DE2361376C3 - Vorrichtung zum Dosieren körniger, pulverförmiger oder hochviskoser Stoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Dosieren körniger, pulverförmiger oder hochviskoser Stoffe, insbesondere für Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen, mit einem Vorratsbehälter mit einem mindestens eine Auslaßöffnung aufweisenden Behälterboden, einem um eine senkrechte Achse drehbaren Dosierrad mit mehreren in gleichem Abstand voneinander angeordneten und über die Ausiaßöffnung bringbaren Durchbrechungen, wobei in der Füllstellung des Dosierrads gleichzeitig mehrere Durchbrechungen nach oben offen, in der Auslaß-Stellung dagegen durch eine zum Vorratsbehälter festgelegte Abdeckung nach oben hin abgeschlossen sind, und mit wenigstens einem oberhalb des Dosierrads in dem Dosiergut umlaufenden Rührorgan.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DT-OS 1947 405) besteht das Rührorgan, das ein Zusammenbacken des Dosierguts in dem Vorratsbehälter verhindern soll, aus einem oder mehreren Rührarmen, die mit der Drehachse des Dosierrads fest verbunden sind und mit diesem im Vorratsbehälter umlaufen. Jeder Rührarm ist dabei als Flachstab ausgebildet und weist an seinen Schmalseiten verhältnismäßig kurze, nach oben ragende Kratzervorsprunge auf. Das Dosierrad und die Rührarme werden zusammen direkt von einem Motor angetrieben.

Eine solche Anordnung der Rührarme ist nur möglich, wenn der Vorratsbehälter keine Zv/ischenwände oder sonstige Einbauten aufweist. Die Rührarme können auch, um die Beanspruchung der Drehachse gering zu halten, nicht beliebig weit oberhalb der Stirnfläche des Dosierrads umlaufen, d. h. ihr Einwirkungsbereich auf das Dosiergut bleibt verhältnismäßig eng begrenzt. Es besteht dann die Gefahr, daß sich oberhalb dieses Bereichs eine Materialbrücke bildet, die nur von außen her zu beseitigen ist. Eine gleichmäßige Füllung der Durchbrechungen des Dosierrads ist nicht gewährleistet und Ungenauigkeiten in der Dosierung sind die Folge.

Aus der US-PS 7 21 732 ist eine Sandwirtschaftliche Maschine mit einer Abgabevorrichtung für Samen oder Düngemittel bekannt, in deren Vorratsbehälter eine um eine waagerechte Achse drehbare Förderschnecke zum Austragen des Guts angeordnet ist Oberhalb der Förderschnecke liegt eine beidseitig in der Behälterwand drehbar gelagerte Welle, die in der Mitte eine mit Speichen besetzte Scheibe und links und rechts davon je zwei Rührarme trägt. Die Achse der Förderschnecke und die Welle kreuzen sich unter einem rechten Winkel. Die Speichen greifen in die Förderschnecke ein und versetzen die Welle mit den Rührarmen in Drehung, wobei die mit den Speichen besetzte Scheibe ebenfalls als Rührorgan wirken kann.

Eine genaue mengenmäßige Dosierung in einer vorgegebenen Zeit ist mit einer solchen Vorrichtung grundsätzlich nicht möglich, weil die Austragsmenge pro Zeiteinheit wesentlich vom Füllungsgrad der Förderschnecke und dieser wiederum von der Beschaffenheit des Guts abhängt Dieser Nachteil kann selbst mit dem Einbau eines Rührorgans zum Auflockern des Guts nicht in dem Maße beseitigt werden, wie es für die Verwendung einer solchen Vorrichtung bei der Kunststoffverarbeitung notwendig wäre. Außerdem läßt sich mit der bekannten Vorrichtung eine wirkungsvolle Auflockerung besonders bei zum Zusammenbacken neigenden Stoffen, wie z. B. Farbpigmenten u. ä., nicht erreichen, weil für die Rührorgane bei dem als »Schnekkengetriebe« anzusehenden Aufbau nur eine Übersetzung ins Langsame möglich ist

Nachteilig ist bei der bekannten Abgabevorrichtung ferner, daß der seitliche Einwirkungsbereich der Speichen wie auch der zusätzlichen Rührarme auf das Gut sehr gering ist Die Speichen und die Rührarme laufen nämlich in einer einzigen, zur Welle senkrechten Ebene

um und schneiden dabei scheibenförmige Vertiefungen (Rillen) in das Gut ein. Das in den Räumen zwischen den Speichen und den Rührarmen befindliche Gut wird aber überhaupt nicht aufgelockert, so daÖ sich in diesen Bereichen Brücken bilden können, die von den Rührerganen nicht erreicht werden und nur durch Einwirkung von außen zu beseitigen sind. Bei sehr stark zum Zusammenbacken neigendem Gut besteht die Gefab^r, daß der Gutaustrag schließlich völlig zum Erliegen kommt

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung und Anordnung eines Rührorgans, das gegenüber dem bekannten Stand der Technik bei einfachem Aufbau wirkungsvoller und universeller anwendbar ist

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß das in an sich bekannter Weise als scheibenartiger Körper ausgebildete, an einem an der Vorrichtung festen Teil um seine Achse drehbar angebrachte und an seinem Außenumfang Vorsprünge aufweisende Rührorgan während der Drehbewegung des Dosierrads kämmend in die Durchbrechungen des Dosierrads eingreift, und daß sich die Drehachsen des Dosierrads und des Rührorgans unter einem Winkel schneiden.

Das Rührorgan und das Dosierrad weisen den Aufbau eines »Zahnradgetriebes«, insbesondere eines »Kegelradgetriebes«, auf. Dadurch ergeben sich günstige Eingriffsverhältnisse bei der Übertragung der Drehbewegung vom Dosierrad auf das Rührorgan. Außerdem kann durch eine dem jeweils zu "erarbeitenden Gut angepaßte Wahl der Anzahl der Vorsprünge des Rührorgans an sich jedes beliebige Übersetzungsverhältnis festgelegt und damit immer eine intensive Auflockerung des Dosierguts erreicht werden. Das Rührorgan selbst greift mit seinen Armen tief in das Material ein und verhindert so weitgehend eine Brückenbildung. Außerdem durchschneidet es praktisch eine eventuell doch gebildete Brücke und bringt sie zum Einsturz. Der Einwirkungsbereich des Rührorgans erstreckt sich von der Wandung her weit ins Innere des Behälters hinein. Dabei überdeckt das Rührorgan eine größere Zahl von Durchbrechungen im Dosierrad, lockert das über diesem liegende Material ständig auf und begünstigt so deren Füllung. Auch die Anordnung in Vorratsbehältern mit Zwischenwänden ist jetzt ohne weiteres möglich.

Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung weist das scheibenartige Rührorgan mehrere in gleichem Abstand voneinander angeordnete und von der zentralen Nabe der Scheibe sternförmig nach außen gerichtete Arme auf, deren Enden die mit den Durchbrechungen des Dosierrads kämmenden Vorsprünge bild·»". Bei dieser Ausgestaltung wirken nicht nur die Vorsprünge, sondern auch die Arme als Rührwerkzeuge, während die Zwischenräume zwische.i den Armen öffnungen darstellen, durch die das Dosiergut nach unten auf das Dosierrad bzw. in die Durchbrechungen fallen kann.

Besonders vorteilhaft sind das Rührorgan und das Dosierrad so angeordnet, daß sich ihre Drehachsen unter einem Winkel zwischen 15° und 75° schneiden. Eine in diesem Bereich liegende Schrägstellung des Rührorgans gegenüber dem Dosierrad bewirkt, daß sich der Einwirkungsbereich auf das Dosiergut je nach Schräglage auf nahezu alle Ebenen erstreckt, die parallel zur ilchälterachse liegen. Dadurch wird das Dosiergut in diesen Bereichen ständig aufgelockert, so daß eine Brückenbildung auch unter ungünstigen Bedingungen kaum auftreten kann.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die Enden der Arme des Rührorgans aus der Ebene der Scheibe derart herausgebogen, daß sie beim Eingriff in die Durchbrechungen des Dosierrads parallel zur Drehachse des Dosierrads verlaufen. Durch diese Ausbildung der Enden der Arme des Rührorgans, die immer nur kurzzeitig mit dem Dosierrad in Eingriff stehen, erhält man günstige Verhältnisse bei der Übertragung und Mitnahme der Drehbewegung des Dosierrads auf das Rührorgan und damit weniger Reibung und geringeren Verschleiß. Außerdem verteilt sich ein Verschleiß weitgehend gleichmäßig auf alle Durchbrechungen und die Arme des Rührorgans.

Als Werkstoff für das Rührorgan wird vorteilhaft ein Kunststoff verwendet Es kann aber auch aus Aluminium hergestellt werden.

Um eine intensive Auflockerung des Dosierguts in dem Vorratsbehälter zu erreichen, ist nach einem weiteren Vorschlag zwischen Dosierrad und Rührorgan eine Übersetzung ins Schnelle vorgesehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Rührorgan in einem durch eine schräge Zwischenwand einseitig in dem Vorratsbehälter abgetrennten Zuführtrichter angeordnet Bei dieser Ausführungsform kann die Abdeckung in Form einer schrägen Zwischenwand angeordnet sein, die vom Dosiergut gefüllte Toträume vermeidet aus denen das Dosiergut den Durchbrechungen nicht selbsttätig zuläuft und ständige Rührenergie verbraucht.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Dosiervorrichtung teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Dosiervorrichtung nach F i g. 1 in kleinerem Maßstab,

F i g. 3 das Rührorgan nach der Erfindung in Draufsicht und

F i g. 4 das Rührorgan nach F i g. 3 im Achsschnitt.

Die Dosiervorrichtung hat einen feststehenden Vorratsbehälter 1, der aus einem Unterteil 2 und einem an diesem z. B. mittels Schnellspannverschlüssen (nicht dargestellt) abnehmbar festgelegten zylindrischen Oberteil 3 besteht. In dem Oberteil 3 ist eine Zwischenwand 4 fest eingebaut die an ihrem unteren Ende einen Abstreifer 5 trägt. Sie bildet zusammen mit dem Vorratsbehälter 1 einen einseitig schrägen Zuführtrichter, dessen Bodenfläche weniger als die halbe Bodenfläche des Vorratsbehälters einnimmt. Der Boden 6 des Unterteils 2 weist eine Auslaßöffnung 7 auf, die in einen Trichter 8 eines Mischers oder einer Verarbeitungsmaschine mündet. Das Unterteil 2 des Vorratsbehälters 1 ist dabei in bekannter Weise dicht mit dem Trichter 8 verbunden.

Unmittelbar oberhalb des Bodens 6 des Unterteils 2 des Vorratsbehälters t ist ein um eine senkrechte Achse 9 drehbares Dosierrad 10 angeordnet, das zur Verminderung der Laufgeräusche aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Polyamid, hergestellt ist. Das Dosierrad 10 weist mehrere in gleichem Abstand voneinander angeordnete Durchbrechungen 11 auf. Die Durchbrechungen 11 sind in der Auslaßstellung durch die am Oberteil 3 des Vorratsbehälters 1 befestigte Zwischenwand 4 nach oben hin abgeschlossen. Außerdem haben die Durchbrechungen 11 und die Auslaßöffnung 7 im wesentlichen den gleichen radialen Abstand von der Achse 9 des Dosierrads 10 und können daher übereinander gebracht werden. Beim Ausführungsbeispiel sind die Durchbrechungen als zum Umfang des

Dosierrads hin offene Zellen ausgebildet. Die Durchbrechungen können aber auch in der Nähe des Rands des Dosierrads liegende öffnungen sein.

Das Dosierrad 10 ist im Unterteil 2 des Vorratsbehälters 1 in üblicher Weise gelagert und wird von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben.

An einem Teil 12 der Wandung des Oberteils 3 des Vorratsbehälters 1 ist, mit Abstand oberhalb des Dosierrads 10, ein Bolzen 13 in üblicher Weise befestigt. Der Bolzen 13 weist eine beim Ausführungsbeispiel nach unten gerichtete flächige Abschrägung 14 mit einer Bohrung (nicht dargestellt) auf, in die eine mit einem Bund versehene Gewindebuchse 15 eingepreßt ist. Auf dem Schaft einer in die Gewindebuchse 15 eingeschraubten Bundschraube 16 ist ein Rührorgan 17 um seine Achse 18 drehbar gelagert. Die Schräglage des Rührorgans 17 im Vorratsbehälter 1 ist dabei derart, daß sich die Achse 18 des Rührorgans 17 und die Achse 9 des Dosierrads 10 unter einem Winkel α zwischen 15° und 75° schneiden. Der Schnittwinkel α liegt beim Ausführungsbeispiel bei etwa 40°.

Das Rührorgan 17 (s. insbesondere die F i g. 3 und 4) ist als Scheibe ausgebildet und hat eine zentrale Nabe 19, von der Arme 20 radial nach außen gerichtet sind. Die Enden der Arme 20 bilden Vorsprünge am Umfang des Rührorgans 17 und sind aus der Ebene der Scheibe um einen Winkel β herausgebogen. Der Biegewinkel β beträgt vorzugsweise etwa 90° — a. Die Enden 21 der Arme 20 des Rührorgans 17 verlaufen dann beim Eingriff in die Durchbrechungen 11 des Dosierrads 10 im wesentlichen parallel zu der Achse 9 des Dosierrads. Damit erreicht man günstige Verhältnisse bei der Mitnahme und Übertragung der Drehbewegung des Dosierrads auf das Rührorgan. Als Werkstoff für das Rührorgan 17 wird ein Kunststoff, vorzugsweise ein Polyamid, verwendet

Die Anzahl der Arme 20 des Rührorgans 17 richtet sich im wesentlichen nach der Zahl der Durchbrechungen 11 im Dosierrad 10 und dem zu verarbeitenden Dosiergut. Ihre Zahl wird vorzugsweise so gewählt, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen Dosierrad 10 und Rührorgan 17 kleiner als 1 ist, d. h. sich eine Übersetzung ins Schnelle ergibt Damit wird besonders bei pulverförmigen oder hochviskosen Stoffen eine intensive Auflockerung erreicht

Beim Betrieb der Dosiervorrichtung dreht sich das Dosierrad 10 mit konstanter Drehzahl um die senkrechte Achse 9. Das von Hand oder mittels einer besonderen Beschickungseinrichtung von oben in den Vorratsbehälter eingebrachte Dosiergut fällt infolge seiner Schwerkraft in die Durchbrechungen 11 des Dosierrads 10 und füllt diese aus. Der Abstreifer 5, der an der oberen Stirnfläche des Dosierrads 10 anliegt, verhindert das Eintreten von Dosiergut in den Raum unter der Zwischenwand 4 und begünstigt außerdem die Füllung der Durchbrechungen 11. Wenn die Durchbrechungen 11 des Dosierrads 10 !konzentrisch über der

ίο Auslaßöffnung 7 im Boden 6 des Behälter-Unterteils 2 liegen, fällt das Dosiergut nach unten in den Trichter 8 des Mischers oder der Verarbeitungsmaschine.

Während der Drehbewegung des Dosierrads 10 greift das Rührorgan 17 fortlaufend mit den Enden 21 seiner Arme 20 kämmend in die Durchbrechungen 11 des Dosierrads ein und wird dadurch in eine Drehbewegung um seine Achse 18 versetzt. Die Arme des Rührorgans könnten auch derart angeordnet sein, daß sie nur in jede zweite oder dritte Durchbrechung eingreifen. Dabei locken es das im Vorratsbehälter 1 befindliche Dosiergut ständig auf und verhindert so ein Zusammenbacken des Dosierguts.

Das Rührorgan nach der Erfindung läßt sich vorteilhaft, aber nicht ausschließlich, in Fällen verwenden, in denen der Vorratsbehälter durch Zwischenwände unterteilt ist oder sonstige Einbauten aufweist. Je nach Größe des Vorratsbehälters können selbstverständlich mehrere Rührorgane gleichzeitig vorgesehen werden. Außerdem kann das Rührorgan auch an der Zwischenwand gelagert sein.

Von dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abwandlungen möglich. Während vorzugsweise das Rührorgan von den Durchbrechungen aus schräg nach innen ragt, könnte es auch in einer senkrechten Ebene laufen oder in einem trichterförmigen Behälter schräg nach außen weisen. Die bevorzugte Ausbildung als Rührstern vereinigt in seinen sternförmigen Armen bei einfachster Ausbildung die Funktionen von Rührarmen und von zahnartigen Transport-Vorsprüngen. Ferner kann das Medium zwischen den Armen hindurchfallen. Das Rührorgan könnte auch so ausgebildet sein, daß diese Funktionen von gesonderten Bauteilen erfüllt werden Es ist beispielsweise als Rührorgan eine am Umfang

geschlossene, jedoch gelochte Scheibe denkbar, die äußere Vorsprünge hat und aufgesetzte Rippen oder Ste ge besitzt, die als Rührer wirken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Dosieren körniger, pulverförmiger oder hochviskoser Stoffe, insbesondere für Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen, mit einem Vorratsbehälter mit einem mindestens eine Auslaßöffnung aufweisenden Behälterboden, einem um eine senkrechte Achse drehbaren Dosierrad mit mehreren in gleichem Abstand voneinander angeordneten und über die Auslaßöffnung bringbaren Durchbrechungen, wobei in der Füllstellung des Dosierrads gleichzeitig mehrere Durchbrechungen nach oben offen, in der Auslaß-Stellung dagegen durch eine zum Vorratsbehälter festgelegte Abdekkung nach oben hin abgeschlossen sind, und mit wenigstens einem oberhalb des Dosierrads in dem Dosiergut umlaufenden Rührorgan, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise als scheibenartiger Körper ausgebildete, an einem an der Vorrichtung festen Teil (12) um seine Achse (18) drehbar angebrachte und an seinem Außenumfang Vorsprünge (21) aufweisende Rührorgan (17) während der Drehbewegung des Dosierrads (10) kämmend in die Durchbrechungen (11) des Dosierrads (10) eingreift und daß sich die Drehachsen (9, 18) des Dosierrads (10) und des Rührorgans (17) unter einem Winkel schneiden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenartige Rührorgan (17) mehrere in gleichem Abstand voneinander angeordnete und von der zentralen Nabe (19) der Scheibe sternförmig nach außen gerichtete Arme (20) aufweist deren Enden die mit den Durchbrechungen (11) des Dosienads (10) kämmenden Vor-Sprünge (21) bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß sich die Drehachsen (9,18) unter einem Winkel « zwischen 15° und 7.'i° schneiden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (21) der Arme (20) des Rührorgans (17) aus der Ebene der Scheibe derart herausgebogen sind (Winkel ß), daß sie beim Eingriff in die Durchbrechungen (11) des Dosierrads (10) parallel zur Drehachse (9) des Dosierrads (10* verlaufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührorgan (17) aus einem Kunststoff besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Dosierrad (10) und Rührorgan (17) eine Übersetzung ins Schnelle vorliegt

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührorgan (17) in einem durch eine schräge Zwischenwand (4) einseitig in dem Vorratsbehälter (1) abgetrennten Zuführtrichter angeordnet ist.

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