EP0804364A1 - Verfahren und vorrichtung zur formgebung und portionierung einer zähen masse - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur formgebung und portionierung einer zähen masse

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EP0804364A1
EP0804364A1 EP96900909A EP96900909A EP0804364A1 EP 0804364 A1 EP0804364 A1 EP 0804364A1 EP 96900909 A EP96900909 A EP 96900909A EP 96900909 A EP96900909 A EP 96900909A EP 0804364 A1 EP0804364 A1 EP 0804364A1
Authority
EP
European Patent Office
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elements
mass
forces
shaping
rollers
Prior art date
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EP96900909A
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French (fr)
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EP0804364B1 (de
Inventor
Wilhelm Baur
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Natec Reich Summer GmbH and Co KG
Original Assignee
Natec Reich Summer GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Natec Reich Summer GmbH and Co KG filed Critical Natec Reich Summer GmbH and Co KG
Publication of EP0804364A1 publication Critical patent/EP0804364A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0804364B1 publication Critical patent/EP0804364B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B9/00—Enclosing successive articles, or quantities of material, e.g. liquids or semiliquids, in flat, folded, or tubular webs of flexible sheet material; Subdividing filled flexible tubes to form packages
    • B65B9/10—Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs
    • B65B9/12—Subdividing filled tubes to form two or more packages by sealing or securing involving displacement of contents

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for shaping a viscous mass within a flexible envelope.
  • the mass to be molded is first introduced into a flexible covering.
  • the mass is then to be brought into an essentially disc-like, plate-like shape, this being done by displacing the mass at certain points in the casing, so that the top and bottom of the casing have direct contact with one another.
  • the wrapping is then usually fixed at these portioning points so that the mass can no longer deform back into its original, continuous shape.
  • REPLACEMENT BLA ⁇ (RULE 26)
  • the mass can either still be deformed in a relatively warm state, and because of the elevated temperature it has a relatively good flowability and correspondingly low toughness. The deformation can thus be carried out relatively easily.
  • the problem here is that the fixation must take place relatively quickly, since the mass flows back to the portioning points due to external influences, for example due to the influence of gravity.
  • Another problem is that the mass as a whole has not yet hardened and therefore usually changes in shape when it cools down. This leads to optically unsightly formations, since generally no continuous material thickness is achieved, which also leads to problems during transport and packaging.
  • a second possibility is to deform the mass in a relatively cold state, which e.g. is described in DE 42 04 396.
  • the toughness of the material is correspondingly greater, so that larger forces have to be applied to deform.
  • relatively high restoring forces develop in the material. The consequence of this is that the mass flows back into the portioning points if the covering is not fixed immediately after displacement.
  • REPLACEMENT BLA ⁇ (RULE 26) Fixation and thus lead to a spread of the mass out of the intended shape.
  • a feed system is used in both methods, in which the mass together with its coating is conveyed in a feed direction by a corresponding portioning and fixing device.
  • the object of the present invention is to achieve a reliable deformation in a cold-forming process. In this way, a better and more reliable shaping as well as a higher portioning speed can be achieved.
  • a cold forming process in the sense of the invention is to be understood as a shaping process in which the mass to be shaped has a relatively high toughness due to its low temperature. This temperature for cheese is approx. 10 - 14 ° C.
  • ERSATZBLAH (RULE 26) tion points, the material properties and the thickness of the mass to be deformed and their coating.
  • the forces act in such a way that the mass is deliberately displaced away from the portioning point within its envelope. This is preferably done in the opposite direction to the general feed direction.
  • this force is that the mass is not only removed from the portioning points provided, but is also removed from the immediate edge area of the portioning point.
  • there are also restoring forces within the deformed mass which however occur further away from the portioning point. For this reason, the mass does not flow back into the portioning point.
  • the forces which are exerted by the restoring forces of the mass on fixing the casing at the portioning point become lower, since the force introduction point is relatively far away from the portioning point.
  • the movement against the direction of advance of the mass is considered to be favorable insofar as the mass to be shaped is already advanced by the advance in the direction of
  • Portioning point is pressed. If the displacement now took place in the same direction as the feed, these two movements would overlap so that too much material would be collected at the portioning point.
  • REPLACEMENT BLA ⁇ (RULE 26) It is of course possible to allow these external forces to act not only once, but several times, at several points in succession, on the mass and its coating.
  • the production speed can be increased overall by distributing it over several force application points and deliberately displacing the mass in the opposite direction to the feed direction.
  • the covering is usually fixed by a sealing process which is achieved by means of a relatively high temperature.
  • the intended sealing rollers can no longer remain at the portioning points in a first sealing process.
  • a relatively high temperature cannot be brought up, since otherwise the covering would melt or burn on its outer surface, while the inner surface is still relatively cold.
  • the device according to the invention has two shaping elements, between which the mass is guided with its flexible covering.
  • the shaping elements are loaded with periodically changing forces.
  • REPLACEMENT BLA ⁇ (RULE 26) Two profiled, circumferential belts are preferably used here, with plates, rollers or similar suitable instruments naturally also being considered instead of the belts.
  • the belts are loaded in a suitable area, which is preferably in the middle between the guide rollers of the belts.
  • the application can be done either by rollers, rollers, plungers, hydraulic elements or the like.
  • the belts or the shaping elements are loaded in such a way that the mass is not only simply displaced out of the portioning point, but at the same time is pushed back against the direction of advance.
  • rollers or rollers as the force-applying elements, this is achieved either by eccentrically mounting these rollers or rollers, although of course, alternatively or additionally, a non-circular roller or roller can be used.
  • Appropriate control is provided for tappets or hydraulic actuating elements.
  • the force is introduced in such a way that the shaping elements initially experience a relatively small force, which acts at least partially counter to the direction of advance and is directed onto the mass to be molded.
  • the mass to be molded is displaced away from the portioning point at the beginning of the displacement process.
  • ERSATZBLAH (RULE 26) As the displacement process continues, an increasing proportion of the acting forces is introduced perpendicular to the feed direction. Thus, at the same time, the mass is squeezed out of the area of the portioning points and displaced against the feed direction.
  • the absolute amount of the acting forces can remain the same or change, in particular increase.
  • a suitable mass with suitable material properties it is of course also possible, in the case of a suitable mass with suitable material properties, to carry out the entire required deformation in only one step.
  • the shaping elements preferably consist of circumferential belts.
  • the following description is based only on this exemplary embodiment, although, of course, any other suitable embodiment for the shaping elements is encompassed by the concept of the invention.
  • the two belts used are provided on their sides facing the mass with webs at certain intervals.
  • the distances between these webs and their height correspond to the dimensions of the deliverable Product.
  • the webs themselves are now not protruding vertically from the belt surface without a transition, but have side bevels. There is therefore no sudden displacement of the mass from the portioning points, but rather the mass can remain tapering in the direction of the portioning points. This special shape also reduces the total restoring forces that occur.
  • the belts On the inside, the belts have knobs or a similar suitable guide device for driving and conveying.
  • the webs be made heatable.
  • the webs themselves either metal, optionally provided with a suitable coating or embedded metal rods in 'the belt material.
  • a suitable heating device for example an induction element. In this way, the webs are heated, so that not only is the mass displaced in the portioning area, but at the same time the covering is heated to a certain extent.
  • Fixing unit it is no longer necessary to bring the casing completely from a relatively low temperature to the fixing temperature, but the casing already has an elevated temperature. As a result, reliable fixation can be achieved with relatively little effort. Of course, another fixation of the casing is also possible, so that this heating device is not necessarily part of the invention.
  • Figure l a plan view of a schematic representation a displacement device according to the invention
  • FIG. 2, 3 a side view of the rollers used for displacement
  • Figure 4 is an enlarged view of the displacement element used.
  • two belts 1, 2 are provided as displacement elements, each rotating in the direction of the arrows 12, 13 and being guided by rollers 3, 4. This is done by means of teeth 5 which are attached to the inside of the belt 1, 2.
  • the rollers 3, 4 are designed accordingly for receiving the teeth 5 and for driving the belts 1, 2.
  • the straps 1, 2 are provided with a plurality of webs 6, one or more rods 16 being fitted in each web 6.
  • the belts 1, 2 are synchronized so that the webs 6 of the two belts are opposite each other, as shown in FIG. 1.
  • the entire system is preferably designed so that the mass to be molded is transported vertically downwards in the feed direction 7.
  • a differently directed installation is also possible, e.g. horizontal or oblique, with an upward movement against gravity can also be provided.
  • roller pairs 8, 8 a, 9, 9, 10, 10 a are provided in the region between the rollers 3, 4, and are also provided with teeth 17 on their circumference (FIGS. 2, 3).
  • the material to be molded and portioned is now introduced together with its covering from above in the direction of arrow 7 into the funnel between the belts 1, 2. It is transported further by the belt in the direction of arrow 7 until it reaches approximately the area of the first pair of rollers 8, 8a.
  • All pairs of rollers 8,8a, 9,9a, 10,10a are coupled to the belts 1, 2 in a rotationally synchronous manner by means of their teeth 17 (FIG. 2, 3).
  • the force that is exerted on the belts by the pairs of rollers can be metered in such a way that a certain force is always exerted when the webs 6 are at a certain, predetermined point.
  • roller pairs 8,8a, 9,9a, 10,10a now have a * force effect in the direction of the arrows 14, 15 and in the opposite direction to the conveying direction 7. This is done by the rollers of the roller pairs 8,8a, 9,9a, 10, 10a according to FIGS. 2, 3 are provided with inserts 18 which are attached between the associated teeth 17. These inserts can be clamped, welded or attached in some other suitable way.
  • the height of the inserts 18 is now selected so that either the webs 6 are already completely compressed in the area of the roller pairs, or, as in the first pair of rollers 8, 8a (FIG. 2), there is still some clearance between the webs 6 of the belts 1, 2 remains.
  • the force effect in the direction of the arrows 14, 15 in FIG. 1 clearly results from the fact that the inserts 18 distance between the rollers of a pair of rollers 8,8a, 9,9a, 10,10a is reduced and thus the belts located between them are squeezed together with the cheese mass and the packaging.
  • the backward-moving effect in the opposite direction of the arrow 7 results from the fact that as soon as the inserts 18 come into engagement with the belts 1, 2, this engagement still takes place in FIG.
  • roller pairs 9,9a, 10,10a with more inserts 18 being provided here than with the first roller pair 8,8a.
  • a preliminary deformation can be brought about with the first pair of rollers 8, 8a, the opposing webs 6 of the belts 1 not yet necessarily colliding with one another, but a certain amount of cheese residue remaining at these portioning points.
  • the final Displacement then takes place by means of the roller pairs 9.9a, 10.10a.
  • roller pairs 8, 8a, 9.9a, 10, 10a are arranged to be adjustable in the arrow directions 14, 15 and in the arrow direction 7 and in the opposite direction. In addition, an easy replacement of these roller pairs is provided.
  • the belts 1, 2 can be easily replaced with the rollers 3, 4 in order to make the system overall even more adaptable.
  • Figure 4 shows an enlarged view through the cross section of a belt 1 or 2.
  • the rods 16 can be clearly seen, which are arranged in the region of the web 6 and extend transversely to the longitudinal direction of the belt 1, 2.
  • each belt 1, 2 consists of an upper material 19 and a lower material 20, which is provided with teeth 5 and corresponding recesses.
  • the web 6 is here also, as a difference from the prior art, not projecting perpendicularly from the surface 23 of the belt 1, 2, but initially has a shoulder 21, which is adjoined by an inclined surface 22, which in turn fits into the surface 23, which runs essentially parallel to the belt longitudinal axis.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Containers And Plastic Fillers For Packaging (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Soil Working Implements (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Brushes (AREA)

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Formgebung und Portionierunσ einer zähen Masse
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Formgebung einer zähen Masse innerhalb einer flexiblen Umhüllung.
Ähnliche Vorrichtungen sind beispielsweise im Bereich der Lebensmitteltechnologie zur Portionierung von Käse in scheibenartiger, plattenför iger Form bekannt. Es ist allerdings selbstverständlich ebenfalls möglich, die vorliegende Erfindung nicht nur auf Käse, sondern andere
Materialien, die nicht zwingend aus dem Lebensmittelbereich stammen müssen, mit ähnlichen Materialeigenschaften wie . Käse anzuwenden. *
Hierbei wird die zu formende Masse zunächst in eine flexible Umhüllung eingebracht. Die Masse soll danach in im wesentlichen scheibenartige, plattenförmige Form gebracht werden, wobei dies dadurch erfolgt, daß ein Verdrängen der Masse an bestimmten Stellen der Umhüllung erfolgt, so daß die Ober- und Unterseite der Umhüllung direkt miteinander Kontakt haben. An diesen Portionierungsstellen wird danach in der Regel eine Fixierung der Umhüllung vorgenommen, so daß die Masse sich nicht mehr in ihre ursprüngliche, durchgehende Form zurückverformen kann.
Es gibt hierzu im wesentlichen zwei bekannte Vorgehensweisen:
ERSATZBLAπ (REGEL 26) Die Masse kann entweder noch in relativ warmem Zustand verformt werden, wobei sie aufgrund der erhöhten Temperatur eine relativ gute Fließfähigkeit und entsprechend geringe Zähigkeit aufweist. Die Verformung kann somit relativ problemlos durchgeführt werden. Problematisch ist hierbei allerdings, daß die Fixierung relativ schnell erfolgen muß, da die Masse durch äußere Einflüsse, beispielsweise durch den Einfluß der Schwerkraft, wieder an die Portionierungs- stellen zurückfließt. Ein weiteres Problem ist, daß die Masse insgesamt noch nicht ausgehärtet ist und sich daher in der Regel beim Abkühlen noch in der Form ändert. Dies führt zu optisch unschönen Ausformungen, da in der Regel keine durchgehende Materialdicke erreicht wird, was auch zu Problemen bei Transport und Verpackung führt.
Eine zweite Möglichkeit ist das Verformen der Masse in relativ kaltem Zustand, was z.B. in der DE 42 04 396 geschildert ist. Hier ist die Zähigkeit des Materials entsprechend größer, so daß zum Verformen größere Kräfte aufgebracht werden müssen. Darüber hinaus entwickeln sich, bedingt durch die hohe Zähigkeit, relativ hohe Rückstell- kräfte im Material. Dies hat zur Folge, daß die Masse, falls nicht unmittelbar nach dem Verdrängen die Fixierung der Umhüllung vorgenommen wird, wieder in die Portionierungsstellen zurückfließt.
Dieses Zurückfließen führt dann einerseits zu relativ großen Problemen bei der Fixierung, da die Masse nochmals aus diesen Portionierungsstellen verdrängt werden muß, kann andererseits, falls die Fixierung nur unvollkommen erfolgt ist oder nicht stabil genug ist, auch zu einem Lösen dieser
ERSATZBLAπ (REGEL 26) Fixierung und somit zu einer Ausbreitung der Masse aus der vorgesehenen Form heraus führen.
In der Regel wird bei beiden Verfahren ein Vorschubsystem angewendet, bei dem die Masse mitsamt ihrer Umhüllung in einer Vorschubrichtung durch eine entsprechende Portionier- und Fixierungseinrichtung gefördert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine zuverläs- sige Verformung bei einem Kaltverformungsvorgang zu errei¬ chen. Hierdurch kann sowohl eine bessere und zuverlässige¬ re Formgebung als auch eine höhere Portioniergeschwindig¬ keit erreicht werden.
Als Kaltverformungsvorgang im Sinne der Erfindung ist ein Verformungsvorgang zu verstehen, bei der die zu formende Masse aufgrund ihrer niedrigen Temperatur eine relativ hohe Zähigkeit aufweist. Diese Temperatur liegt bei Käse bei ca. 10 - 14 °C.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die technische Lehre des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 1 und 5 gelöst.
Wesentlich hierbei ist, daß nun nicht mehr, wie beim Stand der Technik, ein relativ primitives Verdrängungsverfahren angewandt wird, bei dem die Umhüllung einfach an den vor- gesehenenen Portionierungsstellen zusammengepresst wird. Es ist vielmehr erfindungsgemäß vorgesehen, von außen her Kräfte auf die Umhüllung wirken zu lassen, deren Richtung und gegebenfalls deren Betrag sich periodisch ändert. Die Änderung hängt hierbei vom Abstand zwischen den Portionie-
ERSATZBLAH (REGEL 26) rungsstellen, den Materialeigenschaften und der Dicke der zu verformenden Masse und deren Umhüllung ab. Die Kräfte wirken hierbei so, daß die Masse innerhalb ihrer Umhüllung gezielt von der Portionierungsstelle weg verdrängt wird. Dies erfolgt bevorzugt in der Gegenrichtung zur allgemeinen Vorschubrichtung.
Durch diese Krafteinwirkung wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß die Masse nicht nur aus den vorgesehenen Portionierungsstellen entfernt wird, sondern gleichzeitig auch vom unmittelbaren Randbereich der Portionierungsstelle entfernt wird. Es kommt nun zwar auch bei dem erfindungs- gemässen Vorgehen zu Rückstellkräften innerhalb der ver¬ formten Masse, die allerdings weiter entfernt von der Portionierungsstelle auftreten. Ein Zurückfließen der Masse in die Portionierungsstelle hinein erfolgt aus diesem Grund nicht. Ebenso werden die Kräfte, die von den Rückstell¬ kräften der Masse auf die Fixierung der Umhüllung an der Portionierungstelle ausgeübt werden, geringer, da der Krafteinleitungspunkt relativ weit von der Portionierungs¬ stelle entfernt ist.
Die Bewegung entgegen der Vorschubrichtung der Masse wird insoweit als günstig angesehen, als die zu formende Masse bereits durch den Vorschub nach vorne in Richtung zur
Portionierungsstelle gepresst wird. Falls nun die Verdrän¬ gung in derselben Richtung wie der Vorschub stattfinden wurde, käme es zu einer Überlagerung dieser beiden Bewegungen, so daß insgesamt zu viel Material an der Portionierungsstelle gesammelt würde.
ERSATZBLAπ (REGEL 26) Es ist selbstverständlich möglich, diese von außen wirkenden Kräfte nicht nur einmal, sondern mehrmals, an mehreren Stellen hintereinander, auf die Masse und ihre Umhüllung einwirken zu lassen.
Durch das Verteilen auf mehrere Krafteinleitungsstellen sowie die gezielte Verdrängung der Masse in Gegenrichtung zur Vorschubrichtung kann die Produktionsgeschwindigkeit insgesamt gesteigert werden.
Die Fixierung der Umhüllung erfolgt in der Regel durch einen Versiegelungsvorgang, der mittels einer relativ hohen Temperatur erreicht wird. Bei entsprechenden Produktions- geschwindigkeiten können allerdings in einem ersten Ver- siegelungsVorgang die vorgesehenen Versiegelungswalzen nicht mehr lange genug an den Portionierungsstellen ver¬ bleiben. Eine relativ hohe Temperatur kann nicht aufge¬ bracht werden, da andernfalls die Umhüllung an ihrer jeweils außen liegenden Oberfläche schmelzen oder verbrennen würde, während die innenliegende Oberfläche noch relativ kalt ist. Aus diesem Grund ist erfindungsgemäss außerdem vorgesehen, die unmittelbar die Kraft auf die Umhüllung ausübenden Elemente zu erwärmen. Auf diese Weise wird sowohl gleichzeitig die Masse aus dem Bereich der Portionierungsstellen verdrängt als auch die Umhüllung an diesen Stellen erwärmt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zwei Formgebungs- elemente auf, zwischen denen die Masse mit ihrer flexiblen Umhüllung geführt wird. Die Formgebungselemente werden mit sich periodisch ändernde Kräften belastet.
ERSATZBLAπ (REGEL 26) Bevorzugt werden hierbei zwei profilierte, umlaufende Riemen verwendet, wobei selbstverständlich anstelle der Riemen auch Platten, Walzen oder ähnliche geeignete Instrumente in Betracht kommen.
Es ist nun vorgesehen, auf diese Formgebungselemente sich periodisch ändernde Kräfte einwirken zu lassen. Bei der Verwendung von Riemen wird dies dadurch erreicht, daß die Riemen in einem geeigneten Bereich, der bevorzugt in der Mitte zwischen den Führungsrollen der Riemen liegt, beauf¬ schlagt werden. Die Beaufschlagung kann hierbei entweder durch Rollen, Walzen, Stößel, Hydraulikelemente oder dergleichen erfolgen.
Wichtig hierbei ist, daß die Riemen oder die Formgebungs¬ elemente so belastet werden, daß die Masse nicht nur einfach aus der Portionierungsstelle verdrängt wird, sondern gleichzeitig entgegen der Vorschubrichtung zurückgedrängt wird. Bei der Verwendung von Rollen oder Walzen als die Kräfte aufbringenden Elemente wird dies entweder durch eine exzentrische Lagerung dieser Rollen oder Walzen erreicht, wobei selbstverständlich alternativ oder zusätzlich eine unrunde Rolle oder Walze verwendet werden kann.Bei Stößeln oder hydraulischen Stellelementen ist eine entsprechende Ansteuerung vorgesehen.
Die Krafteinleitung erfolgt hierbei so, daß die Form¬ gebungselemente zunächst eine relativ kleine und zumindest teilweise entgegen der Vorschubrichtung wirkende Kraft erfahren, die auf die zuformende Masse geleitet wird. Somit wird bereits am Beginn des Verdrängungsprozesses die zu formende Masse von der Portionierungsstelle weg verdrängt.
ERSATZBLAH (REGEL 26) Beim weiteren Fortschreiten des Verdrängungsvorgangs wird ein größer werdender Anteil der einwirkenden Kräfte senkrecht zur Vorschubrichtung eingeleitet. Somit finden also gleichzeitig ein Herausquetschen der Masse aus dem Bereich der Portionierungsstellen und eine Verdrängen entgegen der Vorschubrichtung statt.
Der absolute Betrag der einwirkenden Kräfte kann hierbei gleichbleiben oder sich ändern, insbesondere ansteigen.
Es kann hierbei vorgesehen sein, beim ersten Zusammen¬ pressen der Formgebungselemente noch relativ geringe Kräfte vorzusehen, so daß noch nicht die gesamte Masse aus dem Bereich der Portionierungsstellen verdrängt wird. Dies wird dann in einem zweiten und ggf. dritten oder vierten Schritt nachgeholt. Es ist aber selbstverständlich ebenfalls möglich, bei einer geeigneten Masse mit passenden Material¬ eigenschaften die gesamte erforderliche Verformung in lediglich einem einzigen Schritt vorzunehmen.
Wie bereits weiter oben ausgeführt, bestehen die Form¬ gebungselemente bevorzugt aus umlaufenden Riemen. Die folgende Beschreibung stützt sich dabei nur noch auf dieses Ausführungsbeispiel, wobei allerdings selbstverständlich jede andere geeignete Ausbildungsform für die Formgebungs¬ elemente von dem Gedanken der Erfindung umfasst ist.
Bei der Ausbildung der Formgebungselemente als Riemen sind die beiden verwendeten Riemen an ihren jeweils der Masse zugewandten Seiten mit Stegen in bestimmten Abständen versehen. Die Abstände zwischen diesen Stegen und deren Höhe entsprechen den Abmessungen des zu liefernden Produkts. Die Stege selbst sind nun nicht ohne Übergang senkrecht aus der Riemenoberfläche heraus abragend angebracht, sondern weisen Seitenschrägen auf. Es kommt somit nicht zu einer schlagartigen Verdrängung der Masse aus den Portionierungsstellen, sondern die Masse kann vielmehr spitz zulaufend in Richtung auf die Portionie¬ rungsstellen verbleiben. Auch durch diese spezielle Formgebung werden die insgesamt auftretenden Rückstell¬ kräfte verringert.
An ihrer Innenseite weisen die Riemen Noppen oder eine ähnliche geeignete Führungseinrichtung zum Antrieb und zur Förderung auf.
Es ist nun weiter vorgesehen, die Stege beheizbar auszu¬ bilden. Hierzu sind die Stege selbst entweder aus Metall, wahlweise mit einer geeigneten Beschichtung ausgebildet oder es sind Metallstäbe in'das Riemenmaterial eingebettet. Beim stetigen Umlauf der Riemen passieren nun die Stege mit den darin angebrachten Metallelementen eine geeignete Heizeinrichtung, z.B. ein Induktionselement. Auf diese Weise werden die Stege erwärmt, so daß im Portionierungs- bereich nicht nur die Masse verdrängt wird, sondern gleichzeitig die Umhüllung eine gewisse Erwärmung erfährt. In der an die Portionierungseinheit anschließenden
Fixierungseinheit ist es nunmehr nicht mehr erforderlich, die Umhüllung vollständig von einer relativ niedrigen Temperatur auf Fixierungstemperatur zu bringen, sondern die Umhüllung weist bereits eine erhöhte Temperatur auf. Hierdurch kann eine zuverlässige Fixierung bei relativ geringem Aufwand erreicht werden. Selbstverständlich ist auch eine andere Fixierung der Umhüllung möglich, so daß diese Heizeinrichtung nicht zwingend Bestandteil der Erfindung ist.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher dargestellt, wobei hier als Beispiel eine Portionierung für Käse gewählt worden ist. Der Gedanke der Erfindung ist allerdings nicht auf dises Material beschränkt, sondern die Erfindung kann bei jedem anderen geeigneten Material ebenfalls zum Einsatz kommen.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patent- anspruche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Dabei zeigt:
Figur l: eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung einer Verdrängungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
Figur 2,3: eine Seitenansicht der zum Verdrängen verwende¬ ten Walzen,
Figur 4: eine vergrößerte Darstellung des verwendeten Verdrängungselements.
Gemäß Figur l sind als Verdrängungselemente zwei Riemen 1,2 vorgesehen, die jeweils in den Pfeilrichtungen 12,13 umlaufen und dabei von Rollen 3,4 geführt werden. Dies geschieht mittels Zähnen 5, die an der Innenseite der Riemen 1,2 angebracht sind. Die Rollen 3, 4 sind entsprechend zur Aufnahme der Zähne 5 und zum Antrieb der Riemen 1, 2 ausgebildet. An der Außenseite sind die Riemen 1,2 mit mehreren Stegen 6 versehen, wobei in jedem Steg 6 einer oder mehrere Stäbe 16 angebracht sind.
Die Riemen 1, 2 sind synchronisiert, so daß sich die Stege 6 der beiden Riemen gegenüberliegen, wie in Fig. 1 gezeigt.
Die gesamte Anlage ist bevorzugt so ausgeführt, daß die zu formende Masse in Vorschubrichtung 7 senkrecht nach unten transportiert wird. Selbstverständlich ist aber auch ein anders gerichteter Einbau möglich, z.B. waagrecht oder schräg, wobei auch eine Förderung nach oben entgegen der Schwerkraft vorgesehen sein kann.
Im Bereich zwischen den Rollen 3,4 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel drei Walzenpaare 8,8a, 9,9a, 10,10a vorgesehen, die ebenfalls an ihrem Umfang mit Zähnen 17 versehen sind (Figur 2,3). Das zu formende ud zu portionierende Material wird nun zusammen mit seiner Umhüllung von oben her in Pfeilrichtung 7 in den Trichter zwischen den Riemen 1,2 eingeführt. Es wird von den Riemen weiter transportiert in Pfeilrichtung 7, bis es etwa in den Bereich des ersten Walzenpaares 8,8a gelangt.
Sämtliche Walzenpaare 8,8a, 9,9a, 10,10a sind mittels ihrer Zähne 17 (Figur 2,3) drehsynchron mit den Riemen 1,2 gekoppelt. Somit kann die Kraftwirkung, die von den Walzenpaaren auf die Riemen ausgeübt wird, so dosiert werden, daß stets eine bestimmte Kraft ausgeübt wird, wenn sich die Stege 6 an einer bestimmten, vorgegebenen Stelle befinden.
Durch die Walzenpaare 8,8a, 9,9a, 10,10a erfolgt nun eine* Kraftwirkung in Pfeilrichtungen 14,15 sowie in Gegen¬ richtung zur Förderrichtung 7. Dies geschieht dadurch, daß die Walzen der Walzenpaare 8,8a, 9,9a, 10,10a gemäß Figuren 2,3 mit Einsätzen 18 versehen sind, die zwischen den zugehörigen Zähnen 17 angebracht sind. Diese Einsätze können hierbei eingeklemmt, eingeschweißt oder in anderer geeigneter Weise befestigt sein.
Die Höhe der Einsätze 18 wird nun so gewählt, daß entweder bereits ein vollständiges Zusammendrücken der Stege 6 im Bereich der Walzenpaare erfolgt, oder aber, wie beim ersten Walzenpaar 8,8a (Figur 2) noch etwas Spielraum zwischen den Stegen 6 der Riemen 1,2 verbleibt. Die Kraftwirkung in den Pfeilrichtungen 14,15 in Figur 1 ergibt sich in klarer Weise daraus, daß durch die Einsätze 18 der Abstand zwischen den Walzen eines Walzenpaares 8,8a, 9,9a, 10,10a verringert wird und somit die dazwischen befindlichen Riemen mitsamt der Käsemasse und der Verpackung zusammengequetscht werden. Der zurückwalkende Effekt entgegen der Pfeilrichtung 7 ergibt sich dadurch, daß, sobald die Einsätze 18 in Eingriff mit den Riemen 1,2 gelangen, dieser Eingriff noch in Figur 1 oberhalb des Mittelpunkts der Walzen 8,8a erfolgt. Wenn nun die Riemen 1,2 sich in den Pfeilrichtungen 12,13 weiter bewegen und dadurch auch die Walzen 8,8a weiterbewegt werden, gelangen diese Einsätze 18 in immer stärkeren Eingriff mit den Riemen 1,2 und drücken diese entsprechend stärker zusammen. Die Berührstelle zwischen den Walzen 8,8a und den Riemen 1,2 wandert zusammen mit der Käsemasse und der Umhüllung nach unten,- bei einem weiteren Fortschreiten der Verdrehung wird allerdings der Abstand zwischen den Einsätzen 18 der gegenüberliegenden Walzen 8,8a stets weiter verringert. Da die Einsätze 18 in ihrer ersten Kontaktstellung noch schräg nach außen geneigt in Bezug zur Mitte der Vorrichtung stehen und im weiteren Verlauf der Förderbewegung langsam parallel schwenken, ergibt sich insgesamt ein Zurückwalken der Käsemasse durch die Einsätze 18 an den Walzen 8,8a.
Derselbe Vorgang tritt auch bei den Walzenpaaren 9,9a, 10,10a auf, wobei hier mehr Einsätze 18 vorgesehen sind als beim ersten Walzenpaar 8,8a. So kann beispielsweise mit dem ersten Walzenpaar 8,8a lediglich eine Vorverformung herbeigeführt werden, wobei die gegenüberliegenden Stege 6 der Riemen 1 noch nicht zwangsweise miteinander zusammen- stoßen, sondern an diesen Portionierungsstellen noch eine gewisse Käserestmasse verbleiben kann. Die endgültige Verdrängung erfolgt dann mittels der Walzenpaare 9,9a, 10,10a.
Es ist selbstverständlich ebenfalls möglich, anstelle der Einsätze 18 an den Walzenpaaren 8,8a, 9,9a, 10,10a diese Walzenpaare exzentrisch zu lagern und dadurch ebenfalls periodisch wechselnde Andrückkräfte auf die Riemen 1,2 zu erreichen.
Es ist nicht näher dargestellt, daß die Walzenpaare 8,8a, 9,9a, 10,10a in Pfeilrichtungen 14,15 sowie in Pfeil¬ richtung 7 und in Gegenrichtung dazu verstellbar angeordnet sind. Außerdem ist ein leichtes Auswechseln dieser Walzenpaare vorgesehen.
Insgesamt wird somit eine optimale Anpassung an unter¬ schiedliche Randbedingungen erreicht. Zusätzlich kann noch ein leichtes Auswechseln der Riemen 1,2 mit den Rollen 3,4 vorgesehen sein, um die Anlage insgesamt noch anpassungs- fähiger auszulegen.
Figur 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung durch den Querschnitt eines Riemens 1 bzw. 2. Deutlich sind die Stäbe 16 zu erkennen, die im Bereich des Stegs 6 angeordnet sind und quer zur Längsrichtung des Riemens 1,2 verlaufen.
Selbstverständlich ist es alternativ ebenfalls möglich, lediglich einen großen Stab einzulegen oder den gesamten Steg 6 in Form eines am Riemen befestigten Metallteils auszubilden. Mit Hilfe dieser Stäbe 16 wird nun der Steg 6 insgesamt erhitzt. Hierzu ist zu jedem Riemen 1,2 eine Induktions¬ station 11 (Figur 1) vorgesehen, bei er in ansich bekannter Weise mittels Induktion den Stäben 16, die zu diesem Zweck bevorzugt aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sind, Wärmeenergie zugeführt wird. Hierdurch wird der gesamte Stegbereich an den Riemen 1,2 erhitzt. Insgesamt ergibt sich somit bereits eine Vorwärmung der Umhüllung, sobald diese mit den Stegen 6 der Riemen 1,2 in Kontakt kommt. Diese Erwärmung erfolgt in vorteilhafter Weise lediglich im Bereich der vorgesehenen Portionierungsstellen.
Wie ebenfalls in Figur 4 dargestellt, besteht jeder Riemen 1,2 aus einem Obermaterial 19 sowie einem Untermaterial 20, das mit Zähnen 5 und entsprechenden Ausnehmungen versehen ist. Es ist aber selbstverständlich ebenfalls möglich, die Riemen 1,2 materialeinstückig aus einem durchgehenden homogenen Material herzustellen.
Der Steg 6 ist hierbei ebenfalls als Unterschied gegenüber dem Stand der Technik nicht senkrecht aus der Oberfläche 23 des Riemens 1,2 herausragend ausgebildet, sondern weist zunächst einen Absatz 21 auf, an den sich eine Schrägfläche 22 anschließt, die wiederum in die Fläche 23, die im wesentlichen parallel zur Riemenlängsachse verläuft, übergeht.
Durch diese Schrägfläche 22 wird der Verdrangungsprozess im Bereich der Portionierungsstellen etwas abgemildert und erfolgt nicht mehr so abrupt, wie dies bisher beim Stand der Technik der Fall war. Mit der vorliegenden Erfindung wird somit eine zuverlässige Verformung bei einem Kaltverformungsvorgang erreicht.
Z e i c hnunσs 1 eαende
1 Riemen
2 Riemen
3 Rolle
4 Rolle
5 Zähne
6 Steg
7 Pfeilrichtung
8,; 8a Walzenpaar
9,! 9a Walzenpaar
10, ,10a Walzenpaar
11 Induktionsstation
12 Pfeilrichtung
13 Pfeilrichtung
14 Pfeilrichtung
15 Pfeilrichtung
16 Stab
17 Zahn
18 Einsatz
19 Obermaterial
20 Untermaterial
21 Absatz
22 Schrägfläche
23 ebene Fläche
Aπ REGEL 26

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Formgebung und Portionierung einer zähen Masse innerhalb einer flexiblen Umhüllung während einer Vorschubbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse innerhalb der Umhüllung durch von außen einwirkende Kräfte, deren Richtung sich periodisch ändert, verformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiebnet, daß der Betrag der einwirkenden Kräfte unverändert bleibt oder sich periodisch ändert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die von außen einwirkenden Kräfte zumindest teilweise und während eines gewissen Zeitraums in Gegen¬ richtung zur Vorschubbewegung der Masse und deren Umhüllung wirken.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrfache aufeinanderfolgende Krafteinwirkung vorgesehen ist.
5. Vorrichtung zur Formgebung und Portionierung einer zähen Masse innerhalb einer flexiblen Umhüllung während einer Vorschubbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse innerhalb der Umhüllung zwischen zwei Formgebungselementen (1,2) verläuft, auf die von außen her Kräfte, deren Richtung sich periodisch ändert, einwirken.
ERSATZBLAπ REGEL 26
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebungselernente als mit Stegen (6) versehene Riemen (1,2) ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (6) ein- oder beidseitig mit einer Schrägfläche (22) versehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere die Kräfte aufbringende
Elemente (8,8a, 9,9a, 10,10a) hintereinander angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Belastung aufbringenden Elemente (8, 8a,9,9a,10,10a) als Rollen, Walzen, Stößel oder in ähnlipher geeigneter Form ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die -die Belastung aufbringenden Elemente (8, 8a, 9, 9a,10,10a) einstellbar und auswechselbar angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausbildung der die Kräfte aufbringenden Elemente (8,8a,9,9a,10, 10a) als Walzen diese einen unrunden Außenumfang aufweisen oder exzentrisch gelagert sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung zur
Erwärmung der Profilierungselemente (6) an den Formgebungs¬ elementen (1,2) aufweist.
ERSATZBLAπ (REGEL 26) GEÄNDERTE ANSPRUCHE
[beim Internationalen Büro am 8.Juli 1996 (08.07.96) eingegangen, ursprüngliche Ansprüche 1-12 durch neue Ansprüche 1-10 ersetzt (3 Seiten)]
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Formgebung und Portionierung einer zähen 0 Masse innerhalb einer flexiblen Umhüllung während einer Vorschubbewegung durch von außen auf die Umhüllung einwirkende Kräfte, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrfache, aufeinanderfolgende und periodisch sich richtungsändernde, ein- oder beidseitige Krafteinwirkung 5 durch die als mit Stegen (6) versehene Riemen (1,2) ausgebildeten und durch Kräfte aufbringende Elemente (8,8a, 9a,10,10a) mit diesen Kräften beaufschlagten Formgebungselementen erfolgt.
0 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der einwirkenden Kräfte unverändert bleibt oder sich periodisch ändert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geken - 5 zeichnet, daß die von außen einwirkenden Kräfte zumindestens teilweise und während eines gewissen Zeitraums in Gegenrichtung zur Vorschubbewegung der Masse und deren Umhüllung wirken.
0 4. Vorrichtung zur Formgebung und Portionierung einer zähen Masse innerhalb einer flexiblen Umhüllung während einer Vorschubbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse innerhalb der Umhüllung zwischen zwei als mit Stegen (6) versehene Riemen (1,2) ausgebildeten und durch Kräfte aufbringende Elemente (8,8a,9,9a,10,10a) ein- oder beidseitig mit diesen Kräften beaufschlagten Formgebungselementen verläuft.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, d die Stege (6) ein- oder beidseitig mit einer Schrägfläche (22) versehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere die Kräfte aufbringende Elemente (8, 8a,9, 9a,10,10a) hintereinander angeordnet sin
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Belastung aufbringenden
Elemente (8,8a,9,9a,10,10a) als Rollen, Walzen, Stößel ode in ähnlicher geeigneter Form ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Belastung aufbringenden
Elemente (8, 8a,9, 9a, 10, 10a) einstellbar und auswechselbar angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausbildung der die Kräfte aufbringenden Elemente (8,8a,9,9a,10,10a) als Walzen diese einen unrunden Außenumfang aufweisen oder exzentrisch gelagert sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erwärmung der Profilierungselemente (6) an den Formgebungs- elementen (1,2) aufweist.
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