DE1083694B

DE1083694B - Hydraulisch betaetigte Wurstfuell- und Abteilmaschine

Info

Publication number: DE1083694B
Application number: DEH34727A
Authority: DE
Inventors: Johann Mueller
Original assignee: Albert Handtmann Armaturenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Albert Handtmann Armaturenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1958-11-05
Filing date: 1958-11-05
Publication date: 1960-06-15
Also published as: GB901578A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Wurstfüllmaschine mit einer Abteil- und Abdrehvorrichtung, welche über einen Kurbeltrieb angetrieben wird und bei welcher die Wurstmasse durch einen hydraulischen Preßkolben in die Abteilvorrichtung gefördert wird.

Wenn man den Meßkolben der Abteil- und Abdrehvorrichtung in bekannter Weise über einen Kurbeltrieb antreibt, wird ihm ein angenähert sinusförmiger Geschwindigkeitsverlauf erteilt, der ein nahezu stoßfreies Übertreten der Wurstmasse in die Wursthülle zur Folge hat. Dadurch wird die Platzgefahr der oftmals sehr empfindlichen Wursthüllen stark gemindert, bzw. es lassen sich ohne Platzgefahr höhere Arbeitsgeschwindigkeiten erreichen. Der starre Antrieb des Meßkolbens ermöglicht außerdem eine sehr genaue Portionierung.

Die bisher bekannten Maschinen dieser Bauart benötigen jedoch vor allem eine sehr große Antriebsleistung und infolge der hohen Belastungen des Kur- ao beltriebes einen relativ großen Bauaufwand. Zum Ein- und Ausschalten der Abteil- und Abdrehmaschine ist außerdem eine Kupplung und eine Bremse notwendig. Bei der Bewegung des Meßkolbens zum Ausschieben des abgeteilten Volumens von Wurstmasse durch das meist lange und dünne Füllrohr in die Wursthülle tritt am Kurbeltrieb eine Belastungsspitze auf. Während dieser Ausschubbewegung des Meßkolbens ist außerdem die Druckölpumpe zum Antrieb des hydraulischen Preßkolbens der Füllmaschine am höchsten belastet, weil der Preßkolben während der Ausschubbewegung des Meßkolbens stillsteht. Das von dieser Pumpe geförderte öl strömt während der Ausschubbewegung nutzlos über ein Druckregel ventil aus und verursacht eine unerwünschte ölerwärmung. Die in die Maschine installierte Antriebsleistung muß aber zur Überwindung der Leistungsspitze bei der Ausschubbewegung des Meßkolbens ausreichend sein, d. h., es muß eine sehr große Antriebsleistung aufgebracht werden.

Eine weitere Beeinträchtigung der Wirtschaftlichkeit dieser bekannten Maschinen entsteht dadurch, daß die Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit nicht so erfolgt, daß sich eine konstante Antriebsleistung ergibt, obwohl dies auf Grund der Betriebsverhältnisse möglich und erwünscht wäre.

Bei der Maschine gemäß der Erfindung werden die erwähnten Vorteile der mit Kurbeltrieb arbeitenden Maschine gewahrt und deren Nachteile dadurch vermieden, daß der Kurbeltrieb zum Antrieb des Meßkolbens, der Abdrehtülle und des Steuerorgans mit einem hydraulischen Treibkolben kombiniert ist, derart, daß der Meßkolben mit einem hydraulischen Treibkolben verbunden ist, dessen Kolbenstange an den Hydraulisch betätigte Wurstfüll-
und Abteilmaschine

Anmelder:

Albert Handtmann Metallgießerei,
Biberach/Riß

Johann Müller, Galmutshöfen über Biberach/Riß,
ist als Erfinder genannt worden

Kurbelzapfen des Kurbeltriebs für den Meßkolben angelenkt ist. Der hydraulische Kreislauf der Maschine ist dabei so gestaltet, daß beim Hub des Meßkolbens zur Entleerung des Meßzylinders der gesamte von einer Pumpe geförderte Druckölstrom zum Antrieb des Meßkolbens ausgenutzt wird.

Bei Beginn des Hubes des Meßkolbens zur Füllung des Meßzylinders wird der Druckölstrom so umgesteuert, daß er den mechanisch bewirkten Füllhub des Meßkolbens unterstützt. Die bei dieser Bewegung von der größeren Kolbenseite des hydraulischen Treibkolbens verdrängte Ölmenge wird zum Preßkolben der Füllmaschine geleitet. Dadurch wird die Wurstmasse aus dem Füllzylinder der Maschine in den Meßzylinder übergeführt.

Infolge der weitgehenden Unterstützung des Antriebes für den Meßkolben durch einen hydraulischen Treibkolben ist zum Antrieb des Kurbeltriebes nur noch ein sehr kleines Drehmoment zur Überwindung der Kurbeltrieb-Totlagen und zum Antrieb des Steuerorgans sowie der Abdrehtülle notwendig. Es wird deshalb preislich tragbar, den Kurbeltrieb mit einem stufenlos regelbaren hydraulischen Motor anzutreiben, der an denselben ölkreislauf angeschlossen ist wie der hydraulische Treibkolben zum Antrieb des Meßkolbens. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen erreicht man eine stufenlose Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit der Abteil- und Abdrehmaschine bei konstanter Leistung. Die Energie des Druckölstromes wird bei allen Betriebszuständen nahezu verlustlos ausgenutzt, und die Antriebsleistung kann hier bei gleicher Nutzleistung nahezu die Hälfte der bekannten mit Kurbeltrieb arbeitenden Maschine sein. Für den Kurbeltrieb ergeben sich infolge der niedrigen Belastungen kleine Baumaße. Eine Kupplung und eine Bremse sind nicht notwendig, weil die Abteil- und Abdrehvorrichtung durch einen ohnehin zur Steue-

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rung des Preßzylinders notwendigen hydraulischen Steuerschieber ein- und ausgeschaltet wird.

Weitere Einzelheiten über die Erfindung und die zur Durchführung der einzelnen Funktionen vorgeschlagenen Mittel sind an Hand der Zeichnungen beschrieben.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die gesamte Maschine,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Maschine bei abgeschalteter Abteil- und Abdrehvorrichtung,

Fig. 3 eine andere Ausführungsart für den Antrieb des Kurbeltriebes der Abteil- und Abdrehmaschine.

Zum Einschalten der Maschine wurde ein Haupt-Steuerschieber 1 mittels eines Kniehebels 2 von der strichpunktiert angedeuteten Stellung I entgegen dem Druck einer Feder 3 nach der in Fig. 1 dargestellten Stellung II bewegt. Das von einer Pumpe 4 über eine Saugleitung 5 aus einem ölbehälter 6 angesaugte Öl wird durch ein Überdruckventil 7 hindurch durch eine Leitung 8, den Haupt-Steuerschieber 1 und einen Kanal 9 zum Umsteuerschieber 10 geleitet. In der in der Zeichnung gezeigten Stellung des Umsteuerschiebers 10 gelangt das öl durch einen Kanal 11 und eine Leitung 12 in einen Zylinderraum 13 unter einen in einem Druckzylinder 14 beweglichen Treibkolben 15.

Der Kanal 9 ist außerdem durch einen Kanal 16 und eine Leitung 17 mit einem Zylinderraum 18 über dem Treibkolben 15 und durch eine Leitung 19 mit einem stufenlos regelbaren hydraulischen Motor 20 verbunden. Unter der Wirkung des Öldruckes auf die verschieden großen Kolbenflächen in den Zylinderräumen 13 und 18 wird der Treibkolben 15 und ein mittels einer Kolbenstange 21 starr mit dem Treibkolben 15 verbundener Meßkolben 22 in einem Meßzylinder 23 nach oben bewegt.

Die Kolbenstange 21 ist außerdem über eine Verlängerung 24, einen Gelenkbolzen 25 und eine Koppel 26 mit einem Kurbelzapfen 27 verbunden, der mit einem Kurbelrad 28 umläuft. Das Kurbelrad 28 wird durch den hydraulischen Motor 20 über eine Welle 29 und ein Ritzel 30 so angetrieben, daß dadurch die Aufwärtsbewegung des Meßkolbens 22 unterstützt wird. Der Meßkolben 22 verdrängt bei der Aufwärtsbewegung im Meßzylinder 23 die Wurstmasse durch einen in ein Steuerorgan 31 eingearbeiteten Steuerkanal 32 in eine Abdrehtülle 33 und in die auf ein Fallrohr 34 aufgeschobene Wursthülle.

Wenn der Meßkolben 22 etwa seine obere Totlage erreicht, wird das Steuerorgan 31 um 180° geschwenkt, so daß nun der Steuerkanal 32 über einen Zuführkanal 35 den Zylinderraum des Meßzylinders 23 mit dem Zylinderraum eines Füllzylinders 36 verbindet. Der Antrieb des Steuerorgans 31 und auch der Abdrehtülle 33 wird durch bekannte, hier nicht gezeigte Einrichtungen durch ein auf die Welle 29 aufgekeiltes Kettenrad 37 und eine Rollenkette 38 von der Drehbewegung der Welle 29 abgeleitet.

In der oberen Totlage des Meßkolbens 22 wird gleichzeitig der Umsteuerschieber 10 durch eine mit dem Kurbelrad 28 umlaufende Steuerkurve 39 nach unten verschoben. Der Öldurchfluß vom Kanal 9 zum Kanal 11 wird dadurch unterbrochen und der Kanal 11 mit einem Kanal 40 verbunden. Die ganze von der Pumpe 4 geförderte Ölmenge wird nun ausschließlich durch den Kanal 9, den Kanal 16 und die Leitung 17 zum Zylinderraum 18 über dem Treibkolben 15 und durch die Leitung 19 zum hydraulischen Motor geleitet. Der Treibkolben 15 und der damit verbundene Meßkolben 22 bewegen sich daher nach unten. Gleichzeitig setzt die Abdrehvorrichtung der Abdrehtülle 33 ein, wodurch die Abdrehung des beim vorhergehenden Aufwärtsgang des Meßkolbens 22 in die Wursthülle geschobenen Volumens erfolgt.

Beim Niedergang des Treibkolbens 15 wird das öl aus dem Zylinderraum 13 durch die Leitung 12 und den Kanal 11 am Umsteuerschieber 10 vorbei zum Kanal 40 verdrängt. Durch einen Kanal 41 und eine Leitung 42 gelangt es in einen Zylinderraum 43 und verschiebt einen in einem Druckzylinder 44 beweglichen Preßkolben 45 und einen durch eine Kolbenstange 46 mit dem Preßkolben 45 verbundenen Druckkolben 47 im Füllzylinder 36 nach oben. Dadurch wird die Wurstmasse aus dem Zylinderraum des Füllzylinders 36 über den Zuführkanal 35 und den Steuerkanal 32 in den Meßzylinder 23 geschoben. Das öl in dem Zylinderraum 48 über dem Preßkolben 45 wird bei dieser Aufwärtsbewegung durch einen Zweig der Leitung 49 zum Steuerschieber 1 und von dort durch einen Kanal 50 im Steuerschieber 1 und eine Abflußleitung 51 zum ölbehälter 6 zurückgeleitet. Das aus dem hydraulischen Motor 20 abströmende öl fließt durch eine mit der Leitung 49 verbundene Leitung 52 auf dem gleichen Wege zum ölbehälter 6 zurück.

Die Kolbenflächen des Treibkolbens 15 und des Preßkolbens 45 sind so aufeinander abgestimmt, daß nur ein kleiner Teil der vom Treibkolben 15 während seiner Abwärtsbewegung verdrängten Ölmenge über die Leitung 42 an einem Druckreglerkolben 53 vorbei durch eine Leitung 54 zum ölbehälter 6 verdrängt wird. Mit Hilfe einer Gewindespindel 55 kann die Vorspannung einer den Druckreglerkolben 53 belastenden Feder 56 und damit der Öldruck im Zylinderraum 43, bzw. der Druck, mit dem die Wurstmasse in den Meßzylinder 23 gepreßt wird, eingestellt werden. Diese Druckregelung ist unabhängig von dem sich infolge der jeweiligen Belastung einstellenden Druck an der Pumpe 4.

Wenn der Meßkolben 22 etwa seine untere Totlage erreicht hat, wird das Steuerorgan 31 wieder um 180° in die gezeichnete Lage zurückgeschwenkt. Zugleich gibt die Steuerkurve 39 den Umsteuerschieber 10 frei, so daß er durch eine Feder 57 wieder in die gezeichnete Lage zurückbewegt wird. Ein neues Arbeitsspiel wird dadurch eingeleitet.

Zum Ausschalten der Maschine wird derKniehebel 2 losgelassen. Eine mit dem Kurbelrad 28 umlaufende Steuerkurve 58 ist an einer Stelle ausgespart. Wenn bei einer bestimmten Stellung der Steuerkurve 58 eine mit einem Sperrbolzen 59 verbundene Rolle 60 über die Aussparung in der Steuerkurve 58 gelangt, bewegt sich der Sperrbolzen 59 nach oben und löst die Arretierung des Kniehebels 2. Durch die Feder 3 kann nun der Steuerschieber 1 von Stellung II nach Stellung I bewegt werden. In der Stellung I wird das durch die Leitung 8 zuströmende öl durch den Kanal 50 und die Abflußleitung 51 drucklos zum Ölbehälter 6 zurückgeleitet. Außerdem wird in dieser Stellung der ölabfluß aus der Leitung 49 gesperrt, wodurch die Bewegung des hydraulischen Motors und die Aufwärtsbewegung des Preßkolbens 45 bis zum Stillstand abgebremst werden; d. h., die Maschine wird ausgeschaltet. Die Aussparung in der Steuerkurve 58 ist so gelegt, daß die Maschine jeweils nur nach Beendigung eines vollen Arbeitsspieles ausgeschaltet werden kann.

Der Hub des im Meßzylinder 23 beweglichen Meßkolbens 22 ist durch die Größe des Radius R₁ festgelegt, auf dem der Kurbelzapfen 27 am Kurbelrad 28

umläuft. Zur Veränderung dieses Hubes kann der Kurbelradius R₁ durch bekannte, hier nicht gezeigte Mittel verändert werden.

Die Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit der Abteil- und Abdrehvorrichtung erfolgt durch Verändern der auf eine Umdrehung bezogenen Schluckmenge des Motors 20, z. B. durch Verändern der Schräglage der Birne des Regelmotors 20 mit Hilfe der aus einer Verstellspindel 61, einer Verstellmutter 62 und einer Lasche 63 bestehenden Regeleinrichtung. Eine weitere Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit ergibt sich selbsttätig bei der Veränderung des Hubvolumens des Meßkolbens 22 und des damit verbundenen Treibkolbens 15 durch Verändern des Kurbelradius R₁. Wie erwünscht, ergibt sich dadurch bei kleinem Hubvolumen eine große und umgekehrt bei großem Hubvolumen eine kleine Arbeitsgeschwindigkeit. Diese Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit ist praktisch _ verlustlos und so, daß die zum Antrieb der Pumpe 4 benötigte Leistung konstant ist.

Die Abdrehtülle 33 steht bei der Aufwärtsbewegung des Meßkolbens 22 still. Die Energie des Motors 20 wird deshalb bei dieser Aufwärtsbewegung im wesentlichen zur Unterstützung des Antriebes für den Meßkolben 22 ausgenutzt. Dies ist erwünscht, weil as zum Ausschieben der Wurstmasse aus dem Meßzylinder 23 durch die Abdrehtülle 33 und das lange Füllrohr 34 kleinen Durchmessers eine größere Leistung benötigt wird als beim Einströmen der Wurstmasse in den Meßzylinder 23 durch den kurzen Zuführkanal 35 bei der Abwätsbewegung des Meßkolbens 22. Bei dieser Abwärtsbewegung kann die Energie des Motors daher im wesentlichen zum Antrieb der Abdrehtülle 33 ausgenutzt werden.

Zum Füllen ohne Abteilen und Abdrehen wird ein Steuerstift 64 in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung bewegt, in der er durch einen mittels einer Feder 65 belasteten Arretierbolzen 66 gehalten wird. Der Steuerstift 64 trifft auf einen am Umsteuerschieber 10 befestigten Anschlag 67 und schiebt den Umsteuerschieber 10 so weit nach unten, bis ein in den Umsteuerschieber 10 eingearbeiteter Ringkanal 68 mit dem Kanal 9 in Verbindung steht. Das durch den Kanal 9 zufließende öl wird in dieser Stellung des Umsteuerschiebers 10 in den Ringkanal 68 und von dort durch eine Bohrung 69 im Umsteuerschieber 10 direkt zum Kanal 40 geleitet. Von hier aus gelangt es durch den Kanal 41 und die Leitung 42 unmittelbar in den Zylinderraum 43 unter den Preßkolben 45.

Der Kanal 11 ist in dieser Stellung des Umsteuer-Schiebers 10 gesperrt, so daß der ölabfluß aus dem Zylinderraum 13 des Treibkolbens 15 über die Leitung 12 zu Kanal 11 unterbrochen ist. Eine Bewegung des Meßkolbens 22 ist deshalb unmöglich; es wird lediglich der Preßkolben 45 der Füllmaschine angetrieben.

Es liegt im Bereich des Erfindungsgedankens, an Stelle des hydraulischen Motors 20 zum Antrieb des Kurbeltriebes für die Bewegung des Meßkolbens 22 auch andere Mittel, wie z. B. mechanische Regeltriebe oder mechanische Schaltgetriebe, einzusetzen.

Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit, den hydraulischen Motor durch zwei hydraulische Treibkolben 73 und 74 zu ersetzen, die unter einem Winkel von etwa 90° zueinander wirken. Vorteilhafterweise greifen die hydraulischen Treibkolben 73 und 74 mittels Koppeln 70 und 71 an einem Zapfen 72 an, der auf einem Radius R rotiert, der etwas größer ist als der Radius R₁, auf dem der Kurbelzapfen 27 sich bewegt. Die konstante Differenz zwischen den Radien R und ^₁ ist so festgelegt, daß die beiden hydraulischen Treibkolben 73 und 74 bei Einstellung eines sehr kleinen Radius R₁ zum Abteilen sehr kleiner Portionen ein genügend großes Drehmoment für den Antrieb des Steuerorgans 31 und der Abdrehtülle 33 ausüben. Die Steuerung der hydraulischen Treibkolben 73 und 74 erfolgt durch zwei in Fig. 3 nicht gezeichnete Steuerschieber in ähnlicher Weise, wie die Steuerung des hydraulischen Treibkolbens 15.

Zweckmäßigerweise sind die Kurbelzapfen 27, 72 an einer gemeinsamen Kulisse angeordnet, welche in einer Führung 75 in der Kurbelscheibe 28 radial verschieb- und einstellbar ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

.1. Hydraulisch betätigte Wurstfüll- und Abteilmaschine, bei welcher der Meßkolben der Abteilmaschine über einen Kurbeltrieb angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkolben (22) mit einem hydraulischen Treibkolben (15) verbunden ist, dessen Kolbenstange (24) an den Kurbelzapfen (27) des Kurbeltriebes (28) für den Meßkolben angelenkt ist.
2. Wurstfüll- und Abteilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb durch einen stufenlos regelbaren hydraulischen Motor (20) angetrieben wird, der von der gleichen Pumpe (4) gespeist wird, welche den Treibkolben (15) und den Preßkolben (45) der Füllmaschine beaufschlagt.
3. Wurstfüll- und Abteilmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur selbsttätigen Steuerung des Druckölstromes für die Betätigung des Treibkolbens (15) und des Preßkolbens (45) ein Umsteuerschieber (10) angeordnet ist, der durch einen mit dem Kurbeltrieb antriebsverbundenen Steuernocken (39) betätigt wird.
4. Wurstfüll- und Abteilmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß im ölkreislauf zwischen dem Umsteuerschieber (10) und dem Preßkolben (45) ein Druckregelventil (53,55,56) angeordnet ist, mit dem der Druck im Preßzylinder (44) unabhängig vom Arbeitsdruck der das Drucköl liefernden Pumpe (4) regelbar ist.
5. Wurstfüll- und Abteilmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenflächen des Treibkolbens (15) und des Preßkolbens (45) in einem solchen Größenverhältnis festgelegt sind, daß nur ein kleiner Teil des beim Hub des Meßkolbens (22) zur Füllung des Meßzylinders (23) von der größeren Kolbenseite des Treibkolbens (15) zur Beaufschlagung des Preßkolbens (45) geförderten ölstromes über das Druckregelventil (43, 55, 56) austritt.
6. Wurstfüll- und Abteilmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfluß leitung (52, 49) des hydraulischen Motors (20) mit einem Steuerschieber, vorzugsweise mit dem zum Ein- und Ausschalten der Füllmaschine dienenden Hauptsteuerschieber (1) verbunden ist, der in seiner Ausschaltstellung den Abfluß des Motors (20) sperrt und damit diesen stillsetzt.
7. Wurstfüll- und Abteilmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (2) für den Hauptsteuerschieber (1) von der Stellung eines Sperrbolzens (59) abhängig ist, die von einem Steuer-

nocken (58) bestimmt wird, der mit dem Kurbeltrieb für den Antrieb des Meßkolbens (22) in Antriebsverbindung steht.
8. Wurstfüll- und Abteilmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsteuerschieber (10) zur wechselseitigen Steuerung des von der Pumpe (4) gelieferten ölstromes eine einstellbare Steuerlage aufweist, bei welcher der ganze ölstrom nur unter den Preßkolben (45) geleitet wird.
9. Hydraulisch betätigte Wurstfüll- und Abteilmaschine, bei welcher der Meßkolben der Abteilmaschine über einen Kurbeltrieb angetrieben wird, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb zur Bewegung des

Meßkolbens (22) durch zwei hydraulische Treibkolben (73,74) angetrieben wird, deren Achsen sich in der Kurbelscheibenachse schneiden und einen Winkel von 90° zueinander bilden.
10. Wurstfüll- und Abteilmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelradius (R₁) für den Meßkolbenantrieb kleiner ist als derjenige (R) des Treibkolbentriebes, wobei die beiden Kurbelzapfen (72, 27) der Kurbeltriebe in einer gemeinsamen Kulisse angeordnet sind, die in der Kurbelscheibe (28) radial verschieb- und einstellbar geführt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 622 956, 1 025 750.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©I 009 530/58 6. CO