DE2347392A1

DE2347392A1 - Verfahren und vorrichtung zum volumetrischen dosieren von faser- oder stabfoermigen fuellguetern

Info

Publication number: DE2347392A1
Application number: DE19732347392
Authority: DE
Inventors: Willem Hamelynck
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1972-09-26
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1974-04-04
Also published as: NL7212972A; IT999584B; GB1447279A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. JNG. A. VAN DERWERTH DP.. FRANZ LE DE RE R

21 HAMBURG 90 ₈ MÖNCHEN ΘΟ

WIISTORFIR STR S3 TEt. (0401 77 08 61 lUCUE-GRAHN-STR. 23 · TEL. (OB 111 47 29

19.9.1973 M/jb W 279

Anmelder: Unilever N. V., Burgemeester s'Jacobplein 1, Rotterdam, Niederlande

Verfahren und Vorrichtung zum volumetrischen Dosieren von faser- oder stabförmigen Füllgütern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur volumetrischen Dosierung von faser- oder stabförmigen Füllgütern, insbesondere von Nahrungsmitteln oder Produkten wie Tabakl

Bei der volumetrischen Dosierung von flüssigen Füllgütern oder Füllgütern in der Form verhältnismäßig kleiner Partikel oder Granulen kann eine Meßkammer genau mit diesen gefüllt werden, indem den Füllgütern das Einfließen in die Meßkammer ermöglicht wird. Sobald die Füllgüter die Meßkammer vollständig gefüllt haben oder ein vorbestimmter Level erreicht ist, ist das gewünschte Volumen abgemessen. Sofern die Füllgüter jedoch faser- oder stabförmig sind, wie beispielsweise Sauerkraut, Bamis, französische Bohnen oder Tabak, können sie nicht frei fließen,und verbleiben infolgedessen, wenn die Füllgüter ohne Ergreifung besonderer Maßnahmen eingefüllt werden, Hohlräume in der Meßkammer, so daß keine genaue Dosierung erreicht ist.

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Erfindungsgemäß kann jedoch eine genaue volumetrische Dosierung von faser- oder stabförmigen Füllgütern erreicht werden, wenn die Füllgüter zugeführt und durch Vibration verdichtet werden und anschließend als vertikaler Strom in eine Meßkammer eingeführt werden, bis diese das gewünschte Maß an Füllgütern enthält, und wenn hiernach die Meßkammer mit den in ihr enthaltenen Füllgütern um eine vertikale Achse gedreht wird, die der Achse des Stroms der Füllgüter entspricht, und wenn die in der Meßkammer enthaltene Menge der Füllgüter von dem Strom der Füllgüter entlang der Ebene der Füllöffnung der Meßkammer getrennt wird.

Durch diese Maßnahmen wird das Ergebnis erreicht, daß die Füllgüter in der Meßkammer stets ein konstantes spezifisches Gewicht besitzen, -während der Teil des Stroms der Füllgüter zwischen der Auslaßöffnung der Zuführungsleitung und der Füllöffnung der Meßkammer gedreht wird, wodurch eine scharfe Trennung zwischen den Füllgütern in der Meßkammer und dem Strom der Füllgüter erreicht wird, was in einer größeren Genauigkeit der Dosierung resultiert.

Zur Erreichung einer veränderbaren Dosierung kann der gleichzeitig rotierende Boden der Meßkammer erfindungsgemäß im Verhältnis zur Geschwindigkeit des Stroms der Füllgüter abgesenkt werden, bis die Meßkammer die gewünschte Menge an Füllgütern enthält.

Erfindungs gemäß wird die in der Meßkammer enthaltene Menge der Füllgüter vorzugsweise vom Strom der Füllgüter symmetrisch zur Drehachse der Meßkammer getrennt. Infolge hiervon wird eine größere Genauigkeit der Dosierung erreicht.

Die erfindungs ge mäße Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens verfügt über eine vertikal vibrierende Zuführungsleitung, eine unter der Auslaßöffnung der Zuführungsleitung angeordnete Meßkammer mit

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einer Füllöffnung an ihrem oberen Ende, wobei diese Meßkammer um ihre Achse drehbar ist, die der Achse der Zuführungsleitung entspricht, über Antriebsmittel zur Rotation der Meßkammer und der in dieser enthaltenen Füllgüter und über Mittel zur Unterbindung der offenen Verbindung zwischen der Auslaßöffnung der Zuführungsleitung und der Füllöffnung der Meßkammer entlang der Ebene dieser Füllöffnung.

Vorzugsweise ist die Meßkammer mit einem vertikal bewegbaren Boden ausgestattet, der auf eine vorbestimmte Stellung abgesenkt werden kann und der als eine Einheit mit der Meßkammer in Rotation versetzt werden kann. Auf diese "Weise ist es möglich, veränderliche Mengen mit der Vorrichtung zu dosieren.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Meßkammer zylindrisch gestaltet und mit mindestens einem Mitnehmer für die Füllgüter ausgestattet.

Der Boden der Meßkammer ist vorzugsweise ein drehbar getragener Dosierkolben, dessen Vertikalbewegung von einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder bewirkbar ist und dessen nach unten gerichteter Hub durch einen vertikal einstellbaren Anschlag begrenzt ist.

Für die Trennung der Menge der in der Meßkammer abgemessenen Füllgüter von dem Strom der Füllgüter kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei Messern ausgestattet sein, die in der Ebene der Füllöffnung aufeinanderzu bewegbar und entlang einer die Achse der Meßkammer schneidenden Linie miteinander in Berührung bringbar sind. Hier ist es dann weiter empfehlenswert, daß jedes der Messer um eine vertikale Achse drehbar ist und daß die Bewegungen der Messer miteinander gekoppelt sind, so daß sie die Achse der Meßkammer gleichzeitig erreichen. In bevorzugter Weise können die

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Messer eine derartige Gestalt besitzen, daß sie nach ihrer Aufeinanderzubewegung die Auslaßöffnung der Zuführungsleitung verschließen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigt:

Fig. 1 einen Vertikal schnitt, bei dem die bewegbaren Messer zwischen der Zuführungsleitung und der Meßkammer lediglich schematisch dargestellt sind, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung der Messer.

Die dargestellte Vorrichtung verfügt über einen Drehtisch 1, der um eine feste "Welle 2 drehbar ist. Der Drehtisch 1 trägt gleichmäßig über seinen Umfang verteilt eine Anzahl zylindrischer Meßkammern 3, die je koaxial an einer Seilrolle bzw. Riemenscheibe 4 angeordnet sind, die am Tisch 1 mit Hilfe eines an diesem in einer Aussparung 5 aufgenommenen Kugellager 6 drehbar gelagert ist. Jede Seilrolle bzw. Riemenscheibe 4 kann mit Hilfe eines Elektromotors 7 in Rotation versetzt werden, der an der Unterseite des Tischs 1 angebaut ist und dessen Welle 8, die in einer Bohrung des Tischs 1 aufgenommen ist, ist mit einer Antriebs-Seilrolle bzw. -Keilriemenscheibe 9 ausgestattet. Ein strichpunktiert angedeuteter V-förmiger Keilriemen 10 erstreckt sich zwischen den Riemenscheiben 4 und 9.

In jeder Meßkammer 3 befindet sich ein Dosierkolben 11, dessen Kolbenstange 12 sich durch eine zentrale Bohrung 13 in der Riemenscheibe 4 erstreckt und die verschiebbar in einer Bohrung 16 des Drehtische 1 mittels einer Buchse 15 aufgenommen ist. Die Wand jeder Meßkammer ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden axialen Rippen 17 ausgestattet, die als Mitnehmer arbeiten und unter Aufrechterhaltung

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einer Gleitpassung in entsprechende axiale Aussparungen 18 (Fig. 2) des Kolbens 11 eingreifen. Wenn eine Meßkammer 3 mittels ihres Motors 7 in Rotation versetzt wird, nehmen ihr Kolben 11 und dessen Kolbenstange 12 folglich an dieser Rotation teil. Das Ende jeder Kolbenstange 12, das sich unterhalb des Tischs 1 erstreckt, ist starr mit einem Doppelkonus 19 verbunden, der mit Hilfe von Kugeln 20 in einem Kupplungsgehäuse 21 drehbar gelagert ist. Dieses Kupplungsgehäuse besteht aus einer unteren Hälfte 22 und einer oberen Hälfte 24, die miteinander verschraubt und mittels einer Si ehe rheits mutter 23 im verschraubten Zustand gesichert sind. Die untere Hälfte 22 des Kupplungsgehäuses 21 ist starr am freien Ende einer Kolbenstange 25 eines Luft- oder Hydraulikzylinders 26 befestigt.' Diese Zylinder 26 sind je an der Unterseite einer Platte 27 angebaut, die ihrerseits von einer Anzahl vertikaler Stangen bzw. Stäbe 28 getragen ist, die mit Hilfe von Winkelstücken 29 an der Unterseite des Tischs 1 angebaut sind. Die Platten 27 sind an den Stangen bzw. Stäben 28 mit Hilfe von Winkelstücken 30 befestigt. Die Kolbenstange jedes Zylinders 26 erstreckt sich von der Platte 27 aus durch eine Bohrung hindurch und ist verschiebbar in einer Lagerbuchse 31 der Platte 27 aufgenommen.

Zwischen jedem Kupplungsgehäuse 21 und jeder Platte 27 ist ein bewegbarer Anschlag vorgesehen, der von einer Platte 32 gebildet ist. Diese besitzt eine zentrale Bohrung 33, durch die sich die Kolbenstange des Zylinders 26 hindurch erstreckt. Jede der Platten 32 ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Aussparungen 34 ausgestattet, in denen Ritzel 35, je fest an einer frei drehbaren Welle 36 befestigt, an der Platte 32 gelagert sind. An jeder der Wellen 36 ist ein (nicht dargestelltes) Kettenrad angebaut, wobei diese Kettenräder mit Hilfe einer strichliert in der Zeichnung angedeuteten über Kreuz laufenden Kette 38 miteinander verbunden sind. Eine der Wellen 36 ist mit einem (nicht dargestellten) Handrad ausgestattet, so daß durch Drehung desselben der von der Platte 32 gebildete einstellbare Anschlag in eine

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bestimmte Position gebracht werden kann, die der gewünschten Menge der zu dosierenden Füllgüter entspricht. Bei dieser Einstellung des Anschlags arbeiten die Ritzel 3 5 mit einer an der Innenseite der Stäbe bzw. Stangen 28 vorgesehenen Verzahnung 37 zusammen.

An einem bestimmten stationären Punkt oberhalb des Drehtischs 1 ist eine Zuführungsleitung 39 vorgesehen, die in vertikaler Richtung zwischen einer mit ausgezogenen Strichen dargestellten Stellung und einer mit strichpunktierten Linien dargestellten Stellung vibrieren kann. Diese Zuführungsleitung 39 liegt bezüglich der Zentralachse der Welle 2 auf demselben Radius wie jede der Meßkammern 3. Der (nicht dargestellte) Antriebsmechanismus des Drehtischs 1 ist derart ausgebildet, daß jede der Meßkammern 3 nacheinander unter,die Zuführungsleitung verbracht werden kann. Diese Zuführungsleitung 39 zur Zuführung der zu dosierenden Füllgüter in einem vertikalen Strom ist oberhalb des Tischs 1 in einer derartigen Höhe angeordnet, daß zwischen der Auslaßöffnung 40 der Zuführungsleitung 39 und der Füllöffnung 41 jeder Meßkammer 3 ein Spalt verbleibt, in welchem sich zwei Messer 42 und 43 bewegen können.

Gemäß Darstellung in Fig. 2 ist das Messer 42 um eine vertikale Achse drehbar, während das Messer 43 um eine vertikale Achse 45 drehbar ist. Die beiden Messer 42 und 43 können aus einer mit vollen Linien dargestellten Position in eine mit strichpunktierten Linien dargestellte Position durch Verdrehung bewegt werden, wobei ihre Kanten über die Füllöffnung 41 der Meßkammer wegstreichen und einander auf einer Linie berühren, die die Achse der Meßkammer schneidet; die Messer 42 und besitzen eine derartige Form, daß sie in dieser Stellung die Auslaßöffnung 40 der Zuführungsleitung 39 verschließen.

Jedes der beiden Messer 42 und 43 ist als zweiarmiger Hebel gestaltet, wobei die nicht die aktiven Messerkanten bildenden Enden der Hebel

über eine Stange 46a miteinander in Verbindung stehen. Jedes Ende dieser Stange 46a ist über eine vertikale Achse 47 bzw. 48 mit den sich jenseits der Achsen 44 und 45 erstreckenden Enden der Arme der Messer 42 und 43 verbunden. In der Draufsicht liegen die vier Achsen 44, 45, 47 und 48 auf den Eckpunkten eines Parallelogramms, so daß die Messer 42 und 43 aus der mit ausgezogenen Linien dargestellten Position in die mit strichpunktierten Linien dargestellte Position mit Hilfe eines Luft- oder Hydraulikzylinders 49 bewegt werden können, der um eine vertikale Achse 50 drehbar ist und dessen Kolbenstange im dargestellten Fall drehbar an der Achse 47 befestigt ist. Wenn die Messer 42 und 43 geöffnet und geschlossen werden, bewegt sich der Zylinder 49 folglich um seine Achse 50 hin und her.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:

Nachdem die Menge der zu dosierenden Füllgüter durch Bewegung des Anschlags 32 in eine dieser Menge entsprechende Stellung eingestellt ■worden ist, wird die Meßkammer 3 durch Drehung des Tischs 1 bewegt, bis sie unter der mit den Füllgütern gefüllten Zuführungsleitung 39 steht. Die Messer 42 und 43 befinden sich dabei in der geschlossenen Position, d.h. in der mit strichpunktierten Linien in Fig. 2 angedeuteten Position.

Nachdem die Zuführungsleitung 39 ihre Vibration begonnen hat, werden die Messer 42 und 43 auseinander und in die in Fig. 1 schematisch dargestellte Stellung bewegt, die der in Fig. 2 mit vollen Linien dargestellten Stellung der Messer entspricht. Hiernach wird der Kolben gleichmäßig mit einer Geschwindigkeit abgesenkt, die zu der Geschwindigkeit proportional ist, mit der die Füllgüter aus der Zuführungsleitung 39 austreten, so daß die Meßkammer kontinuierlich bis zu ihrer Füllöffnung gefüllt wird. Sobald das Kupplungsgehäuse 21 gegen den Anschlag 32 zur Anlage kommt, wird die Meßkammer mittels des

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Motors 7 in Rotation versetzt, wobei diese Rotation über die Mitnehmer 17 auch auf den Kolben 11 übertragen wird. Als Resultat der Rotation der Meßkammer 3 werden die zwischen der Auslaßöffnung der Zuführungsleitung 39 und der Einfüllöffnung 41 der Meßkammer befindlichen Füllgüter gedreht bzw. verflochten. Während dieser Drehung bzw. Verflechtung werden die Messer 42 und 43 wieder in die geschlossene Stellung verbracht, wobei der gedrehte bzw. verflochtene Strang der Füllgüter durchgeschnitten wird. Hiernach wird die Rotation der Meßkammer beendet, und die Kammer wird durch Drehung des Tischs 1 zu einer nächsten Station bewegt, wo der Kolben nach oben bewegt wird und dabei die dosierte Menge der Füllgüter · aus schiebt. Während der Bewegung der Meßkammer 3 zur Entlade Station wird gleichzeitig eine nachfolgende Meßkammer 3 unter die Zuführungsleitung 39 gebracht, wonach das beschriebene Verfahren wiederholt wird.

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Claims

19.9.1973

Patentansprüche

1. !Verfahren zur volumetrisehen Dosierung von faser- oder stabförmigen Füllgütern, insbesondere von Nahrungsmitteln oder Produkten wie Tabak, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllgüter zugeführt und durch Vibration verdichtet und anschließend als vertikaler Strom in eine Meßkammer eingefüllt werden, bis diese das gewünschte Maß an Füllgütern enthält, und daß hiernach die Meßkammer mit den in ihr enthaltenen Füllgütern um eine vertikale Achse gedreht wird, die der Achse des Stroms der Füllgüter entspricht, und daß die in der Meßkammer enthaltene Menge der •Füllgüter von dem Strom der Füllgüter entlang der Ebene der Füllöffnung der Meßkammer getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gleichzeitig rotierende Boden der Meßkammer im Verhältnis zur Geschwindigkeit des Stroms der Füllgüter abgesenkt wird, bis die Meßkammer die gewünschte Menge an Füllgütern enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Meßkammer enthaltene Menge der Füllgüter vom Strom der Füllgüter symmetrisch zur Achse der Meßkammer getrennt wird.

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4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine vertikal vibrierende Zuführungsleitung (39), durch eine unter der Auslaßöffnung (40) der Zuführungsleitung (39) angeordnete Meßkammer (3) mit einer Füllöffnung (41) an ihrem oberen Ende, wobei diese Meßkammer (3) um ihre Achse drehbar ist, die der Achse der Zuführungsleitung (39) entspricht, durch Rotationsantriebsmittel (7, 8, 9, 10, 4) für die Meßkammer (3) und die in dieser enthaltenen Füllgüter und durch Mittel (42, 43) zur Unterbindung der offenen Verbindung zwischen der Auslaßöffnung (40) der Zuführungsleitung (39) und der Füllöffnung (41) der Meßkammer (3) entlang der Ebene der Füllöffnung (41).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (3) mit einem vertikal beweglichen Boden (11) ausgestattet ist, der auf eine vorbestimmte Stellung absenkbar ist und der als eine Einheit mit der Meßkammer (3) in Rotation versetzbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (3) zylindrisch gestaltet und mit mindestens einem Mitnehmer (17) für die Füllgüter ausgestattet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Meßkammer (3) ein drehbar getragener Dosierkolben (11) ist, dessen Vertikalbewegung von einem Pneumatikoder Hydraulikzylinder (26) bewirkbar ist und dessen nach unten gerichteter Hub durch einen vertikal einstellbaren Anschlag (32) begrenzt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Messer (42, 43) vorgesehen sind, die in der

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Ebene der Füllöffnung (41) aufeinanderzu bewegbar und entlang einer die Achse der Meßkammer (3) schneidenden Linie (46) miteinander in Berührung bringbar sind.

9- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Messer (42, 43) um eine vertikale Achse (44, 45) drehbar ist und daß die Bewegungen der Messer (42, 43) miteinander gekoppelt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9. gekennzeichnet durch eine derartige Gestalt der Messer (42, 43), daß sie nach ihrer Aufeinanderzubewegung die Auslaßöffnung (40) der Zuführungsleitung (39) verschließen.

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