Schlauchbeutelmaschine zur Abfüllung eines Produkts Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schlauchbeutelmaschine zur Abfüllung eines Produkts.

Vertikale Schlauchbeutelmaschinen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Hierbei werden Produktelemente eines abzufüllenden Produkts mittels einer Sensoreinrichtung erfasst, um die in den Schlauchbeutel abgefüllte Produktmenge zu ermitteln. Dabei werden Sensoren verwendet, die elektromagnetische Wellen, wie z. B. aus dem

Röntgen- oder Mikrowellenbereich, emittieren und längs der Fallstrecke außen am Füllrohr angeordnet sind. Eine derartige Schlauchbeutelmaschine ist z. B. aus der DE 10 2006 013 663 A1 bekannt. Dabei ist es von besonderem Nachteil, dass in Abhängigkeit vom eingesetzten Rohrdurchmesser, der emittierten elektromagnetischen Wellenlänge und der maschinenseitigen Ankopplung des Sensors, unterschiedliche elektromagnetische Feldgeometrien resultieren. Als Folge davon detektiert der Sensor nicht nur einen großen Abschnitt der

Fallstrecke, sondern erfasst ggf. sogar noch Objekte außerhalb des Füllrohrs.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schlauchbeutelmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass hierbei eine scharfe Abgrenzung des Detektionsbereichs des Sensors realisiert wird, so dass vorbeifallende Produkte mit deutlich verbesserter Präzision erkannt werden. Weiterhin ist die Strahlung nur auf einen Erfassungsraum im Füllrohr begrenzt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Schlauchbeutelmaschine ein vertikales Füllrohr, eine Quersiegeleinheit, eine Steuereinheit zur Steuerung der Schlauchbeutelmaschine und eine Sensoreinrichtung zur Erfassung des Produkts im Füllrohr umfasst, welche ausgelegt ist, das durch das Füllrohr fallende Produkt zu erfassen. Hierbei umfasst die Sensoreinrichtung einen Sensor zum Emittieren und Erfassen von elektromagnetischen Wellen, der mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die vom Sensor emittierten

elektromagnetischen Wellen in einem Erfassungsraum verbleiben, welcher auf einen Bereich am Füllrohr begrenzt ist. Dadurch ist der Erfassungsraum weitgehend unabhängig von der Sensitivität, der Ausgangsleistung sowie der Sendefrequenz des Sensors. Somit können kostengünstige Sensoren verwendet werden, da die Qualitätsanforderungen, z. B. hinsichtlich einer

Antennencharakteristik bzw. Richtcharakteristik, Nebenkeulen und

Exemplarstreuungen, deutlich geringer sind. Ferner kann ein identischer Sensor für unterschiedliche Rohrdurchmesser eingesetzt werden.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Vorzugsweise ist der Erfassungsraum durch zumindest ein erstes

Absorberelement und ein zweites Absorberelement begrenzt, die am Füllrohr voneinander axial beabstandet angeordnet sind. Durch die Positionierung der z. B. aus Ferrit- oder einem kohlenstoffgefüllten Kunststoff hergestellten

Absorberelemente in Fallrichtung oberhalb und unterhalb des Erfassungsraums werden die elektromagnetischen Wellen an einer weiteren Ausbreitung im Füllrohr gehindert und dadurch der Messbereich des Sensors nach oben und unten begrenzt. Ferner kann dadurch ein Volumen des Erfassungsraums definiert werden, das für die eingesetzten elektromagnetischen Wellen sowie die Beschaffenheit des abzufüllenden Produkts abgestimmt ist. Somit können eine präzise Detektion und eine optimierte Maschinensteuerung erreicht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden

Absorberelemente am Füllrohr vollständig umlaufend ausgebildet. Dadurch wird eine betriebssichere Absorption der elektromagnetischen Strahlung erreicht.

Weiterhin bevorzugt sind die Absorberelemente im Innern des Füllrohrs angeordnet, insbesondere in das Füllrohr integriert. Insbesondere stehen die Absorberelemente nicht von einer Innenwand des Füllrohrs vor. Dadurch kann eine besonders kompakte Bauform mit einheitlichem Durchmesser erreicht werden, welche die durch das Füllrohr fallenden Produkte nicht behindert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Erfassungsraum zylindrisch. Dadurch werden optimale Reflektionseigenschaften geschaffen, die den Einsatz auch kostengünstiger Sensoren ohne besondere

Qualitätsanforderungen oder Exemplarstreuungen zur präzisen Detektion aller Produktelemente ermöglichen. Vorzugsweise ist ein Zwischenbereich zwischen den Absorberelementen als metallischer Reflektor für die vom Sensor emittierten elektromagnetischen Wellen ausgebildet. Dadurch wird eine homogene Feldverteilung und somit eine gleichmäßige Detektionsempfindlichkeit für die sich zwischen den

Absorberelementen durch Reflexionen ausbreitenden elektromagnetischen Wellen erreicht.

Weiterhin bevorzugt ist der Reflektor einteilig oder in mehrere Segmente unterteilt ausgebildet oder der Reflektor ist ein Innenwandbereich des Füllrohrs. Somit kann je nach Einsatzart bzw. Beschaffenheit des abzufüllenden Produkts eine betriebssichere Erfassung aller durch den Erfassungsraum fallenden

Produktelemente gewährleistet werden. Ferner ist somit ist kein separater Empfänger erforderlich, woraus eine kosteneffiziente Minimierung der

Bauteilanzahl resultiert. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ausgehend vom

Erfassungsraum in Axialrichtung des Füllrohrs jeweils eine Vielzahl von

Absorberelementen angeordnet. Somit wird eine betriebssichere Absorption der gesamten elektromagnetischen Strahlung variabel für unterschiedliche elektromagnetische Wellenbereiche ermöglicht. Ferner können dadurch Sensoren mit veränderbaren Sensorfrequenzen eingesetzt werden.

Weiterhin bevorzugt ist der Sensor in einer Wandung des Füllrohrs angeordnet, vorzugsweise bündig mit einer Innenwand des Füllrohrs. Dadurch wird eine besonders kompakte Bauform ohne Beeinträchtigung der Leistung und

Sensitivität des Sensors erreicht. Ferner kann der Sensor ohne großen

Montageaufwand auf einfache Weise ausgetauscht werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Sensor in Axialrichtung des Füllrohrs eine Abmessung auf, welche gleich oder größer als ein Abstand in den Absorberelementen in Axialrichtung ist. Somit ist eine betriebssichere Erfassung aller Produktelemente längs deren gesamter Falllinie im Erfassungsraum mit größeren Justagetoleranzen der Sensorantenne ermöglicht.

Vorzugsweise ist das Füllrohr aus mehreren unterschiedlichen Materialien ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung des Füllrohrs, z. B. durch eine Kombination von miteinander verbundenen Einzelteilen, zeit- und kosteneffizient in Modulbauweise.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung einer

Schlauchbeutelmaschine gemäß einem bevorzugten

Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Längsschnittdarstellung eines

Füllrohrabschnitts mit Sensoreinrichtung, und

Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung längs einer Schnittlinie l-l von Figur 2.

Ausführungsform der Erfindung

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 1 bis 3 eine

Schlauchbeutelmaschine zur Abfüllung eines Produkts gemäß einem

bevorzugten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben.

Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Schlauchbeutelmaschine 1 zur Abfüllung eines Produkts gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schlauchbeutelmaschine 1 umfasst einen Einfülltrichter 8, in den _^

ein abzufüllendes Produkt in einer Fallrichtung A einem daran befestigten vertikalen Füllrohr 2 portionsweise zugeführt wird. Über eine Formschulter 6 wird ein zyklisch zugeführter Packstoff um das Füllrohr 2 zu einem länglichen

Packstoffschlauch 7 geformt, der durch eine hier nicht dargestellte

Längssiegeleinheit mittels einer Längssiegelnaht in Längsrichtung verschweißt wird. Die Schlauchbeutelmaschine 1 umfasst ferner eine Quersiegeleinheit 3 mit horizontalen ersten und zweiten Siegelbacken 31 , 32, die an einem dem

Einfülltrichter 8 entgegengesetzten Ende des Füllrohrs 2 angeordnet ist. Die Quersiegeleinheit 3 siegelt am geformten und zyklisch zugeführten

Packstoffschlauch 7 zuerst eine Fußnaht und nachdem eine Produktportion hineingefallen ist und der gefüllte Schlauchabschnitt weiter nach unten bewegt wurde, wird der Packstoffschlauch 7 mittels einer Kopfnaht zu einem

geschlossenen Beutel 20 versiegelt, wobei gleichzeitig auch die Fußnaht der nachfolgenden Verpackung gesiegelt wird.

Ferner ist eine im Füllohr 2 angeordnete Sensoreinrichtung 5 vorgesehen, die durch das Füllrohr 2 fallende Produktelemente 1 1 des abzufüllenden Produkts erfasst. Die Sensoreinrichtung 5 umfasst einen Sensor 51 , der in einer Wandung 20 des Füllrohrs 2 angeordnet ist und über eine Leitung 14 mit einer

Steuereinheit 4 zur Steuerung der Schlauchbeutelmaschine 1 verbunden ist, die außerhalb des Füllrohrs 2 und oberhalb der Formschulter 6 angeordnet ist. Die Leitung 14 ist hierbei eingelassen in der Wandung 20 des Füllrohrs 2 vorgesehen oder alternativ als Flachkabel ausgelegt, das auf der Innenseite des Füllrohrs 2 verläuft und einen Durchsatz der hindurchfallenden Produktelemente 1 1 nicht beeinträchtigt. Der Sensor 51 ist im Wesentlichen bündig mit einer Innenwand des Füllrohrs 2 angeordnet.

Der Sensor 51 emittiert elektromagnetische Wellen in einen zylindrischen Erfassungsraum E, der auf einen Bereich am Füllrohr 2 durch ein erstes

Absorberelement 54 und ein zweites Absorberelement 55 begrenzt ist, welche in

Fallrichtung A oberhalb bzw. unterhalb des Sensors 51 angeordnet sind.

Wie in Figur 2 veranschaulicht, weist der Sensor 51 in Axialrichtung X-X des Füllrohrs 2 eine Abmessung B auf, welche größer als ein Abstand C zwischen den Absorberelementen 54 und 55 ist. Der Sensor 51 emittiert

elektromagnetische Wellen, die in Figur 2 schematisch durch kreissegmentartige Linien L angedeutet sind, in den zylindrisch ausgebildeten Erfassungsraum E. Die elektromagnetischen Wellen werden von einem zwischen den ersten und zweiten Absorberelementen 54, 55 als metallischer Reflektor 21 ausgebildeten Innenwandbereich des Füllrohrs 2 reflektiert und vom Sensor 51 empfangen. Jedes im Erfassungsraum E erfasste Produktelement 1 1 verursacht eine Signaländerung der empfangenen elektromagnetischen Wellen am Sensor 51 , die über die Leitung 14 an die in Figur 2 nicht sichtbare Steuereinheit 4 weitergeleitet wird. Alternativ kann der Reflektor 21 auch in Umfangsrichtung in mehrere Segmente unterteilt ausgebildet sein.

Die ersten und zweiten Absorberelemente 54, 55 absorbieren die

elektromagnetischen Wellen in Axialrichtung X-X des Füllrohrs 20. Die

Absorberelemente 54, 55 sind im Innern des Füllrohrs 2 vollständig umlaufend, insbesondere in das Füllrohr 2 integriert ausgebildet, wie dies aus der

Schnittdarstellung an einer Schnittlinie I I-I I von Figur 2 für das in Figur 3 sichtbare zweite Absorberelement 55 veranschaulicht ist. Optional können ausgehend vom Erfassungsraum E in Axialrichtung X-X des Füllrohrs 2 auch jeweils eine Vielzahl von Absorberelementen, z. B. mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften, angeordnet oder das Füllrohr 2 aus entsprechend mehreren unterschiedlichen Materialien gebildet werden.

Die erfindungsgemäße Schlauchbeutelmaschine 1 zur Abfüllung eines Produkts weist somit den Vorteil auf, dass hierbei ein räumlich scharf abgegrenzter zylindrischer Erfassungsraum E innerhalb des Füllrohrs 2 vorgesehen ist, der eine deutlich verbesserte Erfassung aller hindurchfallenden Produktelemente 1 1 weitestgehend unabhängig von der Sensitivität, Ausgangsleistung,

Abstrahlcharakteristik und Sendefrequenz des Sensors 51 sowie dem

Durchmesser des Füllrohrs 2 ermöglicht. Somit können kostengünstige Sensoren mit deutlich geringeren Qualitätsanforderungen verwendet werden. Zudem wird die Strahlung nur auf den Erfassungsraum E im Füllrohr 2 begrenzt.