用于填充软管状封套的设备
技术领域
本发明涉及一种用于用膏状物质填充软管状封套、尤其用香肠碎末填充肠衣带的设备，所述设备具有：可围绕其纵轴线转动和驱动的填充管，可用物质填充的封套能够套到所述填充管上；容纳件，在所述容纳件上可运动地容纳有填充管；和用于驱动填充管的驱动单元。
背景技术
这种已知的填充设备在工业生产香肠时使用。填充设备结合用于制造香肠带的填充机器使用，借助于所述填充机器，产生膏状物质如香肠碎末等，并且输入或填入到软管状封套中。将膏状物质填入到软管状封套中能够连续地或逐份地进行。作为软管状封套、也称作为肠衣带能够使用人造肠衣或天然肠衣。当前，将膏状物质理解成食品物质，所述食品物质是能流动的，并且通过加载压力能够经由管状的管路运输。当前除了肉或香肠物质之外也将面团物质理解成膏状物质。
在将物质填入到软管状封套中之后，将已经填充的封套部段例如通过转动位于上游的填充管封闭。
在此，填充管连同位于其上的提起的软管状封套与肠衣制动单元接触，它们彼此共同作用，使得填充管和套到其上的封套共同地执行转动运动，并且能够生成扭转部位。此外，肠衣制动单元将封套在填充时保持绷紧。在完全填充套到填充管上的软管状封套之后，需要更换封套，其中将新的封套套到填充管上。
为了套上新的封套，填充管和肠衣制动单元彼此分离。肠衣制动单元对此能够经由可手动操作的调整装置首先沿轴向方向朝填充管运动，并且随后侧向地枢转。填充管的前部端部借此是可触及的，使得能够将新的软管状封套套到填充管上。为了肠衣制动单元与新装配的填充管的接触，肠衣制动单元经由调整装置以相反的顺序首先侧向地枢转，并且随后沿填充管的纵向方向运动。
为了实现通过肠衣制动单元在封套更换时需要执行的彼此跟随的运动步骤，肠衣制动单元经由具有构造耗费的功能原理的调整装置容纳在已知的填充设备上。
发明内容
本发明因此基于如下目的，示出一种前述类型的用于填充软管状封套的设备，其中在填充管上用新的软管状封套对填充管的装备在结构设计方案简化的同时是可靠地可行的。
本发明在根据本发明的特征的前述类型的用于填充软管状封套的设备中实现其所基于的目的。尤其地，设有磁体耦联装置，用于在驱动单元和填充管之间建立和分离至少力配合的转矩传递，所述磁体耦联装置具有驱动转子和相对于驱动转子沿填充管的纵向方向可调整的输出转子。
本发明基于如下认识，借助于磁体耦联装置，能够将转矩从驱动单元传递到填充管上，而填充管不与驱动单元强制性地机械耦联。由此优选地，替代肠衣制动单元，填充管能够沿轴向方向运动，从而转移到装载位置中，在所述装载位置中能够套上新的封套。为了与肠衣制动单元接触，填充管现在又沿相反方向运动。由此，填充管的自由端部在装配有新的软管状封套的情况下移入到肠衣制动单元中。此外，在驱动转子和输出转子之间为力配合的转矩连接建立力配合的连接(而没有将驱动运动从驱动单元传递至填充管的耦联装置的机械接合)。在本发明的一个优选的实施方式中，使用磁体耦联装置，其驱动转子和输出转子具有可彼此贴靠的用于力配合地传递转矩的接触面。
按照根据本发明的设备的一个优选的改进方案提出，磁体耦联装置是无接触的磁体耦联装置，其中驱动转子构成为外转子，并且输出转子构成为具有同轴设置的转动轴线的内转子，所述外转子和内转子为了传递转矩沿轴向方向至少部段地彼此覆盖。设有无接触的磁体耦联装置为用于力配合的转矩传递的优选的可能性。驱动转子和输出转子能够通过部件的简单的运动彼此耦联或彼此脱耦。力配合因此能够简单地撤除并且也再次建立。借助作为至少沿轴线方向彼此部分地覆盖的外转子和内转子的设计方案实现：填充管在持续的运行中沿轴向方向的跟进在不影响驱动装置朝向填充管的力流的情况下是可能的。
在本发明的一个改进方案中，磁体耦联装置构成为永磁体耦联装置，其中优选地，驱动转子和/或输出转子分别具有一个或多个永磁体。通过在驱动和/或输出转子上使用永磁体，磁体耦联装置作为优选无接触的永磁体耦联装置的简化的设计方案是可能的。优选地，在驱动转子上和在输出转子上分别设置有多个且数量相同的永磁体。优选地，彼此相邻的永磁体以其磁极的交替定向分别设置在内转子和外转子上。在本发明的一个优选的实施方式中，驱动转子和输出转子具有偶数个永磁体，至少6、8、10个或更多个永磁体。
本发明的一个实施方案提出，磁体耦联装置构成为电磁体耦联装置，其中优选地，驱动转子和/或输出转子分别具有一个或多个电磁体。替代借助于永磁体，在驱动转子和输出转子之间需要的磁场那么分别借助于驱动转子和输出转子上的具有相应匝数的线圈或借助于驱动转子和输出转子上的多个电流穿流的线圈产生。
在另一实施方式中，根据本发明的磁体耦联装置也能够通过例如在驱动转子上设置的一个或多个电磁体和在输出转子上设置的多个永磁体的组合构成。驱动转子在该实施方案中构成为定子，所述定子具有转动的磁场(这也称作为旋转场)。由此，能够放弃用于驱动转子的机械驱动的单独的驱动单元。
优选地，在本发明的一个实施方式中，容纳件借助于引导装置沿填充管的纵向方向可移动运动地支承。容纳件能够沿填充管的纵向方向移动，填充管借助至少一个其端部可转动地与该容纳件耦联。优选地，填充管经由转动轴承设置在容纳件上。容纳件本身优选抗转动地容纳在根据本发明的填充设备上。借助容纳件的移动，沿轴向方向相对于容纳件固定地容纳的填充管也同时沿其纵向方向运动。优选地，容纳件具有中轴线，所述中轴线与填充管的中轴线同轴地伸展。为了将填充管转移到其装载位置中，优选在引导装置或容纳件上产生对容纳件的调整运动起作用的调整力。
根据一个优选的改进方案，引导装置具有至少一个引导滑块，所述引导滑块可沿着平行于填充管伸展的引导装置运动。借助于引导滑块，用于在其上可转动地支承的填充管的容纳件固定地连接，对引导滑块进行引导的引导装置优选包括两个彼此平行伸展的引导元件，所述引导元件尤其平行于填充设备上的填充管的纵轴线定向。引导滑块和容纳引导滑块的引导装置优选构成滑动引导装置。为了沿着引导装置调整引导滑块，引导滑块优选与调整驱动器、如例如带式驱动器耦联。
在填充设备的一个优选的实施方式中，引导装置连同其引导元件和沿着引导元件可移动运动地容纳的引导滑块具有调整区域，所述调整区域大于填充管的总长度。
优选地，输出转子抗转动地与填充管耦联，尤其抗转动地与填充管连接。借此，确保由驱动单元产生的转动运动经由磁体耦联装置到填充管的可靠的传递。尤其地，输出转子在一个实施方式中直接与填充管耦联。在根据本发明的填充设备的另一实施方式中，输出转子经由耦联件或容纳填充管的构件抗转动地连接。
根据一个优选的改进方案，输出转子设置在用于要处理的并且通过填充管引导的膏状物质的输送管路上，在所述输送管路的自由端部上设置有填充管的第一端部，和/或其中输送管路优选至少借助一个部段可转动地支承在容纳件上。输出转子优选经由输送管路抗转动地与填充管连接。借助于输送管路，尤其由在输送管路上游连接的用于膏状物质的运送泵朝向填充管引起传导流体的连接。输送管路优选借助一个部段经由转动轴承容纳在容纳件上。填充管尤其设置在输送管路的自由端部上，其中输送管路和填充管具有中轴线，所述中轴线同轴地设置。借此，避免在填充管转动时的不平衡和可能与此关联的振动。优选地，输送管路具有外直径，所述外直径比填充管的外直径大数倍。在本发明的一个实施方式中，输送管路的外直径与填充管的外直径具有如下比值，所述比值位于大致3:1至10:1的范围中。在一个替选的实施方案中，输送管路的外直径也小于填充管的外直径。
根据一个优选的改进方案，在容纳件上可转动地容纳的输送管路构成为长度可变的伸缩管，或者输送管路的一个部段构成为运送软管。借助将伸缩管或运送软管设作为输送管路的部段，引起填充管沿其轴线方向的调整运动，和引起在填充设备的容纳填充管的容纳件和在填充设备的上游连接的运送泵之间的与此关联的间距改变。填充管与运送泵的传导流体的脱耦或具有运送泵的整个填充机器沿填充管的纵向方向的调整由此避免。优选地，构成为伸缩管的输送管路具有多个可移入彼此之中的不同直径的管部段。管部段优选相互间经由相应的密封件流体密封地构成。用作为输送管路的柔性的运送软管在一个可能的实施方式中以回路设置，使得膏状物质到运送软管中的流入方向和膏状物质从运送软管中的流出方向在该实施方式中具有彼此相反的方向。
在本发明的一个优选的实施方式中，在将运送软管用作为输送管路的条件下，在填充设备的上游连接的运送泵的流出区域和容纳件的由输送管路的至少一个部段构成的流入区域具有侧向的或径向的偏移。填充设备的填充管相对于在填充设备的上游连接的运送泵不对齐地定向。
根据本发明的设备一个改进方案提出，驱动转子关于其转动轴线沿轴线方向相对于驱动单元固定地设置，优选地设置在扭转壳体之内。借助驱动转子相对于驱动单元沿轴线方向固定的设置，引起转动运动到磁体耦联装置的驱动侧上的简化的传递。因此，驱动单元和磁体耦联装置的驱动转子相互间具有固定的定向，使得转动运动的传递能够经由长度不可变的传递机构进行。
优选地，驱动转子借助于齿带与驱动单元以传递转动运动的方式耦联。借助于齿带，在驱动转子和驱动单元之间存在的间距能够简单地跨过。借助于齿带，此外确保通过驱动单元产生的转矩的无滑动的传递。尤其间歇地产生的转动运动、即在相对短的时间间隔中开始并且再次停止的转动运动能够经由齿带无滑动地传递到驱动转子上。
根据本发明的设备的一个优选的改进方案附加地提出用于驱动转子和输出转子的形状配合的耦联的齿耦联装置，其中与驱动转子和输出转子分别耦联有能彼此接合的耦联件。在驱动转子和输出转子上优选设有附加的耦联件，所述耦联件为了在驱动转子和输出转子之间构成形状配合能够彼此有效连接。借助在彼此接合的驱动转子和输出转子上设置齿部，当填充管在其移入到肠衣制动单元的部位中设置时，进一步地改进转矩的无滑动的传递。在本发明的一个实施方式中，经由驱动转子和输出转子上的永磁体，优选进行驱动转子和输出转子之间的预定向。齿耦联装置的耦联件通过磁体耦联装置的此外可彼此独立调整的部件以彼此对齐的方式定向。
优选地，耦联件分别具有多个形状配合元件，所述形状配合元件优选在驱动转子上沿径向方向向内突出，并且在输出转子上沿径向方向向外突出，并且设计用于，通过驱动转子和输出转子沿填充管的纵向方向的运动彼此置于接合和彼此脱离接合。驱动转子上的耦联件优选具有内齿部，并且输出转子上的耦联件优选具有外齿部。内齿部和外齿部能够通过输出转子沿轴线方向朝向优选固定的驱动转子的简单的运动而彼此接合或接触。优选地，在驱动转子上和在输出转子上的耦联件之间设有无止挡的连接，使得借助于与输出转子耦联的填充管在扭转过程期间在需要情况下能够进行填充管朝向肠衣制动单元的推进。
优选地，齿部在每个耦联区域上具有进入区域，所述进入区域具有锥形延伸的引导面，所述引导面简化相应的齿部的向内或向外突出的形状配合元件移入彼此。
设备的特征还在于设有肠衣制动单元，所述肠衣制动单元能够与套到填充管上的封套在填充管的相对置的第二自由端部的区域中有效连接。借助于肠衣制动单元，将套到到填充管上的封套在用膏状物质填充期间保持绷紧。对此，肠衣制动单元具有可与软管状的封套和也可与填充管贴靠的肠衣制动环，所述肠衣制动环在用于肠衣制动单元的支架上可转动地容纳。肠衣制动单元优选在根据本发明的填充设备上在其位置中不可变地设置。通过填充管沿其轴线方向移动，现在通过填充管本身执行使填充管与肠衣制动单元脱离接触所必需的相对运动。在填充管与肠衣制动单元脱离接触之后，能够将新的软管状封套自动化地或手动地套到填充管上。
本发明的另一方面还涉及一种用于由膏状物质、尤其由香肠碎末制造香肠的填充机器，所述填充机器具有至少一个用于容纳膏状物质的填充漏斗、用于运送膏状物质的运送泵和根据上面描述的优选的实施方式之一所述的用于用膏状物质填充软管状封套、尤其用香肠碎末填充肠衣带的设备。
在具有这种根据本发明构成的填充设备的填充机器上，借助于磁体耦联装置将转矩由驱动单元传递到填充管上，而填充管不与驱动单元强制性地机械耦联。此外可能的是，替代肠衣制动单元，将填充管简单地沿轴向方向移动，从而转移到装载位置中。在装载位置中，能够套上新的封套。为了重新与肠衣制动单元接触，将填充管再次轴向地沿相反方向运动，尤其移动。由此，填充管的装配有新的软管状封套的自由端部再次与优选固定的肠衣制动单元接触。借助将填充管移入到肠衣制动单元中，此外在磁体耦联装置的驱动转子和输出转子之间建立力配合的连接。驱动转子和输出转子在此因此彼此共同作用成，使得确保驱动单元和间歇式驱动的填充管之间的传递转矩的连接。优选地，磁体耦联装置是无接触的磁体耦联装置，所述无接触的磁体耦联装置在一个实施方式中构成为永磁体耦联装置，其中优选地，驱动和/或输出转子分别具有一个或多个永磁体。
根据本发明的填充机器的有利的改进方案从根据本发明的填充设备的上面的阐述或上面描述的改进方案中和其优选的设计方案中得出。就此参照上述实施方案。
附图说明
下面，本发明根据可行的实施例参照下面的附图详细描述。在此示出：
图1示出具有根据本发明的填充设备的第一实施方式的用于填充软管状封套的机器的立体图；
图2和3示出根据图1的填充设备在填充管的不同位置中的立体图；
图4示出具有根据本发明的填充设备的第二实施例的用于填充软管状封套的机器的立体图；
图5和6示出根据图4的根据本发明的填充设备在不同位置中的立体图；
图7示出根据本发明的磁体耦联装置的第一实施例的剖面图；
图8示出根据本发明的磁体耦联装置的第二实施例的立体图。
具体实施方式
图1示出用于填充软管状封套、尤其人工肠衣和天然肠衣的与附加装置110连接的机器100。该附加装置是根据本发明的用于用膏状物质填充软管状封套的填充设备2。填充机器100还具有填充漏斗102和挤压头104。挤压头104经由输送管路4与填充设备2的填充管6以传导介质的方式耦联。填充机器100还包括至少一个未详细示出的运送泵，用于将输入到填充漏斗102中的物质朝向挤压头104和连接于此的输送管路4运送。
填充设备2包括机器基座8，在所述机器基座上在容纳件10上可转动运动地容纳有填充管6，所述填充管可围绕其纵轴线转动和被驱动。填充设备2还包括驱动单元12(图8)用于驱动填充管6。在填充设备2上设置有肠衣制动单元14，所述肠衣制动单元具有至少一个可转动地支承在肠衣制动单元上的肠衣制动环14’。以沿要制造的香肠的运送方向连接在肠衣制动单元14下游的方式设置有两个彼此间隔开的在一个水平平面中伸展的运送元件16、16’。经由运送元件16、16’，将至少借助填充设备2制造的、分成各个部段的香肠带运出。
图2和3示出根据本发明的填充设备2的放大图。填充设备具有磁体耦联装置18作为由驱动单元12(图8)产生的转动运动到填充管6上的传递元件，该磁体耦联装置用于在驱动单元12和填充管6之间建立和分离至少力配合的转矩传递。磁体耦联装置18构成为无接触的磁体耦联装置并且具有驱动转子20和输出转子22。驱动转子20抗转动地与驱动单元12连接。输出转子22抗转动地与填充管6耦联。磁体耦联装置18的包括驱动转子20的部分沿填充管6的轴线方向固定地设置在填充设备2的机器基座8上。输出转子22连同填充管6一起可转动地设置在容纳件10上。容纳件10本身借助于引导装置24沿填充管6的纵向方向可移动运动地支承。输出转子22与在本实施方案中可转动地容纳在容纳件10上的输送管路4的出口侧的端部相关联。
在本实施方式中，引导装置24具有引导滑块26和两个容纳引导滑块26的引导元件28。容纳件在引导滑块26上设置成，使得填充管6的和输出转子22的转动轴线与驱动转子20的和肠衣制动环14’的转动轴线同轴地设置。同样地，填充管6的转动轴线和输送管路4的纵轴线同轴地设置。输送管路4在本实施方式中构成为伸缩管。
图2示出填充管6的填充位置或扭转位置，其中驱动转子20和输出转子22彼此力配合地有效连接。驱动转子20构成为外转子，并且输出转子22构成为内转子。驱动转子20和输出转子22因此沿着轴向方向至少部段地彼此覆盖。驱动转子和输出转子彼此不碰触。为了将填充管6从其图2中的填充位置转移到图3中的装载位置，通过未详细示出的调整驱动器进行引导滑块26和设置在其上的容纳件10的运动。调整驱动器将容纳件10连同输出转子22和填充管6沿相对于填充管的转动轴线的纵向方向或轴向方向移动。
在图4中示出填充机器100的一个替选的实施方式，所述填充机器同样具有填充漏斗102和挤压头104。在填充机器100前面又连接有填充设备2’作为附加装置110’。填充设备2’经由输送管路4’与填充设备2’的填充管6以传导介质的方式耦联。填充设备2’与在图1-3中示出的填充设备2的区别在于输送管路4’的设计方案。挤压头104与填充管6借助于构成输送管路4’的至少一个部段的运送软管30连接。挤压头104和可转动且可驱动地容纳的填充管6的中轴线在图4中的本实施方式中不同轴地设置或定向。挤压头104的中轴线和填充管6的纵向轴线或转动轴线相互间具有侧向偏移。
图5示出填充位置，在所述填充位置中进行套到填充管6上的软管状封套的填充。输出转子22在填充位置中完全移入到磁体耦联装置18的驱动转子20中。在填充位置中，填充管6的前端部或自由端部同样移入到肠衣制动单元14的肠衣制动环14’(图8)中。具有运送软管30的输送管路4’还包括基本上垂直于填充管6的纵轴线伸出的连接件32。连接件32借助一个端部流体引导地与容纳件10连接。在连接件32的相反的端部上连接有运送软管30的端部。图6又示出填充管6用于装配新的封套的装载位置。输送管路4’的运送软管30置成环。膏状物质到运送软管中的流入方向和膏状物质从运送软管30中的流出方向在本实施方式中具有彼此相反的方向。
图7示出根据本发明的磁体耦联装置18的截面图。驱动转子经由至少一个转动轴承36可转动地容纳在扭转壳体34之内，也参见图1至6。驱动转子20经由齿带38与驱动装置12(图8)以传递转动运动的方式耦联。输出转子22为了驱动转子20和输出转子22的力配合的连接并且为了将转动运动从驱动转子传递到输出转子上而移入到驱动转子20中。驱动转子20和输出转子22具有多个永磁体40、40’。驱动转子20的和输出转子22的彼此相对置的磁体具有不同的极性。输出转子22设置在输送管路4、4’的一个部段上，所述输送管路经由转动轴承42保持在容纳件10上。填充管6设置在输送管路4、4’的自由端部上。容纳件10连同输送管路4、4’和填充管6沿输送管路4、4’和填充管6的纵向轴线或转动轴线的方向可移动地被容纳，如运动箭头44应表明的那样。
图8示出根据本发明的填充设备2的子部件的立体图。除了磁体耦联装置18连同其驱动转子20和其输出转子22之外，在示出的实施方式中，附加地设有齿耦联装置46，所述齿耦联装置具有彼此接合的耦联件48、48’。在驱动转子上设置的或构成的耦联件48具有向内突出的形状配合元件。在输出转子22上设置的或构成的耦联件48’具有向外突出的形状配合元件52。除了通过驱动转子20和输出转子22的永磁体造成的力配合的连接之外，在输出转子22移入到驱动转子20中时，在耦联件48、48’之间建立形状配合连接。借助移入，填充管6的自由端部也耦联到肠衣制动单元14的肠衣制动环14’中。优选地，通过驱动转子和输出转子上的永磁体，进行齿耦联装置46的耦联件相互间的预定向。借此，简化耦联件48、48’移入到彼此中。在该实施方式中，填充管6的驱动也借助于驱动单元12进行，所述驱动单元具有与齿带38共同作用的驱动轮54。引导装置24的引导滑块26经由两个平行于填充管6的纵向轴线或转动轴线设置的引导管28可移动运动地保持。
相同的构件用相同的附图标记表示
附图标记列表：
2，2’填充设备
4，4’输送管路
6 填充管
8 机器基座
10容纳件
12驱动单元
14肠衣制动单元
14’ 肠衣制动环
16，16’运送元件
18磁体耦联装置
20驱动转子
22输出转子
24引导装置
26引导滑块
28引导管
30运送软管
32连接件
34扭转壳体
36转动轴承
38齿带
40，40’永磁体
42转动轴承
44运动箭头
46齿耦联装置
48，48’耦联件
50，52 形状配合元件
54驱动轮
100 机器
102 填充设备
104 挤压头
110，110’附加装置
