DE29607846U1 - Device for dosing ground coffee in coffee packaging - Google Patents
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HAUCK, GRAAUPS, WeHNÖRT, DÖRING, SIEMONSHAUCK, GRAAUPS, WeHNÖRT, DÖRING, SIEMONS
HAMBURG - MÜNCHEN - DÜSSELDORF
39 815-22HAMBURG - MUNICH - DÜSSELDORF
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HANS HAUCK, Dipl.-Ing. WERNER WEHNERT, Dipl.-Ing. Mozartstraße 23, 80336 München Telefon (089) 53 92 36, Fax (089) 53 12HANS HAUCK, Dipl.-Ing. WERNER WEHNERT, Dipl.-Ing. Mozartstraße 23, 80336 Munich Telephone (089) 53 92 36, Fax (089) 53 12
WOLFGANG DÖRING, Dr.-Ing. Mörikestraße 18, 40474 Düsseldorf Telefon (0211) 45 07 85, Fax (0211) 454 32 Telex 8 584 044 dopa dWOLFGANG DÖRING, Dr.-Ing. Mörikestraße 18, 40474 Düsseldorf Telephone (0211) 45 07 85, Fax (0211) 454 32 Telex 8 584 044 dopa d
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HAMBURG, 29. April 199HAMBURG, 29 April 199
Vorrichtung zum Dosieren von Mahlkaffee in KaffeeverpackungenDevice for dosing ground coffee into coffee packaging
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Dosieren von Mahlkaffee in Kaffeeverpackungen.The invention relates to a device for dosing ground coffee into coffee packaging.
Beim Verpacken von Mahlkaffee wird angestrebt, jede Verpackung möglichst genau mit einem bestimmten Füllgewicht und einem bestimmten Füllvolumen Mahlkaffee zu versehen. Das Füllgewicht ist die Mengenangabe, auf deren Einhaltung der Abnehmer besonderen Wert legt. Das Füllvolumen muß der angestrebten Verpackungsgröße entsprechen. Dies gilt insbesondere für Verpackungen, die ohne eine Umverpackung aus Karton auskommen und bei denen der Kaffee direkt in einen luftdicht verschließbaren Beutel gepackt wird.When packaging ground coffee, the aim is to provide each package with a specific filling weight and a specific filling volume of ground coffee as precisely as possible. The filling weight is the quantity that the customer attaches particular importance to. The filling volume must correspond to the desired packaging size. This applies in particular to packaging that does not require outer packaging made of cardboard and in which the coffee is packed directly into an airtight bag.
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Der Kaffee aus dem Mahlwerk ist bereits bis zu einem gewissen Grad vorkorapaktiert. Deshalb ist zum Erreichen eines bestimmten Gewichts bei einem gegebenen Volumen lediglich ein Nachkompaktieren erforderlich, bei dem durch geeignete Maßnahmen die Schüttdichte des Kaffees erhöht wird. Dabei können durch Eintrag mechanischer Arbeit scharfkantige Kaffeekörner gebrochen und kann durch Ablagern von feinen Teilchen das Porenvolumen verringert werden.The coffee from the grinder is already pre-compacted to a certain degree. Therefore, to achieve a certain weight for a given volume, only post-compacting is required, in which the bulk density of the coffee is increased by suitable measures. Sharp-edged coffee beans can be broken up by introducing mechanical work and the pore volume can be reduced by depositing fine particles.
Bei einer aus der DE 43 36 2 33 Al bekannten Vorrichtung zum Dosieren von Mahlkaffee wird der gemahlene Kaffee auf eine Verteileinrichtung gegeben, die verschiedene Verdichtungseinrichtungen (Kompaktoren) speist. Der nachverdichtete Kaffee aus den Kompaktoren wird mittels Dosiereinrichtungen in Kaffeeverpackungen auf einem Förderband abgefüllt. Füllgewicht und Füllvolumen werden durch Messung an den Kaffeepackungen kontrolliert. Bei Abweichungen vom Sollwert des Füllgewichts werden die Dosiereinrichtungen geregelt. Bei Abweichungen vom Sollwert der Füllhöhe werden die Kompaktoren von einer Regeleinrichtung derart angesteuert, daß das Schüttgut vor dem Abfüllen füllhöhenspezifisch verdichtet wird. Bei dieser Vorrichtung ist nachteilig, daß die lange Regelstrecke die Genauigkeit der Dosierung beeinträchtigt. Es resultieren Kaffeepackungen,In a device known from DE 43 36 2 33 Al for dosing ground coffee, the ground coffee is placed on a distribution device that feeds various compression devices (compactors). The compressed coffee from the compactors is filled into coffee packages on a conveyor belt using dosing devices. Filling weight and filling volume are controlled by measuring the coffee packages. If there are deviations from the setpoint value of the filling weight, the dosing devices are regulated. If there are deviations from the setpoint value of the filling level, the compactors are controlled by a control device in such a way that the bulk material is compressed to the specific filling level before filling. The disadvantage of this device is that the long control path impairs the accuracy of the dosing. The result is coffee packages that
die hinsichtlich der Genauigkeit und Konstanz von Füllgewicht und Füllvolumen noch zu wünschen übrig lassen.which still leave something to be desired in terms of the accuracy and consistency of filling weight and filling volume.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die ein genaueres Dosieren von Mahlkaffee in Kaffeeverpackungen mit geringerem Schwankungen ermöglicht.Based on this, the invention is based on the object of creating a device that enables more precise dosing of ground coffee in coffee packaging with less fluctuation.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the device are specified in the subclaims.
Die erfindungsgeraäße Vorrichtung zum Dosieren von Mahlkaffee in Kaffeeverpackungen hat einen Kompaktor für Mahlkaffee, der in bekannter Weise mit einer Einzugsschnecke und einem Flügelverdichter ausgestattet sein kann. Die Vorrichtung kommt mit einem einzigen zentralen Kompaktor aus, der bei entsprechender Leistungsfähigkeit jedoch etwas größer als die Kompaktoren bekannter Vorrichtungen ausgeführt sein kann. Der Auslauf des Kompaktors speist eine Einrichtung zum Messen des Kompaktierungsgrades, die sowohl das Gewicht als auch das Volumen des zugeführten Mahlkaffees ermitteln bzw. festlegen kann. Vorzugsweise mißt diese Einrichtung das Gewicht eines vorgegebenen Volumens Mahlkaffee, wozu sie einen Behälter auf einerThe device according to the invention for dosing ground coffee into coffee packaging has a compactor for ground coffee, which can be equipped in a known manner with an intake screw and a vane compressor. The device manages with a single central compactor, which, if it has the necessary performance, can be designed somewhat larger than the compactors of known devices. The outlet of the compactor feeds a device for measuring the degree of compaction, which can determine or set both the weight and the volume of the ground coffee fed in. Preferably, this device measures the weight of a given volume of ground coffee, for which purpose it has a container on a
Wägevorrichtung haben kann, von dem nach dem Befüllen überschüssiger Kaffee abgestreift wird. Vorzugsweise entnimmt diese Einrichtung den zu prüfenden Mahlkaffee einem Hauptstrom des kompaktierten Mahlkaffees. Des weiteren ist ein Regler vorhanden, der den Kompaktor aufgrund der gemessenen Werte des Kompaktierungsgrades so steuert, daß der gewünschte Kompaktierungsgrad nach Masse und zugeordnetem Volumen möglichst genau erreicht wird. Hierfür kann der Regler die Programmparameter und die mechanischen Komponenten des Kompaktors einstellen. Schließlich ist eine Einrichtung zum Füllen des kompaktierten Mahlkaffees in Kaffeeverpackungen vorhanden, die vorzugsweise von einem Hauptstrom des Mahlkaffees aus dem Kompaktor und dem Kaffee aus der Einrichtung zum Messen des Kompaktierungsgrades gespeist ist. Vorzugsweise weist die Einrichtung zum Füllen mindestens einen Füllstutzen oberhalb einer Einrichtung zum Transportieren von Kaffeeverpackungen auf. Ein Verteilen des kompaktierten Mahlkaffees auf mehrere Füllstutzen kann über eine Verteilerschnecke erfolgen. Der Kompaktierungsgrad wird durch die Verteilerschnecke praktisch nicht verändert. Die Füllstutzen können als Haupt- und Nachdosierer für ein schrittweises Befüllen der durchlaufenden Kaffeeverpackungen dienen, insbesondere wenn eine Hochleistungsdosierung angestrebt wird.Can have a weighing device from which excess coffee is stripped off after filling. Preferably, this device takes the ground coffee to be tested from a main stream of compacted ground coffee. Furthermore, a controller is present which controls the compactor based on the measured values of the degree of compaction so that the desired degree of compaction is achieved as precisely as possible in terms of mass and assigned volume. For this purpose, the controller can set the program parameters and the mechanical components of the compactor. Finally, there is a device for filling the compacted ground coffee into coffee packaging, which is preferably fed by a main stream of ground coffee from the compactor and the coffee from the device for measuring the degree of compaction. Preferably, the device for filling has at least one filling nozzle above a device for transporting coffee packaging. The compacted ground coffee can be distributed to several filling nozzles via a distribution screw. The degree of compaction is practically not changed by the distribution screw. The filling nozzles can serve as main and secondary dosers for step-by-step filling of the coffee packaging as it passes through, especially when high-performance dosing is required.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Messung des Kompaktierungsgrades direkt am Auslauf des Kompaktors eine sehr kurze Regelstrecke mit nur wenig Produkt zwischen Kompaktor und Meßeinrichtung aufweist, die eine sehr genaue Einhaltung des gewünschten Komptaktierungsgrades bei allenfalls sehr geringen zeitlichen Schwankungen ermöglicht. Genaue Füllgewichte und Füllvolumina sind auch bei Hochleistungsverpackungen erreichbar. Die Vorrichtung ist insbesondere zum Befüllen von Primärverpackungen ohne Umverpackung geeignet. Zusätzliche Sicherheit kann durch Kontrolle der Packungshöhe und Aufschalten der gemessenen Werte auf den Regler erhalten werden. Insgesamt wird durch die Vorrichtung ein kontinuierlicher und angepaßter Mahlkaffee-Einzug, ein verbessertes Häutchenbild des Kaffees, die gesteuerte Mahlkaffee-Zufuhr zur Packmaschine mit definierter Schüttdichte sowie die Konstanthaltung der Packungshöhe realisiert. Dabei laßt sich die Vorrichtung so aufbauen, daß die leichte Zugänglichkeit und die Möglichkeit eines leichten Werkzeugwechsels eine schnelle Reinigung bei Produktwechsel sowie eine unkomplizierte Anpassung auch an spezielle Aufgaben garantieren.The device according to the invention has the advantage that the measurement of the degree of compaction directly at the outlet of the compactor has a very short control path with only a small amount of product between the compactor and the measuring device, which enables very precise compliance with the desired degree of compaction with very little fluctuations over time. Exact filling weights and filling volumes can also be achieved with high-performance packaging. The device is particularly suitable for filling primary packaging without outer packaging. Additional safety can be achieved by checking the packaging height and applying the measured values to the controller. Overall, the device enables a continuous and adjusted intake of ground coffee, an improved skin appearance of the coffee, the controlled supply of ground coffee to the packaging machine with a defined bulk density and the constant maintenance of the packaging height. The device can be constructed in such a way that easy accessibility and the possibility of an easy tool change guarantee quick cleaning when changing products and uncomplicated adaptation to special tasks.
Der Kompaktor kann einen Einlauf, ein Verdichterrohr und eine Stauklappe am Ende des Verdichterrohres haben. Außer-The compactor can have an inlet, a compressor tube and a damper at the end of the compressor tube.
dem können auf einer Hauptwelle eine dem Einlauf zugeordnete Einzugsschnecke, Werkzeuge (Paddel oder Flügel), ein Scraper und Wuchtscheiben befestigt sein. Über die Drehzahl des Antriebes, der frequenzgesteuert sein kann, wird der Voluraenstrom der Einzugsschnecke geregelt, d.h. die zugeführte Kaffeemenge.An intake screw, tools (paddles or wings), a scraper and balancing disks can be attached to a main shaft. The speed of the drive, which can be frequency-controlled, regulates the volume flow of the intake screw, i.e. the amount of coffee fed in.
Vom Einlauf gelangt der Mahlkaffee über die Einzugsschnecke in das Verdichterrohr, wo die Paddel mechanisch auf den Kaffee einwirken. Die Paddel sorgen in Wechselwirkung mit Stopp-Schrauben oder sonstigen Einbauten des Verdichterrohres für Kantenbrechung und Abrundung der Kaffeepartikel sowie für die Häutchenzerkleinerung, -einfärbung und -Vermischung. Weiterhin fördern die Paddel den Kaffee in Richtung Stauklappe und Austrag. Der Anstellwinkel der Paddel ist stufenlos bis hin zur Gegenförderung einstellbar.From the inlet, the ground coffee passes through the intake screw into the compressor tube, where the paddles act mechanically on the coffee. The paddles, in interaction with stop screws or other components of the compressor tube, ensure that the edges of the coffee particles are broken and rounded, as well as that the skin is crushed, colored and mixed. The paddles also convey the coffee towards the retaining flap and discharge. The angle of the paddles is infinitely adjustable up to counter-conveying.
Die Stauklappe kann in Stellungen von geschlossen bis 90° geöffnet gebracht werden. Diese Verstellung ist Bestandteil der Schüttdichteregelung, da über die Klappenstellung die Kompaktierung wesentlich beeinflußt wird. Je weiter die Klappe geschlossen ist, desto höher wird die Verweilzeit des Kaffees und damit der Kompaktierungsgrad. Durch den Klappenspalt gelangt der Kaffee dann durch den AustragThe flap can be set to positions from closed to 90° open. This adjustment is part of the bulk density control, since the flap position has a significant influence on compaction. The further the flap is closed, the longer the coffee stays and thus the degree of compaction. The coffee then passes through the flap gap through the discharge
. . Jl . . Jl
in die Einrichtung zum Messen des Kompaktierungsgrades. Des weiteren kann eine Verdichtungseinrichtung als Kompaktor zum Einsatz kommen, die in der DE 43 36 233 Al der Dosiereinrichtung vorgeordnet dargestellt ist.into the device for measuring the degree of compaction. Furthermore, a compaction device can be used as a compactor, which is shown in DE 43 36 233 Al as being arranged upstream of the dosing device.
Die Einrichtung zum Messen kann auch andere Einsatzbereiche als in einer Vorrichtung zum Dosieren von Mahlkaffee in Kaffeeverpackungen haben. So kann sie für die On-line-Kontrolle von Schüttgewichten in Mahlwerken zum Einsatz kommen. Dort befindet sich nämlich üblicherweise ein Kompaktor, dessen Arbeitsergebnisse bei unterschiedlichen Kaffeesorten schwanken können, so daß eine Feinregelung wünschenswert wäre. Vorzugsweise entnimmt die Einrichtung zum Messen ein vorgegebenes Volumen Mahlkaffee einem Strom oder einem Vorrat Mahlkaffee und ermittelt dann das Gewicht des vorgegebenen Volumens. Nach der Messung kann die Einrichtung zum Messen den entnommenen Mahlkaffee dem Strom oder Vorrat wieder zuführen. Das vorgegebene Volumen kann durch Eintauchen eines Behälters in den Strom oder Vorrat Mahlkaffee entnommen werden. Nach der Entnahme kann ein Schieber überschüssigen Mahlkaffee von der Öffnung des Behälters abstreifen. Nach der Ermittlung des Gewichts kann der Behälter den Mahlkaffee in den Strom oder Vorrat Mahlkaffee abkippen.The measuring device can also have other areas of application than in a device for dosing ground coffee into coffee packaging. For example, it can be used for online control of bulk weights in grinders. This is because a compactor is usually located there, the working results of which can vary for different types of coffee, so that fine control would be desirable. Preferably, the measuring device takes a specified volume of ground coffee from a stream or a supply of ground coffee and then determines the weight of the specified volume. After the measurement, the measuring device can return the removed ground coffee to the stream or supply. The specified volume can be taken by immersing a container in the stream or supply of ground coffee. After the removal, a slide can scrape excess ground coffee from the opening of the container. After the weight has been determined, the container can tip the ground coffee into the stream or supply of ground coffee.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der anliegenden, grob schematischen Zeichnung erläutert:In the following, an example of implementation is explained using the attached, roughly schematic drawing:
Im oberen Teil der Vorrichtung befindet sich ein Aufgabetrichter 1 für Mahlkaffee, der einen Kompaktor 2 speist. Der Kompaktor 2 ist in bekannter Weise mit einer Einzugsschnecke und einem Flügelverdichter ausgeführt. Er zieht den Kaffee ein und gibt am Auslauf 3 eine definierte und verdichtete Menge Mahlkaffee ab.In the upper part of the device there is a feed hopper 1 for ground coffee, which feeds a compactor 2. The compactor 2 is designed in a known manner with an intake screw and a vane compressor. It draws in the coffee and delivers a defined and compacted amount of ground coffee at the outlet 3.
Am Auslauf 3 des Kompaktors 2 ist eine Einrichtung zum Messen des Kompaktierungsgrades 4 angeordnet, die einen Behälter für die Entnahme eines bestimmten Volumens komptaktierten Kaffees aus dem vom Kompaktor abgegebenen Kaffeestrom, eine Wiegevorrichtung zum Wägen des entnommenen Kaffees und eine Einrichtung zum Abkippen des Kaffees aus dem Behälter aufweist. Die Einrichtung zum Messen 4 ist an einem Regler 5 angeschlossen, der den Kompaktor 2 steuert.At the outlet 3 of the compactor 2, a device for measuring the degree of compaction 4 is arranged, which has a container for removing a certain volume of compacted coffee from the coffee flow delivered by the compactor, a weighing device for weighing the removed coffee and a device for tipping the coffee out of the container. The measuring device 4 is connected to a controller 5 that controls the compactor 2.
Der Kompaktor 2 und die Einrichtung zum Messen des Kompaktierungsgrades 4 speisen eine Verteilerschnecke 6, deren verschiedene Ausgänge Füllstutzen 7, 8, 9, 10 speisen. Diese sind oberhalb eines Förderbandes angeordnet, von dem oben geöffnete Kaffeeverpackungen 12 in TransportrichtungThe compactor 2 and the device for measuring the degree of compaction 4 feed a distribution screw 6, the various outlets of which feed filling nozzles 7, 8, 9, 10. These are arranged above a conveyor belt, from which coffee packages 12 that are open at the top are fed in the transport direction
T unterhalb der Füllstutzen 7 bis 10 gefördert werden. Die Füllstutzen 7 bis 10 können so ausgelegt sein, daß die Füllstutzen 7 bis 9 jeweils etwa knapp 1/3 der Füllmenge in die jeweilige Kaffeepackung abgeben und der letzte Füllstutzen 10 etwa 1/10 der Füllmenge eindosiert.T are conveyed below the filling nozzles 7 to 10. The filling nozzles 7 to 10 can be designed so that the filling nozzles 7 to 9 each dispense about 1/3 of the filling quantity into the respective coffee package and the last filling nozzle 10 doses about 1/10 of the filling quantity.
Durch intermittierenden Betrieb der Schnecke 6 oder durch Kapazitätsreserven dieser Einrichtung in Verbindung mit einer Steuerung von Absperrorganen kann erreicht werden, daß Mahlkaffee nur in die nach oben geöffneten Kaffeeverpackungen 12 abgegeben wird.Through intermittent operation of the screw 6 or through capacity reserves of this device in conjunction with a control of shut-off devices, it can be achieved that ground coffee is only dispensed into the coffee packages 12 that are open at the top.
Durch diese Vorrichtung wird eine sehr genaue und schnelle Befüllung durchlaufender Kaffeeverpackungen mit geringen Schwankungswerten erreicht.This device enables very precise and rapid filling of continuous coffee packaging with low fluctuation values.
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