DE69105502T2

DE69105502T2 - Füll- und Dosiervorrichtung.

Info

Publication number: DE69105502T2
Application number: DE69105502T
Authority: DE
Inventors: Hans Kurt Larsen
Original assignee: Frisco Findus AG
Current assignee: Frisco Findus AG
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2011-09-12
Also published as: NO923438D0; EP0531563B1; DE69105502D1; FI98207B; NO923438L; US5265654A; CA2077985A1; AU648428B2; BR9203521A; PT100856A; FI98207C; FI923838A; FI923838A0; ATE114574T1; AU2117092A; EP0531563A1; DK0531563T3; ES2065593T3; JPH0624403A

Description

Die Erfindung betrifft eine Abfüllvorrichtung und ein Verfahren zum Abfüllen von Erzeugnissen, insbesondere Nahrungsmittelerzeugnissen
Herkömmliche Abfüll/Dosiereinheiten sind hauptsächlich zur Handhabung eines bestimmten Volumens ausgelegt, und wenn inhomogene Erzeugnisse abgefüllt werden, ergeben sich oftmals große Gewichtsabweichungen, die zu wirtschaftlichen Nachteilen führen. Derartige herkömmliche Einheiten sind häufig mit aufwendigen Pump- und Steuersystemen ausgerüstet, um Gewichtsabweichungen auf einem annehmbaren Niveau zu halten. Weiterhin weisen herkömmliche Abfüllvorrichtungen oft Nebenecken auf, die schwierig zu reinigen sind.
Die EP-A-0130161 beschreibt eine Abfüllvorrichtung mit einem zumindest teilweise flexiblen Zwischen-Vorratsbehälter, der eine Öffnung innerhalb einer Dosierkammer aufweist, und mit einer Einrichtung, die dazu vorgesehen ist, den Vorratsbehälter einem äußeren Überdruck und Unterdruck so auszusetzen, daß Füllmassen durch die Öffnung während des Unterdrucks eingesaugt und während des Überdrucks durch die Öffnung ausgepreßt werden.
Es ist nun eine Abfüllvorrichtung erfunden worden, die sogar mit inhomogenen Erzeugnissen ein genaues Füllgewicht ermöglichen kann und hygienisch sowie leicht zu reinigen ist.
Erfindungsgemäß ist eine Abfüllvorrichtung zum Dosieren eines fließfähigen Erzeugnisses geschaffen, die ein starres Gehäuse mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung aufweist, gekennzeichnet durch einen innerhalb des Gehäuses angeordneten elastischen Schlauch, dessen Enden mit den Öffnungen verbunden sind, eine Einrichtung zum Erzeugen von Luftüber- und Luftunterdruck abwechselnd in dem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Schlauch, und einen ersten und einen zweiten elastischen Ring, deren jeder den Schlauch nahe der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung umgibt, so daß sich die Ringe an der Einlaß- und Auslaßöffnung bei Luftunterdruck ausdehnen bzw. zusammenziehen und bei Luftüberdruck zusammenziehen bzw. ausdehnen.
Das starre Gehäuse kann aus Metall oder einem steifen Kunststoffmaterial wie etwa PVC hergestellt sein. Der elastische Schlauch kann vorzugsweise aus Gummi oder einem flexiblen Kunststoffmaterial, z.B. Silikon, bestehen. Die Wandung des Schlauches weist vorzugsweise eine Dicke von 0,1 bis 1,0mm auf. Vorteilhafterweise ist die Einlaßöffnung am oberen Ende des Gehäuses und die Auslaßöffnung am unteren Ende angeordnet.
Die Enden des flexiblen Schlauches können mit dem Gehäuse vorzugsweise nahe der Öffnungen verbunden sein, beispielsweise mittels einer Klemme oder mit Hilfe eines geeigneten Klebemittels wie etwa Leim.
Die Enden des flexiblen Schlauches können mit dem Gehäuse vorteilhafterweise nahe der Öffnungen verbunden sein, beispielsweise mittels eines geeigneten Klebstoffs.
Die Einrichtung zum Erzeugen des Luftüber- oder Luftunterdrucks kann durch eine Druckluft- und Vakuumabgabeeinheit gebildet sein, die außerhalb des Gehäuses angeordnet und an das Gehäuse-Innere mittels eines Rohres und einer Öffnung in der Gehäuse-Wand angeschlossen ist.
Um ein gleichzeitiges Ausdehnen und Zusammenziehen der einzelnen Ringe bei dem erzeugten Druck zu erzielen, kann der Ring am Einlaß innerhalb und der Ring am Auslaß außerhalb der Innenwand des Gehäuses angeordnet sein, während der Umfang jedes Ringes im zusammengezogenen Zustand größer als der Umfang der Öffnungen in der Innenwand des Gehäuses ist.
Eine Einrichtung zum Zuführen des Erzeugnisses zur Einlaßöffnung ist beispielsweise durch einen Fülltrichter gebildet, der vorzugsweise ein größeres Volumen als das Gehäuse aufweist. Ferner kann eine Einrichtung wie etwa eine Pumpe zur Beschickung des Fülltrichters mit dem Erzeugnis vorgesehen sein.
Außerdem kann eine Wiegeeinrichtung gemeinsam mit einer Steuereinrichtung vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß ein gewünschtes Gewicht des Erzeugnisses aus der Abfüllvorrichtung ausgedrückt wird. Eine geeignete Wiegeeinrichtung ist eine Kraftmeßdose, die so ausgebildet ist, daß sie die Abfüllvorrichtung und den Fülltrichter wiegt, bevor und nachdem das Erzeugnis aus der Abfüllvorrichtung ausgedrückt ist. Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise ein Signalprozessor sein, der die Signale von der Kraftmeßdose durch Erfassen der Masse mehrere Male pro Sekunde steuert und bas gewünschte Gewicht des aus der Abfüllvorrichtung ausgedrückten Erzeugnisses durch Sollwert-Abgleich (negatives Wiegen) steuern kann.
Ferner kann eine Fördereinrichtung zum aufeinanderfolgenden Transport von Behältern bis unterhalb der Abfülleinrichtung vorgesehen sein, wobei die Fördereinrichtung zur diskontinuierlichen Bewegung ausgebildet ist, so daß sie anhält, solange ein Behälter unmittelbar unterhalb der Abfüllvorrichtung zum Befüllen angeordnet ist.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Dosieren eines fließfähigen Erzeugnisses mit Hilfe einer Abfüllvorrichtung, die ein starres Gehäuse mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung aufweist, innerhalb dessen ein flexibler Schlauch, dessen Enden mit den Öffnungen verbunden sind, und zwei elastische Ringe angeordnet sind, deren jeder den Schlauch nahe einer Öffnung umgibt, wobei ein Luftunterdruck in dem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Schlauch erzeugt wird, der bewirkt, daß sich der Schlauch und der Einlaßring ausdehnen und dar Auslaßring zusammenzieht, wodurch sich der Einlaß öffnet und der Auslaß schließt und dadurch das Einsaugen des Erzeugnisses in den Schlauch ermöglicht wird, und sodann ein Luftüberdruck in dem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Schlauch erzeugt wird, der bewirkt, daß sich der Schlauch und der Einlaßring zusammenziehen und der Auslaßring ausdehnt, wodurch der Auslaß geöffnet und der Einlaß geschlossen und dadurch das Erzeugnis aus der Abfüllvorrichtung ausgedrückt wird.
Vorteilhafterweise ist das Erzeugnis in einem mittels einer Pumpe beschickten Fülltrichter enthalten, und der Fülltrichter und die Abfüllvorrichtung werden beispielsweise mittels einer Kraftmeßdose vor und nach dem Ausdrücken des Erzeugnisses gewogen, wobei die Menge des ausgedrückten Erzeugnisses mittels einer Steuereinrichtung wie etwa einem Signalprozessor durch Sollwert-Abgleich gesteuert wird.
Die Erfindung weist die folgenden Vorteile auf:
1) Wenn der Luftunterdruck genau zum Zeitpunkt des Erreichen des Sollwertes erzeugt wird, braucht kein Nachlaufen aus dem Schlauch aufzutreten.
2) Bei Verwendung einer Kraftmeßdose, die im Bereich von 0 bis 5 kg eine maximale Abweichung von 0,03% aufweist, ist es möglich, abgeschlossene Erzeugnisse mit äußerst geringen Gewichtsabweichungen zu erhalten.
3) Es besteht keine Notwendigkeit für eine spezielle oder genaue Pumpe für den Transport des Erzeugnisses zum Fülltrichter: eine einfache Membranpumpe kann verwendet werden.
4) Erzeugnisse, die große Teilchen enthalten, können den Schlauch passieren, da die Ringe, die wie Ventile wirken, sich selbst entsprechend dem Erzeugnis verformen und keine Berührung zwischen den Ringen und dem Erzeugnis besteht.
5) Die Elastizität der Ringe bewirkt ferner ein sehr effizientes Verschließen der Einlaß- und Auslaßöffnung.
6) Die Vorrichtung ist sehr hygienisch und leicht zu reinigen, da keine Seitenecken vorhanden sind. Lediglich die glatten Innenwände des Schlauches und des Fülltrichters kommen in Kontakt mit dem Erzeugnis.
Nahrungsmittelerzeugnisse, die zum Dosieren mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abfüllvorrichtung geeignet sind, umfassen niedrig- und hochviskose Soßen/Füllungen mit Zwiebel-, Pilz-, Tomaten- oder Schinkenstücken oder verschie-Dene Arten von Konfitüren, die ganze Beeren enthalten.
Die Erfindung wird nun weiter erläutert anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der:
die Figuren 1 bis 4 schematische geschnittene Seitenansichten einer erfindungsgemäßen Abfüllvorrichtung in vier aufeinanderfolgenden Ablaufstufen sind,
Figur 5 eine Seitenansicht einer Einheit ist, die eine erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung enthält,
Figur 6 eine Darstellung der Fig. 5 entlang der Linie A-A bei Betrachtung in Richtung der Pfeile ist, und
Figur 7 eine schematische geschnittene Seitenansicht einer Abfüllvorrichtung ist, die eine andere Möglichkeit der Verbindung des Schlauches mit dem Gehäuse zeigt.
Wie in der Zeichnung dargestellt, umfaßt die allgemein mit dem Bezugszeichen bezeichnete Abfüllvorrichtung ein starres Gehäuse 11 mit einer Außenwand 12 und einer Innenwand 13 sowie mit einer Einlaßöffnung 14 und einer Auslaßöffnung 15. Innerhalb des Gehäuses ist ein dünner weicher Gummischlauch 16 angeordnet, dessen eines Ende 17 mit der Gehäuse-Wand an der Einlaßöffnung 14 und dessen anderes Ende 18 mit der Außenwand 12 des Gehäuses an der Auslaßöffnung verklebt ist. Die Enden des Schlauches 16 sind von elastischen Gummiringen 19 umgeben, die sich ausdehen und zusammenziehen können und dann, wenn sie zusammengezogen sind, die Öffnungen an den Enden des Schlauches schließen. Der Gummiring 19 ist innerhalb der Innenwand 13 des Gehäuses an der Einlaßöffnung 14 und der Gummiring 20 außerhalb der Innenwand 13 des Gehäuses an der Auslaßöffnung 15 angeordnet. Der Umfang jedes Gummiringes ist im zusammengezogenen, geschlossenen Zustand größer als der Umfang der Öffnungen in der Innenwand 13 des Gehäuses. Ein Pufferfülltrichter 21, der ein Nahrungsmittelerzeugnis 22 enthält, ist an die obere Einlaßöffnung 14 angeschlossen und umfaßt ein Nahrungsmittelerzeugnis-Volumen, das etwas größer als das Volumen des Gehäuses ist. Oberhalb des Fülltrichters 21 ist der Auslaß 23 einer Membranpumpe 24 zum Pumpen des Erzeugnisses von einer Erzeugnisquelle 25 angebracht. Das Gehäuse 11 ist mit einer Öffnung 26 versehen, an die ein Rohr 27 angeschlossen ist, das zum Einbringen eines Luftüber- oder Unterdrucks von einer Druckluft- und Vakuumabgabeeinheit 28 verwendet wird. Die Druckluft- und Vakuumabgabeeinheit 28 ist an das Rohr 27 mittels eines weichen flexiblen Rohres 35 und an den Druckluftvorrat mit Hilfe eines Anschlusses 36 angeschlossen. Der Fülltrichter 21 und die Abfüllvorrichtung 10 sind in einer Kraftmeßdose 29 zum Wiegen aufgehängt, und ein Signalprozessor 30 steuert das Gewicht. Eine tragbare Einheit ist mit einem Rahmen 31 auf Rädern 32 ausgerüstet, und ein Förderband 33 ist vorgesehen, um Behälter 34 bis zu einer Position unterhalb der Abfüllvorrichtung 10 zu transportieren. In Fig. 7 ist das obere Ende des Gehäuses 11 mit einem Flansch 37 versehen, der an einem Flansch 38 am unteren Ende des Fülltrichters 21 mit Hilfe von Federklemmen 39 angebracht ist. Das obere Ende des Schlauches 16 ist zwischen den Flanschen 37 und 38 eingespannt. Das untere Ende des Schlauches ist zwischen dem Gehäuse und einem Flanschring 40 eingespannt.
Im Betrieb erfolgt das Dosieren in den in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ablaufstufen. In den Figuren 1 und 2 wird ein Vakuum mittels der Druckluft- und Vakuumabgabeeinheit 28 erzeugt, die Luft aus dem Raum zwischen dem Schlauch 16 und dem Gehäuse 11 durch die Öffnung 26 absaugt und dadurch bewirkt, daß der Ring 19 und der Schlauch expandieren, so daß sich das Einlaßende 17 des Schlauches öffnet und es damit ermöglicht, daß das Erzeugnis 22 vom Pufferfülltrichter 21 in den Schlauch 16 eingesaugt wird. Gleichzeitig zieht sich der Ring 20 zusammen und schließt somit das Auslaßende 18 des Schlauches, und eine Erzeugnismenge ähnlich derjenigen, die in den Schlauch eingesaugt wurde, wird von der Membranpumpe 24 in den Pufferfülltrichter 21 gepumpt, und die Abfüllvorrichtung, der Fülltrichter und das darin enthaltene Nahrungsmittelerzeugnis werden mittels der Kraftmeßdose 29 gewogen und die gesamte Masse wird in den Signalprozessor 30 eingeschrieben (gespeichert). Wenn dieser Zyklus abgeschlossen worden ist, wird mittels der Druckluft- und Vakuumabgabeeinheit 28 Luftüberdruck erzeugt (Figuren 3 und 4) und über das weiche flexible Rohr 35 sowie das Rohr 27 durch die Öffnung 26 dem Raum zwischen dem Schlauch 16 und dem Gehäuse 11 zugeführt, wodurch sich der Ring 19 und der Schlauch zusammenziehen und auf diese Weise das Einlaßende 17 des Schlauches schließen und gleichzeitig der Ring 20 ausdehnt und somit das Auslaßende 18 des Schlauches öffnet und infolgedessen ein Ausdrücken des Nahrungsmittelerzeugnisses 22 aus dem Schlauch hervorrufen. Die gewünschte Menge des aus dem Schlauch ausgedrückten Erzeugnisses wird durch Sollwert-Abgleich (negatives Wiegen) durch den Signalprozessor erlangt, der das Gewicht mehrere Male pro Sekunde während des Ausdrückvorganges erfaßt, bis der Sollwert erreicht ist. Zu genau dem Zeitpunkt, zu dem der Sollwert erreicht ist, wird der Zyklus wiederholt, wobei ein Vakuum erzeugt wird, das bewirkt, daß jegliches Erzeugnis in der Auslaßöffnung vor dem Schließen des Ringes 20 in den Schlauch zurückgesaugt wird.
Während des Verfahrens bewegt sich das die Behälter 34 transportierende Förderband 33 intermittierend und hält, bevor er sich weiterbewegt, an, wenn ein Behälter sich unterhalb der Abfüllvorrichtung 10 befindet, um mit dem aus der Abfüllvorrichtung ausgepreßten Nahrungsmittelerzeugnis gefüllt zu werden.

Claims

1. Abfüllvorrichtung (10) zum Dosieren eines fließfähigen Erzeugnisses (22), die ein starres Gehäuse (11) mit einer Einlaß (14)- und einer Auslaßöffnung (15) aufweist, gekennzeichnet durch

einen innerhalb des Gehäuses angeordneten elastischen Schlauch (16), dessen Enden (17,18) mit den Öffnungen (14,15) verbunden sind,

eine Einrichtung zum Erzeugen von Luftüber- und Luftunterdruck abwechselnd in dem Raum zwischen dem Gehäuse (11) und dem Schlauch (16),

und einen ersten und einen zweiten elastischen Ring (19,20), deren jeder den Schlauch (16) nahe der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung (14,15) umgibt, so daß sich die Ringe an der Einlaß- und Auslaßöffnung (14,15) bei Luftunterdruck ausdehnen bzw. zusammenziehen und bei Luftüberdruck sich die Ringe an der Einlaß- und der Auslaßöffnung (14,15) zusammenziehen bzw. ausdehnen.

2. Abfüllvorrichtung (10) nach Anspruch 1, in der die Enden (17,18) des flexiblen Schlauches (16) mit dein Gehäuse (11) nahe der Öffnungen (14,15) verbunden sind.

3. Abfüllvorichtung (10) nach Anspruch 1, in der die Einrichtung zum Erzeugen des Luftüber- oder Luftunterdrucks durch eine Druckluft- und Vakuumabgabeeinheit (28) gebildet ist, die außerhalb des Gehäuses (11) angeordnet und an das innere des Gehäuses mittels eines Rohres (27) und einer Öffnung (26) in der Wand des Gehäuses angeschlossen ist.

4. Abfüllvorichtung (10) nach Anspruch 1, in der der Ring (19) am Einlaß (14) innerhalb und der Ring (20) am Auslaß (15) außerhalb der innenwand (13) des Gehäuses (11) angeordnet ist, wobei der Umfang jedes Ringes (19,20) im zusammengezogenen Zustand größer als der Umfang der Öffnung in der innenwand (13) des Gehäuses ist.

5. Abfüllvorichtung (10) nach Anspruch 1, in der ein Fülltrichter (21) zum Zuführen des Erzeugnisses (22) zur Einlaßöffnung (14) der Abfüllvorrichtung vorgesehen ist.

6. Abfüllvorichtung (10) nach Anspruch 5, in der der Fülltrichter (21) ein Volumen aufweist, das größer als das Volumen des Gehäuses ist.

7. Abfüllvorichtung (10) nach Anspruch 1, in der eine wiege (29)- und eine Steuereinrichtung (30) vorgesehen sind, die zum wiegen der Abfüllvorrichtung und des Fülltrichters (21) vor und nach dem Ausdrücken des Erzeugnisses (22) aus der Abfüllvorrichtung und zum Steuern der Menge des ausgedrückten Erzeugnisses ausgebildet sind.

8. Abfüllvorichtung (10) nach Anspruch 7, in der die Wiegeeinrichtung eine Kraftmeßdose (29) ist.

9. Abfüllvorichtung (10) nach Anspruch 7, in der die Steuereinrichtung ein Signalprozessor (30) ist.

10. Verfahren zum Dosieren eines fließfähigen Erzeugnisses (22) mit Hilfe einer Abfüllvorrichtung (10), die ein starres Gehäuses (11) mit einer Einlaß (14)- und einer Auslaßöffnung (15) aufweist, innerhalb dessen ein flexibler Schlauch (16), dessen Enden (17,18) mit den Öffnungen (14,15) verbunden sind, und zwei elastische Ringe (19,20) angeordnet sind, deren jeder den Schlauch (16) nahe einer Öffnung umgibt, wobei ein Luftunterdruck in dem Raum zwischen dem Gehäuse (11) und dem Schlauch (16) erzeugt wird, der bewirkt, daß sich der Schlauch und der Einlaßring (19) ausdehnen und der Auslaßring (20) zusammenzieht, wodurch sich der Einlaß (14) öffnet und der Auslaß (15) schließt und dadurch das Einsaugen des Erzeugnisses (22) in den Schlauch (16) ermöglicht wird, und sodann ein Luftüberdruck in dein Raum zwischen dem Gehäuse (11) und dem Schlauch (16) erzeugt wird, der bewirkt, daß sich der Schlauch und der Einlaßring (19) zusammenziehen und der Auslaßring (20) ausdehnt, wodurch der Auslaß (15) geöffnet und der Einlaß (14) geschlossen und dadurch das Erzeugnis aus der Abfüllvorrichtung ausgedrückt wird.