DE3325300A1

DE3325300A1 - Vorrichtung und verfahren zum fuellen von behaeltnissen

Info

Publication number: DE3325300A1
Application number: DE19833325300
Authority: DE
Inventors: Peter Gordon Leeds Y orkshire Wilson
Original assignee: Baker Perkins Ltd
Current assignee: Baker Perkins Ltd
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1984-02-09
Also published as: GB8320467D0; IT1173745B; GB2124575B; IT8348754A0; GB2124575A; JPS5951009A; FR2531036A1

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Füllen von Behältnissen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Förderung von Produktmengen zu einer Aufeinanderfolge von Behältnissen und befaßt sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich mit dem Abfüllen von sogenannten "Snack"-Speisen, insbesondere Kartoffelchips in einer vertikalen Form/Füll/Verschluß-Abfüllmaschine.

Verpackungseinrichtungen sind bekannt, welche abgefüllte Mengen an Chips mit einem Durchsatz von 40 - 45/min aufnehmen= Dabei werden in einer Maschine kissenartige Beutel zur Aufnahme jeweils einer Produktmenge oder Produktcharge aus einem kontinuierlichen Schlauch eines Verpackungsmaterials hergestellt. Jeder Beutel weist Quernähte am oberen und unteren Beutelende und eine vertikale Naht zwischen diesen Enden auf.

Der sperrige Aufbau der Produktmenge gegenüber dem relativ geringen Gewiehr bedingt eine Reihe von Schwierigkeiten hinsichtlich der Förderung, dem Abwiegen und dem Abfüllen des Produkts.

Insbesondere erschweren es natürliche Unterschiede in der Größe der Kartoffeln sowie deren Dichte und Wassergehalt, die nicht sämtlich bei der Herstellung der Chips ausgeschlossen sind, ein schnelles und genaues Abfüllen der Chips in die Beutel, Bei einem kennzeichnenden Zielgewicht der Produktmenge von 25 Gramm, ist es während des Betriebs der Verpackungsmaschine nicht unüblich, daß das erzielte Gewicht 50% dessen des Bestimmungsgewichts übersteigt,

Ferner führt die variable Größe der Chips und ihr ungleiches Gewicht zu einer Veränderung der Zeit, die die Chips benöti-

gen, um unter Schwerkrafteinwirkung in den zugeordneten Beutel zu fallen, wodurch die Geschwindigkeit der Beutelherstellung auf nicht mehr als etwa 40 - 45 Beutel pro Minute begrenzt wird.

Allerdings sind Abfüllmaschinen bekannte welche die Abfüllung von Chipsmengen bei wesentlich größeren Geschwindigkeiten ermöglichen. Bei einer solchen Maschine sind mehrere Teilmengen,, von denen jede ein geringeres Gewicht als das Ziel- oder Bestimmungsgewicht aufweist, zur gleichen Zeit verfügbar. Die Gewichte dieser Mengen werden genau aufgezeichnet und ein Computer wählt dann die besondere Kombination der verfügbaren Teilmengen aus, welche zusammen dem Zielgewicht am nächsten, kommen= Beispielsweise könnte die Kombination die Summe der Inhalte von drei oder fünf Pfannen aus einer Gesamtheit von zehn mit den zu verpackenden Gegenständen beladenen Pfannen sein. Ersichtlich kann der Einsatz einer solchen Maschine die Gewichtsübereinstimmung der Beutelmengen gegenüber der ansonsten erzielbaren Übereinstimmung verbessern sowie Mengen bei erhöhter Geschwindigkeit abfüllen.

Obgleich die Verwendung einer solchen Abfüllmaschine die Abfüllgeschwindigkeiten steigern kann, löst eine solche Maschine selbst nicht das Problem der Schwankungen der Fallzeit. Im vorliegenden Fall ist das Verhalten von Chips während ihrer Fallbewegung untersucht worden und es hat sich herausgestellt, daß die Schwankung der Fallzeit durch eine Neigung der Chips zum Schweben und Abprallen längs der Abwärtsbahn der Form/Füll/Verschluß-Maschine verursacht wird. Es ist dabei geschätzt worden, daß diese Neigung die Abfüllgeschwindigkeit auf eine maximale Geschwindigkeit von etwa 60 Beutel/min begrenzen würde.

Die oben angegebenen Abfüllmaschinen können ohne weiteres mit einer höheren Abfülleistung als 60 Beutel/min fahren.

Aufgabe äer Erfindung ist es, von diesen Abfülleistungen Gebrauch zu machen _e d.h., die Abfüllgeschwindigkeit von Chips (und anderen "Snack"-Speisen, wie etwa extrudierter Reis sowie rekonstituierter und geformter Mais oder Getreide) in einer vertikalen Form/Füll/Verschluß-Abfüllmaschine zu erhöhen,,

Diese Aufgabe wird für die Vorrichtung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Nach Maßgabe der Erfindung wird der Coanda-Effekt ausgenutzt., um einen Gasstrom zu erzeugen, welcher die Zuführung der Produktmengen von einer Ab gäbe einrichtung,, die eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Abwiegeeinrichtung sein kann, zu den Behältnissen beschleunigt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, in welcher in Vorderansicht und teilweise im Schnitt wesentliche Bauteile einer vertikalen Form/Füll/Verschluß-Abfüllmaschine gemäß der Erfindung dargestellt ist.

Aus der Darstellung gehen bestimmte grundlegende Maschinenteile und auch die Betriebsweise der Maschine hervor.

Eine Bahn 10 aus einem zur Bildung eines Beutels geeigneten Kunststoffmaterial wird von einer nicht dargestellten Haspel über eine Rolle 11 auf die äußere Fläche eines hohlen Formglieds 12 zugeführt_f in dessen Innerem die Bahn zu einem Schlauch oder einer Röhre 13 geformt wird. Dem Formglied 12 ist ein Formglied 14 für eine Längsversiegelung bzw. Längsverschluß zugeordnet. Ein Paar von Versiegelungsklauen mit einer ersten Klaue 15, die durch einen Zylinder 16 betätigt wird, und einer zweiten Klaue 17, die durch einen Zylinder betätigt wird, werden in einer horizontalen Ebene hin- und herbewegt, um das Beutelmaterial zwischen sich zu klemmen und so eine Quernaht zu bilden und auch das Material an der Naht

abzutrennen» Die Trenneinrichtung umfaßt ein Messer "5'\ in der Klaue 15, die in einen Spalt 171 in der Klaue 17 einschneidet. Das Messer 151 wird durch eine nicht dargestellte Einrichtung betätigt.

Die Klauen bewegen sich ferner längs einer vertikalen Ebene hin und her. Sie bewegen sich in einem Zyklus, nämlich sie bewegen sich in Offenstellung in eine obere Position G» welche strichpunktiert dargestellt ist, schließen dann zum Einklemmen des Beutelmaterials in der oberen Stellung, bewegen sich dann noch in geschlossener Stellung und unter Halterung des Beutelmaterials nach unten in eine untere Stellung R₁. wodurch eine weitere Bahnlänge für einen neuen Beutel auf das Formglied 12 aufgezogen wird. In der unteren Stellung R wird das Messer 151 betätigt, um das Beutelmaterial abzutrennen. Die Klauen öffnen dann, um den abgetrennten Beutel nach unten freizugeben.

Synchron mit jeder Abwärtsbewegung der Klauen wird eine Füllmenge eines Produkts für den Beutel in den inneren Durchflußkanal 19 des Formglieds 12 abgegeben. Die Menge oder Charge fällt dann unter Schwerkrafteinwirkung nach unten in die Röhre 13 und zwar ausreichend weit,, so daß es in den Raum zwischen der Obenstellung G und der unteren Stellung R der Klauen 15 und 17 gelangt, so daß das Produkt innerhalb eines kissenartigen Beutels versiegelt und verschlossen ist, der durch den zyklischen Betrieb der Klauen 15 und 17 erzeugt ist.

Insbesondere werden abgeteilte Mengen des Produkts in den Kanal 19 von einer mit einer hohen Geschwindigkeit arbeitenden Abwiegemaschine 50 zugeführt, und zwar entsprechend den obigen Ausführungen längs einer durch einen Zuführtrichter 20, einem zylindrischen Rohr 21 und schließlich durch einen Trichter 22 gebildeten Bahn nach unten. Zwischen dem Trichter 20 und dem Rohr 21 ist ein Luftbeweger 23 angeordnet„ in diesem Fall ein Brauer AM 75-3 Luftbeweger, erhältlich von H.M.C. Brauer, Dawson Road, Mount Farm Estate, Bletchley, Milton Keynes,

Buckinghamshire,, ΜΚΊ UP, England oder em äquivalenter Luftbeweger von O.N. Beck & Co. Ltd., 104 Fox Lane, London, N 13 4 AX, England, wobei zwischen dem Luftbeweger und dem Trichter 20 und dem Rohr 21 eine enge Passung vorliegt.

Luftstöße, welche über Leitungsdrücke bis zu 5,44 Atü (80 p.s. i.) dem Luftbeweger 23 längs einer Luftleitung 24 zugeführt werden, gelangen von einer Ringkammer 25 durch eine ringförmige Düse 2 6 in den zentralen Durchgang 27 des Luftbewegers 23 und haften aufgrund der Form der Düse 26 und des Coanda-Effekts an den Wänden des Durchgangs 27 und strömen in das Rohr 21 hinab, wobei sie relativ große Mengen an Luft über dem gesamten Querschnitt des Durchgangs 27 mitreißen, so daß diese mitgerissene Luft nach unten strömt. Aufgrund des engen Sitzes des Trichters 20 wird im Trichter 20 eine Abwärtsströmung von Luft induziert, wobei Luft in das Eintrittsende des Trichters 20 an dessen oberem Rand eingezogen wird. Diese Abwärtsströmung beschleunigt die in den Trichter 20 eintretenden Produktmengen und führt sie schneller und in einer kontrollierteren Weise dem Kanal 19 zu.

Zwischen dem Austrittsende des Rohrs 21 und dem Trichter 22 ist ein Ringspalt 28 vorgesehen, dessen Abmessungen so sind, daß die aus dem Luftbeweger 23 und dem Rohr 21 austretende Luft nach oben mit einer Geschwindigkeit entweichen kann, welche geringer als die Geschwindigkeit der Luft ist, wenn diese den Luftbeweger herabströmt. Infolgedessen führt die entweichende Luft nicht Gegenstände aus dem Produktstrom weg, und zwar auch nicht leichtgewichtige Gegenstände, wie etwa Kartoffelchips.

Die gepulste Luftzufuhr erfolgt in dem Moment, wenn jede Produktmenge in die Mündung des Luftbewegers 23 hineinfällt und wird unterbunden, wenn die Menge durch den Luftbeweger hindurchgelangt ist. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch die Fallgeschwindigkeit der Chipsmenge beschleunigt wird und diese den gesamten Weg hinunter zum Formglied 12 in einer kompak-

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ten Masse gehalten werden, wodurch eine Erhöhung der Abfüllgeschwindigkeiten bis auf mindestens 70 Beutel/min„sowie in den meisten Fällen bis über 100 Beutel/min, ermöglicht werden.

Eine Luftdruckquelle 44 treibt die Zylinder 16 und 18 über eine pneumatische Steuerung 46 an, welche auch den pulsierten Luftstrom zum Luftbeweger 73 steuert» Die Steuerung 46 arbeitet synchron mit der Abfülleinrichtung 50, wobei sie mit dieser durch eine Steuerverbindung 51 verbunden ist. Die Bewegung der Klauen und des zugeordneten Schlittens zwischen den Stationen G und R wird durch ein mechanisches Verbindungsglied 47 betätigt, welches durch eine Kurbel angetrieben ist,

Ersichtlich ist es im allgemeinen unerwünscht, die Luftströmung kontinuierlich aufrechtzuerhalten, weil dies begünstigen würde, daß das Produkt aus dem Spalt 28 des Zuführtunneis ausgeblasen wird.

Der pulsierte Abwärtsstrom von Luft besitzt den zusätzlichen Vorteil, dazu beizutragen, sicherzustellen, daß dann, wenn es am meisten erforderlich ist, der Querschnitt des Rohrs des Verpackungsmaterials, in welches das Produkt fällt, in die maximale Aufweitetellung aufrechterhalten wird.

Die Klauen 15 und 17 brauchen nicht Glieder zu beinhalten, um die Beutellängen von der Bahn abzutrennen. In einigen Anwendungsfällen ist eine solche Abtrennung nicht erforderlich und in anderen Anwendungsfällen kann die Trenneinrichtung stromabwärts der Klauen vorgesehen sein,,

Einbezogen wird hierbei auch die parallele Anmeldung (Britische Patentanmeldung 81 22 123 mit Prioritätstag 30. Juli 82 und mit dem Titel "manipulation of bags") und mit dem deutschen Titel "Verpackungsverfahren und Vorrichtung zur Verpakkung", insoweit in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung eine größere Geschwindigkeit und Effizienz beim Abfüllen sogenannter "Snack"-Speisen erreicht wird gegenüber einer der Erfindungen dieser Anmeldungen.

ι ·^/0·. Leerseite

Claims

Vorrichtung und Verfahren zum Füllen von Behältnissen Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Fördern aufeinanderfolgender Produktmengen von einer Abgabeeinrichtung zu einer Aufeinanderfolge von Behältnissen, mit Kanalflächen welche eine Bahn zur Förderung des Produkts weg von der stromaufwärts eines Eintrittsendes der Bahn angeordneten Abgabeeinrichtung zu einer Stelle begrenzen, wo die Behältnisse zur Aufnahme des Produkts stromabwärts eines Austrittsendes der Bahn bereitgestellt sind_r gekennzeichnet durch eine ringförmige Einrichtung (23) zum Einführen eines Stroms eines unter Druck stehenden Gases in die Bahn an den Kanalflachen, mittels welcher eine Strömung des Gases aufgrund des Coanda-Effekts längs der Bahn zu deren Austrittsende induziert wird, so daß ein das Produkt mitreißender Gasstrom in das Eintrittsende der Bahn erzeugt wird, durch eine Einrichtung (21, 22) zur Bildung eines Spalts (28) zwischen dem Ausgangsende der Bahn und einem das Produkt aus der Bahn aufnehmenden Behältnis, wobei das Gas durch den Spalt aus der Bahn gelangt, und durch eine Einrichtung (46) zur zyklischen Modulation des Stroms von unter

Druck stehendem Gas, derart, daß eine relativ hohe Durchflußströmung dann vorgesehen ist, wenn eine Menge längs der Bahn beschleunigt werden soll, und eine relativ geringe Durchflußströmung, die Null sein kann, ansonsten vorgesehen ist.

2„ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23) zum Einführen des unter Druck stehenden Gases zwischen einer stromaufwärts angeordneten Kanalfläche (20), die einen stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Bahn begrenzt, und einer stromabwärtigen Kanalfläche (21) angeordnet ist, welche einen stromabwärts gelegenen Abschnitt der Bahn begrenzt.

3- Vorrichtung nach Anspruch 2_f dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der stromaufwärts gelegenen Kanalfläche sich derart verjüngt, daß er stromabwärts zunehmend kleiner wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwischen einer Abfülleinrichtung und einer einen Verpackungsschlauch oder eine Verpackungsröhre bildenden Teil (12) in einer vertikalen Form/ Füll/Verschluß-Verpackungsmaschine angeordnet ist.

6. Vertikale Form/Füll/Verschluß-Verpackungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß diese mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche versehen

7„ Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Produktmengen bei einer Geschwindigkeit von mindestens 70 Produktmengen pro Minute verpackt werden.

8c Verfahren zum Fördern aufeinanderfolgender Mengen eines Produkts längs einer Bahn von einer Abgabeeinrichtung zu einer Verpackungsröhre in einer vertikalen Form/Füll/Verschluß-Abfüllmaschine, gekennzeichnet durch Ausnutzung des Coanda-Effekts zum Aufbau einer Gasströmung in der Bahn, welche durch Mitreißen des zu verpackenden Produkts die Förderung der Produktmengen längs der Bahn unterstützt.