EP0022291B1 - Method and device for dosing filling material which hardly lends itself to filling - Google Patents
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- EP0022291B1 EP0022291B1 EP80200608A EP80200608A EP0022291B1 EP 0022291 B1 EP0022291 B1 EP 0022291B1 EP 80200608 A EP80200608 A EP 80200608A EP 80200608 A EP80200608 A EP 80200608A EP 0022291 B1 EP0022291 B1 EP 0022291B1
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- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
- B65B63/00—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on articles or materials to be packaged
- B65B63/02—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on articles or materials to be packaged for compressing or compacting articles or materials prior to wrapping or insertion in containers or receptacles
- B65B63/026—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on articles or materials to be packaged for compressing or compacting articles or materials prior to wrapping or insertion in containers or receptacles for compressing by feeding articles through a narrowing space
Definitions
- the present invention relates to a method and an apparatus for dosing difficult-to-fill goods, e.g. Foodstuffs such as blanched spinach, endive, sliced green beans, vegetable mixes, pasta mixes, etc., in portions of the same weight, by shaping the contents from a storage container into a compacted column, pushing them into a metering chamber of a volumetric metering device and dividing them into individual portions.
- Foodstuffs such as blanched spinach, endive, sliced green beans, vegetable mixes, pasta mixes, etc.
- a device of the type described at the outset is known from DE-C-433 338 and consists of parallel strips which can be moved in and out of one another in groups. Tobacco is stowed between these groups of strips with a pusher and then pushed into a container by the groups of strips with constant pressure. The amount of tobacco then present in the container is cut off from the remaining tobacco rod with a knife.
- the present invention is therefore intended to gently compact the difficult-to-fill foods into a mass from which portions of uniform weight, measured volumetrically, are divided in order to introduce them into packaging containers.
- the method according to the preamble of claim 1 (DE-C-433 338) is characterized in that the compression of the column takes place in that it is gradually compressed several times across its axis, the column being positive during or at the end of the compression transported downwards into a dosing chamber and only then is the lateral pressure on the column released. Since the column is mechanically compressed to a limited extent only transversely to the transport device and, in addition, working like a piston in the transport direction, without being subjected to thrust, the food is not squeezed. Since the pressure on the column is essentially only exerted from the side, an equalization of the pressure in the axial direction and corresponding displacements of parts of the food are possible in the column, but without segregation taking place in the case of mixtures. Since the product can flow back upwards when the column is compressed, the upper part of the column acts on its lower, compressed end like an elastic piston and reproducible results are achieved.
- the transport direction of the column is preferably perpendicular downwards, but transport in a direction obliquely downwards is possible.
- the device for carrying out the method is provided with a channel of variable cross-section arranged between a storage container and a metering device, which channel is arranged between two fixed plates which form opposite channel walls and two blocks or plates which form the two other channel walls and are axially and mutually movable , Which blocks or plates on their sides facing the channel are wavy or step-shaped profiled (DE-C-433 338), characterized in that the plates or blocks are wedge-shaped and movable on inclined sliding surfaces, so that a movement towards the dosing device adjoining the duct also results in a reduction in the duct cross-section, and that the duct is arranged downwards and preferably perpendicularly.
- the blocks or plates are profiled on their sides facing the interior of the channel in the form of waves, steps, teeth or the like.
- the axial movement of the blocks in the direction of the metering device adjoining the channel also results in a reduction in cross-section, while an opposite axial movement increases the distance between the inner sides of the blocks and thus the channel cross-section.
- the axial movement of the blocks is understood here as the proportion of the movement of the blocks in the direction of the axis of the channel).
- the angle of inclination between each sliding surface and the central axis of the channel is preferably between 12 and 25 °.
- the wedge angle of the blocks between their side movable on the sliding surface and the line of contact with the wave-shaped or step-shaped profiles of their inner side is likewise approximately 12 to 25 °.
- the inner sides of the two blocks can face each other that be parallel. In this case, the two aforementioned angles are the same. Since the food in the upper part of the column is still very loose, it can also be expedient to choose a larger distance between the upper ends of the blocks than between the lower ends.
- the lines of contact with the wave-shaped or step-shaped profiles can also be curved.
- the upper ends of the blocks are compressible at the beginning of their axial movement, which runs in the direction of the metering device, whereby they are lifted off the sliding surfaces.
- the lower ends of the blocks form the fulcrum on the inclined sliding surfaces.
- the blocks lie on the sliding surfaces along their entire length.
- the axial stroke of the blocks or the length of their downward movement is at least approximately equal to the depth of the metering chamber arranged under the channel.
- a larger maximum stroke of the blocks can be provided, and in the case of a device used, the maximum possible stroke in the case of a device used was, for example, 7 cm with a depth of the metering chamber of 5 cm.
- the height of the channel is at least five times the stroke.
- the cross section of the channel is not smaller in its upper part when the blocks are compressed than the cross section of the metering chamber.
- the cross section in the lower part of the channel can, however, be smaller than the cross section of the metering chamber when the blocks are compressed.
- the blocks hold the column in place while the filled dosing chamber is pushed aside and drop the column as soon as the empty dosing chamber is brought back under the channel, so that the dosing chamber is at least partially filled by the falling column.
- the lower ends of the wedge-shaped blocks are roughly blunt in accordance with the wave-shaped profile, so that during a downward movement the blocks can push the parts of the food that are possibly below their lower ends against the sliding surfaces while simultaneously compressing in the axial direction and across the column into the metering chamber.
- the drive of the wedge-shaped blocks or of plates which functionally correspond to them is preferably carried out by pneumatic, possibly also by hydraulic devices, in which a piston is moved back and forth in a cylinder.
- the movements of the piston of such a device are transmitted to the blocks by levers.
- the pressure exerted on the column can be influenced by regulating the medium driving the pistons.
- the movement of the blocks compressing the column can be limited in that the pressure arising in the column, or the pressure acting on the pneumatic device from the column via lever ratios, becomes equal to or greater than the pressure of the drive medium. In this case, the movement of both the blocks and the pistons is braked, and the blocks only make part of their maximum possible movement stroke. This also contributes to a gentle treatment of the food in the column during the compression.
- the degree of compression and thus, within narrow limits the weight of the contents accommodated in the metering chamber can also be controlled.
- the pressure of the drive medium must never be so great that the food is crushed and its cell structure is damaged.
- the pressure For frozen, free-flowing food mixes that consist of particles of very different shapes and sizes, the pressure must be set so that the particles do not freeze together to form a solid column.
- the channel cross-section between the blocks is always completely filled with the particles, whereby the compression increases downwards.
- the device is particularly advantageous for dosing frozen particles because the transport time from a store to the individual packaging is very short and because there is no change in the mixing ratios during this transport.
- a rotary slide valve is preferably used as the metering device, which has a transverse bore in which a double-sided piston can be moved back and forth.
- the rotary valve When the dosing chamber under the channel is filled with a portion of the food, the rotary valve is turned through 180 ° and the portion is separated from the column. The portion is ejected downwards into a packaging container by a piston movement.
- the piston movement opens a second metering chamber at the top of the rotary valve.
- the axial movements of the blocks take place approximately according to the movement of the piston in the rotary valve.
- the volume of the metering chambers can be adjusted by changing the piston stroke.
- metering devices can also be used, for example with metering chambers which can be displaced transversely to the channel.
- a channel 3 is arranged under a storage container 1 with an opening 2, which leads to a metering device 4 with a metering chamber 5 which can be displaced transversely to the channel 3.
- the channel 3 is formed by two fixed plates 6 and the wedge-shaped, movable blocks 7 and, like the metering chamber 5, has an approximately rectangular cross section.
- the blocks 7 can be moved on inclined sliding surfaces 8 between an upper position (FIG. 1) and a lower position (FIG. 2).
- the drive for the movement of the blocks 7 takes place by means of pneumatic devices and levers (not shown) which engage the pins 9 of the blocks 7.
- the blocks 7 are made of plastic. Its inner sides 10 facing channel 3 are profiled in a step-like manner. An upward movement of the blocks 7 increases the channel cross section, and a downward movement reduces it.
- the food which is difficult to fill falls irregularly from the storage container 1 through the opening 2 into the channel 3 and forms a column 11.
- the upper part of the column is very loose.
- the lower part of the column is evenly compressed due to the weight of the column on it and due to multiple movements of the blocks 7, so that the mass portioned volumetrically in the metering chamber 5 gives individual portfolios of largely the same weight.
- the blocks 7 move upwards, the column 11 falls into the empty metering chamber 5 provided.
- the blocks 7 move downwards, the column 11 is compressed and at the same time transported in the direction of the metering chamber 5. During this movement, the lower end of the column 11 is further compressed and the metering chamber 5 is completely filled.
- the dosing chamber is then pushed aside, the portion contained in it being separated from the column.
- the blocks 7 are moved upward, so that the cross section of the channel 3 increases.
- the lower end of the column now no longer held laterally by the profiled inner sides 10 of the blocks 7 slides into the metering chamber 5 and is thereby compressed by its own weight.
- the column 11 also expands in its cross section and in this way pulls further parts of the food from the storage container 1 into the channel 3. Since the force attack of the blocks 7 on the column 11 occurs only laterally, the food is compressed very gently. This also applies to the insertion into the metering chamber 5, because if the pressure at the lower ends of the blocks 7 is too strong, some of the food in the middle of the column 11 can escape upwards, which increases the compression in the lower end of the column.
- metering chamber 5 can move under lateral movement under a punch 12 which presses the measured portion into a box 13 on a transport device 14.
- the front of the two fixed plates 26 is removed, which e.g. is useful for cleaning the device.
- the food to be filled passes through two openings 22 into the two channels 23.
- the blocks 27 are movable.
- Guide flaps 39 are arranged in the upper end of the channels 23, which prevent parts of the food from falling onto the upper sides of the blocks 27 and strip off the parts adhering to the inner sides of the blocks 27 at the top.
- the blocks 27 can be moved in both directions along the sliding surfaces 28. Their inner sides 30 are also profiled in steps, but the line of contact with these profiles is somewhat curved in such a way that in the two end positions of the blocks 27 the cross section of the channels 23 is larger at the top than at the bottom.
- the blocks 27 are driven by pins 29 in the upper end of the blocks which project through the rear fixed plate 26 and are connected here with levers, not shown, etc. Guide curves 36 for the pins 29 are arranged in the rear plate 26 and enable the upper ends of the blocks 27 to be lifted off.
- the blocks 27 At the beginning of the downward movement of the blocks 27, they can initially be moved more strongly against one another (corresponding to the curved arrows A) than the lower ends, which are pressed together according to the inclination of the sliding surfaces 28 (as indicated by arrows B). The lower ends form fulcrums around which the blocks are pivoted during their displacement. During the upward movement, the blocks 27 are moved along the sliding surfaces 28 (according to the arrows C). The guide curves 36 limit the maximum movements of the blocks 27.
- Dosing devices 24 are arranged below the channels 23.
- these consist of a rotary slide valve which is formed from a rotary body 37 rotated step by step by 180 ° with a double piston 38 which is displaceable in a channel transversely to the axis of rotation.
- the piston 38 is displaced, the portion located in the lower metering chamber 35 is replaced by a Funnel 33 ejected into a packaging container 40, while at the same time the upper half of the piston 38 forms a second metering chamber 35, into which the lower end of the column (not shown in FIG. 3) can fall.
- the movements of the metering device 24 and the blocks 27 are to be coordinated with one another and are expediently carried out in such a way that the blocks 27 are only moved upwards when the channel 23 is closed after the rotary body 37 has been partially rotated, and that the downward movement of the blocks 27 is not before downward movement of the piston 38 begins.
- the stroke of the piston 38 or the distance between its two halves can be adjustable in the metering device 24 in order to precisely adjust the volume of the upper metering chamber 35.
- the dimensions of the metering chamber 35 can also be approximately the same as those of the packaging container 40.
- the difficult-to-fill foodstuffs mentioned at the outset could be filled in portions of approximately 240 to 600 g of relatively low weight scatter and metering speeds of up to approximately 25 portions per minute. 3, metering speeds of up to 60 portions could be achieved in each of the two metering devices. However, the possible speed depends on the food and the permissible weight spread.
- a metering volume of up to 300 cm 3 is filled at a rate of up to 45 portions per minute with each of the two metering devices according to FIG. 3.
- the device is also characterized by a simple design and good cleaning options.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dosieren von schwierig abfüllbaren Füllgütern, z.B. Lebensmitteln wie blanchiertem Blattspinat, Endivie, geschnittenen grünen Bohnen, Gemüsemischungen, Nudelmischungen usw. in Portionen gleichen Gewichts, indem die Füllgüter aus einem Vorratsbehälter zu einer verdichteten Säule geformt, in eine Dosierkammer einer volumetrischen Dosiereinrichtung geschoben und in einzelne Portionen geteilt werden. Infolge der unregelmässigen, faserigen, blatt- oder strangförmigen Struktur und der an den Oberflächen eventuell vorhandenen Feuchtigkeit neigen manche Lebensmittel dazu, eine inhomogene Masse mit mehr oder weniger grossen Lufteinschlüssen zu bilden. Diese Lebensmittel müssen aber auch vorsichtig transportiert und dosiert werden, damit ihre Struktur erhalten bleibt, die in ihnen enthaltene Feuchtigkeit nicht herausgequetscht wird oder keine Entmischung erfolgt.The present invention relates to a method and an apparatus for dosing difficult-to-fill goods, e.g. Foodstuffs such as blanched spinach, endive, sliced green beans, vegetable mixes, pasta mixes, etc., in portions of the same weight, by shaping the contents from a storage container into a compacted column, pushing them into a metering chamber of a volumetric metering device and dividing them into individual portions. As a result of the irregular, fibrous, sheet-like or strand-like structure and the moisture that may be present on the surfaces, some foods tend to form an inhomogeneous mass with more or less large air pockets. However, these foods must also be carefully transported and dosed so that their structure is preserved, the moisture contained in them is not squeezed out or there is no segregation.
Eine Vorrichtung der anfangs beschriebenen Art ist aus der DE-C-433 338 bekannt und besteht aus parallelen Leisten, die gruppenweise aus-und zueinander beweglich sind. Mit einem Stösser wird Tabak zwischen diese Leistengruppen gestaut und sodann von den Leistengruppen unter gleichbleibender Pressung in einen Behälter geschoben. Die dann in dem Behälter anwesende Menge Tabak wird von einem Messer von dem restlichen Tabakstrang abgeschnitten.A device of the type described at the outset is known from DE-C-433 338 and consists of parallel strips which can be moved in and out of one another in groups. Tobacco is stowed between these groups of strips with a pusher and then pushed into a container by the groups of strips with constant pressure. The amount of tobacco then present in the container is cut off from the remaining tobacco rod with a knife.
Bei Verwendung einer solchen Vorrichtung für empfindliche Füllgüter, wie Gemüse, werden diese durch den Stösser erheblichen Schaden erleiden. Zudem würde wegen des begrenzten Zusammenhangs dieser Füllgüter bei der Öffnung zwischen den Leistengruppen und dem Behälter der erzeugte Druck zum Teil wieder zurücklaufen.If such a device is used for sensitive filling goods, such as vegetables, they will suffer considerable damage from the impact. In addition, due to the limited connection of these fillings, the pressure generated would partially flow back when the strip groups and the container were opened.
Während frei fallende Produkte von gleicher Form und Grösse ohne Schwierigkeiten volumetrisch dosiert werden können und flüssige Produkte, auch wenn sie eine höhere Viskosität besitzen, mittels Pumpen dosierbar sind, wird z.B. Blattspinat meistens von Hand in die Verpackungen eingefüllt, wobei grosse Gewichtsstreuungen unvermeidbar sind. Es gibt zwar mit Kolben arbeitende Einfüll- und Dosiervorrichtungen, wobei aber auch grosse Gewichtsstreuungen und Produktschäden unvermeidlich sind.While free-falling products of the same shape and size can be metered volumetrically without difficulty and liquid products, even if they have a higher viscosity, can be metered by pumps, e.g. Spinach leaves are usually filled into the packaging by hand, whereby large weight variations are unavoidable. There are filling and dosing devices working with pistons, but large weight scatter and product damage are also inevitable.
Durch die vorliegende Erfindung sollen daher die schwierig abfüllbaren Lebensmittel in schonender Weise zu einer Masse verdichtet werden, von der volumetrisch abgemessene Portionen gleichmässigen Gewichts abgeteilt werden, um sie in Verpackungsbehälter einzubringen.The present invention is therefore intended to gently compact the difficult-to-fill foods into a mass from which portions of uniform weight, measured volumetrically, are divided in order to introduce them into packaging containers.
Das Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-C-433 338) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung der Säule dadurch erfolgt, dass sie allmählich mehrfach quer zu ihrer Achse zusammengedrückt wird, wobei die Säule während bzw. am Ende des Zusammendrückens positiv abwärts in eine Dosierkammer transportiert und erst danach der seitliche Druck auf die Säule aufgehoben wird. Da die Säule im wesentlichen nur quer zur Transporteinrichtung und zudem wie ein Kolben arbeitend in der Transportrichtung in einem beschränkten Ausmasse mechanisch zusammengedrückt wird, ohne auf Schub beaufschlagt zu werden, wird das Lebensmittel nicht gequetscht. Da der Druck auf die Säule im wesentlichen nur von der Seite her ausgeübt wird, sind in der Säule ein Ausgleich des Drucks in axialer Richtung und entsprechende Verschiebungen von Teilen des Lebensmittels möglich, ohne dass jedoch bei Mischungen eine Entmischung erfolgt. Da das Produkt beim Zusammendrücken der Säule nach oben zurückfliessen kann, wirkt der obere Teil der Säule auf ihr unteres, verdichtetes Ende wie ein elastischer Kolben und werden reproduzierbare Ergebnisse erzielt.The method according to the preamble of claim 1 (DE-C-433 338) is characterized in that the compression of the column takes place in that it is gradually compressed several times across its axis, the column being positive during or at the end of the compression transported downwards into a dosing chamber and only then is the lateral pressure on the column released. Since the column is mechanically compressed to a limited extent only transversely to the transport device and, in addition, working like a piston in the transport direction, without being subjected to thrust, the food is not squeezed. Since the pressure on the column is essentially only exerted from the side, an equalization of the pressure in the axial direction and corresponding displacements of parts of the food are possible in the column, but without segregation taking place in the case of mixtures. Since the product can flow back upwards when the column is compressed, the upper part of the column acts on its lower, compressed end like an elastic piston and reproducible results are achieved.
Die Transportrichtung der Säule ist vorzugsweise lotrecht nach unten, ein Transport in eine Richtung schräg nach unten ist jedoch möglich. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist versehen mit einem zwischen einem Vorratsbehälter und einer Dosiervorrichtung angeordneten Kanal von veränderbarem Querschnitt, welcher Kanal zwischen zwei festen, gegenüberliegende Kanalwände bildenden Platten und zwei die beiden anderen Kanalwände bildenden, axial und gegen einander beweglichen Blöcken oder Platten angeordnet ist, welche Blöcke oder Platten an ihren dem Kanal zugekehrten Seiten wellenförmig oder stufenförmig profiliert sind (DE-C-433 338), dadurch gekennzeichnet, dass die Platten oder die Blöcke keilförmig und auf geneigten Gleitflächen bewegbar sind, so dass eine Bewegung in Richtung auf die an den Kanal anschliessende Dosiereinrichtung zugleich eine Verringerung des Kanalquerschnitts ergibt, und dass der Kanal abwärts und vorzugsweise lotrecht angeordnet ist.The transport direction of the column is preferably perpendicular downwards, but transport in a direction obliquely downwards is possible. The device for carrying out the method is provided with a channel of variable cross-section arranged between a storage container and a metering device, which channel is arranged between two fixed plates which form opposite channel walls and two blocks or plates which form the two other channel walls and are axially and mutually movable , Which blocks or plates on their sides facing the channel are wavy or step-shaped profiled (DE-C-433 338), characterized in that the plates or blocks are wedge-shaped and movable on inclined sliding surfaces, so that a movement towards the dosing device adjoining the duct also results in a reduction in the duct cross-section, and that the duct is arranged downwards and preferably perpendicularly.
Die Blöcke oder Platten sind an ihren dem Innenraum des Kanals zugekehrten Seiten in der Form von Wellen, Stufen, Zähnen oder ähnlich profiliert. Die axiale Bewegung der Blöcke in Richtung auf die an den Kanal anschliessende Dosiereinrichtung ergibt zugleich eine Querschnittsverringerung, während eine entgegengesetzte axiale Bewegung den Abstand zwischen den inneren Seiten der Blöcke und somit den Kanalquerschnitt vergrössert. (Unter die axiale Bewegung der Blökke wird hier der Anteil der Bewegung der Blöcke in der Richtung der Achse des Kanals verstanden).The blocks or plates are profiled on their sides facing the interior of the channel in the form of waves, steps, teeth or the like. The axial movement of the blocks in the direction of the metering device adjoining the channel also results in a reduction in cross-section, while an opposite axial movement increases the distance between the inner sides of the blocks and thus the channel cross-section. (The axial movement of the blocks is understood here as the proportion of the movement of the blocks in the direction of the axis of the channel).
Der Neigungswinkel zwischen jeder Gleitfläche und der Mittelachse des Kanals liegt vorzugsweise zwischen 12 und 25°. Der Keilwinkel der Blöcke zwischen ihrer auf der Gleitfläche beweglichen Seite und der Berührungslinie an die wellen-oder stufenförmigen Profilierungen ihrer inneren Seite beträgt ebenfalls etwa 12 bis 25°. Die inneren Seiten der beiden Blöcke können zueinander parallel sein. In diesem Fall sind die beiden vorgenannten Winkel gleich. Da das Lebensmittel im oberen Teil der Säule noch sehr locker ist, kann es auch zweckmässig sein, den Abstand zwischen den oberen Enden der Blöcke grösser als zwischen den unteren Enden zu wählen. Die Berührungslinien an die wellen- oder stufenförmigen Profilierungen kann auch gekrümmt sein.The angle of inclination between each sliding surface and the central axis of the channel is preferably between 12 and 25 °. The wedge angle of the blocks between their side movable on the sliding surface and the line of contact with the wave-shaped or step-shaped profiles of their inner side is likewise approximately 12 to 25 °. The inner sides of the two blocks can face each other that be parallel. In this case, the two aforementioned angles are the same. Since the food in the upper part of the column is still very loose, it can also be expedient to choose a larger distance between the upper ends of the blocks than between the lower ends. The lines of contact with the wave-shaped or step-shaped profiles can also be curved.
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die oberen Enden der Blöcke am Beginn ihrer axialen Bewegung, die in Richtung auf die Dosiereinrichtung verläuft, zusammendrückbar sind, wobei sie von den Gleitflächen abgehoben werden. Während der axialen Verschiebung nach unten bilden die unteren Enden der Blöcke Drehpunkt auf den schrägen Gleitflächen. Bei der anschliessenden axialen Verschiebung der Blöcke nach oben in die Ausgangslage zurück liegen die Blöcke in ganzer Länge auf den Gleitflächen auf.In a preferred embodiment it is provided that the upper ends of the blocks are compressible at the beginning of their axial movement, which runs in the direction of the metering device, whereby they are lifted off the sliding surfaces. During the axial downward displacement, the lower ends of the blocks form the fulcrum on the inclined sliding surfaces. During the subsequent axial displacement of the blocks upwards to the starting position, the blocks lie on the sliding surfaces along their entire length.
Der axiale Hub der Blöcke bzw. die Länge ihrer nach unten gerichteten Bewegung ist wenigstens ungefähr gleich der Tiefe der unter dem Kanal angeordneten Dosierkammer. Ein grösserer maximaler Hub der Blöcke kann jedoch vorgesehen werden, und bei einer verwendeten Vorrichtung betrug der bei einer verwendeten Vorrichtung betrug der maximal mögliche Hub beispielsweise 7 cm bei einer Tiefe der Dosierkammer von 5 cm. Die Höhe des Kanals beträgt wenigstens das Fünffache des Hubs. Der Querschnitt des Kanals ist in seinem oberen Teil bei zusammengedrückten Blöcken nicht kleiner als der Querschnitt der Dosierkammer. Der Querschnitt im unteren Teil des Kanals kann bei zusammengedrückten Blöcken jedoch kleiner als der Querschnitt der Dosierkammer sein. Die Blöcke halten die Säule fest, während die gefüllte Dosierkammer zur Seite geschoben wird, und lassen die Säule fallen, sobald die leere Dosierkammer wieder unter den Kanal gebracht wird, so dass die Dosierkammer wenigstens teilweise durch die herabfallende Säule gefüllt wird.The axial stroke of the blocks or the length of their downward movement is at least approximately equal to the depth of the metering chamber arranged under the channel. However, a larger maximum stroke of the blocks can be provided, and in the case of a device used, the maximum possible stroke in the case of a device used was, for example, 7 cm with a depth of the metering chamber of 5 cm. The height of the channel is at least five times the stroke. The cross section of the channel is not smaller in its upper part when the blocks are compressed than the cross section of the metering chamber. The cross section in the lower part of the channel can, however, be smaller than the cross section of the metering chamber when the blocks are compressed. The blocks hold the column in place while the filled dosing chamber is pushed aside and drop the column as soon as the empty dosing chamber is brought back under the channel, so that the dosing chamber is at least partially filled by the falling column.
Die unteren Enden der keilförmigen Blöcke sind etwa entsprechend dem wellenförmigen Profil stumpf, so dass die Blöcke bei einer Abwärtsbewegung die unterhalb ihrer unteren Enden an den Gleitflächen möglicherweise anliegenden Teile des Lebensmittels unter gleichzeitiger Verdichtung in axialer Richtung und quer zur Säule in die Dosierkammer einschieben können.The lower ends of the wedge-shaped blocks are roughly blunt in accordance with the wave-shaped profile, so that during a downward movement the blocks can push the parts of the food that are possibly below their lower ends against the sliding surfaces while simultaneously compressing in the axial direction and across the column into the metering chamber.
Der Antrieb der keilförmigen Blöcke oder von ihnen etwa funktionell entsprechenden Platten erfolgt vorzugsweise durch pneumatische, gegebenenfalls auch durch hydraulische Einrichtungen, bei denen ein Kolben in einem Zylinder hin und her bewegt wird. Die Bewegungen des Kolbens einer solchen Einrichtung werden durch Hebel auf die Blöcke übertragen. Durch eine Regelung des die Kolben antreibenden Mediums kann der auf die Säule ausgeübte Druck beeinflusst werden. Die die Säule zusammendrückende Bewegung der Blöcke kann dadurch begrenzt werden, dass der in der Säule entstehende Druck, bzw. der von der Säule über Hebelübersetzungen auf die pneumatische Einrichtung wirkende Druck gleich dem Druck des Antriebsmediums oder grösser wird. In diesem Falle wird die Bewegung sowohl der Blökke als auch der Kolben abgebremst, und die Blökke machen nur einen Teil ihres maximal möglichen Bewegungshubs. Auch dies trägt zu einer schonenden Behandlung des Lebensmittels in der Säule während der Verdichtung bei. Ausserdem kann durch Regelung des Drucks des Antriebsmediums der Grad der Verdichtung und somit in engen Grenzen auch das Gewicht des von der Dosierkammer aufgenommenen Inhalts gesteuert werden. Der Druck des Antriebsmediums darf aber in keinem Fall so gross sein, dass das Lebensmittel zerquetscht und seine Zellstruktur geschädigt wird.The drive of the wedge-shaped blocks or of plates which functionally correspond to them is preferably carried out by pneumatic, possibly also by hydraulic devices, in which a piston is moved back and forth in a cylinder. The movements of the piston of such a device are transmitted to the blocks by levers. The pressure exerted on the column can be influenced by regulating the medium driving the pistons. The movement of the blocks compressing the column can be limited in that the pressure arising in the column, or the pressure acting on the pneumatic device from the column via lever ratios, becomes equal to or greater than the pressure of the drive medium. In this case, the movement of both the blocks and the pistons is braked, and the blocks only make part of their maximum possible movement stroke. This also contributes to a gentle treatment of the food in the column during the compression. In addition, by regulating the pressure of the drive medium, the degree of compression and thus, within narrow limits, the weight of the contents accommodated in the metering chamber can also be controlled. The pressure of the drive medium must never be so great that the food is crushed and its cell structure is damaged.
Bei Lebensmitteln, die verhältnismässig viel freies Wasser enthalten, wie es bei Blattspinat unerwünschterweise vorkommen kann, ist es möglich, durch eine Erhöhung des Drucks des Antriebsmediums das Wasser insbesondere nach oben aus der Säule herauszudrücken. In diesem Fall sind am Kanal Öffnungen vorzusehen, durch die das überschüssige Wasser abfliessen kann, und das Gewicht der Portionen muss durch Änderung des Inhalts der Dosierkammer genau eingestellt werden.In the case of foods which contain a relatively large amount of free water, such as can occur undesirably with spinach leaves, it is possible to push the water out of the column, in particular upwards, by increasing the pressure of the drive medium. In this case, openings must be provided on the channel through which the excess water can drain off, and the weight of the portions must be precisely adjusted by changing the contents of the dosing chamber.
Bei gefrorenen, frei fliessenden Lebensmittelmischungen, die aus Teilchen von sehr unterschiedlichen Formen und Grössen bestehen, muss der Druck so eingestellt werden, dass die Teilchen nicht zu einer festen Säule zusammenfrieren. Hierbei ist der Kanalquerschnitt zwischen den Blöcken stets ganz von den Teilchen ausgefüllt, wobei auch hier die Verdichtung nach unten zunimmt. Für die Dosierung gefrorener Teilchen ist die Vorrichtung besonders vorteilhaft, weil die Transportzeit von einem Vorrat bis in die Einzelverpackungen sehr kurz ist und weil keine Änderung der Mischungsverhältnisse während dieses Transports eintritt.For frozen, free-flowing food mixes that consist of particles of very different shapes and sizes, the pressure must be set so that the particles do not freeze together to form a solid column. Here, the channel cross-section between the blocks is always completely filled with the particles, whereby the compression increases downwards. The device is particularly advantageous for dosing frozen particles because the transport time from a store to the individual packaging is very short and because there is no change in the mixing ratios during this transport.
Als Dosiereinrichtung wird vorzugsweise ein Drehschieber verwendet, der eine Querbohrung besitzt, in welcher ein doppelseitiger Kolben hin und her verschiebbar ist. Wenn die Dosierkammer unter dem Kanal mit einer Portion des Lebensmittels gefüllt ist, wird der Drehschieber um 180° gedreht und die Portion von der Säule abgetrennt. Die Portion wird durch eine Kolbenbewegung in einen Verpackungsbehälter nach unten ausgestossen. Durch die Kolbenbewegung öffnet sich oben im Drehschieber eine zweite Dosierkammer. Die axialen Bewegungen der Blöcke erfolgen etwa entsprechend der Bewegung des Kolbens im Drehschieber. Durch eine Änderung des Kolbenhubs lässt sich das Volumen der Dosierkammern einstellen.A rotary slide valve is preferably used as the metering device, which has a transverse bore in which a double-sided piston can be moved back and forth. When the dosing chamber under the channel is filled with a portion of the food, the rotary valve is turned through 180 ° and the portion is separated from the column. The portion is ejected downwards into a packaging container by a piston movement. The piston movement opens a second metering chamber at the top of the rotary valve. The axial movements of the blocks take place approximately according to the movement of the piston in the rotary valve. The volume of the metering chambers can be adjusted by changing the piston stroke.
Es sind auch andere Dosiereinrichtungen, beispielsweise mit quer zum Kanal verschiebbaren Dosierkammern verwendbar.Other metering devices can also be used, for example with metering chambers which can be displaced transversely to the channel.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben.
- Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, bei der die Blöcke nach oben und auseinander geschoben sind,
- Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung, bei der die Blöcke nach unten und zusammengedrückt sind,
- Fig. 3 zeigt eine andere Vorrichtung mit zwei Kanälen und als Drehschieber ausgebildeten Dosiereinrichtungen, wobei die Stellung der Blöcke und Dosiereinrichtungen für beide Kanäle verschieden gezeichnet ist.
- 1 shows a device in which the blocks are pushed up and apart,
- Fig. 2 shows a device in which the blocks are down and compressed,
- FIG. 3 shows another device with two channels and metering devices designed as rotary slide valves, the position of the blocks and metering devices being drawn differently for both channels.
In Fig. 1 und 2 ist unter einem Vorratsbehälter 1 mit einer Öffnung 2 ein Kanal 3 angeordnet, der zu einer Dosiereinrichtung 4 mit einer quer zum Kanal 3 verschiebbaren Dosierkammer 5 führt. Der Kanal 3 wird durch zwei feste Platten 6 und die keilförmigen, beweglichen Blöcke 7 gebildet und hat wie auch die Dosierkammer 5 einen etwa rechteckigen Querschnitt. Die Blöcke 7 sind auf geneigten Gleitflächen 8 zwischen einer oberen Stellung (Fig. 1) und einer unteren Stellung (Fig. 2) verschiebbar. Der Antrieb für die Bewegung der Blöcke 7 erfolgt mittels nicht dargestellter pneumatischer Einrichtungen und Hebel, welche an den Zapfen 9 der Blöcke 7 angreifen. Die Blöcke 7 bestehen aus Kunststoff. Ihre dem Kanal 3 zugekehrten inneren Seiten 10 sind stufenförmig profiliert. Eine Aufwärtsbewegung der Blöcke 7 vergrössert den Kanalquerschnitt, und eine Abwärtsbewegung verkleinert ihn.1 and 2, a
Aus dem Vorratsbehälter 1 fällt das schwierig abzufüllende Lebensmittel durch die Öffnung 2 unregelmässig in den Kanal 3 und bildet eine Säule 11. Der obere Teil der Säule ist sehr locker. Der untere Teil der Säule ist dagegen infolge des auf ihm lastenden Gewichts der Säule und infolge mehrfacher Bewegungen der Blöcke 7 gleichmässig verdichtet, so dass die in der Dosierkammer 5 volumetrisch portionierte Masse Einzelportfonen von weitgehend gleichem Gewicht ergibt. Bei einer Aufwärtsbewegung der Blöcke 7 fällt die Säule 11 in die bereitstehende leere Dosierkammer 5. Bei der Abwärtsbewegung der Blöcke 7 wird die Säule 11 zusammengedrückt und zugleich in Richtung auf die Dosierkammer 5 transportiert. Bei dieser Bewegung wird das untere Ende der Säule 11 weiter verdichtet und die Dosierkammer 5 vollständig gefüllt. Anschliessend wird die Dosierkammer zur Seite geschoben, wobei die in ihr enthaltene Portion von der Säule abgetrennt wird. Sobald die entleerte Dosierkammer 5 sich wieder unter dem Kanal 3 befindet, werden die Blöcke 7 nach oben bewegt, so dass sich der Querschnitt des Kanals 3 vergrössert. Die nun nicht mehr seitlich von den profilierten inneren Seiten 10 der Blöcke 7 gehaltene Säule rutscht mit ihrem unteren Ende in die Dosierkammer 5 und wird hierbei durch ihr eigenes Gewicht verdichtet. Hierbei dehnt sich auch die Säule 11 in ihrem Querschnitt aus und zieht auf diese Weise weitere Teile des Lebensmittels aus dem Vorratsbehälter 1 in den Kanal 3. Da der Kraftangriff der Blöcke 7 an der Säule 11 nur seitlich erfolgt, wird das Lebensmittel sehr schonend verdichtet. Dies gilt auch für das Einschieben in die Dosierkammer 5, weil bei einem etwa zu starken Druck der unteren Enden der Blöcke 7 ein Teil des Lebensmittels in der Mitte der Säule 11 nach oben ausweichen kann, was die Verdichtung im unteren Ende der Säule erhöht.The food which is difficult to fill falls irregularly from the storage container 1 through the opening 2 into the
In Fig. 1 ist angedeutet, dass die Dosierkammer 5 bei seitlicher Verschiebung unter einen Stempel 12 gelangen kann, der die abgemessene Portion in eine Schachtel 13 auf einer Transporteinrichtung 14 eindrückt.In Fig. 1 it is indicated that the
Bei der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung ist die vordere der beiden festen Platten 26 abgenommen, was z.B. für eine Reinigung der Vorrichtung zweckmässig ist. Aus dem Vorratsbehälter 21 gelangt das abzufüllende Lebensmittel durch zwei Öffnungen 22 in die beiden Kanäle 23. Zwischen den geneigten Gleitflächen 28, die auch als äussere Seitenwände der Kanäle angesehen werden können, sind die Blöcke 27 beweglich. Im oberen Ende der Kanäle 23 sind Führungsklappen 39 angeordnet, die verhindern, dass Teile des Lebensmittels auf die oberen Seiten der Blöcke 27 fallen, und die oben an den inneren Seiten der Blöcke 27 anhaftende Teile abstreifen.In the device shown in Fig. 3, the front of the two fixed
Die Blöcke 27 können in beiden Richtungen entlang der Gleitflächen 28 verschoben werden. Ihre inneren Seiten 30 sind ebenfalls stufenförmig profiliert, jedoch ist die Berührungslinie an diese Profilierungen etwas in der Weise gebogen, dass in den beiden Endstellungen der Blöcke 27 der Querschnitt der Kanäle 23 oben grösser als unten ist. Der Antrieb der Blöcke 27 erfolgt über Zapfen 29 im oberen Ende der Blöcke, die durch die hintere feste Platte 26 vorspringen und hier mit nicht dargestellten Hebeln usw. verbunden sind. In der hinteren Platte 26 sind Führungskurven 36 für die Zapfen 29 angeordnet, die ein Abheben der oberen Enden der Blöcke 27 ermöglichen. Bei Beginn der Abwärtsbewegung der Blöcke 27 können sie hierdurch zunächst stärker gegeneinander bewegt werden (entsprechend den gebogenen Pfeilen A) als die unteren Enden, die entsprechend der Neigung der Gleitflächen 28 (wie durch Pfeile B angedeutet) zusammengedrückt werden. Die unteren Enden bilden während ihrer Verschiebung Drehpunkte, um die die Blöcke geschwenkt werden. Bei der Aufwärtsbewegung werden die Blöcke 27 entlang der Gleitflächen 28 (gemäss den Pfeilen C) verschoben. Die Führungskurven 36 begrenzen die maximalen Bewegungen der Blöcke 27. Wenn sich aber bei der Abwärtsbewegung in der Säule oder der Dosierkammer ein Druck aufbaut, welcher unter Berücksichtigung der nicht gezeigten Hebelübersetzung grösser ist als der Druck des Antriebsmediums in den ebenfalls nicht dargestellten pneumatischen Einrichtungen, bewegen sich die Zapfen 29 innerhalb der durch die Kurven 36 definierten Ausnehmung, ohne an den Kurven 36 anzuliegen.The
Unterhalb der Kanäle 23 sind Dosiereinrichtungen 24 angeordnet. Diese bestehen bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung aus einem Drehschieber, der aus einem schrittweise um 180° gedrehten Rotationskörper 37 mit einem doppelten Kolben 38, der in einem Kanal quer zur Rotationsachse verschiebbar ist, gebildet ist. Bei einer Verschiebung des Kolbens 38 wird die in der unteren Dosierkammer 35 befindliche Portion durch einen Trichter 33 in einen Verpackungsbehälter 40 ausgestossen, während zugleich die obere Hälfte des Kolbens 38 eine zweite Dosierkammer 35 bildet, in die das untere Ende der in Fig. 3 nicht gezeigten Säule fallen kann. Die Bewegungen der Dosiereinrichtung 24 und der Blöcke 27 sind aufeinander abzustimmen und erfolgen zweckmässigerweise so, dass die Blöcke 27 erst aufwärts bewegt werden, wenn der Kanal 23 nach teilweiser Drehung des Rotationskörpers 37 abgeschlossen ist, und dass die Abwärtsbewegung der Blöcke 27 nicht vor der nach unten gerichteten Bewegung des Kolbens 38 beginnt.
In der Dosiereinrichtung 24 kann der Hub des Kolbens 38 oder der Abstand zwischen seinen beiden Hälften verstellbar sein, um das Volumen der oberen Dosierkammer 35 genau einzustellen. Im Gegensatz zu der Darstellung in Fig. 3 können die Abmessungen der Dosierkammer 35 auch ungefähr gleich denen des Verpackungsbehälters 40 sein.The stroke of the
Mit der Vorrichtung gemäss Fig. 1 und 2 konnten die eingangs genannten schwierig abfüllbaren Lebensmittel in Portionen von etwa 240 bis 600 g verhältnismässig geringen Gewichtsstreuungen und Dosiergeschwindigkeiten bis etwa 25 Portionen pro Minute abgefüllt werden. Bei Vorrichtungen gemäss Fig. 3 konnten Dosiergeschwindigkeiten bis 60 Portionen in jeder der beiden Dosiereinrichtungen erreicht werden. Die mögliche Geschwindigkeit hängt jedoch von dem Lebensmittel und der zulässigen Gewichtsstreuung ab. In einer Verpackungslinie für blanchierten Blattspinat wird beispielsweise mit einem Dosiervolumen von bis zu 300 cm3 mit einer Geschwindigkeit von bis zu 45 Portionen pro Minute mit jeder der beiden Dosiereinrichtungen nach Fig. 3 abgefüllt.1 and 2, the difficult-to-fill foodstuffs mentioned at the outset could be filled in portions of approximately 240 to 600 g of relatively low weight scatter and metering speeds of up to approximately 25 portions per minute. 3, metering speeds of up to 60 portions could be achieved in each of the two metering devices. However, the possible speed depends on the food and the permissible weight spread. In a packaging line for blanched spinach leaves, for example, a metering volume of up to 300 cm 3 is filled at a rate of up to 45 portions per minute with each of the two metering devices according to FIG. 3.
Die Vorrichtung zeichnet sich ferner durch eine einfache Bauweise und gute Reinigungsmöglichkeiten aus.The device is also characterized by a simple design and good cleaning options.
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