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Verfahren und Vorrichtung zum Verschließen der Öffnung von
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z. B. zellulosehaltigen Darm- oder Kunstdarmschläuchen
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen der Öffnung z. B. eines zellulosehaltigen
Darm- oder Kunstdarmschlauches sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Solche zellulosehaltigen Schläuche, Därme und Kunstdärme werden z.
B. zur Herstellung von Wurstwaren oder dergleichen verwendet.
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Bekanntlich werden bei der Herstellung von Würsten Schläuche aus insbesondere
zellulosehaltigem Darm (oder Kunstdarm) verwendet, wobei der Schlauch bzw. Darm
oder Kunstdarm einer intensiven Faltung (ziehharmonikaartig) unterzogen ist, so
daß aus einem zunächst nur wenige Zentimeter langem Schlauch-Stück nach dessen allmählicher
Streckung ein mehrere Meter langer Darm gebildet werden kann.
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Der Darm-Schlauch wird mit der Austrittsöffnung einer Fleisch-Quelle
verbunden und das aus der Öffnung austretende Fleisch bewirkt eine allmähliche Streckung
des Schlauches.
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Bevor aber diese Streckung erfolgen kann, muß der Schlauch an seinem
einen Ende geschlossen werden, so daß das Wurst-Material nicht austreten kann und
deshalb die allmähliche Streckung des Schlauches bewirkt.
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Offensichtlich kann ein einfacher Knoten im betreffenden Ende des
Schlauches oder auch eine Schleife mittels einer Kordel diesen Zweck erfüllen. Doch
erfordern diese Lösungen einen manuellen Eingriff, so daß eine vollständig automatisierte
Verschließung der Öffnung nicht möglich ist.
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Es besteht deshalb Bedarf an Einrichtungen zum Schließen einer End-Öffnung
eines Schlauches der genannten Art, welche voll automatisch arbeiten. Aus der US-PS
3 419 401 und 3 550 191
sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei
denen Einrichtungen zur entsprechenden Arretierung des Schlauches vorgesehen sind,
sowie ein Haken, welcher auf das zu schließende Ende einwirkt und auf einem bogenförmigen
Arbeitsweg eine Verformung des Endabschnittes des Schlauches bewirkt, wobei der
verformte Abschnitt nach innen gestülpt wird, so daß dieser verformte, eingeschobene
Abschnitt als Schlauch-Verschluß wirkt.
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Die Streckung des End-Abschnittes ist besonders kritisch und es sind
häufig Brüche zu beklagen. Bei gefalteten Därmen kann der Verschluß zu fest angesetzt
werden, wodurch eine Bruchgefahr gegeben ist, während im entgegengesetzten Fall
die Luftdichtigkeit nicht gewährleistet wäre.
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Andere bekannte Vorrichtungen der genannten Art sind aus den US-PS
3 865 954 und 4 075 938 bekannt, bei denen der Schlauch mittels eines Stoppers geschlossen
wird, der aus einem End-Abschnitt des zellulosehaltigen Darmes gewonnen und in den
inneren Abschnitt des Schlauches eingefaltet wird, so daß dieser gefaltete Abschnitt
koaxial in Bezug auf den Schlauch ausgerichtet ist und als abdichtender Stopper
wirkt.
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Diese Lösung des Problems ist allerdings mechanisch höchst aufwendig,
so daß eine entsprechend teuere und störanfällige Vorrichtung erforderlich ist.
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Aus der US-PS 3 274 005 ist eine Einrichtung bekannt, deren technische
Einzelheiten nicht genau dargestellt sind, welche aber durch ihr Inneres Zugang
zu einer End-Öffnung des Schlauches ermöglicht, wobei ein Haken oder ähnliches befestigt
wird und ein Knoten durch entsprechende Drehung und Axial-Bewegung des Werkzeuges
erzeugt wird.
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Dieses Verfahren ist in der Praxis nur äußerst schwierig auszuführen.
Insbesondere das Einschieben des Werkzeuges durch das gegenüberliegende Ende und
das Entfernen des Werkzeuges vom geschlossenen Ende stellen höchst schwierig auszuführende
Operationen dar.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche zuverlässige
Arbeitsergebnisse liefern, einfach aufgebaut und einfach zu bedienen sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe sieht folgende
Schritte vor: Eine Greifeinrichtung, deren Greifarme voneinander Abstand haben,
wird in die Richtung der Öffnung geschoben bis sie die Öffnung um einen beträchtlichen
Abschnitt überragt; die Greifeinrichtung wird geschlossen und ergreift eine Stelle
der Umfangskante der Öffnung; die Greifeinrichtung wird gedreht, um eine Verdrillung
zwischen dem ergriffenen Abschnitt und dem Rest des Darm- oder Kunstdarmschlauches
zu bewirken, wobei die Zahl der Drehungenden Material angepaßt ist und eine verschließende
Verzwirbelung des Schlauches bewirkt; und die Greifeinrichtung wird axial verschoben,
um den verzwirbelten Abschnitten in den hohlen, inneren Abschnitt des Schlauches
zu schieben.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also vorgesehen, daß der
zu verschließende End-Abschnitt des Schlauches von außen mittels einer Greifeinrichtung
erfaßt wird, welche einen schmalen End-Abschnitt des Schlauches ergreift, woraufhin
die Greifeinrichtung gedreht wird, so daß bei festliegendem Hauptkörper des Schlauches
ein Endabschnitt verdrillt wird, wodurch eine ausreichend feste und stabile Verzwirbelung
für die erwünschte Verschließung der Öffnung erzielt wird.
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Die Drehbewegung kann unmittelbar nach dem Schließen der Greifeinrichtung
einsetzen oder es kann die Greifeinrichtung auch vor Beginn der Drehbewegung in
Richtung der Längsachse des Schlauches bewegt werden. Es kann auch eine Doppel-Greifeinrichtung
vorgesehen sein, mit welcher zwei Stellen der Umfangs-Kante des Schlauches erfaßt
werden, wobei der entsprechende Schlauch-Abschnitt in den erfaßten Bereichen nach
innen verformt wird, bevor die Drehbewegung beginnt, welche die verschließende Verdrillung
erzeugt.
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Durch Variation der Zahl der Umdrehungen, welche mittels der Greifeinrichtung
auf den Endabschnitt des Schlauches übertragen werden, kann die Festigkeit des Verschlusses
wahlweise eingestellt werden. Dementsprechend kann auch eine Anpassung an den bei
der Streckung des Schlauches vorliegenden Druck erfolgen, welcher durch das eindringende
Wurst-Material und den Widerstand der Faltungen gegen die Streckungen bestimmt ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des oben stehenden
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Kopf aufweist,
in welchem zwei hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagte Zylinder angeordnet sind,
welche eine auf den Darm- oder Kunstdarmschlauch wirkende Greifeinrichtung öffnen
und schließen, wobei der Kopf an einer Welle befestigt ist, welche in einem Lager
auf einem abstützenden Gehäuse frei drehbar ist und welche mit ihrem freien Endabschnitt
mit einer Antriebseinheit verbunden ist, welche nach Schließen der Greifeinrichtung
am Schlauch eine Drehung des Kopfes bewirkt, und daß das abstützende Gehäuse auf
einem Gleit-Schlitten angeordnet ist, welcher in Bezug auf den Basis-Rahmen der
Vorrichtung hydraulisch oder pneumatisch bewegbar ist, so daß eine axiale Verschiebung
des Kopfes ermöglicht ist, um die Greifeinrichtung auf die Öffnung des Darm- oder
Kunstdarmschlauches zu oder von dieser wegzubewegen.
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Da bei der genannten axialen Verschiebung des Kopfes in Richtung auf
den oder weg vom Schlauch auch die Dreh-Position verschoben wird, ist die Antriebseinheit
entsprechend angeschlossen, so daß auch bei Verschiebung der Welle in der einen
oder anderen Richtung die Kraftübertragung aufrechterhalten bleibt.
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Besonders erwähnt werden soll folgende erfindungsgemäße Maßnahme:
Da es wünschenswert ist, daß der innerhalb des Schlauches angeordnete Greifarm sich
vor dem äußeren Greifarm bewegt, ist vorgesehen, daß der letzterem Greifarm zugeordnete
Kolben gegen die Kraft einer Feder arbeitet, wodurch auch bei gleich großem Druck
in beiden Kammern eine asymmetrische Verschiebung der Greifarme in der verfahrensgemäßen
Weise erfolgt.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Dabei zeigt bzw. zeigen: Fig. 1 bis 6 verschiedene Verfahrensschritte beim erfindungsgemäßen
Verschließen der Öffnung eines Darm- oder Kunstdarmschlauches; Fig. 7 bis 13 einzelne
erfindungsgemäße Verfahrensschritte, bei denen die Greifeinrichtung vor der Drehung
nach Innen verschoben ist; Fig. 14 und 15 andere Arten des Einklemmens des Schlauches
durch die Greifeinrichtung vor Einsetzen der Drehung; Fig. 16 einen Schnitt durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung; Fig. 17 eine Vorderansicht des die Greifeinrichtung
tragenden Kopfes; und Fig. 18 eine Vorderansicht des Gleit-Schlittens, welcher den
Kopf trägt.
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Gemäß den Figuren 1 bis 6 wird eine Greifeinrichtung 1 in der Nähe
der Endöffnung des zu verschließenden Schlauches 2 positioniert, wobei die Greifarme
in diesem Stadium des Verfahrens geöffnet und parallel in Bezug auf die Achse 3
des Schlauches verschoben werden, bis sie gemäß Fig. 2 die Öffnung 4 passiert haben.
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Im nächsten Verfahrensschritt schließen sich gemäß Fig. 3 die Greifarme
und erfassen den Abschnitt 5 des Schlauches benachbart der zu verschließenden Öffnung
4.
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Sodann wird die geschlossene Greifeinrichtung 1 rotiert, was in Fig.
5 durch den Pfeil angedeutet ist. Dadurch wird der befestigte Abschnitt 5 in Bezug
auf den restlichen Abschnitt des Schlauches 2 gedreht, so daß sich der zellulosehaltige
Darm-Schlauch verdrillt und eine verschließende Verzwirbelung 6 entsteht. Eine axiale
Verschiebung der Greifeinrichtung 1 in Richtung des in Fig. 6 gezeigten Pfeiles
stülpt den verdrillten Abschnitt 6 nach Innen in den hohlen Schlauch 2 und der Endabschnitt
5 liegt am restlichen Schlauch an.
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Auf diese Weise wird eine "Einprägung" (Festlegung) der im Abschnitt
6 erfolgten Verdrillung erzielt, welche gewährleistet, daß der von dem eindringenden
Wurst-Material erzeugte Druck aufgefangen wird.
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Besondere Beachtung verdient der Umstand, daß der die Verschließung
bewirkende verdrillte Abschnitt 6 kein Einziehen der Innenseite des Schlauches bewirkt,
was insofern von besonderer Bedeutung ist, als sich die in Rede stehenden Schläuche
zusammenziehen, da der Zellulose-Bestandteil des Darm-Schlauches bei der Wurst-Herstellung
feucht gehalten wird und sich beim Trocknen zusammenzieht. Wird deshalb der verdrillte
Abschnitt 6 fest innerhalb. des Schlauches gehalten, so könnte dieser brechen anstatt
die
Verdrillung nach außen zu stülpen.
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Die Greifeinrichtung führt eine umlaufende Bewegung aus, wie es in
Fig. 5 dargestellt ist, kann aber auch einfach eine Drehbewegung um die eigene Längsachse
ausführen, wozu die Greifeinrichtung auf der Achse 3 des Schlauches positioniert
wird, bevor die Drehbewegung beginnt, was in den Fig. 7 bis 13 gezeigt ist.
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Neben diesen Operationsfolgen ist noch gemäß Fig. 10 ein Zwischenschritt
zwischen der Greifbewegung der Greifeinrichtung und ihrer Drehung vorgesehen, in
welchem die Greifeinrichtung gemäß dem Pfeil in Fig. 10 verschoben wird, bis sie
in die in den Fig. 10 und 11 gezeigte Axial-Position kommt.
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Gemäß Fig. 14 ist es auch möglich, die Greifeinrichtung 1 an zwei
gegenüberliegenden Stellen der Öffnung 4 angreifen zu lassen, so daß die Wandung
der Öffnung in Richtung auf die Längsachse verformt wird.
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Auch können gemäß Fig. 1 5 mehr als zwei Arme vorgesehen sein.
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Die Arme greifen am Umfang des Abschnittes des Schlauches an, wie
es der Figur im einzelnen zu entnehmen ist.
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In jedem Falle ist es mittels einer höchst einfachen Vorrichtung wie
einer Greifeinrichtung, welche Umlaufen oder Drehen kann, möglich, die Öffnung des
Schlauches zu schließen, wobei der Verschluß leicht von außen herstellbar ist und
auch beim Füllen des Schlauches leicht nach außen stülpt, so daß kein Bruch des
Schlauches auf Grund von Überdrucken zu befürchten ist.
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Die in den Fig. 16 bis 18 gezeigte Vorrichtung zur Ausführung des
vorstehenden Verfahrens weist einen Kopf 7 auf, welcher eine Greifeinrichtung 1
trägt, deren Arme von Kolben 8 entsprechender hydraulischer Zylinder 9 beaufschlagt
werden.
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Die Kolben-Zylinder-Anordnung kann auch pneumatisch mit den entsprechenden
Öffnungen 10 für das Strömungsmittel betrieben werden.
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Der Kopf 7 ist mit der Welle 11 verbunden, welche mittels eines Lagers
13 frei drehbar auf einem Stütz-Gehäuse 12 angeordnet ist und zur Drehung mit einer
Antriebseinheit 14 verbunden ist.
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Das Stütz-Gehäuse 12 ist auf einem Gleit-Schlitten 15 befestigt, welcher
ebenfalls hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagt ist, um den Kopf 7 und damit
die Greif einrichtung 1 in Bezug auf den Schlauch 2 bewegen zu können.
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Sämtliche vorstehenden Bauteile sind vom Basisrahmen 16 abgestützt.
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Der dem innerhalb des Schlauches 2 angeordneten Greifarm zugeordnete
Kolben 8 wirkt frei und direkt auf den Arm, während der dem außerhalb des Schlauches
angeordneten Greifarm zugeordnete Kolben gegen die Kraft einer Feder 17 drückt.
Wird deshalb in beide Kammern 9 der gleiche Druck eingegeben, so haben die beiden
Greifarme unterschiedliche Widerstände gegenüber der Kolben-Bewegung, so daß der
innen angeordnete Arm sich zunächst bewegt, während die Bewegung des äußeren Armes
auf Grund der Kraft der Feder 12 verzögert ist.
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Mittels einer geeigneten Programmsteuerung der Vorrichtung wird der
Kopf 7 mittels des Gleit-Schlittens 1 5 axial verschoben, wobei die Greifeinrichtung
1 die Öffnung des Schlauches 2 erreicht. Sodann werden die Zylinder 9 mit Druck
beaufschlagt, so daß sich die Greif einrichtung schließt und die Öffnungskante des
Schlauches 2 erfaßt.
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Danach erteilt die Antriebseinheit 14 der Greifeinrichtung eine Drehbewegung.
Die Anzahl der Drehungen wird wahlweise eingestellt, so daß die Verzwirbelung des
Schlauches dem Schlauch-Material und den gewünschten Anforderungen entsprechend
eingestellt werden kann.
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Nach Verschließen des Schlauches öffnet die Greifeinrichtung 1 und
der Kopf bewegt sich in seine Ausgangsstellung zurück, von wo aus er einen neuen
Arbeits-Zyklus beginnen kann.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung
zum Ausdruck kommenden Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination
für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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