Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Verschliessvorrichtung zur Bildung wurstförmiger Verpackungseinheiten aus einem Verpackungsstrang, der in einer Durchlaufrich- tung durch die Verschliessvorrichtung verläuft, umfassend zwei in Durchlaufrichtung nacheinander folgende Scheren mit einer gemeinsamen Schwenkachse für die Scherenblätter, welche Scheren zum Raffen des Verpackungsstrangs und zum partiellen Verdrängen des Füllgutes ausgestaltet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bildung wurstförmiger Verpackungseinheiten gemäss Anspruch 7.

Stand der Technik

Verschliessvorrichtungen für das Verschliessen von Würsten mit Clipsen, sogenannte Clipmaschinen, sind bekannt, z.B. aus DE-A-40 13 033. Eine bekannte Ver- schliessvorrichtung und das Vorgehen beim Verschliessen werden nachfolgend auch an Hand der Figuren 1 bis 4 erläutert. Solche Vorrichtungen weisen ein Paar Raff- und Verdrängerwerkzeuge auf, welche als Scheren bezeichnet werden, obwohl natürlich kein Schneiden der Verpackungs- hülle bzw. der Wurstdarms durch diese Werkzeuge erfolgt, sondern eine Verletzung desselben beim Raffen und Verdrängen gerade zu vermeiden ist. Die Scheren schnüren den in offener Scherenposition in Durchlaufrichtung in die Scheren eingeführten schlauchförmigen Verpackungsstrang durch Schliessen der Scheren ein, wobei die beiden Scheren direkt nebeneinander liegen (RaffVorgang) . Nach der Einschnürung, bzw. dem Raffen, wird die eine Schere, als Verdrängerschere, zur anderen, feststehenden Schere in Längsrichtung des Verpackungsstrangs verschoben, wodurch das in der Verpackung enthaltene Produkt aus dem zwischen den Scheren entstehenden Bereich vorbestimmter Länge ver- drängt wird und somit ein produktfreier Zopf zwischen zwei Würsten geschaffen wird, in den nachfolgend durch die Verschliessvorrichtung die Verschlussclips gesetzt werden. Die Verschliessbewegung und die Öffnungsbewegung der Scheren und die Auf- und Zu-Bewegung von Stempel und Matrize zum Verschliessen der Clips können bekannterweise durch Kurvenscheiben mit Nutkurven und durch Hebel bewirkt werden. Der Versatz in Durchlaufrichtung bzw. die Verdrängerbewegung und die Zurückbewegung der einen Schere erfolgt ebenfalls über eine Kurvenscheibe und einen in deren Steuerkurve eingreifenden Verdrängerhebel und einen zusätzlichen Umlenkhebel, der die Bewegung des Verdrängerhebels in eine Bewegung in Durchlaufrichtung umlenkt. Die Kurven bzw. Kurvenscheiben werden motorisch angetrieben, was die erläuterte Bewegung der Scheren und von Stempel und Matrize ergibt. Aus DE 10 2007 011 422 B3 ist es bekannt, die Länge der Verdrängerbewegung und damit die Länge des Zopfes durch einen schwenkbaren Antriebshebel zu bestimmen, dessen Schwenkpunkt in seiner Lage einstellbar ist. Dabei wird der Antrieb mit einer Kurven- Scheibe sowohl für die Füllung von prall gefüllten Würsten verwendet als auch für das Füllen von schlaff gefüllten Würsten, bei denen der Zopf länger gebildet wird, als für das Setzen der Clips notwendig. Die in diesem Dokument gezeigte Verstellung für die Länge der Verdrängerbe- wegung ist mechanisch sehr aufwändig.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Verschliessvorrichtung zu schaffen, bei der die wahlweise Bildung des Zopfes für prall gefüllte Verpackungseinheiten und für schlaff gefüllte Verpackungseinheiten auf einfache Weise erfolgt.

Dies wird bei der Verschliessvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass die

Verdrängerschere durch einen Servoantrieb oder einen

Schrittmotor um eine Distanz verschiebbar ist, welche dem Servoantrieb oder dem Schrittmotor von einer Steuerung der Verschliessvorrichtung vorgebbar und an dieser an einer Bedieneinheit einstellbar ist.

Dadurch, dass die Verdrängerbewegung durch einen Servoantrieb oder einen Schrittmotor erfolgt, ergibt sich eine mechanisch sehr einfache Lösung, welche auch sehr kompakt ausgeführt werden kann.

Bevorzugt ist die Steuerung derart ausge- führt, dass über die Bedieneinheit direkt verschiedene fest vorgegebene Distanzwerte wählbar sind und ferner ein kontinuierlich einstellbarer variabler Distanzwert eingebbar ist. Eine bevorzugte Ausführungsform verschiebt die Schere mittels einer Zahnstange, in welcher ein vom Servoantrieb oder vom Schrittmotor angetriebenes Zahnrad kämmt. Dies ergibt einen weitestgehend spiel- und wartungsfreien Antrieb für die verschiebbare Schere. Der Einsatz eines Zahnrades und der bevorzugte Einsatz von zwei (oder ggf. sogar noch mehr Zahnrädern) zwischen dem Servoantrieb oder dem Schrittmotor und der Zahnstange erlaubt eine besonders kompakte Ausführung der Verschliessvorrichtung. Bevorzugt weist die Steuerung einen berührungsempfindlichen Bildschirm zur Eingabe auf.

Die Aufgabe wird ferner durch das Verfahren nach Anspruch 7 gelöst, wobei sich dieselben Vorteile einstellen, die bei der Vorrichtung genannt worden sind.

Kurze Darstellung der Zeichnungen

Im Folgenden werden eine Vorrichtung und das Vorgehen nach Stand der Technik und werden Ausführungs- beispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung von wurstförmigen Verpackungseinheiten;

Figur 2 bis Figur 4 schematisch die bekannten Schritte bei der Herstellung von wurstförmigen Verpackungseinheiten;

Figur 5 einen Teil einer Vorrichtung mit dem Scherenpaar gemäss einer Ausführungsform der Erfindung;

Figur 6 eine schaubildliche Ansicht auf die Scheren bei der Ausführung von Figur 5;

Figur 7 eine schaubildliche Ansicht, bei welcher der Servoantrieb ersichtlich ist; und

Figur 8 eine Darstellung zur Erläuterung der

Wahl des Scherenabstands mittels der Steuerung der Ver- schliessVorrichtung .

Wege zur Ausführung der Erfindung

Anhand der Figuren 1 bis 4 wird der Stand der Technik erläutert und die Figuren 5 bis 8 zeigen eine bevorzugte erfindungsgemässe Ausführung. Figur 1 zeigt schematisch eine Verschliesseinrichtung 100 nach Stand der Technik für wurstförmige Verpackungen 104. Bekannterweise ist eine solche Verschliesseinrichtung mit einem Scherenpaar versehen, von welchem in der Figur 1 nur die eine Schere 5 (Verdrängerschere) mit den Scherenarmen 6, 7 ersichtlich ist, während in den weiteren Figuren auch die andere Schere 4 mit den Scherenarmen 2 und 3 teilweise ersichtlich ist. Das Scherenpaar 4, 5 ist in einer ersten Stellung mit nahe benachbart nebeneinander liegenden Scheren angeordnet, welche in Offenstellung die wurstförmige Verpackung 104 in sich aufnehmen, wie in Figur 1 ersichtlich und in Figur 2 schematisch dargestellt. Figur 2 zeigt dabei auch schematisch, wie der auf dem Füllrohr 8 einer Wurstfüllmaschine aufgezogene gefaltete Darm 10 mit dem Produkt (Wurstbrät) gefüllt wird. Der Darm wird dabei durch eine Darmbremse 12 gebremst. Es entsteht ein schlauchförmiger Verpackungsstrang bzw. eine Wurst, die in Portionen bzw. einzelne Würste getrennt werden muss.

Figur 2 zeigt entsprechend, wie durch einen vorherigen Einschnürungs- und Schliessvorgang, wie er noch beschrieben wird, bereits die in Figur 2 ersichtli- chen Verschlüsse 14, 15 (Clips) als Endclip der nur teilweise dargestellten vorherigen Wurst 104' und als Anfangsclip der nun in Füllung befindlichen Wurst 104 gesetzt worden sind. Hat die als kontinuierlicher Strang aus der Wurstfüllmaschine austretende Wurst eine vorbe- stimmte Länge bzw. ein vorbestimmtes Gewicht erreicht, so werden die Scheren 4, 5 geschlossen, wodurch sich das Einschnüren des Verpackungsstrangs ergibt, was als Raffen bezeichnet wird. Die beiden Scheren liegen dabei mit geringem Abstand nebeneinander, wie in Figur 3 dargestellt. Es verbleibt nach dem Schliessen der Scheren bei beiden Scheren 4, 5 eine kleine Restöffnung für den zusammengerafftem Darm. Die Schere 5 soll dabei die pralle, nun fertig gefüllte Wurst 104 möglichst gut abdichten und somit den Darm eng zusammenraffen bzw. eine möglichst klei- ne Restöffnung der Schere aufweisen. Danach wird diese

Schere 5 (bzw. die weiter vom Füllrohr weg liegende Schere) in Längsrichtung des schlauchförmigen Verpackungsstrangs bzw. in Durchlassrichtung verschoben, was mit dem Pfeil A dargestellt ist, wodurch das in dem Verpackungs- sträng enthaltene Produkt in dem zwischen den beiden Scheren liegenden Bereich verdrängt wird, so dass dort eine produktfreie Zone (der Zopf 16) gebildet wird, wie in Figur 4 schematisch gezeigt. Dabei wird durch die Restöffnung der anderen Schere 4, die stationär bleibt, Darm von der angefangenen, noch nicht fertig gefüllten Wurst 104'' nachgezogen. Dazu muss die Restöffnung der Schere 4 gross genug sein, um sicher eine Beschädigung des Darms beim Nachziehen zu vermeiden. In dem so gebildeten Zopf 16 werden nun auf bekannte Weise Verschlussclips gesetzt, was in Figur 4 nur durch die auf den Zopf 16 gerichteten Pfeile angedeutet ist, wozu aber in der Figur 1 ein Clipdraht 112 gezeigt ist, der durch einen Vorschubhebel 113 in eine Matrize 108 gefördert wird. Die am Unterarm 106 der Vorrichtung 100 angeordnete Matrize und der am Oberarm 105 angeordnete Stempel 107 schneiden bei der Verschliessbewegung jeweils einen Clip vom Clip- draht 112 ab und verschliessen diesen. Auf diese Weise werden im produktfreien Bereich bzw. im Zopf in der Regel zwei Clips gesetzt, nämlich der Endclip der einen Wurst und der Anfangsclip für die nachfolgende Wurst, wie in Figur 2 bzw. 4 gezeigt. Bekannt ist es, die geschilderten Bewegungen der Scheren und von Unterarm und Oberarm der Vorrichtung mittels Kurvenscheiben zu bewirken, die in der Figur 1 lediglich generell mit 110 angedeutet sind. Diese Kurvenscheiben werden mittels eines Motors drehend angetrieben. Die Kurvenscheiben für Ober- und Unterarm weisen in ihren Flanken Nuten auf, deren Seitenwandflachen die Steuerkurven für entsprechende Kurvenhebel bilden, die in die Nuten eingreifen. Die Verdrängerbewegung und die Zurückbewegung der Schere 5 erfolgt ebenfalls über eine Kurvenscheibe und einen in deren Steuerkurve eingreifenden Verdrängerhebel 120 und einen zusätzlichen Umlenkhebel, der die Bewegung des Verdrängerhebels in eine Bewegung in Durchlaufrichtung umlenkt. Dies wird hier nicht weiter erläutert, ist aber bekannt. Auch die Raff- bewegung der Scheren wird durch eine entsprechende Nut- kurve in der Flanke einer Kurvenscheibe gesteuert, was in der Figur dadurch angedeutet ist, dass der Kurvenhebel 115, welcher um die Schwenkachse 116 schwenkbar ist mit einer Rolle in eine Nutkurve der zugehörigen Kurvenscheibe eingreift. Dies bewirkt über den Hebel 115 und den daran anschliessenden Hebel 117 ein Schliessen bzw. Öffnen der Scheren 4 und 5 bzw. den Raffvorgang. Die Scheren sind Gelenkscheren, deren Scherenblätter auf einer ge- meinsamen Achse gelagert sind. Die betätigungsseitigen bzw. zu den Hebeln 115, 117 weisenden Scherenarme sind mittels Distanzgliedern 18 und 19 mit dem freien Ende des Hebels 115 verbunden. Die Restöffnungen der beiden Sche- ren 4 und 5 können für diese gemeinsam mit einer Stellschraube 119 im Verbindungsglied der beiden Hebel 115 und 117 eingestellt werden, um die Restöffnungen an verschie ^¬ dene Wurstgrössen bzw. Darmdicken anzupassen.

Die Figuren 5 bis 8 zeigen eine erfindungsge- mässe Ausführungsform. Gleiche Bezugsziffern wie bisher verwendet bezeichnen dabei gleiche Bauelemente. Es sind die beiden Scheren 4 (stationäre, füllrohrseitige Schere) und 5 (entlang einer Achse 20 hin- und her verschiebbare Schere) ersichtlich. Die Achse 20 bildet auch die Gelenk- achse für die beiden Gelenkscheren 4 und 5.

Die Raffbewegung der Scheren um die Gelenkachse 20 herum bzw. die entgegengesetzte Öffnungsbewegung wird hier auf die erläuterte bekannte Weise über die Kurvenscheibe 36 und Hebel und Distanzstücke bewirkt und über stabförmige Betätigungsmittel 38 und 38' auch auf die verschiebbare Schere 5 übertragen. Gemäss der Erfindung erfolgt die lineare Verschiebung der Schere 5 über einen Servoantrieb 24, der einen Servomotor (einen Elektromotor insbesondere als Gleichstrommotor oder als Asyn- chronmotor oder als Synchronmotor) und einen Servoregler (auch Servoverstärker genannt) umfasst. Der Servomotor wird auf bekannte Weise in einem geschlossenen Regelkreis betrieben und kann momentengeregelt oder geschwindigkeitsgeregelt oder positionsgeregelt sein. Zur genauen Erfassung der Rotorposition ist jeder Servomotor mit einer Messeinrichtung versehen, welche die aktuelle Position (z.B. den zurückgelegten Drehwinkel) bezüglich einer Anfangsposition (des Motors) bestimmt. Die elektronische Regelung vergleicht das Signal dieses Gebers mit einem vorgegebenen Positionssollwert. Solche Servoantriebe sind dem Fachmann bekannt und handelsüblich und müssen hier nicht genauer erläutert werden. Die Vorgabe für den Ser- voantrieb stammt gemäss der Erfindung aus der Steuerung 25 der Verschliessvorrichtung, worunter auch eine allenfalls vorhandene übergeordnete Steuerung verstanden wird, welche auf die Verschliesseinrichtung und deren Steuerung 25 einwirkt. Die Vorgabe für den Servoantrieb ist abhängig von den Eingabewerten auf einer Eingabeeinrichtung bzw. Bedieneinheit 45 der Steuerung, was noch erläutert wird. Anstelle eines Servoantriebes könnte auch ein

Schrittmotor treten, welcher von der Steuerung 25 ent- sprechend durch Vorgabe der Anzahl Schritte gesteuert wird.

Die Schere 5 ist entlang der Achse 20 linear verschiebbar, was im gezeigten Beispiel über den Servoantrieb derart bewirkt wird, dass eine linear verschieb- bare Zahnstange 21 auf einer Linearführung 28 angeordnet ist. Diese Zahnstange 21 greift einerseits mit einer Ausformung 22 an einem Betätigungselement 23 der Schere 5 an, so dass eine Linearverschiebung der Zahnstange 21 eine entsprechende Linearverschiebung der Schere 5 bewirkt. Der Servoantrieb 24 treibt über einen Zahnradantrieb 27 mit den Zahnrädern 37 und 39 die Zahnstange an zur linearen Hin- und Herbewegung an, so dass die Distanzvorgabe für die Scherendistanz von der Steuerung als Antriebsvorgabe für den Servoantrieb 24 in die entsprechende lineare Bewegung der Schere 5 umgesetzt wird.

Dies erfolgt einerseits um die normale seitliche Verschiebung der Schere 5 zum Ausbilden des brätfreien Zopfes durchzuführen, um eine prall gefüllte Wurst zu bilden, bei der im gebildeten Zopf ein entsprechender Endclip gesetzt wird. Dies entspricht der Funktion gemäss den Figuren 2, 3 und 4. Entsprechend kann auf der Bedieneinheit 45 der Steuerung 25, welche in Figur 8 gezeigt ist, die eingesetzte Clipgrösse durch Antippen auf dem jeweiligen Bedienfeld 46, 47 oder 48 gewählt werden. Da- bei weist die Bedieneinheit vorzugsweise einen berührungsempfindlichen Bildschirm auf, so dass die Wahl direkt durch Antippen des Bildschirms getroffen werden kann. Die Verschliessvorrichtung führt dann den Normalbetrieb mit Füllen, Raffen, Verdrängen und Verschliessen durch, der zu prall gefüllten Würsten führt und bei dem Clips mit der gewählten Clipgrösse mit dem zugehörigen Abstand gesetzt werden. Die Linearverschiebung der Schere 5 zum Verdrängen des Füllgutes aus dem Zopf und zum Zurückfahren wird entsprechend durch den Servoantrieb 24 (oder den Schrittmotor) bewirkt. Einer Wahl der Clipgrösse 44 entspricht dabei z.B. einer Linearverschiebung um 52 Millimeter, so dass durch den Servoantrieb dieser Abstand der Scheren bewirkt wird und nach dem Setzen der Clips die Schere 5 durch den Servoantrieb wieder zur Schere 4 hin in die eng zusammen liegende Raffstellung verschoben wird.

Es kann aber mit demselben Antrieb eine grössere Spreizung bzw. Distanz der beiden Scheren bewirkt werden, wie dies z.B. in Figur 5 dargestellt und im Vergleich mit der Matrize 108 ersichtlich ist. Auf der Bedieneinheit 45 ist dies auf einem Bedienfeldteil 40 der- art dargestellt, dass ein Symbol für eine kastenförmig zu verformende Wurst dargestellt ist, was bedeutet, dass durch die Verschliesseinrichtung eine schlaffe Füllung der Wurst bewirkt wird, so dass deren Umformung von zylindrisch zu guaderförmig möglich ist. In dem Zahlenfeld oberhalb des Symbols ist die zusätzliche Länge des füllgutfreien Zopfes (die Überverdrängung bzw. von den Scheren her verstanden die Überspreizung) in Millimetern angegeben und diese Grösse kann mit den Pfeiltasten

schrittweise, z.B. in Schritten von einem Millimeter, vergrössert oder verkleinert werden. Die derart sich ergebende totale Distanz der Scheren bei der Linearverschiebung (die sich aus der Wahl der Clipgrösse ergebende Distanz plus die mit den Pfeiltasten gewählte Überverdrängung) wird dann von der Steuerung 25 dem Servoantrieb 24 entsprechend vorgegeben und dieser führt die Linearbewegung aus. Auf diese Weise kann mechanisch sehr einfach mit demselben Antrieb sowohl das pralle Füllen als auch das schlaffe Füllen der Verpackungseinheiten je nach Eingabe an der Steuerung bewirkt werden. Der Servoantrieb bzw. der Schrittmotor führt dabei dauernd die Hin- und Herbewegung der Schere 5 entsprechend der Vorgabe aus der Steuerung aus .

Die effektive totale Distanz der Scheren 4 und 5 voneinander (die totale Spreizung der Scheren) kann in einem weiteren Zahlenfeld 49 dargestellt sein. Ferner kann die Einstellung der Scherendistanz alternativ zu den Pfeiltasten 41 oder zusätzlich dazu derart erfolgen, dass durch Berührung des Bildschirms am Ort der darauf dargestellten Schere 5 diese Scherendarstellung verschoben werden kann, worauf im Zahlenfeld 42 der sich ergebende Wert (die Überverdrängung bzw. Überspreizung) ersichtlich ist und ggf. auch in dem Zahlenfeld 49 die totale Spreizung dargestellt wird.

Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Darstellung einer solchen Ausführungsform in schaubildlicher Darstel ^¬ lung. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei wiederum gleiche Elemente. Ersichtlich ist der Antrieb zum Ver- schliessen und Öffnen der Scheren über die Kurvenscheibe 36 und Hebel, wie dies bekannt ist. Ersichtlich ist weiter die erläuterte Linearverschiebung der linear verstellbaren Schere mittels des Servoantriebs 24. Das eine Zahnrad 37 der beiden Zahnräder 37, 39 wird direkt über eine Welle 29 vom Servoantrieb 24 angetrieben und treibt seinerseits das Zahnrad 39 an, welches in die Zahnstange eingreift. Diese Ausführungsform mit zwei Zahnrädern er ^¬ möglicht eine schmale Bauform der Verschliessvorrichtung. Der Servoantrieb kann aber auch so angeordnet werden, dass das mit ihm direkt verbundene Zahnrad in die

Zahnstange eingreift. Anstelle der Betätigung der Schere über eine Zahnstange könnte diese auch durch den Servoantrieb über einen Kettentrieb oder einen Zahnriementrieb linear verschoben werden, bei welchem die Schere mit einer umlaufenden Kette oder einem umlaufenden Zahnriemen verbunden ist. Für die Bildung von wurstförmigen Verpackungseinheiten werden Scheren 4, 5 zum Raffen .eines schlauchförmigen gefüllten Wurstdarms bzw. Verpackungsstrangs und zum Verdrängen des Füllguts aus einem Zopf verwendet, an welchem Verschlussclips für die einzelnen Verpackungseinheiten gesetzt werden. Die lineare Bewegung der Verdrängerschere wird durch einen Servomotorantrieb oder einen Schrittmotor bewirkt, dem die jeweils nötige Distanz zwischen den Scheren durch eine Steuerung der Vorrichtung vorgegeben wird. Damit kann das Füllen von prall gefüllten oder von schlaff gefüllten Verpackungs ^¬ einheiten auf sehr einfache und Bauraum sparende Weise mit demselben Antrieb bewirkt werden.