DE1498473C - Selbsttätig gesteuerte Dosiervor richtung zum Füllen von Behaltern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätig gesteuerte Dosiervorrichtung zum Füllen von Behältern, bestehend aus einem doppeltwirkenden Dosierzylinder, der über einen Dreiwegehahn abwechselnd mit einem Vorratsgefäß und der Auslaßöffnung in Verbindung steht, und je eine Betätigungsanordnung für den Dreiwegehahn und den Dosierkolben, dessen Hub einstellbar ist.

Selbsttätig gesteuerte Dosiervorrichtungen des vorstehend beschriebenen Aufbaus sind bekannt (vgl. USA.-Patentschrift 2 245 287 und deutsche Auslegeschrift 1159 341). Bei solchen Dosiervorrichtungen erfolgt der Antrieb über einen Elektromotor mit nachgeschaltetem Untersetzungsgetriebe. Die Betätigungsanordnung für den Dosierkolben besteht aus einem an das Untersetzungsgetriebe angeschlossenen Kurbeltrieb. Durch Veränderung der wirksamen Länge des Kurbelarmes ist der Hub des Dosierkolbens einstellbar. Als Betätigungsanordnung für den Dreiwegehahn sind mit dem Getriebe verbundene Kurven- oder Nockenscheiben vorgesehen, mit deren Hilfe der Dreiwegehahn verstellbar ist.

Diese bekannten Maßnahmen führen zu einer aufwendigen und komplizierten Konstruktion. Bei Verkürzung des Kolbenhubes entsteht insbesondere im Aufgabenbereich der zu dosierenden Produkte ein toter Raum. Qualitätsbeeinträchtigungen durch verbliebene Reste oder Verkrustungen können die Folge sein. Je nach Art der Produkte sind ferner Unregelmäßigkeiten zwischen den einzelnen Dosierungen zu beobachten. Auch macht ein derartiger Aufbau umständliche Säuberungsarbeiten nach dem Stillsetzen der Dosiervorrichtung erforderlich. Tritt eine Änderung der zu dosierenden Menge ein, so sind umständliche Maßnahmen zur Änderung des Kolbenhubes erforderlich. Durch Pressen des Dosierkolbens an der Zylinderwand können Schäden im Getriebe und an anderen beweglichen Teilen auftreten. Die Laufzeit für einen Kolbenhub ist konstant, so daß die Dosierung von kleinsten Abgabemengen die gleiche Zeit in Anspruch nimmt, wie Abfüllungen von maximalen Abgabemengen. Das führt insbesondere bei kleinen Abgabemengen zu einer unrationellen Dosierung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätig arbeitende Dosiervorrichtung zu schaffen, die vollhydraulisch gesteuert wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer selbsttätig gesteuerten Dosiervorrichtung des eingangs beschriebenen Aufbaus dadurch, daß als Betätigungsanordnung für den Dosierkolben und den Dreiwegehahn je ein von einer gemeinsamen Druckleitung gespeistes Pneumatiksystem vorgesehen ist, bestehend aus je einem doppeltwirkenden Zylinder mit einem an beide Zylinderhälften angeschlossenen Umsteuerventil für das Druckmittel und je zwei bei Anschlag der Kolben in ihrer Endstellung geschalteten Steuerventilen,, die jeweils mit dem Umsteuerventil des anderen Systems so verbunden sind, daß eine Bewegungsumkehr des einen Kolbens aus seiner Endstellung erst erfolgt, wenn der andere Kolben seine Endstellung erreicht hat.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die erfindungsgemäße selbsttätig arbeitende Dosiervorrichtung vollautomatisch gesteuert wird. Auf aufwendige Getriebe, insbesondere Kurbelgetriebe und Untersetzungsgetriebe sowie Antriebsmotoren wird bei der Dosiervorrichtung nach der Erfindung verzichtet.

Die Erfindung läßt sich auf verschiedene Weise verwirklichen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Drei- ' wegehähn mit einem Kurbelarm versehen und an diesem eine aus dem "Stellzylinder herausgeführte Kolbenstange angelenkt sowie der Stellzylinder an eine Grundplatte der Vorrichtung angelenkt ist.

ίο Zweckmäßig ist die Kolbenstange des Dosierkolbens aus dem Dosierzylinder herausgeführt und an das Ende der beidseitig aus dem Betätigungszylinder herausgeführten Kolbenstange des Betätigungskolbens angeschlossen.

Um die Steuervorgänge besonders einfach und überschaubar zu gestalten, geht ein besonderer Vorschlag der Erfindung dahin, daß auf der Kolbenstange des Stellzylinders eine Anschlagplatte angeordnet ist und von dieser die Steuerventile beaufschlagbar sind sowie das freie Ende der Kolbenstange des Betätigungszylinders ebenfalls mit einer Anschlagplatte versehen ist und von dieser die zugeordneten Steuerventile beaufschlagbar sind. Zweckmäßig ist das dem Betätigungszylinder näherliegende Steuerventil ortsfest und das vom Betätigungszylinder weiter entfernt liegende Steuerventil in bezug auf seine Entfernung zum erstgenannten Ventil verstellbar. Auf diese Weise läßt sich bei einer Änderung der zu dosierenden Menge der bei den bekannten Ausführungsformen vor dem Dosierkolben auftretende Totraum auf einfache Weise vermeiden. Insbesondere wird bei Abgabe von kleineren Mengen eine entsprechende " Steigerung der Dosierungen pro Zeiteinheit erreicht. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß das verstellbare Steuerventil an eine bis in den Bereich der Bedienungsperson geführte Verstelleinrichtung angeschlossen ist. Zweckmäßig ist der Verstelleinrichtung eine Anzeigevorrichtung für das Volumen oder die Länge des Dosierkolbenhubes zugeordnet. Änderungen der zu dosierenden Menge lassen sich somit praktisch mit einem einzigen

. Handgriff genau einstellen. Um bei einer während des Betriebes erforderlichen Unterbrechung des Dosiervorganges eine wohldefinierte Kolbenstellung des Dosierzylinders herbeizuführen, geht ein besonderer Vorschlag der Erfindung dahin, daß in die Druckluftleitung zwischen dem Steuerventil und dem zugeordneten Umsteuerventil ein Fußschaltventil zur Unterbrechung des Dosiervorganges eingeschaltet ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer, lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung,

F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt,

Fig. 3 eine schematische Oberansicht der in F i g. 1 gezeigten Anordnung,

F i g. 4 ein Teilbild in vergrößertem Maßstab des in Fig. 3 mit F4 angegebenen Teils und

F i g. 5 das Schaltschema des pneumatischen Antriebs- und Steuerungssystems der erfindungsgemäßen Dosierungsvorrichtung.

In der dargestellten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung aus einem Vorratsbehälter 1, der trichterförmig gestaltet und am unteren Ende an einem Dreiwegehahn 2 angeschlossen ist, welcher Hahn drei Öffnungen 3-4 und 5 aufweist. An die Öffnung 5 des Dreiwegehahns 2 ist ein

ORIGINAL fNSPECTED

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Dosierzylinder 6 angeschlossen, dessen Dosier- system hauptsächlich aus einer Druckluftzuführungskolben 7 mit einer Kolbenstange 8 versehen ist. Der leitung 49, die einerseits an einen Drucklufterzeuger Dosierzylinder 6 ist auf einer Platte bzw. einer Tisch- angeschlossen ist, so wie in F i g. 5 bei 50 schemaplatte 9 befestigt. Mittels eines Zapfens 10 ist das tisch dargestellt ist, und die andererseits zu einem freie Ende der Kolbenstange 8 an einer Kolbenstange 5 Ein- und Ausschaltventil 51 führt, mit welchem man 11 angelenkt, an der ein Betätigungskolben 12 be- die Dosierungsvorrichtung an- bzw. abstellen kann, festigt ist. Letzterer gleitet in einem Betätigungs- Vom Ein- und Ausschaltventil 51 geht die gemeinzylinder 13, der mittels hochkant angeordneter Schie- same Druckleitung 52 ab, an die die Druckluftspeisenen 14-15 ebenfalls auf dem Tisch 9 befestigt ist. leitungen 53-54-55 und 56 der einzelnen Steuer-

Im Betätigungszylinder 13 sind vor und hinter dem io ventile 33-34-44 und 45 angeschlossen sind, und von Kolben 12 Öffnungen 16-17 vorgesehen, an die Preß- der aus ferner zwei weitere Druckluftleitungen 57 luftleitungen 18 bzw. 19 angeschlossen sind. Auf der und 58 abgehen, die mit den Umsteuerventilen 59-60 anderen Seite des Kolbens 12 ist ferner eine Kolben- verbunden sind. Das .Umsteuerventil 59 steht über stange 20 befestigt, die durch eine zentrale Öffnung die erwähnten Druckluftleitungen 18-19 mit dem aus dem Zylinder heraustritt und deren freies Ende 15 vorderen bzw. dem hinteren Raum des Betätigungseine Anschlagplatte 21 trägt, die zwischen den beiden Zylinders 13 in Verbindung, während das Umsteuererwähnten Schienen 14-15 geführt wird. ventil 60 über die vorerwähnten Leitungen 42-43 mit

Hinter dem Zylinder 13 ist schließlich auf den dem vorderen bzw. dem hinteren Raum des Stell-Schienen 14-15 eine Spindelmutter 22 befestigt, die Zylinders 40 in Verbindung steht. Der Steuerschieber eine waagerechte Gewindebohrung 23 aufweist. Eine 20 oder ähnliche Vorrichtung des Umsteuerventils 59 darin eingreifende Spindel 24 trägt an einem Ende wird einerseits über die Leitung 61 durch das Steuereine zweite Platte 25, die dieselbe Gestaltung wie die ventil 44, und andererseits über die Leitung 62 durch Anschlagplatte 21 aufweist, und am anderen Ende das Steuerventil 45 betätigt. Der Steuerschieber oder ein Zahnrad 26. ein ähnliches Organ des Umsteuerventils 60 wird

Das Zahnrad 26 steht dauernd im Eingriff mit 25 einerseits über die Leitung 63 durch das Steuerventil

einer Zahnwellentrommel 27, welche auf einer Spin- 33 und andererseits über die Druckluftleitung 64

del 28 sitzt. Letztere endet im Bereich des Dreiwege- durch Steuerventil 34 betätigt. Schließlich ist in der

hahns 2 und trägt daselbst ein Kegelzahnrad 29 und Druckluftleitung 64 ein Fußschaltventil 65 vorge-

eine Handkurbel 30, das Kegelzahnrad 29 treibt über sehen, mittels welchem man den Druckluftfluß durch

ein zweites Kegelzahnrad 31 eine Zähl- oder 30 diese Leitung zeitweilig unterbrechen kann.

Anzeigevorrichtung 32 an. Die Verwendung der beschriebenen Dosiervorrich-

Im Bereich des hinteren Endes des Betätigungs- rung ist sehr einfach. Nach Öffnen des Ein- und

Zylinders 13 ist in einer der Endstellung des Betäti- Ausschaltventils 51 dringt die Druckluft in die Druck-

gungskolbens 12 bzw. des Dosierkolbens 7 ent- leitung 52 ein. Es soll angenommen werden, daß im

sprechenden Lage auf der Innenseite der Schiene 15 35 betrachteten Augenblick das Steuerventil 33 durch

ein Steuerventil 33 angeordnet, während ein ahn- Anstoßen an der Anschlagplatte 21 geöffnet wird,

liches Steuerventil 34 auf der Platte 25 angeordnet ist. wodurch über die Leitung 63 das Umsteuerventil 60

Auf dem Drehzapfen 35 des Dreiwegehahns 2 ist in eine solche Stellung verstellt wird, daß die Druckein Kurbelarm 36 befestigt, dessen freies Ende mittels luft durch die Leitung 58 und die Leitung 43 hinter eines Zapfens 37 an der Kolbenstange 38 eines Stell- 40 den Stellkolben 39 geführt wird, wodurch letzterer kolbens 39 angelenkt ist, der in einem Stellzylinder 40 über die Kolbenstange 38 und den Kurbelarm 36 den gleitet, welcher mit Hilfe eines Gelenkzapfens 41 Dreiwegehahn 2 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung verschwenkbar auf der Tischplatte 9 befestigt ist. verschwenkt, wobei die öffnungen 3 und 5 .mitein-

In den Zylinderraum münden bzw. vor und hinter ander verbunden sind. Während dieser Kolben-

dem Stellkolben 39 Druckluftleitungen 42 bzw. 43 45 bewegung im Stellzylinder 40 kann die im anderen

ein. Raum befindliche Luft über die Leitung 42 und das

Auf dem Stellzylinder 40 ist ein Steuerventil 44 Umsteuerventil 60 entweichen. Wenn am Ende der angeordnet, während ein weiteres Steuerventil 45, Kolbenbewegung die Anschlagplatte 46 an das z. B. auf dem Dosierzylinder 6, fest angeordnet ist; Steuerventil 45 anstößt und dieses betätigt, wird das beide Ventile 44 und 45 sind von derselben Bauart 50 Umsteuerventil 59 über die Leitung 62 in eine Stelwie die Steuerventile 33 und 34. Schließlich ist auf lung verstellt, in der die Druckluft über die Leitung einer bestimmten Stelle der Kolbenstange 38 eine 57 in die Leitung 18 vordringt und auf die Vorder-Anschlagplatte 46 angeordnet, welche die Steuer- seite des Betätigungskolbens 12 einwirken kann, ventile 44 und 45 betätigen kann. Unter der öff- Dieser wird nach hinten geschoben, wobei er über nung 4 des Dreiwegehahns 2 kann schließlich ein 55 die Kolbenstangen 11 und 8 auch den Dosierkolben 7 Förderband 47 vorgesehen werden, welches mit Hilfe nach rückwärts zieht. Dabei wird über den Dreiwegeeines geeigneten Antriebs die Büchsen, Dosen, hahn 2 die abzugebende Flüssigkeitsmenge aus dem Flaschen oder ähnliche Behälter 48 nacheinander, Vorratsbehälter 1 herausgesaugt; die abgesaugte jeweils zum erwünschten Zeitpunkt und während Menge wird durch den Hub der Kolben 12 und 7 einer vorbestimmten Zeitdauer, unter die erwähnte 60 bestimmt.

Füllöffnung 4 führt. Die Einrichtung dieses Antriebs- Sobald der Dosierkolben 7 bzw. der Betätigungsmechanismus, welcher mit den Bewegungen der be- kolben 12 die hintere Endstellung erreichen, stößt schriebenen Dosiervorrichtung genau in Gleichlauf die Anschlagplatte 21 an das Steuerventil 34 an und gehalten wird, liegt außerhalb des Rahmens der öffnet dieses. Dadurch gelangt die Druckluft in die vorliegenden Erfindung. Die Dosiervorrichtung gemäß 65 Druckluftleitung 64, wodurch das Umsteuerventil 60 der Erfindung wird ausschließlich auf pneumatischem umgesteuert wird, so daß die Druckluft über die Wege angetrieben und gesteuert. Wie das Schaltbild Leitung 42 in den Raum vor dem Stellkolben 39 in Fig. 5 veranschaulicht, besteht das Antriebs- einströmt und den Stellkolben nach rückwärts ver-

schiebt. Die Leitung 43 wirkt dabei als Rückleitung. Der Riickwärtshub des Stellkolbens 39 hat nun zur Folge, daß der Dreiwegehahn 2 derart verdreht wird, daß nun die Öffnungen 4 und 5 miteinander in Verbindung gesetzt werden. Sobald der Stellkolben 39 in seiner hinteren Endstellung angelangt ist, wird das Steuerventil 44 durch die Anschlagplatte 46 geöffnet. Dadurch gelangt die Preßluft in die Leitung 61, wodurch das Umsteuerventil 59 so verschoben wird, daß die Druckluft durch die Leitung 19 hinter den Betätigungskolben 12 geführt wird, so daß dieser nun nach vorwärts geschoben wird. Die Leitung 18 wirkt nun als Rückflußleitung. Während der Betätigungskolben 12 nach vorn geht, drückt er über die Kolbenstangen 11 und 8 den Dosierkolben 7 nach vorn, wobei die Flüssigkeit od. dgl., nach dem sie in der oben beschriebenen Weise in den Dosierzylinder eingesogen wurde, nun über den Dreiwegehahn 2 wieder hinausgetrieben und in^r den unter der Öffnung 4 befindlichen Behälter 48 eingefüllt wird. Nachdem die gesamte Menge abgegeben worden ist, d. h. nachdem der Dosierkolben 7 in die vordere Endstellung angekommen ist, öffnet die Anschlagplatte 21 das Steuerventil 33, wodurch wie bereits beschrieben, das Umsteuerventil 60 so umgesteuert wird, daß der Stellkolben 39 den Dreiwegehahn 2 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung verdreht.

Die hier oben beschriebene Arbeitsfolge wiederholt sich immer wieder, bis das Ein- und Ausschaltventil 51 wieder geschlossen wird. Es ist klar, daß die Steuerventile 33, 34, 44 und 45 normalerweise dau- ■ ernd geschlossen sind und nur dann geöffnet werden, wenn die Anschlagplatte 21 bzw. die Anschlagplatte 46 an sie anstößt. Sie schließen wieder, sobald die Anschlagplatte sich wieder entfernt. Wenn aus irgendeinem Grund die Ablieferung zeitweilig unterbrochen werden soll, so braucht man nur das Fußschaltventil 65 zu schließen. So bewirkt man, daß der Dreiwegehahn zeitweilig nicht mehr umgesteuert werden kann, während aber das Ansaugen weitergeht, so daß nach Wiederöffnung des Ventils 65 sofort wieder dosiert werden kann. Zwecks Regelung der Ansaug- bzw. Abgabemenge kann mit Hilfe des Handrads 30, über die Welle 28, die Zahnwelle 27 und das Zahnrad 26 die Spindel 24 verdreht werden, so daß diese sich in der Gewindelochbohrung 23 der Spindelmutter 22 nach vorn oder nach hinten schraubt und dabei die Platte 25 mit dem Steuerventil 34 vorwärts- bzw. rückwärts schiebt. Dieses führt zu einer entsprechenden Änderung der Hublänge des Betätigungskolbens 12 und ebenfalls des Dosierkolbens 7, während die vordere Endstellung unverändert bleibt, so daß sich bei dieser Einstellungsweise niemals ein toter Raum vor dem Kolben ergibt. Zwecks Erleichterung dieser Einstellung ist als Hilfsgerät eine Zählvorrichtung 32 vorgesehen, worauf die Umdrehungszahl der Welle 28 bzw. der Spindel 24 abgelesen werden kann; die Übersetzungsverhältnisse des Zahnradgetriebes sind dabei so gewählt, daß z. B. pro Umdrehung die Abgabemenge um 10 ecm vergrößert bzw. verkleinert wird.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Selbsttätig gesteuerte Dosiervorrichtung zum Füllen von Behältern, bestehend aus einem doppeltwirkenden Dosierzylinder, der über einen Dreiwegehahn abwechselnd mit einem Vorratsgefäß und der Auslaßöffnung in Verbindung steht, und je einer Betätigungsanordnung für den Dreiwegehahn und den Dosierkolben, dessen Hub einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungsanordnung für den Dosierkolben (7) und den Dreiwegehahn (2) je ein von einer gemeinsamen Druckleitung (52) gespeistes Pneumatiksystem vorgesehen ist, bestehend aus je einem doppeltwirkenden Zylinder (13, 40) mit einem an beide Zylinderhälften angeschlossenen ' Umsteuerventil (59, 60) für das Druckmittel und je zwei bei Anschlag der Kolben (12,39) in ihrer Endstellung geschalteten Steuerventilen (33, 34; 45, 44), die jeweils mit dem Umsteuerventil (60, 59) des anderen Systems so verbunden sind, daß eine Bewegungsumkehr des einen Kolbens aus seiner Endstellung erst erfolgt, wenn der andere Kolben seine Endstellung erreicht hat.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiwegehahn (2) mit einem Kurbelarm (36) versehen und an diesem eine aus dem Stellzylinder (40) herausgeführte Kolbenstange (38) angelenkt sowie der Stellzylinder (40) an eine Grundplatte (9) der Vorrichtung angelenkt ist.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (8) des Dosierkolbens (7) aus dem Dosierzylinder (6) herausgeführt und an das eine Ende (11) der beidseitig aus dem Betätigungszylinder (13) herausgeführten Kolbenstange (11, 20) des Betätigungskolbens (12) angeschlossen ist.

4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kolbenstange (38) des Stellzylinders (40) eine Anschlagplatte (46) angeordnet ist und von dieser die Steuerventile (44, 45) beaufschlagbar sind sowie das freie Ende (20) der Kolbenstange (11, 20) des Betätigungszylinders (13) ebenfalls mit einer Anschlagplatte (21) versehen ist und von dieser die zugeordneten Steuerventile (33, 34) beaufschlagbar sind.

5. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Betätigungszylinder (13) näher liegende Steuerventil (33) ortsfest und das vom Betätigungszylinder weiter entfernt liegende Steuerventil (34) in bezug auf seine Entfernung zum erstgenannten Steuerventil (33) verstellbar ist.

6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Steuerventil (33) an eine bis in den Bereich einer Bedienungsperson geführte Verstelleinrichtung (22, 30) angeschlossen ist.

7. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstelleinrichtung (22 bis 30) eine Anzeigevorrichtung (31, 32) für das Volumen oder die Länge des Dosierkolbenhubes zugeordnet ist. _

8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckluftleitung (64) zwischen dem Steuerventil (34) und dem zugeordneten Umsteuerventil (60) ein Fußschaltventil (65) zur Unterbrechung des Dosiervorganges eingeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen