DE4400377A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Portionieren und Verpacken von Produkten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Portionieren und Verpacken von Produkten, insbesondere von schüttfähigen Lebens- und Ge­ nußmitteln, wie gekochten Teigwaren, gemahlenem Kaffee, geschnit­ tenen Tabak, pulverförmigem Kakao oder dergleichen, bei dem die Produkte von einer Portioniervorrichtung mit mindestens einem Por­ tionierbehälter portionsweise aus einem Vorrat entnommen und in einen Verpackungsbehälter eingebracht werden, wobei sich der Por­ tionierbehälter von einer Befüllstellung im Bereich des Vorrats in eine Entleerstellung im Bereich des Verpackungsbehälters bewegt. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Portionieren und Verpackung von Produkten, insbesondere von solchen wie bereits genannt, mit einer Portioniervorrichtung zur portionsweisen Ent­ nahme der Produkte aus einem Vorrat und zum Einbringen derselben in einen Verpackungsbehälter, wobei die Portioniervorrichtung min­ destens einen Portionierbehälter aufweist, der sich zum Portionie­ ren der Produkte aus einer Befüllstellung im Bereich des Vorrats in eine Entleerstellung im Bereich des Verpackungsbehälters be­ wegt.

Aus der EP-A-88 116 761 der Anmelderin ist bereits eine Vorrich­ tung der eingangs genannten Art mit einer Portioniervorrichtung bekannt, die einen in einem Gehäuse verschwenkbar gelagerten Dreh­ schieber umfaßt, wobei der Portionierbehälter durch eine Ausneh­ mung im Drehschieber gebildet wird. Zum Portionieren fallen die Produkte dort durch ihre Schwerkraft aus dem Vorrat in den unter eine Einfüllöffnung geschwenkten Portionierbehälter. Zum Einfüllen der Produkte in den Verpackungsbehälter wird der Portionierbehäl­ ter über den Verpackungsbehälter verschwenkt, und die Produkte durch ihre Schwerkraft in denselben gefördert. Bei Anhaften der Produkte im Portionierbehälter können sie mit Hilfe eines Druck­ gases ausgeblasen werden.

Zwar eignen sich derartige Vorrichtungen sehr gut zum Portionieren grobkörniger Produkte, da diese sich im Falle eines Anhaftens sehr gut ausblasen lassen. Jedoch ist insbesondere bei feinpulverigen Produkten, wie beispielsweise gemahlenem Kakao ein Ausblasen des Portionierbehälters mit Druckgas unmöglich, da das entweichende Druckgas einen Teil des pulverförmigen Produktes mit sich führen würden. Auch sind derartige feingemahlene Produkte häufig nahezu luftundurchlässig, so daß bei einem Befüllen des Portionierbehäl­ ters in der Befüllstellung die zuvor im Behälter enthaltene Luft nicht entweichen kann, wodurch eine Brückenbildung im Vorrat be­ günstigt wird. Außerdem führt die im Portionierbehälter enthaltene Luft beim Einfüllen der pulverigen Produkte zu einer von Fall zu Fall unterschiedlichen Auflockerung derselben, wodurch eine ge­ wichtsgenaue Portionierung erschwert wird. Weiter können auch Pro­ bleme auftreten, wenn Verpackungsbehälter befüllt werden, deren Öffnung anschließend mit einer Folie versiegelt wird. Das aus dem Portionierbehälter in den Verpackungsbehälter fallende Produkt verteilt sich nämlich insbesondere bei gekochten Teigwaren oder anderen Produkten mit zum Anhaften neigenden Bestandteilen nicht immer gleichmäßig im Verpackungsbehälter, sondern kann Anhäufungen bilden, die entweder über den Rand des Verpackungsbehälters nach oben überstehen und ein Ausbeulen der Folie beim Anbringen zur Folge haben, oder die nach einem Abnehmen des Verpackungsbehälters von der Auslaßöffnung der Portioniervorrichtung auf die Siegelflä­ che rutschen. Beides kann dazu führen daß der Verpackungsbehälter nicht richtig verschlossen wird.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahinge­ hend zu verbessern, daß die Variationsbreite der portionierbaren Produkte vergrößert und das Produkt gewichtsgenau portioniert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Befül­ len und/oder Entleeren des Portionierbehälters dessen Volumen ver­ ändert wird. Durch die erfindungsgemäße Merkmalskombination kann das zu portionierende Produkt in der Befüllstellung ohne ein Ver­ mischen mit Luft in den Portionierbehälter hinein angesaugt werden und/oder in der Entleerstellung durch Verkleinerung des Volumens des Portionierbehälters aus diesem ausgestoßen werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, daß das Volumen des Portionierbehälters in der Befüllstellung von Null oder von einem konstruktionsbedingten vorgegebenen Leervolumen auf ein vorzugsweise einstellbares Portionsvolumen vergrößert wird. Je nach Anordnung des Portionierbehälters in Bezug zum Vorrat werden die Produkte dann von dem bei der Volumenvergrößerung entstehenden Unterdruck und bei einem unterhalb des Vorrats angeordneten Por­ tionierbehälter auch noch durch ihre Schwerkraft in diesen hinein­ gefördert. Da sich vor dem Befüllen keine oder nur sehr wenig Luft im Portionierbehälter befindet, wird das aus dem Vorrat zugeführte Produkt nicht oder nur geringfügig aufgelockert, so daß es eine weitgehend konstante Schüttdichte beibehält und daher mit großer Genauigkeit portioniert werden kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Volumen des Portionierbehälters in der Entleerstellung im we­ sentlichen auf Null verkleinert, so daß die Produkte bei einer An­ ordnung des Verpackungsbehälters unterhalb des Portionierbehälters in diesen hineinfallen und zusätzlich ausgestoßen werden. Dabei sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die dadurch in den Verpackungsbehälter eingebrachten oder einge­ füllten Produkte durch Verkleinerung des Volumens des Verpackungs­ behälters verdichtet und/oder ihre Oberfläche in eine vorgegebene Form gebracht wird. Die Verkleinerung des Volumens des Verpackungs­ behälters erfolgt dabei bevorzugt dadurch, daß eine Aus­ stoßbewegung eines Bauteils der Positioniervorrichtung über eine Grenzfläche zwischen dem Portionierbehälter und dem Verpackungsbe­ hälter hinaus fortgesetzt wird.

Beim Zurückführen des entleerten Positionierbehälters in die Be­ füllstellung wird sein Volumen gemäß einer vorteilhaften Ausge­ staltung der Erfindung auf Null bzw. auf das vorgegebene Leervolu­ men verändert, vorzugsweise nachdem es noch in der Entleerstellung wieder auf das Portionsvolumen vergrößert wurde.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Produkte bei Bedarf zwischen der Befüllstellung und der Ent­ leerstellung durch gesteuerte Verkleinerung des Portionsvolumens im Portionierbehälter um ein vorgegebenes Maß verdichtet werden, wobei zweckmäßig im Portionierbehälter enthaltene Luft mindestens teilweise ausgestoßen wird.

Um das Volumen des Portionierbehälters zu verändern, sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß eine Be­ grenzungswand desselben verschoben wird. Während die Begrenzungs­ wand in der Befüllstellung von einer Eintrittsöffnung des Portio­ nierbehälters weg verschoben wird, wird sie in der Entleerstellung auf diese zu und vorzugsweise darüber hinaus mindestens teilweise in den Verpackungsbehälter hinein verschoben und dort unter Ver­ dichtung und Formgebung der Oberfläche gegen die Produkte ange­ preßt. Der Verpackungsbehälter, der zweckmäßig jeweils gegen eine Auslaßöffnung der Portioniervorrichtung angepreßt wird, bevor der Portionierbehälter die Auslaßöffnung erreicht, wird anschließend entfernt und verschlossen.

Eine sich taktweise wiederholende Entnahme der Produkte aus dem Vorrat und ein Einbringen in die Verpackungsbehälter erfolgt be­ vorzugt dadurch, daß der Portionierbehälter aus der Befüllstellung in die Entleerstellung geschwenkt wird, wobei die Begrenzungswand zweckmäßig radial zu einer Schwenkachse der Positioniervorrichtung verschoben wird. Dabei sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestal­ tung der Erfindung vor, daß zwei Portionierbehälter vorgesehen sind, die jeweils abwechselnd aus der Befüllstellung in die Ent­ leerstellung und zurück geschwenkt werden, so daß stets einer von ihnen befüllt und der andere entleert wird. Der Schwenkwinkel kann dabei sowohl 180 Grad als auch 360 Grad betragen. Prinzipiell ist es allerdings auch möglich, mehr als zwei Portionierbehälter in gleichen Winkelabständen um die Schwenkachse herum anzuordnen und diese schrittweise aus der Befüllstellung in die Entleerstellung zu drehen.

Um das Portionieren unterschiedlicher Produktmengen und/oder un­ terschiedlicher Produkte mit einer einzigen Portioniervorrichtung zu ermöglichen, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß mindestens das Portionsvolumen und zweckmäßig auch das bei einer Verdichtung zwischen der Befüllstellung und der Entleerstellung erhaltene Volumen einstellbar ist. In gleicher Weise ist vorteilhafterweise auch der Grad der Verdichtung der Produkte im Verpackungsbehälter einstellbar, bevorzugt durch Ver­ stellung der Wegstrecke, um die sich die Begrenzungswand des Por­ tionierbehälter über die Grenzfläche zwischen diesem und dem Ver­ packungsbehälter hinausbewegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Portioniervorrichtung ein Gehäuse und einen im Gehäuse schwenkbar oder drehbar gelagerten Rotor umfaßt, wobei der Portio­ nierbehälter durch eine Ausnehmung im Rotor und die verschiebbare Begrenzungswand durch einen radial zur Schwenkachse des Rotors be­ weglichen Boden der Ausnehmung gebildet ist. Zweckmäßig wird die Begrenzungswand durch ein Stirnende eines im Rotor radial ver­ schiebbaren Kolbens gebildet, der vorzugsweise austauschbar ist, so daß sich die Oberflächengestalt der Produkte im Verpackungsbe­ hälter verändern läßt. Eine Anpassung an unterschiedliche Behäl­ terformen wird zweckmäßig dadurch ermöglicht, daß der Rotor gegen mindestens einen weiteren Rotor mit anderem Kolbenquerschnitt aus­ tauschbar ist.

Die Radialverschiebung des Kolbens während der Drehbewegung des Rotors kann beispielsweise mit Hilfe eines doppeltwirkenden Pneu­ matik- oder Hydraulikzylinders bewirkt werden, wobei die Steuerung des Bewegungsablaufes zweckmäßig drehwinkelabhängig erfolgt. Dazu kann beispielsweise eine mit dem Kolben verbundene in axialer Richtung über den Rotor überstehende Führungsstange vorgesehen sein, die während der Drehbewegung mindestens bereichsweise ent­ lang einer vorgegebenen Bahn geführt wird, beispielsweise durch eine Kulissenführung, auf der ein Außenring eines Wälzlagers ab­ rollt, dessen Innenring einen gleichbleibenden Abstand von der Führungsstange aufweist und mit dieser an einem Schieber befestigt ist, der sich zusammen mit dem Rotor dreht. Weiter können ein oder mehrere Anschläge vorgesehen sein, die in bestimmten Drehstellun­ gen des Rotors eine radial nach innen oder außen gerichtete Bewe­ gung des Kolbens durch mittelbare oder unmittelbare Einwirkung auf die Führungsstangen oder den Schieber begrenzen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Teillängsschnitt entlang der Schnittlinie I-I in Fig. 8;

Fig. 2 bis 4: andere Längsschnitte durch eine Portioniervor­ richtung mit zwei in einem Rotor ausgebildeten Portionier­ behältern bei unterschiedlichen Drehstellungen des Rotors;

Fig. 5 bis 7: schematische Darstellungen einer Vorrichtung zur Steuerung des Kolbenwegs der Positioniervorrichtung bei Rotorstellungen entsprechend den Fig. 1 bis 3;

Fig. 8: einen Teillängsschnitt entlang der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 1, aber ohne Verpackungsbehälter;

Fig. 9: einen Querschnitt durch einen Verpackungsbehälter nach ei­ nem Einfüllen, Verdichten und einer Oberflächenformgebung des Produktes.

Die in der Zeichnung dargestellte Portioniervorrichtung (2) be­ steht im wesentlichen aus einem Gehäuse (4), einem auf der Ober­ seite des Gehäuses (4) angeordneten Vorratsbehälter (6) für ein zu portionierendes Produkt (8), einem im Gehäuse (4) drehbar gelager­ ten Rotor (10) mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Por­ tionierbehältern (12, 12′), deren Volumen durch Verschieben zweier in einer durchgehenden radialen Ausnehmung (14) des Rotors (10) beweglich gelagerter Kolben (16, 16′) veränderbar ist, sowie einer an einer Stirnseite des Gehäuses (4) bzw. Rotors (10) angeordneten Antriebs- und Steuervorrichtung (18), um die Kolben (16, 16′) im Rotor (10) gesteuert zu verschieben.

Der Vorratsbehälter (6) weist in seinem unteren Teil ein Zuführ­ rohr (7) mit einem dem Querschnitt der Ausnehmung (14) bzw. der Kolben (16, 16′) entsprechenden Innenquerschnitt auf, wobei dieser Innenquerschnitt im wesentlichen demjenigen eines zu befüllenden Verpackungsbehälters (20) gleicht. Ein oberer Teil (17) des Vor­ ratsbehälters (6) ist trichterförmig erweitert. Am unteren Ende des trichterförmigen Teils (17) ist ein Sensor (22) mit einem Sen­ der (23) und einem dem Sender (23) gegenüberliegenden Empfänger (25) angeordnet, der bei Unterschreitung einer auf dem Niveau des Sensors (22) liegenden Mindestfüllhöhe ein Signal an eine nicht dargestellte Steuereinheit abgibt, die dann für eine erneute Pro­ duktzufuhr in den Vorratsbehälter (6) sorgt.

Zwischen dem Zuführrohr (7) und dem Rotor (10) weist das Gehäuse (4) eine durchgehende Einfüllöffnung (24) auf, über welche jeweils der in die Befüllstellung A (Fig. 1) geschwenkte Portionierbehäl­ ter (12) mit dem Produkt (8) befüllt werden kann. Auf seiner Un­ terseite (26) ist das Gehäuse (4) mit einer Auslaßöffnung (28) versehen, die ebenso wie die Einfüllöffnung (24) einen im wesent­ lichen dem Querschnitt der Ausnehmung (14) entsprechenden Quer­ schnitt aufweist und bezüglich des Rotors (10) der Einfüllöffnung (24) diametral gegenüberliegt.

Unterhalb der Auslaßöffnung (28) befindet sich eine Anpreßvorrich­ tung (29), mit deren Hilfe jeweils ein Verpackungsbehälter (20) so gegen das Gehäuse (4) angepreßt werden kann, daß sein oberer Rand (27) gegen eine um die Auslaßöffnung (28) umlaufende Schulter (30) anliegt.

Der Antrieb des Rotors (10) erfolgt über eine starr mit dem Rotor verbundene Antriebswelle (34), die durch eine stirnseitige Aus­ trittsöffnung (36) im Gehäuse (4) einseitig aus diesem herausge­ führt und mit einer Abtriebswelle (31) eines Antriebsaggregats (33) beispielsweise einem Getriebemotor oder einem Schwenkzylinder verbunden ist.

Auf seiner der Antriebswelle (34) entgegegesetzten Stirnseite weist der Rotor (10) eine radiale, von seiner Drehachse (38) aus nach entgegengesetzten Richtungen verlaufende Schlitzausnehmung (39) auf. Durch die Schlitzausnehmung (39) hindurch sind die Kol­ ben (16, 16′) über Antriebs- und Steuerstangen (40, 40′) jeweils mit außerhalb des Gehäuses (4) angeordneten Schiebern (42, 42′) verbunden, die bei einer Drehbewegung des Rotors (10) um die Drehachse (38) verschwenkt werden und gleichzeitig über jeweils einen doppeltwirkenden Pneumatikzylinder (41, 41′) in radialer Richtung verschiebbar sind.

Die Pneumatikzylinder (41, 41′) sind an einem die Schieber (42, 42′) tragenden Rahmen (44) befestigt, der starr mit dem Rotor (10) verbunden ist und zusammen mit diesem durch die Antriebswelle (34) verschwenkt wird. Der Rahmen (44) besteht im wesentlichen aus zwei zur Ausnehmung (14) im Rotor (10) parallelen Längsträgern (46), deren Stirnenden jeweils durch zwei zueinander parallele Querstre­ ben (48) verbunden sind. Zwischen den Längsträgern (46) und paral­ lel zu diesen sind zwei zylindrische Führungsstangen (50, 50′) an­ geordnet, auf denen die Schieber (42, 42?) in Linearlagern (52) gleiten.

Zum Verschieben der Kolben (16, 16′) in der Ausnehmung (14) des Rotors (10) werden jeweils die auf die Schieber (42, 42′) einwir­ kenden Pneumatikzylinder (41, 41′) mit Druckluft beaufschlagt. Die Steuerung dieser Verschiebebewegung wird im folgenden beschrieben. Die Einstellung der in Fig. 2 dargestellten Endstellungen der Kol­ ben (16, 16′) erfolgt jeweils mit Hilfe eines an den Schieber (42, 42′) angekoppelten Anschlagbolzens (60, 60′). In dieser Endstel­ lung sind die Kolben (16, 16′) am weitesten auf die Drehachse (38) des Rotors (10) zu nach innen verschoben. Außerdem weist der von den Wänden der Ausnehmung (14), einem Stirnende (56, 56′) der Kol­ ben (16, 16′) sowie der zylindrischen Innenwand (58) des Gehäuses (4) umschlossene Portionierbehälter (12, 12′) das gewünschte Por­ tionsvolumen auf.

Der Anschlagbolzen (60, 60′) besitzt einen Kopf (62, 62′), der in der beschriebenen Endstellung von außen gegen jeweils eine der Querstreben (48) anschlägt. Durch Verdrehen des Anschlagbolzens (60, 60′) in einer im Schieber (42, 42′) vorgesehenen Gewindeboh­ rung (63) läßt sich der Verschiebeweg der Kolben (16, 16′) in Richtung der Drehachse (38) und damit das Portions- oder Füllvolu­ men der Portionierbehälter (12, 12′) verändern.

Eine Berührung zwischen den Stirnenden (56, 56′) der Kolben (16, 16′) und der zylindrischen Innenwand (58) des Gehäuses (4), die eine Beschädigung der Kolben (16, 16′) und der Gehäusewand (58) zur Folge hätte, wird durch ein als Radialrillenkugellager ausge­ bildetes Wälzlager (64, 64′) verhindert. Dieses ist auf Zapfen (62, 62′) gelagert, die beide Schieber (42, 42′) axial in Richtung des Rotors (10) überstehen. Jeder der beiden Zapfen (62, 62′) be­ sitzt jeweils einen festen Abstand von der Antriebs- und Steuer­ stange (40, 40′). Auf dem Zapfen (62, 62′) ist der Innenring des als Radialrillenkugellager ausgebildeten Wälzlagers (64, 64′) be­ festigt, dessen Außenring vor einem Austreten des Kolbens (16, 16′) aus der Ausnehmung (14) gegen die axial über den Rotor (10) überstehende zylindrischen Innenwand (58) des Gehäuses (4) an­ schlägt und auf dieser abrollt. In dieser Stellung ist das Wälzla­ ger (64′′) in Fig. 8 dargestellt.

Im Bereich der Auslaßöffnung (28) weist die Wand des Gehäuses (4) eine eingefräste Kalotte (66) mit einer dem Krümmungsradius des Wälzlagers (64, 64′) entsprechenden Krümmungsradius auf, so daß der Kolben (16, 16′) an dieser Stelle über die zylindrische Innen­ wand (58) des Gehäuses (4) hinaus nach außen und in den gegen die Schulter (30) der Auslaßöffnung (28) angepreßten Verpackungsbehäl­ ter (20) hinein verschoben werden kann, um das Produkt (8) im Ver­ packungsbehälter (20) zu verdichten und eine derartige Formgebung seiner Oberfläche zu bewirken, daß auch bei einem nahezu vollstän­ dig gefüllten Verpackungsbehälter (20) ein Befestigen einer Ver­ schlußfolie aus Kunststoff oder Metall mit Hilfe eines Heißsiegel­ verfahrens nicht behindert wird.

Die Stirnenden (56, 56′) der Kolben (16, 16′) sind dabei bevorzugt so ausgebildet, daß sie eine Stirnfläche mit einem um einen ebenen mittleren Bereich (68) umlaufenden erhöhten Rand (70) aufweisen, wobei der mittlere Bereich (68) dafür sorgt, daß das Produkt (8) nicht nach oben über den Rand (27) des Verpackungsbehälters (20) übersteht, und wobei der umlaufende Rand (70) einen gewissen Min­ destabstand zwischen dem Produkt (8) und Siegelrand (27) des Ver­ packungsbehälters gewährleistet. Zwar läßt sich wegen der derart ausgebildeten Stirnenden (56, 56′) das Volumen des Portionierbe­ hälters (12, 12′) vor Erreichen der Befüllstellung A nicht voll­ ständig auf Null reduzieren; jedoch beträgt das zwischen den Wän­ den der Ausnehmung (14), den Stirnenden (56, 56′) der Kolben (16, 16′) und der zylindrischen Innenwand (58) des Gehäuses (4) einge­ schlossene Leervolumen in der durch Anschlagen der Wälzlager (64, 64′) an der Gehäuseinnenwand (58) erhaltenen Endstellung (Fig. 2) weniger als 10% des Portionsvolumens, so daß beim Befüllen des Portionierbehälters (12, 12′) keine wesentliche Auflockerung des Produktes (8) gegenüber der Schüttdichte im Vorratsbehälter (6) eintritt.

Beim Betrieb der Portioniervorrichtung (2) wird der Vorratsbehäl­ ter (6) mit einem schüttfähigen Produkt (8), beispielsweise mit gekochten Spaghetti, Tagliatelli oder sonstigen Pastaprodukten, gemahlenem Kaffee, geschnittenem Tabak, pulverförmigem Kakao oder dergleichen gefüllt. Anschließend wird der Rotor (10) im Uhrzei­ gersinn in die in Fig. 1 dargestellte Drehstellung verschwenkt, wobei der Kolben (16) des zu befüllenden Portionierbehälters (12) bis zum Erreichen der unmittelbar unterhalb der Einfüllöffnung (24) angeordneten Befüllstellung A in der in Fig. 1 mit unterbro­ chenen Linien dargestellten radial ausgefahrenen Stellung ver­ bleibt, in der das Wälzlager (64) von innen her gegen die zylin­ drische Innenwand (58) des Gehäuses anliegt.

Nach Erreichen der Befüllstellung A wird der Kolben (16) durch Be­ aufschlagen seines Pneumatikzylinders (41) unter Vergrößerung des Volumens des Portionierbehälters (12) nach innen auf die Drehachse (38) zu verschoben, bis der Anschlagbolzen (60) mit seinem Kopf (62) gegen die Querstrebe (48) des Rahmens (44) anschlägt, und der Portionierbehälter (12) das vorgegebene Portionsvolumen aufweist.

Beim Verschieben des Kolbens (16) in der Befüllstellung bildet sich über seinem Stirnende (56) ein Vakuum, wodurch das Produkt (8) aus dem Zuführrohr (7) angesaugt wird. Ein zusätzliches Vermi­ schen des Produktes (8) mit Luft unterbleibt, so daß auch sehr staubige und luftundurchlässige Produkte wie z. B. gemahlener Kaf­ fee und pulverförmiger Kakao mit hoher Taktleistung gewichtsgenau abgefüllt werden können. Gleichzeitig wird das Produkt (8) beim Ansaugen nicht oder nur wenig aufgelockert.

Da das zu portionierende Produkt (8) im Vorratsbehälter (6) häufig eine geringere Schüttdichte aufweist, als diejenige die im Verpackungs­ behälter (20) vorgesehen ist, kann das im Portionierbehälter 12 enthaltene Produkt (8) beispielsweise in der in Fig. 3 darge­ stellten Drehstellung, in welcher der Kolben (16) des gefüllten Portionierbehälters (12) um 120 Grad gegenüber der Befüllstellung A verschwenkt ist, um ein bestimmtes einstellbares Maß verdichtet werden, z. B. indem der auf den Kolben (16) einwirkende Pneumatik­ zylinder (41) derart mit Druckluft beaufschlagt wird, daß sich der Kolben (16) um ein vorgegebenes Maß radial nach außen bewegt, be­ vor er weiter in die Entleerstellung B verschwenkt wird.

Bei Erreichen der Entleerstellung B (Fig. 1) wird der auf den Kol­ ben (16) einwirkende Pneumatikzylinder (41) erneut mit Druckluft beaufschlagt und der Kolben (16) so weit aus der Ausnehmung (14) herausgedrückt, bis das Wälzlager (64) in der Kalotte (66) des Ge­ häuses (4) aufliegt. Dabei wird das Stirnende (56) des Kolbens über die zylindrische Gehäuseinnenwand (58) hinaus und in den Ver­ packungsbehälter (20) hinein verschoben, wobei das Produkt (8) un­ ter gleichzeitiger Reinigung der Innenwände der Ausnehmung (14) aus dem Portionierbehälter (12) ausgestoßen und bei gleichzeitiger Formgebung seiner Oberfläche im Verpackungsbehälter (20) noch et­ was verdichtet wird. Das Ergebnis sind saubere Siegelränder und somit auch eine exakte und hohe Siegelqualität.

Der in Fig. 1 unter der Auslaßöffnung (28) angeordnete Verpackungs­ behälter (20) wird dabei bereits mit seinem oberen Rand (27) gegen die Schulter (30) der Auslaßöffnung (28) angepreßt, bevor der Kolben (16) die Entleerstellung B erreicht.

Über eine nicht dargestellte Zeitschaltung oder einen durch den Schieber (42) aktivierten Endschalter (43) wird der auf den Kolben (16) einwirkende Pneumatikzylinder (41) anschließend in umgekehr­ ter Richtung mit Druckluft beaufschlagt und der Kolben (16) in Richtung auf die Drehachse (38) zu zurückgezogen. Dadurch wird die Blockierung des Rotors (10) durch den Kolben (16) aufgehoben, das Wälzlager (64) aus der Kalotte (66) herausgehoben und dadurch ver­ hindert, daß der Kolben (16) und/oder die Gehäusewand (58) bei der darauffolgenden Schwenkbewegung des Rotors (10) beschädigt wird.

Nach dem Zurückziehen des Kolbens (16) wird der Rotor (10) entge­ gen dem Uhrzeigersinn zurückgeschwenkt, bis er beispielsweise die in Fig. 4 dargestellte Stellung erreicht. Anschließend wird sein Pneumatikzylinder (41) erneut beaufschlagt und der Kolben (16) so weit in radialer Richtung nach außen gedrückt, bis das Wälzlager (64) auf der Gehäuseinnenwand (58) abrollt. Mit derart positio­ niertem Kolben (16) wird der Portionierbehälter (12) dann erneut unter die Einfüllöffnung (24) verschwenkt und befüllt.

Während des erneuten Befüllens des Portionierbehälters (12) wird der diametral gegenüberliegende Portionierbehälter (12′) in der Entleerstellung B entleert und dann im Uhrzeigersinn in die Be­ füllstellung A zurück verschwenkt, während der Portionierbehälter (12) unter Verdichtung des Produktes (8) erneut in die Entlade­ stellung B verschwenkt wird. Anstelle einer Schwenkbewegung um 180 Grad ist auch eine Schwenkbewegung um 360 Grad möglich, jedoch werden dann die Druckluftzufuhrleitungen stärker verdreht.

Claims (46)

1. Verfahren zum Portionieren und Verpacken von Produkten, insbe­ sondere von schüttfähigen Lebens- und Genußmitteln, wie ge­ kochten Teigwaren, gemahlenem Kaffee, geschnittenem Tabak, pulverförmigem Kakao oder dergleichen, bei dem die Produkte von einer Portioniervorrichtung mit mindestens einem Portio­ nierbehälter portionsweise aus einem Vorrat entnommen und in einen Verpackungsbehälter eingebracht werden, wobei sich der Portionierbehälter von einer Befüllstellung im Bereich des Vorrats in eine Entleerstellung im Bereich des Verpackungsbe­ hälters bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß zum Befüllen und/oder Entleeren des Portionierbehälters (12, 12′) dessen Volumen verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vo­ lumen des Portionierbehälters (12, 12′) in der Befüllstellung (A) von Null oder von einem vorgegebenen Leervolumen auf ein vorgegebenes Portionsvolumen vergrößert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vergrößerung des Volumens des Portionierbehälters (12, 12′) in der Befüllstellung (A) Produkte aus den Vorrat (6) in den Por­ tionierbehälter (12, 12′) abgezogen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Produkte (8) in der Befüllstellung (A) durch ihre Schwer­ kraft und/oder einen bei der Volumenvergrößerung entstehenden Unterdruck in den Portionierbehälter (12, 12′) bewegt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Volumen des Portionierbehälters (12, 12′) in der Entleerstellung (B) im wesentlichen auf Null verkleinert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Produkte (8) in der Entleerstellung (B) durch ihre Schwerkraft und/oder durch Ausstoßen aus dem Por­ tionierbehälter (12, 12′) in den Verpackungsbehälter (20) ein­ gebracht werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in den Verpackungsbehälter (20) eingebrach­ ten Produkte (8) durch Verkleinerung des Volumens des Verpackungs­ behälters (20) verdichtet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Oberfläche des in den Verpackungsbehälter (20) eingebrachten Produktes (8) durch Verkleinerung seines Volumens in eine vorgegebene Form gebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung und/oder die Formgebung der Produktoberfläche mit Hilfe der Portioniervorrichtung (2) erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Ausstoßbewegung eines Bauteils (16, 16′) der Portioniervorrichtung (2) über eine Grenzfläche zwischen der Portioniervorrichtung (2) und dem Verpackungsbehälter (20) hinaus fortgesetzt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Volumen des Portionierbehälters (12, 12′) in der Entleerstellung (B) nach einem Einbringen der Produkte (8) in den Verpackungsbehälter (20) vergrößert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Volumen des entleerten Portionierbehälters (12, 12′) zwischen der Entleerstellung (B) und der Befüllstel­ lung (A) verkleinert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Volumen des gefüllten Portionierbehälters (12, 12′) zur Verdichtung der im Portionierbehälter (12, 12′) enthaltenen Produkte (8) verkleinert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des gefüllten Portionierbehälters (12, 12′) um ein vorgegebenes Maß verkleinert wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Veränderung des Volumens des Portionierbe­ hälters (12, 12′) eine Begrenzungswand desselben verschoben wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswand in der Entleerstellung (B) gegen die Oberflä­ che der in den Verpackungsbehälter (20) eingebrachten Produkte (8) angepreßt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswand in der Entleerstellung (B) mindestens teilweise in den Verpackungsbehälter (20) hinein verschoben wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Verpackungsbehälter (20) nach einem Zurückziehen der Begren­ zungswand aus dem Verpackungsbehälter (20) verschlossen wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Portionierbehälter (12, 12′) aus der Befüll­ stellung (A) in die Entleerstellung (B) geschwenkt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswand radial zu einer Schwenkachse (38) des Portio­ nierbehälters (2) verschoben wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Begrenzungswand pneumatisch verschoben wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Portionierbehälter (12, 12′) vorgesehen sind, die abwechselnd aus der Befüllstellung (A) in die Ent­ leerstellung (B) und zurück geschwenkt werden.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Portionierbehälter (12, 12′) vorgesehen sind, die jeweils schrittweise aus der Befüllstellung (A) in die Entleerstellung (B) gedreht werden.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils vor einem Erreichen der Entleerstellung (B) ein Verpackungsbehälter (20) gegen eine Auslaßöffnung (28) der Portioniervorrichtung (2) angepreßt wird.

25. Vorrichtung zum Portionieren und Verpacken von Produkten, ins­ besondere von schüttfähigen Lebens- und Genußmitteln, wie ge­ kochten Teigwaren, gemahlenem Kaffee, geschnittenem Tabak, pulverförmigem Kakao oder dergleichen, mit einer Portionier­ vorrichtung zur portionsweisen Entnahme der Produkte aus einem Vorrat und zum Einbringen derselben in einen Verpackungsbehäl­ ter, wobei die Portioniervorrichtung mindestens einen Portio­ nierbehälter aufweist, der sich zum Portionieren der Produkte aus einer Befüllstellung im Bereich des Vorrats in eine Ent­ leerstellung im Bereich des Verpackungsbehälters bewegt, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Befüllen und/oder Entleeren des Portionierbehälters (12, 12′) dessen Volumen veränderbar ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Portionierbehälters (12, 12′) zum Verdichten der Produkte (8) zwischen der Beladestellung (A) und der Entleer­ stellung (B) veränderbar ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Füll- oder Portionsvolumen des Portionierbehälters (12, 12′) einstellbar ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Portionierbehälter (12, 12′) beim Errei­ chen der Befüllstellung (A) ein vorgegebenes Leervolumen auf­ weist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Leervolumen im Verhältnis zum Füll- oder Portionsvolumen klein ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Leervolumen weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10% des Füll- oder Portionsvolumens beträgt.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Leervolumen gegen Null geht.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Portionierbehälter (12, 12′) in der Be­ füllstellung (A) unter dem Vorrat und in der Entleerstellung (B) über dem Verpackungsbehälter (20) angeordnet ist.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Begrenzungswand des Portionierbehälters (12, 12′) verschiebbar ist.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswand mindestens teilweise in den Verpackungsbehäl­ ter (20) hinein verschiebbar ist.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 34, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie ein Gehäuse (4) und einen im Gehäuse (4) schwenkbar oder drehbar gelagerten Rotor (10) umfaßt, wobei der Portionierbehälter (12, 12′) durch eine Ausnehmung (14) im Rotor (10) gebildet ist.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (10) gegen mindestens einen weiteren Rotor (10) mit an­ derem Ausnehmungsquerschnitt austauschbar ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 33 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswand durch einen im Rotor (10) innerhalb der Ausnehmung (14) radial verschiebbaren Kolben (16, 16′) ge­ bildet wird.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16, 16′) über eine zylindrische Innenfläche (58) des Gehäuses (4) hinaus nach außen verschiebbar ist.

39. Vorrichtung nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16, 16′) im Rotor (10) gegen mindestens einen weiteren Kolben (16, 16′) mit unterschiedlich geformtem Stir­ nende (56) austauschbar ist.

40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben (16, 16′) ein Stirnende (56) auf­ weist, dessen Stirnfläche eine Form aufweist, die einer ge­ wünschten Oberflächenform des Produktes (8) im Verpackungsbe­ hälter (20) im wesentlichen entspricht.

41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 40, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben (16, 16′) pneumatisch verschieb­ bar ist.

42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 41, gekennzeichnet durch eine außerhalb des Rotors (10) angeordnete Antriebs- und Steuervorrichtung (18) für den Kolben (16, 16′).

43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und Steuervorrichtung (18) durch eine Antriebs- und Steuerstange (40, 40′) mit dem Kolben (16, 16′) verbunden ist.

44. Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und Steuerstange (40, 40′) stirnseitig über den Ro­ tor (10) übersteht.

45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Antriebs- und Steuervorrichtung (18) An­ schläge für einen starr mit der Antriebs- und Steuerstange (40, 40′) verbundenen Schieber (42, 42′) aufweist.

46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 42 bis 45, gekennzeichnet durch mindestens eine gehäusefeste Kulissenführung (58, 66), auf der ein fest mit der Antriebs- und Steuerstange (40, 40′) verbundenes, drehbar gelagertes Bauelement (64, 64′) abrollt.