AT400829B - Einrichtung zum dosieren und wägen von schüttfähigen materialien - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Dosieren und Wägen von schüttfähigen Materialien, insbesondere für einer Verarbeitungsmaschine zuzuführende Kunststoffe in Pulver- oder Granulatform mit einem von oben beschickbaren, vorzugsweise sich nach unten verjüngenden, eine untere Ausflußöffnung aufweisenden, mit mindestens einer Wägezelle verbundenen Wägebehälter.

Einrichtungen dieser Art sind bekannt. Der Wägebehälter hängt bei diesen bekannten Konstruktionen an einer oder mehreren Wägezellen, wobei diese Wägezellen mehr oder weniger geschützt untergebracht sind, so daß sie unmittelbar ihren Umgebungseinflüssen ausgesetzt sind, die u. a. das Meßergebnis beeinflussen können (DE-OS 33 03 766).

Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus und sie zielt darauf ab, die bekannten Maßnahmen konstruktiv zu verbessern, um so die Meßzelle den unmittelbaren Umgebungseinflüssen zu entziehen, was erfindungsgemäß dadurch gelingt, daß der Wägebehälter von einem, mindestens einseitig offenen, mit ihm verbundenen Rohr quer durchsetzt ist, das mit Spiel ein achsgleich liegendes, ortsfest gelagertes Tragrohr aufnimmt, in welchem die Wägezelle liegt, die mit ihrem einen Ende mit diesem innenliegenden Tragrohr verbunden ist und deren anderes Ende über Spreizbacken, an der Innenseite des äußeren Rohres verspannt ist, wobei die Spreizbacken durch im inneren Tragrohr ausgesparte Öffnungen radial nach außen ragen, und diese Öffnungen die Spreizbacken mit Spiel umgeben.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das mit dem Wägebehälter verbundene, horizontal liegende Rohr beidseitig offen. Wird das zu wägende Material z.B. aus Verarbeitungsgründen vor dem Einbringen in den Wägebhälter aufgeheizt, so kann in diesem Falle, um die Wägezelle nicht Temperatureinflüssen auszusetzen, ein Kühlmittel durch das beidseitig offene Rohr hindurchgeleitet werden. Überragt das vom Rohr mit Spiel aufgenommene Tragrohr jenes beidseitig, so kann das Tragrohr mit geringem konstruktivem Aufwand ortsfest gelagert werden. Es kann innerhalb des ganzen Syystems sozusagen als Brückenträger dienen, der beidseitig und endseitig abgestützt werden kann, und dies ohne besonderen konstruktiven Aufwand.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die beiden Enden des Tragrohres in der Wandung eines den Wägebehälter mit Spiel umschließenden, zu diesem im wesentlichen korrespondierend ausgebildeten, ortsfest gelagerten Gehäuses befestigt sind. In Verbindung mit einem Deckel, mit dem dieses Gehäuse dann verschließbar ist, kann unter einem Schutzgas gewogen werden, wenn die Beschaffenheit des Wägegutes dies erforderlich machen sollte. Dieses Gehäuse schafft die Möglichkeit, das gesamte Wägesystem innerhalb eines abgeschlossenen Raumes anzuordnen.

Da wegen der relativen Beweglichkeit der Rohre gegeneinander sich ein Ringspalt zwischen diesen beiden Konstruktionsteilen nicht vermeiden läßt, werden zweckmäßigerweise zwischen den Enden des Rohres und den Enden des Tragrohres biegeweiche Bälge oder Schlauchstücke vorgesehen, die als Abdichtung dienen. Sie schützen den erwähnten Ringspalt vor Verschmutzung, andererseits behindern sie die Beweglichkeit der erwähnten Konstruktionsteile gegeneinander nicht.

Liegen die beiden Rohre nahe dem oberen Rand des Wägebehälters, so ergeben sich günstige Beanspruchungsverhältnisse für die Konstruktionsteile, da dadurch der Wägebehälter im ruhenden Bezugssystem aufgehängt ist. Für verschiedene Wägeaufgaben kann es durchaus günstig sein, daß die Rohre im unteren Bereich des Wägebehälters vorgesehen sind. In diesem Fall kann das äußere Rohr die Aufgabe und die Funktion der unteren Abdeckung übernehmen, so daß dadurch ein Konstruktionsteil eingespart werden kann. Zu dieser Anordnung wird man jedoch voraussichtlich nur in Sonderfällen zurückgreifen.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal sieht vor, daß die Wägezelle im Mittelabschnitt des Tragrohres und im Bereich der vertikalen Mittelachse des Wägebehälters liegt. Durch diese Anordnung der Wägezelle werden für die vorgesehenen Konstruktionsteile günstige Beanspruchungsverhältnisse erzielt. Es wäre ja durchaus denkbar, die Wägezelle beispielsweise mit ihrem ortsfesten Ende in einer seitlich angeordneten Haltebuchse zu fixieren. Dies würde zwar den Zugang zur Wägezelle erleichtern, jedoch müssen dafür ungünstige Beanspruchungsverhältnisse in Kauf genommen werden. Die Zugänglichkeit der Wägezelle wird jedoch im Vergleich zu einer möglichst günstigen Beanspruchung der Konstruktionsteile als nachrangig betrachtet.

Ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß das eine Ende der Wägezelle eine mit ihrer Achse parallel zur Achse des Tragrohres liegende Futtermuffe mit einer Konusbohrung aufweist, in welche ein Konus einschraubbar ist, und in der Futtermuffe radial verlaufende Aussparungen vorgesehen sind zur Aufnahme von Spreizbacken, die mit ihrer Innenseite am Konus anliegen und die bezüglich des Tragrohres sich radial erstrecken und von den im Tragrohr vorgesehenen Öffnungen mit Spiel aufgenommen sind und die mit ihrer Außenseite an der Innenseite des äußeren Rohres anliegen. Diese Maßnahme dient dazu, die vom eigentlichen Wägebehälter praktisch völlig abgeschirmte und abgesonderte Wägezelle in einfacher Weise mit diesem zu verbinden. Die hier erwähnten Konstruktionsteile dienen als Übertra- 2

AT 400 829 B gungsmittel, mit welchen das Gewicht der Belastung vom Wägebehälter auf die Wägezelle übertragen werden kann.

Ist das Gehäuse mit einem aufliegenden Deckel verschließbar, der eine mittels eines Schiebers verschließbare Einfüllöffnung aufweist, so kann der Wägevorgang in einem völlig abgesonderten Raum abgewickelt werden, dies eventuell sogar unter einer Schutzgasatmosphäre.

Liegt die Einfüllöffnung im Deckel unmittelbar oberhalb des Rohres, so wird dadurch die gleichmäßige Verteilung des in den Wägebehälter einströmenden schüttfähigen Wiegegutes begünstigt.

Ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß bei der Anordnung der Rohre nahe dem oberen Rand des Wägebehälters oberhalb der unteren Ausflußöffnung eine Abdeckung liegt, deren horizontale Abmessungen zumindest so groß sind wie die korrespondierenden, horizontalen Abmessungen der Ausflußöffnung. Diese Maßnahme stellt sicher, daß im Einlaßbereich einer Verarbeitungsmaschine, mit der die erfindungsgemäße Einrichtung verbunden ist, stets eine Materialsäule von konstantem Gewicht ansteht, und zwar unabhängig vom jeweiligen Füllniveau im Wägebehälter. Dies ist dann wesentlich und wichtig, wenn die erfindungsgemäße Einrichtung in Verbindung mit einem Kunststoffextruder eingesetzt wird.

Liegen die Längsachsen der Rohre in einer vertikalen Symmetrieebene eines horizontales Querschnittes des Wägebehälters, so können dadurch die Beanspruchungsverhältnisse der Konstruktionsteile optimiert werden. Bei Wägeeinrichtungen ist eine Assymetrie als Ganzes in der Regel üblich, da dadurch die notwendigen Hebel und Übersetzungen für die Gewichtsvergleiche erzielt werden können, die ja eine Voraussetzung für einen Wägevorgang bilden. Im vorliegenden Fall wird von dieser üblichen Konstruktionsweise abgegangen und ein symmetrischer Aufbau angestrebt, um so die erwähnten günstigen Beanspruchungsverhältnisse zu erhalten.

Um die Erfindung und ihre Vorteile zu veranschaulichen, wird sie anhand eines Ausführungsbeispieies näher erörtert, ohne dadurch die Erfindung auf dieses gezeigte Ausführungsbeispiel einzuschränken. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Einrichtung:

Fig. 2 einen Detailschnitt nach der Linie II - II in Fig. 1 (in einem - gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab)

Fig. 3 ebenfalls einen Detailschnitt, dieser nach der Linie III - III in Fig. 1.

Die in Fig. 1 im Vertikalschnitt dargestellte Einrichtung weist einen Wägebehälter 1 auf, der sich von oben nach unten verjüngt, unten eine Ausflußöffnung 2 besitzt und der als Kegelmantel oder Pyramidenmantel ausgebildet sein kann. Es sei hier vorausgesetzt, daß es sich um einen Pyramidenmantel handelt, und was im folgenden im Zusammenhang mit dieser konstruktiven Gestaltung der Einrichtung gesagt wird, gilt in analoger Weise für deren Ausgestaltung als Kegelmantel. Der obere Teil des Wägebehälters 1 ist von einem, vertikale Begrenzungsflächen aufweisenden, rahmenartigen Abschnitt 3 gebildet, und dieser Abschnitt 3 ist quer von einem horizontal liegenden Rohr 4 durchsetzt, das den Wägebehälter 1 nach beiden Seiten hin überragt, und das mit dem Abschnitt 3 fest verbunden, beispielsweise verschweißt ist.

In diesem Rohr 4 liegt, mit Spiel umschlossen, ein Tragrohr 5, das beidseitig das Rohr 4 überragt und diese überragenden Enden des Tragrohres 5 sind ortsfest gelagert, hier in Haltebuchsen 6, die die Enden des Tragrohres 5 aufnehmen und die ihrerseits in einem mit einer nicht dargestellten Verarbeitungsmaschine fest verbundenen Gehäuse 7 verankert sind. Dieses Gehäuse 7 umschließt den Wägebehälter 1 ebenfalls mit Spiel und ist im wesentlichen korrespondierend zu diesem ausgebildet. Unten läuft dieses Gehäuse 7 in einen Flansch 21 aus, der zur Verbindung des Gehäuses mit der Verarbeitungsmaschine dient. Das Gehäuse 7 ist oben mit einem Deckel 8 verschließbar, in dem eine Einfüllöffnung 9 ausgespart ist, die von einem Schieber 10 geöffnet bzw. verschlossen werden kann. Diese Einfüllöffnung 9 ist so im Deckel 8 angeordnet, daß sie unmittelbar über dem Rohr 4 liegt, sie ist also aufgrund der hier gewählten Anordnung der Rohre in der Mitte des Deckels 8 vorgesehen.

Der zwischen den Haltebuchsen 6 und den stirnseitigen Enden des äußeren Rohres 4 notwendigerweise vorgesehene Ringspalt ist zweckmäßigerweise mit einem biegeweichen Balg oder Schlauchstück 11 überbrückt.

Im Tragrohr 5 ist ein Lagerbock 12 fixiert, mit welchem das eine Ende einer Wägezelle 13 fest verbunden ist. Das andere Ende der Wägezelle 13 trägt eine Futtermuffe 14 mit einer Kegelbohrung, in welche ein Konus 15 eindrehbar oder einschraubbar ist. An einander diametral gegenüberliegenden Stellen sind in dieser Futtermuffe 14 Aussparungen 16 vorgesehen, die radial verlaufen und in welchen hier paarweise vorgesehene Spreizbacken 17 stecken, die mit ihren inneren Seiten am Konus 15 anliegen. Diese, bezogen auf eine Querschnittsebene des Tragrohres 5 radial nach außen sich erstreckenden Spreizbacken 17, ragen durch Öffnungen 18 im Tragrohr 5, wobei diese Öffnungen 18 diese Spreizbacken 17 mit Spiel umschließen, und die Spreizbacken 17 liegen mit ihren äußeren Seiten an der Innenseite des 3

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Rohres 4 an und fixieren und zentrieren so das eine Ende der Wägezelle 13 gegenüber den Rohren 4 und 5. Oer Konus 15 besitzt an seiner freien Stirnseite eine Konfiguration, die es ermöglicht, ein durch die stirnseitige Öffnung des Tragrohres 5 einführbares Verdrehwerkzeug formschlüssig anzusetzen, damit der Konus 15 verdreht werden kann.

Hier beim gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die Wägezelle 13 in der Mitte der Rohre 4 und 5 und wird darüber hinaus von der gedachten vertikalen Mittelachse 19 der Einrichtung gekreuzt.

Oberhalb der unteren Ausflußöffnung 2 liegt hier eine kreuz- bzw. sternförmige Abdeckung 20, deren Abmessungen im Mittelbereich in der horizontalen Ebene so groß sind, daß sie den horizontalen Abmessungen der Ausflußöffnung 2 entsprechen. Das macht Fig. 3 anschaulich.

Die hier gezeigte und beschriebene Einrichtung wird z. B. auf die Einlauföffnung eines hier nicht dargestellten Extruders für Kunststoffverarbeitung aufgesetzt und mit dieser über den Flansch 21 fest verbunden. Über eine nicht dargestellte Zuführeinrichtung und über den Schieber 10 wird das Kunststoffmaterial, das in Pulver- oder Granulatform vorliegt, eingebracht, bis im Wägebehälter 1 das gewünschte und vorprogrammierte Füllniveau bzw. Füllgewicht erreicht ist. Die Abdeckung 20 oberhalb der Ausflußöffnung 2 stellt sicher, daß im Einlaßbereich des Extruders stets eine Materialsäule von konstantem Gewicht ansteht, und zwar unabhängig vom jeweiligen Füllniveau im Wägebehälter 1. Wird im Zuge der Kunststoffverarbeitung das vorgegebene Füll- oder Gewichtsniveau unterschritten, so wird der Schieber 10 geöffnet und das erforderliche Material nachgefüllt. Diese Vorgänge werden elektronisch gesteuert, wobei diese Steuereinrichtung ihre Signale von der Wägezelle 13 erhält.

Es ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß die Wägezelle 13 - es handelt sich hier um handelsübliche Wägezellen - gegenüber äußeren Einflüssen bestens geschützt ist. Diese konstruktive Gestaltung der Einrichtung ermöglicht es auch, daß der Wägevorgang sogar unter Schutzgasatmosphäre betrieben werden kann, wenn dies das zu verarbeitende Material notwendig machen sollte, da alle hier wesentlichen Konstruktionsteile in einem verschlossenen, umfangsgeschlossenen Raum liegen. Muß das zu verarbeitende Material, bevor es in den Wägebehälter 1 eingebracht wird, aufgeheizt werden, so kann, um die Wägezelle 13 nicht Temperatureinflüssen auszusetzen, durch das Tragrohr 5 ein Kühlmittel geleitet werden. In diesem Fall werden die Haltebuchsen 6 mit entsprechenden Rohranschlüssen ausgestattet sein.

Ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß die beiden Rohre 4 und 5 im oberen Abschnitt des Wägebehälters 1 liegen, so ist es denkbar, sie auch im unteren Bereich desselben vorzusehen, wobei in diesem Falle die Anordnung so getroffen werden kann, daß diese Anordnung gleichzeitig die Funktion der Abdeckung 20 übernimmt.

Ferner ist es möglich, die Wägezelle 13 gegenüber der Mittelachse 19 versetzt anzuordnen. Auch wäre es möglich, nur einseitig offene Rohre 4 und 5 zu verwenden, wobei dann das Tragrohr 5 sozusagen als Kragarm ausgebildet ist, das einseitig in das Rohr 4 des Wägebehälters 1 hineinragt. Dies würde jedoch die Montage und Wartung der Einrichtung nicht unbedingt erleichtern. Die Meßleitungen für die Wägezelle 13, die hier nicht eingetragen sind, werden zweckmäßigerweise durch den Lagerbock 12 und die rechte (Fig. 1) Haltebuchse 6 nach außen geführt und mit einem hier nicht dargestellten elektronischen Rechner verbunden. Anstelle von zwei Spreizbacken 17 (Fig. 2) können solche Spreizbacken auch in einer anderen Anzahl vorhanden sein, wobei diese Anzahl sowohl geradzahlig wie auch ungeradzahlig sein kann. Zweckmäßig werden auf jeden Fall die einzelnen Backen gleiche Winkelabstände voneinander aufweisen.

Sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel die Rohre 4 und 5 mit kreisrundem Querschnitt veranschaulicht, so können auch Rohre mit Kastenprofilen eingesetzt werden.

Gegenüber den bisherigen Konstruktionen bietet die erfindungsgemäße Lösung einen hervorragenden Schutz für die Meßzelle 13, die aufgrund dieser vorschlagsgemäßen Anordnung nicht nur auf einfache Weise Temperatureinflüssen entzogen werden kann, die evt. Meßergebnisse verfälschen, die vorgeschlagene Konstruktion kann sogar im Bedarfsfall unter Schutzgas betrieben werden.

Die Wägezelle 13 ist mit einem nicht dargestellten elektronischen, programmierbaren Rechner verbunden, der den Beschickungsvorgang steuert.

Ist in der Einleitung zur gegenständlichen Beschreibung davon die Rede, daß die Einrichtung zum Dosieren und Wägen von schüttfähigen Materialien vorgesehen ist, so soll abschließend noch darauf hingewiesen werden, daß diese Einrichtung in besonderer Weise zum Erfassen des Materialdurchsatzes geeignet ist. Diese Erfassung des Materialdurchsatzes ist wichtig für eine ordnungsgemäße und vollständige Kalkulation. Zusammen mit einer elektronischen Recheneinrichtung kann diese Materialgröße (Materialdurchsatz) herangezogen werden für die Automatisierung eines Arbeitsprozesses, der wiederum für die Einhaltung der in der Regel vorgeschriebenen Qualitätserfordernisse wichtig und unerläßlich ist. 4

Claims (13)

1. AT 400 829 B Legende zu den Hinweisziffern 1 Wägebehälter 2 Ausflußöffnung 3 Abschnitt 4 Rohr 5 Tragrohr 6 Haltebuchsen 7 Gehäuse 8 Deckel 9 Einfüllöffnung 10 Schieber 11 Balg 12 Lagerbock 13 Wägezelle 14 Futtermuffe 15 Konus 16 Aussparung 17 Spreizbacken 18 Öffnung 19 Mittelachse 20 Abdeckung 21 Flansch Patentansprüche 1. Einrichtung zum Dosieren und Wägen von schüttfähigen Materialien, insbesondere für einer Verarbeitungsmaschine zuzuführende Kunststoffe in Pulver- oder Granulatform mit einem von oben beschickbaren, vorzugsweise sich nach unten ver jüngenden, eine untere Ausflußöffnung aufweisenden, mit mindestens einer Wägezelle verbundenen Wägebehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Wägebehälter (1) von einem, mindestens einseitig offenen, mit ihm verbundenen Rohr (4) quer durchsetzt ist, das mit Spiel ein achsgleich liegendes, ortsfest gelagertes Tragrohr (5) aufnimmt, in welchem die Wägezelle (13) liegt, die mit ihrem einen Ende mit diesem innenliegenden Tragrohr (5) verbunden ist und deren anderes Ende über Spreizbacken (17) an der Innenseite des äußeren Rohres (4) verspannt ist, wobei die Spreizbacken (17) durch im inneren Tragrohr (5) ausgesparte Öffnungen (18) radial nach außen ragen, und diese Öffnungen (18) die Spreizbacken (17) mit Spiel umgeben.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Wägebehälter (1) verbundene, horizontal liegende Rohr (4) beidseitig offen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Rohr (4) mit Spiel aufgenommene Tragrohr(5) jenes beidseitig überragt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Tragrohres (5) in der Wandung eines den Wägebehälter (1) mit Spiel umschließenden, zu diesem im wesentlichen korrespondierend ausgebildeten, ortsfest gelagerten Gehäuses (7) befestigt sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Enden des Rohres (4) und den Enden des Tragrohres (5) biegeweiche Bälge oder Schlauchstücke (11) vorgesehen sind.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (4, 5) nahe dem oberen Rand des Wägebehälters (1) liegen.
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (4, 5) im unteren Bereich des Wägebehälters (1) vorgesehen sind.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wägezelle (13) im Mittelabschnitt des Tragrohres (5) und im Bereich der vertikalen Mittelachse (19) des Wägebehälters (1) liegt. 5 AT 400 829 B
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Wägezelle (13) eine mit ihrer Achse parallel zur Achse des Tragrohres (5) liegende Futtermuffe (14) mit einer Konusbohrung aufweist, in welche ein Konus (15) einschraubbar ist, und in der Futtermuffe (14) radial verlaufende Aussparungen (16) vorgesehen sind zur Aufnahme von Spreizbacken (17), die mit ihrer Innenseite am Konus (15) anliegen und die bezüglich des Tragrohres (5) sich radial erstrecken und von den im Tragrohr (5) vorgesehenen Öffnungen (18) mit Spiel aufgenommen sind und die mit ihrer Außenseite an der Innenseite des äußeren Rohres (4) anliegen.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) mit einem aufliegenden Deckel (8) verschließbar ist, der eine mittels eines Schiebers (10) verschließbare Einfüllöffnung (9) aufweist.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung (9) im Deckel (8) unmittelbar oberhalb des Rohres (4) liegt.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anordnung der Rohre (4, 5) nahe dem oberen Rand des Wägebehälters (1) oberhalb der unteren Ausflußöffnung (2) eine Abdeckung (20) liegt, deren horizontale Abmessungen zumindest so groß sind wie die korrespondierenden, horizontalen Abmessungen der Ausflußöffnung (2).
13. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Rohre (4, 5) in einer vertikalen Symmetrieebene eines horizontalen Querschnittes des Wägebehälters (1) liegen. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 6