammer ge zogen wird,

   c) Bewegen des Kolbens zurück in die Kammer an der Einlaßöffnung vorbei in seinen Druckstellungsbereich, Schließen der Einlaßöffnung und Unterdrucksetzen des Nahrungsmittels innerhalb eines unteren Bereichs der Kammer an der der Kolbenansaugstellung gegenüberliegenden Seite der Kammer,

   d) Bringen eines Formhohlraums in eine Nullstellung in Verbindung mit einer Auslaßöffnung der Kammer, wobei sich der Kolben in seinem Druckstellungsbereich befindet, um den Formhohlraum mit dem Nahrungsmittel zu füllen und eine Nahrungsmittelportion zu formen, und

   e) Bewegen des Formhohlraums weg von seiner Nullstellung und außer Verbindung mit der Auslaßöffnung in eine Entleerungsstellung, in welcher die Nahrungsmittelportion aus dem Formhohlraum entfernt wird.

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   2· Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden zusätzlichen Verfahrensschritte:

   f) Einleiten einer zweiten Periode durch Vorwärtsbewegen des Kolbens um eine Strecke weiter in seinen Druckstellungsbereich im Anschluß an den Verfahrensschritt e), wobei die Verfahrensschritte a), b) und c) ausgelassen werden, und

   g) Vervollständigung der zweiten Periode durch Wiederholung der Verfahrensschritte d) und e) .

   3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die folgenden zusätzlichen Verfahrensschritte:

   h) Aufspüren des Eindringens des Kolbens in seinen Druckstellungsbereich,

   i) Wiederholen der Verfahrensschritte f) und b) in jeder neuen Periode, bis der Kolben an einem vorgegebenen Punkt vorbei in den unteren Bereich der Pumpenkammer eingedrungen ist, und

   3) anschließendes Einleiten einer neuen Periode mit den Verfahrensschritten a), b) und c).

   4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt d) in einem mit dem Endabschnitt des VerfahrensSchritts c) zusammenfallenden überlappenden Intervall durchgeführt wird.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Flüssigkeitdruckmotors zur Bewegung des Kolbens mit dem zusätzlichen Verfahrensschritt des Unterbrechens der Druckflüssigkeitzufuhr zum Motor für ein Entlastungsintervall, welches einen Teil der Periode umfaßt, der unmittelbar auf den Verfahrensschritt c) folgt und vor der Bewegung des Formhohlraums aus der Verbindung mit der Auslaßöffnung im Verfahrensschritt e) liegt.

   6. Formmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Pumpengehäuse mit einer hohen,

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   engen, länglichen Pumpenkammer (44), welche eine sich an einer Randfläche der Kammer (4-4·) längs erstreckende Auslaßöffnung (4-5) und eine sich an einer Seitenfläche der Kammer (4-4·) längs erstreckende Einlaßöffnung (4-6) aufweist, wobei die Einlaßöffnung (4-6) eine die Weite (W) der Pumpenkammer (4-4·) übersteigende Höhe aufweist, eine Formplatte (65) mit einer Mehrzahl von Formhohlräumen (70), einen Formplattenantrieb zur periodischen Bewegung der Formplatte (65) zwischen einer Füllstellung, in welcher die Formhohlräurnfc (70) mit der Auslaßöffnung (4-5) fluchten, und einer Entleerungsstellung, in welcher die Formhohlräume (70) von der Auslaßöffnung (4-5) getrennt sind, mit einem Verweilintervall in jeder der beiden Stellungen, eine Zuführeinrichtung (22, 62..) für ein kontinuierliches Aufrechterhalten eines die Einlaßöffnung (4-6) vollkommen bedeckenden Nahrungsmittelvorrats (61), einen Kolben (4-8), welcher durch die der Auslaßöffnung (4-5) gegenüberliegende Randfläche in die Pumpenkammer (4-4-) hineinragt und zwischen einer Ansaugstellung, in welcher der Kolben (4-8) von der ÄcdLaßöffnung (4-5) bis zu einem außerhalb der Einlaßöffnung (4-6) liegenden Punkt entfernt ist, und einem Bereich von Druckstellungen, in welchen der Kolben (4-8) sich bis an der Einlaßöffnung (4-6) vorbei erstreckt und diese schließt, einen Kolbenantrieb mit einem reversiblen Flüssigkeitsdruckmotor (5"0i welcher mit dem Kolben (4-8) und Flüssigkeitsdruckeinrichtungen .(Pi₁ P2) zur Zuführung von Flüssigkeit unter Druck zum Motor (51) verbunden ist, sowie eine Steuereinrichtung zur Betätigung des Kolbenantriebs über eine mit der Formplattenperiode synchronisierte Betätigungsperiode und Bewegung des Kolbens (4-8) von seinem Druckstellungsbereich in seine Ansaugstellung und zurück in seinen Druckstellungsbereich während einer Periode, in welcher die Formplatte (65) von ihrer Füllstellung entfernt ist, wobei der Kolben (48) sich in Richtung auf-seine Ansaugstellung mit einer Geschwindigkeit bewegt, die ausreicht, um ein partielles Vakuum in der Pumpenkammer(44) zu erzeugen und dadurch das Nahrungsmittel (61A) ohne merklichen äußeren Antrieb von der Zuführeinrichtung (22, 62···) eine kurze Strecke durch die Einlaßöffnung (4-6) hineinzuziehen.

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   7. Formmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Einrichtungen (CV1, CV2) aufweist, mittels welcher die Druckflüssigkeitseinrichtungen (P1, P2) für ein mit dem Verweilintervall zur Füllung der Formplatte (65) synchronisiertes vorgegebenes Kolbenverweilintervall abtrennbar sind.

   8. Formmaschine nach Anspruch 7? gekennzeichnet durch eine einstellbare Einrichtung zur Bestimmung des Kolbenverweilens, durch welche das Kolbenverweilintervall von O bis auf einen merklichen Abschnitt der Kolbenperiodendauer einstellbar ist.

   9· Formmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenantriebsmotor (51) ein Hydraulikzylinder ist und die Steuereinrichtung eine auf die Kolbenstellung ansprechende Anordnung aufweist für das Einleiten der Bewegung des Kolbens (48) in seine Ansaugstellung während jeder Periode, welche einer Periode folgt, in der der Kolben (48) nicht bis zu einer vorgegebenen Stellung in seinem Druckstellungsbereich vorgedrungen ist·

   10. Formmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeitseinrichtungen durch eine Niederdruckflüssigkeit-Zuführpumpe (P1) und eine Hochdruckflüssigkeits-Zuführpumpe (P2) gebildet sind und die Steuereinrichtung die Niederdruckpumpe (P1) mit dem Motor (51) zum Antrieb des Kolbens (48) von seiner Ansaugstellung in Richtung auf seinen Druckstellungsbereich verbindet und die Hochdruckpumpe (P2) mit dem Motor (51) zum weiteren Antrieb des Kolbens (48) in seinen Druckstellungsbereich hinein verbindet, so daß Nahrungsmittel (61) durch die Auslaßöffnung (45) in die Formhohlräume (7°) gepumpt wird.

   11. Formmaschine nach einem der Ansprüche 6 bisf0, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (51) ein Hydraulikzylinder mit einer mit dem Kolben (48) verbundenen Kolbenstange (52) ist und die Steuereinrichtung sämtliche Druckflüssigkeitseinrichtungen (P1, P2) für ein Kolbenverweilintervall von einstell-

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   barer Dauer inaktiv hält, welches unmittelbar auf das Verweilintervall zum Füllen der Formplatte (65) folgt.

   12. Formmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungsmitte1-Zufuhreinrichtung einen Speicher- und Einfülltrichter (22) mit einer sich in Richtung auf die Einlaßöffnung (4-5) des Pumpengehäuses (4-2) erstreckenden und an deren unterer Kante endenden Bodenfläche (25) aufweist, wobei die Weite des Bodens (25) des Einfülltrichters (22) im wesentlichen der Länge (L) der Pumpenkammer (4-4-) entspricht, und daß die Nahrungsmittel-Zuführeinrichtung ferner einen am Boden (25) des Einfülltrichters (22) angeordneten Zuführförderer (62) zur Förderung von Nahrungsmittel (61) zur Einlaßöffnung (4-6) aufweist, wobei der Zuführförderer (62) in einem merklichen Abstand von der Einlaßöffnung (4-6) endet, und daß die Steuereinrichtung den Zuführförderer (62) nur während eines begrenzten Teils jeder Kolbenbetätigungsperiode betätigt, in welcher eine Bewegung des Kolbens (4-8) in seine Ansaugstellung stattfindet.

   13. Formmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführförderer (62) durch eine Mehrzahl von Transportschnecken gebildet ist, die sich längs des Einfülltrichter-Bodens (25) in Richtung auf die Einlaßöffnung (4-6) erstrecken und jeweils in einem merklichen Abstand (S) vor der Einlaßöffnung (4-6) enden·

   14-. Formmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Anordnung zum Aufspüren der Kolbenstellung aufweist, durch welche das Eindringen des Kolbens (4-8) in seinen Druckstellungsbereich aufspürbar ist, und daß die Steuereinrichtung die Bewegung des Kolbens (4-8) in seine Ansaugstellung und die Betätigung des Zuführförderers (62) einleitet in jeder Betätigungsperiode, welche auf eine Periode folgt, in der der Kolben (4-8) nicht bis zu einem vorgegebenen Punkt in seinem Druckstellungsbereich vorgedrungen ist.

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   15- Formmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 14-, dadurch gekennzeichnet, daß der Formplattenantrieb einen kontinuierlich angetriebenen Drehnocken (9*0 mit einer Nockenführung (95)* einen in die Nockenführung (95) eingreifenden und durch den Nocken (9*0 hin- und herbewegten Nockenstößel sowie ein Gestänge (82, 87 bis 89, 91, 92) zur Verbindung des Nockenstößels mit der Formplatte (65) für deren periodische Bewegung zwischen ihrer Füllstellung und ihrer Entleerungsstellung aufweist, wobei die Nockenführung (95) eine derartige Kontur aufweist, daß sich ein merkliches Verweilintervall für die periodische Bewegung der Formplatte in ihrer Entleerungsstellung ergibt, welches für die Entleerung der geformten Nahrungsmittelportionen aus den Formhohlräumen (70) ausreichend lang ist.

   16. Formmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenführung (95) als ringförmige Nockenführungsrille in der Oberfläche des Nockens (94·) ausgebildet, welche relativ zur Drehachse des Nockens (94-) exzentrisch angeordnet ist, und der Nockenstößel einen längs einer die Nockenachse kreuzenden Bahn gleitend bewegbaren Antriebs- oder Nockenhebel (92) sowie eine Stößel- oder Exzenterrolle (97.)aufweist, welche am Nockenhebel (92) angeordnet ist und in die Nockenführungsrille (95) eingreift.

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