DE4341413A1

DE4341413A1 - Wägevorrichtung zum Abfüllen von beispielsweise feingeschnittenen Salaten

Info

Publication number: DE4341413A1
Application number: DE19934341413
Authority: DE
Inventors: Karl Zeh
Original assignee: HERBERT GRUNWALD GmbH
Current assignee: HERBERT GRUNWALD GmbH
Priority date: 1993-12-04
Filing date: 1993-12-04
Publication date: 1995-06-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Wägevorrichtung zum Abfüllen von insbesondere hochempfindlichen, kleinstückigen, nicht rieselfähigen Wägegütern nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. Ein typisches Beispiel für derartige Wägegüter sind feingeschnittene Rohkostsalate, deren Frische im Aussehen und Geschmack durch Drücken und Reiben beeinträchtigt wird und die außerdem nicht rieselfähig sind, sondern zusammenklumpen.

Bekannt sind einerseits Wägeautomaten, die nach dem Prinzip der Kombination von Teilmengen zu einer gewünschten Gewichtsportion sehr schnell arbeiten. Diese Automaten eignen sich jedoch wegen der verwendeten Vibrationsförderer und wegen der mehrfachen Umfüllvorgänge über mehrere hintereinander geschaltete Wägebehälter nicht für derart problematische Wägegüter. Bekannte Einfachwaagen sind zu ungenau und zu langsam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine unkomplizierte und betriebssichere Wägevorrichtung zu schaffen, mit der auch die einleitend bezeichneten problematischen Wägegüter zu genauen Gewichtsportionen verarbeitet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dabei wird gegen alle Vorbehalte das Prinzip der Einfachwaage wieder aufgenommen, jedoch einerseits das Fördermittel und die Zuführung des Wägegutes zu diesem und andererseits die Waage selbst verbessert.

Die Lastschale wird mittels eines steuerbaren Förderorgans, welches als Austragförderer eines Zwischenbehälters ausgebildet ist, bis zum vollen Gewicht gefüllt. Hierbei besteht die Schwierigkeit darin, daß das Förderorgan einerseits viel fördern sollte, um die Taktzeit kurz zu halten, andererseits aber gegen Ende des Füllvorganges feinfühlig dosieren sollte, um das Sollgewicht möglichst genau zu erreichen. Das ist aber nicht möglich, wenn das Wägegut sich infolge des Fülldruckes im Zwischenbehälter verklumpt. Deshalb ist, um es aufzulockern, im Zwischenbehälter ein Rührwerk vorgesehen, das jedoch allein auch noch nicht genügt, wenn das Füllvolumen des Zwischenbehälters sich immer wieder ändert. Eine Erfassung des Füllstandes mit optischen Sensoren oder dergleichen ist wegen der ständigen Rührbewegung nicht möglich.

Es wird deshalb vorgeschlagen, daß der gesamte Zwischenbehälter mit dem Rührwerk und dem Austragförderer als Einheit pendelnd gelagert und mit einer Regeleinrichtung versehen ist, welche über die Lage des Zwischenbehälters sein Füllgewicht erfaßt und dieses durch entsprechende Beeinflussung des Nachfüllorgans konstant hält. Dadurch ergeben sich am Förderorgan immer die gleichen Verhältnisse, d. h. das Wägegut ist stets gleichmäßig gelockert und kann deshalb fein dosiert werden.

Zweckmäßigerweise ist der Zwischenbehälter in seinem unteren Bereich als kreiszylindrischer Mantel mit ebenen Stirnwänden ausgebildet, wobei Rührflügel um die Zylinderachse rotierend gelagert sind und als Austragförderer eine zur Zylinderachse im wesentlichen parallele Wendel in eine entsprechende, an der unteren Scheitellinie verlaufende Rinne im Behältermantel eingesenkt ist. Die Rührflügel streichen das Wägegut sanft über die Wendel, so daß es von dieser locker mitgenommen werden kann. Nach einer besonders bewährten Ausführungsform hat die Wendel einen Rechteckquerschnitt, dessen Höhe etwa 30% und dessen Breite etwa 15% des Wendelaußendurchmessers beträgt.

Um dem Wägegut im Zwischenbehälter genügend Bewegungsfreiheit zu geben aber doch wirkungsvoll an die Wendel heranzutragen, sind die Rührflügel Winkelstücke mit verhältnismäßig kleinem, z. B. rundem Querschnittprofil, deren einer Schenkel sich in der Nähe der Stirnwände radial und deren anderer Schenkel sich in der Nähe des Behältermantels axial erstreckt, wobei die Winkelstücke einander gegenüberliegend angeordnet sind und die axialen Schenkel etwa die halbe Länge des Behälters haben. Diese Rührflügel rotieren synchron und zwar je nach Wägegut in gleicher Drehrichtung oder mit in Intervallen wechselnder Drehrichtung.

Die Verbesserung der Waage zielt darauf ab, die Zeit zum Leeren des Lastbehälters zu verkürzen und dadurch mehr Zeit für den Wägevorgang zu gewinnen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Waage aus einer gewichtsempfindlichen horizontalen Wägeplatte und einem Schieber besteht, der zwei aneinanderliegende, durch eine Trennwand voneinander getrennte, oben und unten offene rechteckige Kammern aufweist, die sich in kleinem Abstand berührungsfrei in horizontaler Richtung über der Platte hin und her bewegen, wobei abwechselnd eine Kammer mit der Wägeplatte als Boden die Lastschale bildet. Wenn also das Wägegut in der über der Wägeplatte befindlichen Kammer sein Sollgewicht erreicht hat, wechselt der Schieber seine Stellung, so daß die bisher gefüllte Kammer ohne Boden ist und das Wägegut nach unten herausfällt, während die andere Kammer den Platz über der Wägeplatte einnimmt und sofort gefüllt werden kann.

Die Förderwendel hat einen leistungsfähigen Antrieb, so daß sie sehr schnell und exakt anlaufen und abbremsen kann. Es ist auch möglich, die Wendel zu Beginn des Vorganges schneller und gegen Ende dieses Vorgangs langsamer laufen zu lassen, was z. B. dadurch erreicht werden kann, daß die Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem zum Sollgewicht fehlenden Gewicht gesteuert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Abfüllanlage für Rohkostsalat mit der erfindungsgemäßen Wägevorrichtung in Seitenansicht,

Fig. 2 einen Querschnitt II-II des Zwischenbehälters nach Fig. 1 in größerem Maßstab und

Fig. 3 die Seitenansicht eines Stücks der bei dieser Ausführungsform eingesetzten Wendel in abermals größerem Maßstab.

Gemäß Fig. 1 wird ein Zwischenbehälter 1 aus einem nur angedeuteten Pufferbehälter 2 mittels einer Nachfüllwendei 3 beschickt. Eine Förderwendel 4 bringt das Wägegut aus dem Zwischenbehälter 1 auf eine Waage 5, von wo es durch einen Trichter 6 in einen von vielen Bechern 7 fällt, die mittels einer Förderkette in Intervallen horizontal weiterbefördert werden in Richtung des Pfeiles 8. Um den jeweiligen Becher 7 zum Füllen näher an die Trichtermündung heranzubringen, ist eine Hubvorrichtung 9 vorgesehen.

Der Zwischenbehälter 1 ist ein länglicher Trog mit kreiszylindrischem Bodenbereich 10 und ebenen Stirnwänden 11. Um die Zylinderachse rotieren zwei winkelförmige Rührflügel, wobei jeweils ein Schenkel in radialer und der andere Schenkel in axialer Richtung angeordnet ist. Beide Rührflügel stehen einander diametral gegenüber. Die radialen Schenkel haben geringe Abstände von den Stirnwänden 11 und die axialen Schenkel haben geringe Abstände vom zylindrischen Bodenbereich 10. In den Bodenbereich ist eine Längsrinne 13 eingearbeitet, welche die Wendel 4 aufnimmt. Die Rührflügel 12 können auf einer gemeinsamen Welle angeordnet und durch einen Motor 14 angetrieben sein oder eigene Antriebe haben. Der mit hoher Empfindlichkeit steuerbare Antrieb der Förderwendel 4 ist mit 15 bezeichnet.

Das Füllgewicht des Zwischenbehälters soll auf einem konstanten kleinen Wert gehalten werden, damit sich das Wägegut lockert. Andererseits soll dieser Wert aber groß genug sein, um die Wendel stets lückenlos gefüllt zu halten. Das Gewicht wird aus der Neigung des Zwischenbehälters 1 ermittelt. Der Zwischenbehälter ist zu diesem Zweck im Bereich der Längsrinne 13 um eine horizontale Querachse 16 pendelnd gelagert, die in Fig. 1 durch eine Schneide angedeutet und auf der rechten Seite außerhalb der Längsmitte des Zwischenbehälters 1 angeordnet ist. Das Übergewicht des linken Teils des Zwischenbehälters und seiner Füllung wird durch ein Gewicht 17 austariert, das an einer nach rechts abstehenden Stange 18 verschiebbar und arretierbar ist. Durch die Füllung des Dosiertrichters neigt sich dieser nach links. Arbeitet aber die Wendel 4, so wird bald soviel Wägegut ausgetragen sein, daß das Gewicht 17 nach unten zieht. Diese Neigungslagen werden durch entsprechende Sensoren erfaßt und zur Steuerung der Nachfüllwendel in der Weise herangezogen, daß das Gewicht der Zwischenbehälterfüllung in engen Grenzen konstant bleibt.

Im Beispiel wird die in Fig. 3 großmaßstäblich dargestellte Wendel 4 eingesetzt. Sie wird aus einem Rohr gefräst, das einen Außendurchmesser von 42 mm und einen Innendurchmesser von 18 mm hat. Der Querschnitt der einzelnen Windungen ist rechteckig und mißt 6×12 mm. Eine solche Wendel vermag auch langstieliges Wägegut einwandfrei zu fördern ohne zu pressen oder zu knicken.

Die Waage 5 besteht aus einer elektronischen, auf die Gewichtsbelastung ihrer Oberseite empfindlichen Wägeplatte 19, die auf einer Traverse 20 in der Mitte des Trichters 6 angeordnet ist, und einem Schieber 21. Dieser umfaßt zwei oben und unten offene rechteckige Kammern 22 und 23, die durch eine Trennwand voneinander getrennt und mittels eines Hubzylinders 24 aus der dargestellten linken Stellung um die Kammerbreite in eine rechte Stellung horizontal verschoben werden können. Dabei bewegen sich die Kammern berührungslos aber mit geringem Abstand über der Oberfläche der Wägeplatte 19. In der dargestellten Position wird gerade die Kammer 22 gefüllt, wobei die Wägeplatte das Gewicht erfaßt und nach Erreichen des Sollwerts die Förderwendel 4 stillsetzt. In diesem Augenblick zieht der Hubzylinder 24 seine Kolbenstange ein und bewegt dadurch den Schieber 21 soweit nach rechts, daß die Kammer 23 an die Stelle der Kammer 22 über der Wägeplatte 19 tritt. Der Inhalt der Kammer 22 fällt rechts neben der Wägeplatte 19 in den Trichter 6 und schließlich in einen der Becher 7. Währenddessen wird die Kammer 23 schon wieder gefüllt, was im Beispiel zu einer Zykluszeit von 4 bis 6 sec. führt.

Wenn auch die beschriebene verhältnismäßig einfache Wägevorrichtung das Problem des genauen und schnellen Abfüllens von Rohkostsalaten gelöst hat, ist diese Vorrichtung durchaus auch für andere Wägegüter einschließlich rieselfähiger Wägegüter mit Vorteil verwendbar. Wenn dadurch auch die Abmessungen einzelner Komponenten oder die genannten Drehgeschwindigkeiten verändert werden müssen, so fallen derartige Ausführungsformen gleichwohl unter den Schutzumfang der Erfindung.

Die Rührflügel 12 haben im Beispiel eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 30 U/min.

Bezugszeichenliste

1 Zwischenbehälter
2 Pufferbehälter
3 Nachfüllwendel
4 Förderwendel
5 Waage
6 Trichter
7 Becher
8 Vorschubrichtung
9 Hubvorrichtung
10 Bodenbereich
11 Stirnwand
12 Rührflügel
13 Längsrinne
14 Motor
15 Antrieb
16 Querachse
17 Gewicht
18 Stange
19 Wägeplatte
20 Traverse
21 Schieber
22 Kammer
23 Kammer
24 Hubzylinder

Claims

1. Wägevorrichtung zum Abfüllen von insbesondere hochempfindlichen, kleinstückigen, nicht rieselfähigen Wägegütern mit einer Einfachwaage, deren Lastschale mittels eines Förderorgans gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderorgan den Austragförderer eines mit einem Rührwerk ausgestatten Zwischenbehälters (1) bildet, der seinerseits mittels eines Nachfüllorgans (3) nachgefüllt wird, daß der Zwischenbehälter mit dem Rührwerk und dem Austragförderer als Einheit pendelnd gelagert (16) und mit einer Regeleinrichtung versehen ist, welche durch Lageerfassung und entsprechende Beeinflussung des Nachfüllorgans (3) das Füllgewicht des Zwischenbehälters (1) konstant hält.

2. Wägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (1) in seinem unteren Bereich einen kreiszylindrischen Mantel (10) mit ebenen Stirnwänden (11) aufweist, wobei Rührflügel (12) um die Zylinderachse rotierend gelagert sind, und als Austragförderer eine zur Zylinderachse im wesentlichen parallele Wendel (4) in eine entsprechende, an der unteren Scheitellinie verlaufende Rinne (13) im Behältermantel eingesenkt ist.

3. Wägevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (4) einen Rechteckquerschnitt hat, dessen Höhe etwa 30% und dessen Breite etwa 15% des Wendelaußendurchmessers beträgt.

4. Wägevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührflügel (12) Winkelstücke mit verhältnismäßig kleinem, z. B. rundem Querschnittsprofil sind, deren einer Schenkel sich in der Nähe der Stirnwände (11) radial und deren anderer Schenkel sich in der Nähe des Behältermantels (10) axial erstreckt, wobei die Winkelstücke einander gegenüberliegend angeordnet sind und die axialen Schenkel etwa die halbe Länge des Behälters haben.

5. Wägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage aus einer gewichtsempfindlichen horizontalen Wägeplatte (19) und einem Schieber (21) besteht, der zwei aneinanderliegende, durch eine Trennwand voneinander getrennte oben und unten offene rechteckige Kammern (22, 23) aufweist, die sich in kleinem Abstand berührungsfrei in horizontaler Richtung über der Wägeplatte (19) hin und her bewegen, wobei abwechselnd eine Kammer (22 oder 23) mit der Wägeplatte als Boden die Lastschale bildet.

6. Wägevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (1) eine horizontal abstehende Stange (18) aufweist, an der ein verschiebbares Gewicht (17) angebracht ist.