DE3625191A1

DE3625191A1 - Einrichtung zum ausstossen einer wurstmasse unter festgelegtem stopfdruck

Info

Publication number: DE3625191A1
Application number: DE19863625191
Authority: DE
Inventors: Udo Pohlmann
Original assignee: WESTFAELISCHE FLEISCHWARENFABR
Current assignee: WESTFAELISCHE FLEISCHWARENFABR
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1988-02-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausstoßen einer Wurstmasse oder dergleichen in geeignete Hüllen, insbesondere in einem intermittierenden Arbeitsablauf, unter einem festgelegten Stopfdruck, wobei die Einrich tung wenigstens folgende Einzelteile umfaßt:

a) einen Vorratsbehälter für die Wurstmasse,
b) einen sich an den Vorratsbehälter anschließenden Förderkanal, in dem sich eine von einem Antriebsmotor angetriebene Förderpumpe befindet,
c) einen sich an den Förderkanal anschließenden Aus gleichsbehälter, in dem ein von außen druckbelasteter Kolben, wenigstens einen Teil des Ausgleichsbehälter- Volumens überstreichend, beweglich angeordnet ist,
d) einen sich außerhalb der Kolbenbewegungszone befinden der Austrittskanal für die Wurstmasse,
e) einen mit dem Kolben verbundener Signalgeber, mit dem Signale, die bestimmten Kolbenstellungen entsprechen, erzeugbar sind,
f) einen Schaltkreis, der die vorgenannten Signale auf nimmt und diesen entsprechend den Förderpumpen- Antriebsmotor steuert.

Die vorbeschriebene Einrichtung dient demnach dazu, den Stopfdruck der Wurstmasse in definierter Höhe zu erzeu gen und aufrechtzuerhalten. An den Austrittskanal für die Wurstmasse schließen sich bekannte Stopfvorrichtun gen, Abdrehvorrichtungen und dergleichen an, wie sie aus der Lebensmitteltechnologie bekannt sind. Durch die Konstanthaltung des Stopfdruckes wird erreicht, daß bei intermittierendem Arbeitsablauf eine genau festgelegte Füllmenge in die standardisierten Hüllen eingefüllt wird. Die Füllmenge ist gemäß der Packungsdeklaration festgelegt und darf im wesentlichen nicht unterschritten werden. Bei bekannten Einrichtungen wird der festgelegte Stopfdruck dadurch aufrechterhalten, daß ein mit der Kolbenstange verbundener Ein- und Aus-Schalter jeweils bei Überschreiten eines bestimmten Druckes ein Getriebe ein- oder ausschaltete, das dem Förderpumpen-Motor nach geschaltet war. Es zeigte sich, daß insbesondere bei Anlauf nach kurzzeitigen Betriebsunterbrechungen, der festgelegte Stopfdruck nicht genau eingehalten werden konnte, so daß auch die Füllmengen erheblich von der vorgegebenen Sollmenge nach oben oder unten abwichen. Beispielsweise betrug bei einem Betrieb nach dem Stand der Technik zur Füllung sogenannter Nürnberger Rostbrat würstchen mit einer Füllmenge von etwa 33 g pro Würst chen die bei 100 Würstchen gemessene Standard-Abweichung ca. 1,5.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, bei Einrichtung der eingangs genannten Art den Stopfdruck und damit die gemessene Füllmenge der abgepackten Produkte wesentlich zu vergleichmäßigen, so daß eine geringere Standardab weichung der gefüllten Produkte insbesondere bei kleinen Füllmengen erreicht wird. Dabei sollen die an sich be kannten mechanischen Teile der Einrichtung weiterhin benutzt werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einer Einrichtung der genannten Art, bei der der Schaltkreis zur Steuerung des Förderpumpen-Antriebsmotors als Regelstrecke gestaltet ist, zu der gehören:

- als Meßglied ein Druck- oder Wegaufnehmer an dem Kolben des Ausgleichsbehälters,
- als Regler ein Proportional- oder PI-Regler (Propor tional-Integral-Regler), dem als Sollwert ein empi risch ermittelter, optimaler Wert des Kolbendruckes bzw. der Kolbenauslenkung (Weg) aufgegeben wird, wobei die Abweichung des gemessenen Wertes vom Sollwert die Regelgröße ist,
- wobei der Regler als Stellgröße entsprechend der Re gelgröße die dem Förderpumpen-Antriebsmotor zugeführte Leistung derart verstellt, daß die Regelgröße verklei nert ist.

Die vorgenannten regeltechnischen Ausdrücke sind nach DIN 19 226 gewählt. Es wird hierzu auch verwiesen auf den Artikel "Regelungstechnik" im Fischer-Lexikon, Tech nik IV, herausgegeben von Fischer-Bücherei KG, 1963.

Der von einem Außendruck beaufschlagte Kolben innerhalb des Ausgleichsbehälters reagiert mit Auslenkungen sehr empfindlich, so daß insbesondere mit Hilfe eines Weg- Aufnehmers eine Meßgröße, nämlich die Auslenkung, aufge nommen werden kann, die dann nicht mehr nur noch ein Zweifach-Signal enthält. Steigt der Druck an, beispiels weise dann, wenn ein Abschnürvorgang die weitere Wurst massen-Zufuhr unterbricht, so steigt der Druck im Aus gleichsbehälter und der Wegaufnehmer lenkt aus. Der PI- Regler senkt entsprechend die aufgegebene Leistung der Förderpumpe. Zwar steigt dann noch der Druck im Aus gleichsbehälter weiter an, eine Sperre des Ausflusses vorausgesetzt, jedoch wird dieser Druckanstieg schon geringer und führt damit auch zu einer geringeren Aus lenkung. Die Förderpumpenleistung kann dann bis auf Null abgesenkt werden.

Sinkt der Druck im Ausgleichsbehälter bei entsprechendem Abfluß der Wurstmasse, so verstellt sich der Wegaufneh mer wiederum, so daß die Regelgröße wieder geringer wird. Entsprechend steigt die Leistung der Förderpumpe an und erzeugt erneut einen Druckaufbau durch Wurstmas sen-Nachschub.

Im vorliegenden Falle wird zwar von an sich bekannten Regelmechanismen Gebrauch gemacht; der Anwendungsfall zeigt jedoch, daß eine überraschende Vergleichmäßigung der abgepackten Mengen erreicht wird. Bei ähnlichen Meßbedingungen, wie eingangs genannt, ergeben sich bei einer Anzahl von 100 gemessenen "Nürnberger Bratwürst chen" Standardabweichungen im Bereich von 0,85 bis 0,9. Insbesondere hat sich als vorteilhaft erwiesen, als Meßglied einen mit einer Kolbenstange verbundenen Weg aufnehmer zu verwenden.

Ist der Antrieb der Förderpumpe ein Wechselstrom- oder Drehstrom-Motor, so kann die Leistung dieses Motors über einen an sich bekannten Frequenz-Umwandler ge steuert werden. Mit dem Frequenz-Umwandler kann die Leistung bzw. die Drehzahl des Antriebsmotors den Be triebserfordernissen angepaßt werden. Für diese Aufgabe kommen Frequenzumwandler mit Stromwender infrage, die als Erreger-Maschinen der leistungsfähigen Hinterma schine, z. B. einer mehrphasigen Stromwendemaschine, dienen. Derartige Frequenz-Umwandler sind aus der Elek trotechnik bekannt.

Ein weiterer überraschender Vorteil ist, daß die Regel größe, d. h. insbesondere die dem Frequenz-Umwandler aufgeschaltete Sollspannung, einen weiteren Relais schaltkreis eingegeben werden kann und diesen veranlaßt, weitere Schaltvorgänge durchzuführen, insbesondere den Motor eines Rührwerkes für die Wurstmasse ein- und aus zuschalten. Läuft der Motor des Rührwerkes weiter, so kann es zum Verschmieren der Wurstmasse kommen. Bei entsprechend festgelegten Schaltspannungen kann demnach das Rührwerk exakt auf den Betriebsablauf synchronisiert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt. Die Figur zeigt eine Einrichtung zum Ausstoßen einer Wurstmasse unter einem festgelegten Stopfdruck.

In der Figur ist eine Einrichtung zum Ausstoßen einer Wurstmasse oder dergleichen in geeignete Hüllen darge stellt. Die mechanischen Teile dieser Einrichtung sind allgemein bekannt und in sogenannten Wurststopfmaschinen zusammengefaßt. Die Wurstmasse 2 wird in einem trichter förmigen Vorratsbehälter 1 unter ständigem Nachfüllen bereitgehalten. An den Fußteil des Vorratsbehälters 1 schließt sich ein Förderkanal 3 an, in dem sich eine von einem Antriebsmotor 4 angetriebene Förderpumpe 5 befin det. Mit der Förderpumpe wird die Wurstmasse 2, die eine brätartige oder emulsionsartige Form hat, durch den weiteren Förderkanal 3 gedrückt. Sie gelangt in einen Ausgleichsbehälter 6, in dem ein Kolben 7 mit einer nach unten herausragenden Kolbenstange 8 derart beweglich ist, daß er den unteren Teil des Ausgleichbehältervolu mens überstreicht. Der Kolben 7 gelangt dabei nicht über die Austrittsöffnung für einen Austrittskanal 9. An den Austrittskanal 9 schließen sich bekannte Stopfvorrich tungen für Nahrungsmittelhüllen mit Einrichtungen zum gesteuerten Unterbrechen des Stopfvorganges an. Die gestopften Produkte, nämlich üblicherweise Würste ver schiedentlicher Größe, werden mit einer hohen Präzision und Geschwindigkeit sowie Reproduzierbarkeit des Gewich tes hergestellt. Hierbei werden sogenannte geraffte Nahrungsmittelhüllen verwendet, die sich beim Füllen entraffen und eine bestimmte Füllänge jeweils ermögli chen. Bei einer bestimmten Füllänge werden die gefüllten Hüllen abgebunden, wodurch sich ein intermittierender Arbeitsablauf ergibt.

Steigt der Druck im Ausgleichsbehälter 6 an, so ge schieht dies gegen einen pneumatischen Gegendruck, der über eine Leitung 10 unterhalb des Kolbens 7 zugeführt wird und der konstant gehalten wird. Die Kolbenstange 8 wird versetzt und verstellt ein entsprechendes Element innerhalb eines Wegaufnehmers 11, der ein entsprechendes Signal, beispielsweise eine bestimmte Stromstärke inner halb von 0-20 mA, entsprechend einer festgelegten Auswanderung, über eine Leitung 12 an einen Proportio nal-Integral-Regler 13 gibt. Demnach ist mit dem Wegauf nehmer 11 ein Signal erzeugbar, das einer bestimmten Kolbenstellung entspricht. Der PI-Regler 13 regelt ent sprechend einem Sollwert, der einem empirisch ermittel ten, optimalen Wert des Kolbenweges entspricht. Die Abweichung des gemessenen Wertes vom Sollwert ist die Regelgröße, die als elektrische Spannung vorliegt und über eine Leitung 15 einem Frequenz-Umformer 16 zuge schaltet wird. Entsprechend der diesem eingegebenen Regelgröße wird die dem Förderpumpen-Antriebsmotor 4 zugeführte Leistung derart verstellt, daß die Umdre hungszahl geändert wird. Eine erhöhte Umdrehungszahl bedeutet eine höhere Förderleistung und damit Anstieg des Druckes im Ausgleichsbehälter; umgekehrt ist bei Herabsetzung der Drehzahl die Förderleistung herabge setzt. Die Regelung geschieht so, daß bei entsprechender Vergrößerung der Stellgröße die Regelgröße verkleinert wird.

Die vom Regler erzeugte Stellgröße dient weiterhin dazu, über einen Relaisschaltkreis 17 weitere Schaltvorgänge durchzuführen. Im vorliegenden Fall wird bei Unter schreiten einer bestimmten Förderleistung der Förder pumpe 5 auch ein Motor 18 für ein Rührwerk 19 abgeschal tet und bei entsprechenden Anstieg der Förderleistung wieder eingeschaltet.

Es sei darauf hingewiesen, daß als Meßwertaufnehmer sich auch ein Druckaufnehmer eignet, da zwischen dem Anstieg des Druckes und der erforderlichen Leistung der Pumpe ebenfalls ein direkter Zusammenhang besteht. In diesem Falle ist der Wegaufnehmer 11 durch einen Druckaufneh mer, nicht dargestellt, ersetzt.

Versuche haben gezeigt, daß die neue, geregelte Einrich tung eine wesentlich höhere Konstanz und geringere sta tistische Abweichung der einzelnen Gewichte, insbeson dere bei sehr schnell laufenden intermittierenden Ma schinen ermöglicht.

Claims

1. Einrichtung zum Ausstoßen einer Wurstmasse oder der gleichen in geeignete Hüllen, insbesondere in einem intermittierenden Arbeitsablauf, unter einem festge legten Stopfdruck, wobei die Einrichtung wenigstens folgende Einzelteile umfaßt:

a) einen Vorratsbehälter für die Wurstmasse,
b) einen sich an den Vorratsbehälter anschließenden Förderkanal, in dem sich eine von einem Antriebs motor angetriebene Förderpumpe befindet,
c) einen sich an den Förderkanal anschließenden Aus gleichsbehälter, in dem ein von außen druckbela steter Kolben, wenigstens einen Teil des Aus gleichsbehälter-Volumens überstreichend, beweglich angeordnet ist,
d) einen sich außerhalb der Kolbenbewegungszone befin dender Austrittskanal für die Wurstmasse,
e) einen mit dem Kolben verbundener Signalgeber, mit dem Signale, die bestimmten Kolbenstellungen ent sprechen, erzeugbar sind,
f) einen Schaltkreis, der die vorgenannten Signale auf nimmt und diesen entsprechend den Förderpumpen- Antriebsmotor steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis zur Steuerung des Förderpumpen-Antriebsmotors (4) als Regelstrecke gestaltet ist, zu der gehören:
- als Meßglied ein Druck- oder Wegaufnehmer (11) an dem Kolben (7) des Ausgleichsbehälters (6),
- als Regler ein Proportional- oder PI-Regler (13), dem als Sollwert ein empirisch ermittelter, opti maler Wert des Kolbendruckes bzw. der Kolbenaus lenkung (Weg) aufgegeben wird, wobei die Abwei chung des gemessenen Wertes vom Sollwert die Re gelgröße ist,
- wobei der Regler (13) als Stellgröße entsprechend der Regelgröße die dem Förderpumpen-Antriebsmotor (4) zugeführte Leistung derart verstellt, daß die Regelgröße verkleinert ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßglied ein mit einer Kolbenstange (8) verbundener Wegaufnehmer (11) dient.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Regler (13) bei Antrieb der Förder pumpe über einen Wechselstrom- oder einen Drehstrom motor (4) die Leistung über einen Frequenzumwandler (16) steuert.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Regelgröße, d. h. insbesondere die dem Frequenzumformer (16) aufgeschaltete Stellspan nung, einen weiteren Relaisschaltkreis (17) eingege ben wird und diesen veranlaßt, weitere Schaltvorgänge durchzuführen, insbesondere den Motor (18) eines Rührwerks (19) für die Wurstmasse ein- und auszu schalten.