DE3512826C2 - Füll- und Wiegeeinrichtung für loses Material, insbesondere für Federn und Daunen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Füll- und Wiegeeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Bei derartigen Füll- und Wiegeeinrichtungen ist es erwünscht, ein möglichst automatisches Einfüllen einer vorgegebenen Mate­ rialmenge in einen zu füllenden Gegenstand zu erzielen. Im Fall von Bettfedern und Daunen erfolgt beispielsweise das Befüllen von Kleidungs- oder Bettstücken dadurch, daß eine abgewogene Menge der Federn oder Daunen mit Hilfe eines Gebläses aus einem Behälter abgesaugt und in den zu füllenden Gegenstand eingebla­ sen wird. Eine genaue Dosierung der Menge des eingefüllten Materials war hierbei nur sehr schwierig zu erzielen, so daß die eingefüllte Menge sehr stark von einem Gegenstand zum anderen streut.

Aus der DE-PS 5 18 180 ist eine Füll- und Wiegeeinrichtung be­ kannt, bei der der zu füllende Gegenstand zusammen mit einem Füllrohr und einem Gebläsegehäuse auf einer Waagschale angeordnet ist, wobei im Inneren des Gebläsegehäuses ein von einem stationären Gebläsemotor gelagerter Rotor angeordnet ist, der sich frei unter Einfügung eines Luftspaltes gegenüber dem Gebläsegehäuse bewegen kann. Um die Füllgenauigkeit zu ver­ bessern, ist die Gebläsedrehzahl am Ende des Füllvorganges verringerbar. Aufgrund der Beweglichkeit des Gebläsegehäuses gegenüber dem Gebläserotor muß dieser Rotor mit einem erheb­ lichen Spiel in dem Gebläsegehäuse angeordnet sein, so daß sein Wirkungsgrad verringert ist. Weiterhin ist es zwingend erfor­ derlich, daß das Gebläse an der Füll- und Wiegeeinrichtung selbst angeordnet ist, so daß dieses Gebläse nicht für andere Zwecke mit herangezogen werden kann.

Aus der US-PS 3 693 836 ist eine Füll- und Wiegeeinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der der Silo an seinem unteren Ende benachbart zur Auslaßöffnung ein Zellrad mit horizontaler Achse aufweist, das zur Eindosierung des Materials aus dem Silo in den Wiegebehälter nach Öffnen von Verschluß­ klappen der Auslaßöffnung des Silos dient. Die Einlaßöffnung des Wiegebehälters umgibt die Auslaßöffnung bzw. die geöffneten Klappen des Silos mit erheblichem Abstand, so daß die Gefahr eines Austretens von Federn durch diesen Abstand hindurch besteht. Der Absaugstutzen des Wiegebehälters ist weiterhin mit einem sich axial nach außen erstreckenden Flansch versehen, der berührungslos gegenüber einem weiteren Flansch einer Absaug­ leitung beweglich ist. Es wird davon ausgegangen, daß trotz der bei Füllen des Wiegebehälters auftretenden Vertikalbewegung dieses Wiegebehälters die radiale Versetzung des Absaugstutzens gegenüber der Absaugleitung keinen Einfluß auf den Absaugvorgang hat. Zum Füllen des Silos aus einer Vorratsquelle werden ein an der Vorratsquelle angeordnetes Gebläse und ein Absauggebläse in dem Silo verwendet, während ein weiteres Gebläse zum Absaugen der Federn aus dem Wiegebehälter und zum Einfüllen in den zu befüllenden Gegenstand vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich ein komplizierter und aufwendiger Aufbau, und aufgrund der Verwen­ dung des Zellrades zum Eindosieren des Materials in den Wiege­ behälter kann keine genaue Dosierung erfolgen, so daß zur genauen Nachdosierung eine manuelle Bewegung des Zellrades und/oder eine Entnahmeöffnung an dem Wiegebehälter vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Füll- und Wiegeeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau ein sehr schnelles Füllen von Gegenständen mit einer genau vorgegebenen Menge des Materials ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Füll- und Wiege­ einrichtung führt der Wiegebehälter nur eine sehr geringe Be­ wegung gegenüber dem Silo bzw. der Absaugleitung auf, so daß die Luftspalte zwischen dem Wiegebehälter und dem Silo einer­ seits und dem Wiegebehälter und der Absaugleitung andererseits sehr genau bemessen werden können, was einerseits einen Austritt des Materials aus dem Wiegebehälter und andererseits ein Ver­ stopfen der Absaugleitung oder ein Verbleiben von Federn in dem Wiegebehälter sicher verhindert.

Da der Wiegebehälter sowohl gegenüber dem Silo als auch gegen­ über der Absaugleitung frei beweglich ist, tritt keine Beein­ trächtigung der Wiegegenauigkeit auf. Da der Wiegebehälter auf einer Druckmeßdose oder auf einem ähnlichen, ein elektrisches Ausgangssignal liefernden Meßfühler angeordnet ist, der nur einen sehr geringen Hub pro Füllgewicht des Wiegebehälters aufweist, ändern sich die zwischen dem Wiegebehälter und dem Silo einerseits und dem Wiegebehälter und der Absaugleitung andererseits ausgebildeten Luftspalte bei sich ändernden Materi­ almengen in dem Wiegebehälter nur sehr wenig.

Andererseits ergeben die Luftspalte zwischen dem Wiegebehälter und dem Silo einerseits und dem Wiegebehälter und der Absaug­ leitung andererseits den Vorteil, daß durch diese Luftspalte zusätzliche Luft beim Absaugen des Wiegebehälters nachfließen kann, so daß ein Verstopfen der Absaugleitung sicher vermieden wird.

Zur Erleichterung des Füllens des Wiegebehälters aus dem Silo ist in dem Silo vorzugsweise ein Rührwerk angeordnet, das mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden kann, so daß die Menge des durch die Auslaßöffnung des Silos fallenden Materials bei Annäherung an das Sollgewicht in dem Wiegebehälter durch Verringerung der Geschwindigkeit des Rührwerkes verringert werden kann. Auf diese Weise ist eine sehr präzise Befüllung des Wiegebehälters mit der gewünschten Menge des Materials möglich.

Zum Befüllen des Silos und zum Absaugen des Materials aus dem Wiegebehälter kann vorzugsweise das gleiche Gebläse verwendet werden, wobei die Saugseite dieses Gebläses wahlweise mit der Luftabsaugleitung des Wiegebehälters in Verbindung bringbar ist.

Die beim Absaugen des Materials aus dem Wiegebehälter über die Spalte eintretende Luft kann durch entsprechende konstruktive Maßnahmen in gewünschter Weise gesteuert werden. So ist es gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Auslaß­ öffnung des Silos von einem Stutzen umgeben ist, der teleskop­ artig in eine entsprechende Wand am oberen Ende des Wiegebehäl­ ters eingeschoben ist oder diese umgibt, so daß durch die Länge der ineinandergeschobenen Abschnitte der Luftwiderstand des so gebildeten Ringspaltes beliebig einstellbar ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es mög­ lich, die Auslaßöffnung des Silos und die Einlaßöffnung des Wiegebehälters mit sich gegenüberstehenden radial nach außen erstreckenden Flanschen zu versehen, zwischen denen ein Axial­ spalt gebildet ist, dessen Luftwiderstand durch die radiale Erstreckung der Flansche bestimmt ist. Ähnliche Flansche können an den sich gegenüberstehenden Enden der Absaugleitung und des Auslaßstutzens des Wiegebehälters vorgesehen sein, um auch hier den Luftwiderstand des Spaltes bestimmen zu können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der automa­ tischen Füll- und Wiegeeinrichtung dargestellt.

Diese Füll- und Wiegeeinrichtung wird im folgenden an­ hand des Einfüllens und Wiegens von Federn und Daunen beschrieben, sie ist jedoch auch für beliebiges anderes loses Material verwendbar.

Die Einrichtung weist einen Silo 2 auf, der auf ein Gestell 1 aufgebaut ist. Im Inneren des Silos befindet sich ein Rührwerk 3 mit zwei einteiligen Rührarmen 3a und einem dreiteiligen Rührarm 3b. Dieses Rührwerk dient dazu, die Federn oder Daunen aufzulockern, so daß sie gleichmäßig in den unter dem Silo angeordneten Wiegebe­ hälter 6 fallen.

Der Silo weist am unteren Ende eine Auslaßöffnung 4 auf, die beispielsweise durch drei einzelne Öffnungen gebil­ det sein kann, die durch Klappen 5 verschließbar sind.

In die obere Wand des Silos 2 mündet eine Luftabsaug­ leitung 11, die von dem Inneren des Silos über ein Sieb 10 getrennt ist, so daß, wenn die Luftabsaugleitung 11 über ein Klappenventil 12 mit der Saugseite eines Ge­ bläses 14 verbunden ist, das Material, wie z. B. Federn oder Daunen über einen in das obere Ende des Silos 2 mün­ dende Rohrleitung 15 in den Silo 2 eingesaugt werden können.

Der am unteren Ende des Silos angeordnete Wiegebehälter 6 ist auf einer Druckmeßdose 8 gelagert und wird durch drei angelenkte Stangen (Führungsstangen) 7 an dem Gestell 1 geführt und gehaltert, wobei diese Stangen 7 über extrem reibungs­ arme Lager an dem Gestell 1 und dem Wiegebehälter 6 angelenkt sind.

Die Auslaßöffnung 4 des Silos ist durch eine Ummantelung (Stutzen) 4a gebildet, der konzentrisch unter Bildung eines Luftspal­ tes im Inneren einer Ummantelung (zylindrische Wand) 26a des Wiegebehälters 6 angeordnet ist, die die Ein­ laßöffnung 26 des Wiegebehälters bildet. Der so gebilde­ te Ringspalt kann eine radiale Stärke von 3 bis 10 mm aufweisen.

Am unteren Ende des Wiegebehälters 6 ist ein Absaug­ stutzen 27 angeordnet, der in eine Absaugleitung 16 mündet. Zwischen dem Absaugstutzen 27 und der Absaug­ leitung 16 ist ein Spalt von beispielsweise 0,1 bis 2 mm ausgebildet, der eine berührungslose Verbindung zwischen dem Wiegebehälter und der Absaugleitung 16 ermöglicht. Hierdurch wird eine Beeinflussung des Wiegevorgangs si­ cher vermieden.

Der Ringspalt zwischen dem Stutzen 4a des Silos und der zylindrischen Wand 26a am oberen Ende des Wiegebehälters 6 ergibt den zusätzlichen Vorteil, daß beim Absaugen der Federn oder Daunen aus dem Wiegebehälter über den Ringspalt Luft nachströmen kann, wodurch eine vollständige Entleerung des Wiegebehälters erreicht wird. Durch den Spalt zwi­ schen dem Absaugstutzen 27 und der Absaugleitung 16 kann weiterhin zusätzliche Luft beim Absaugen des Wiegebe­ hälters nachfließen, wodurch ein Verstopfen der Absaug­ leitung 16 bzw. der Saugleitung 13 des Gebläses 14 si­ cher vermieden wird.

Zwischen der Absaugleitung 16 und der Saugleitung 13 des Gebläses ist ein Klappenventil 12 angeordnet, das ein wahlweises Verschließen der Absaugleitung 16 des Wiege­ behälters oder der Luftabsaugleitung 11 des Silos gegen­ über der Saugleitung 13 des Gebläses 14 ermöglicht.

Das Rührwerk 3 kann durch einen Motor 9 mit unterschied­ lichen Geschwindigkeiten angetrieben werden, wobei die­ ser Motor beispielsweise ein polumschaltbarer Motor 9 mit zwei Geschwindigkeiten sein kann.

Die gesamte Einrichtung wird durch eine elektronische Steuerung gesteuert, die eine Eingabe des Sollgewichts und eine Verringerung der Geschwindigkeit des Rührwerks 3 bei Annäherung an das Sollgewicht ermöglicht, so daß eine Grob- und Feindosierung sowie ggf. eine Vorabschal­ tung des Rührwerkes und ein Schließen der Klappen möglich ist, um die nach Erreichen des Sollgewichts noch in der Luft schwebenden Federn und Daunen zu berücksichtigen.

Die Betriebsweise der Einrichtung ist folgende:
Zum Befüllen des Silos 2 wird das Klappenventil 12 in eine Position gebracht, in der die Absaugleitung 16 gegenüber der Saugleitung 13 des Gebläses 14 verschlossen ist. Wei­ terhin sind die Klappen 5 in der Auslaßöffnung des Silos 2 geschlossen. Durch den Betrieb des Gebläses 14 wird in dem Silo 2 ein Unterdruck erzeugt, so daß Federn und Dau­ nen über den Kanal oder die Rohrleitung 15 eingesaugt wer­ den können, bis der Silo gefüllt ist. Nach dem Befüllen des Silos wird das Gebläse 14, gegebenenfalls automatisch, abgeschaltet.

Das Klappenventil 12 wird dann in eine Stellung gebracht, in der die Luftabsaugleitung 11 gegenüber der Saug­ leitung 13 des Gebläses 14 verschlossen ist, während diese Saugleitung 13 mit der Absaugleitung 16 des Wie­ gebehälters in Verbindung steht.

Weiterhin werden die Klappen 5 in der Auslaßöffnung des Silos 2 geöffnet und das Rührwerk 3 wird in Bewe­ gung gesetzt. Hierbei fallen dann Federn oder Daunen in den Wiegebehälter 6.

Nach Erreichen einer in die elektronische Steuerung eingegebenen Grobdosiermenge wird das Rührwerk 3 auf eine kleinere Drehzahl geschaltet, die in einem Bereich zwischen 30 bis 80 Umdrehungen pro Minute liegt.

Hierdurch wird der Federnstrom in den Wiegebehälter 6 hinein verlangsamt und es wird eine genaue Wägung in der Größenordnung von plus/minus 1 g erreicht.

Bei Erreichen des Sollgewichts werden die Klappen 5 geschlossen, worauf das Gebläse 14 erneut gestartet wird und der Wiegebehälter 6 wird über die Saugleitung 13 und die Absaugleitung 16 entleert, wobei das aus dem Wiegebehälter abgesaugte Material in einen zu füllenden Gegenstand 28 eingeblasen wird.

Nach Ablauf der Entleerzeit wird der Wiegebehälter 6 wieder automatisch aus dem Silo 2 gefüllt.

Der Silo kann beispielsweise ein Fassungsvermögen haben, das für 60 bis 80 Füllungen von ca. 40 bis 50 g ausreicht, bevor er nachgefüllt werden muß. Selbstverständlich kann sowohl die jeweilige Füllmenge als auch die Füllmenge des Silos beliebig vergrößert werden.

Claims (9)

1. Füll- und Wiegeeinrichtung für loses Material, insbesondere Federn und Daunen, mit einem Silo zur Aufnahme des Materials, wobei der Silo an seiner Unterseite eine durch Klappen ver­ schließbare Auslaßöffnung aufweist, mit einem auf einer Waage angeordneten und gegenüber dem Silo frei beweglichen Wiegebe­ hälter zum Abwiegen des jeweils einzufüllenden Materials, wobei der Wiegebehälter eine auf die Auslaßöffnung des Silos gerich­ tete Einlaßöffnung und einen Absaugstutzen aufweist, und mit einem Gebläse zum Absaugen des Materials aus dem Wiegebehälter und zum Einfüllen in zu füllende Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage durch einen einen geringen Hub pro Füllgewicht des Wiegebehälters aufweisenden Meßfühler gebildet ist, daß die Auslaßöffnung (4) des Silos (2) eine Ummantelung (4a) aufweist, daß die Einlaßöffnung (26) des Wiegebehälters (6) eine zu der Ummantelung (4a) des Silos (2) konzentrisch angeordnete Ummantelung (26a) derart aufweist, daß zwischen der Ummantelung (4a) des Silos (2) und der Ummantelung (26a) der Einlaßöffnung (26) ein enger Luftspalt ausgebildet ist, daß der Absaugstutzen (27) des Wiegebehälters einer konzen­ trisch hierzu angeordneten Absaugleitung (16) gegenübersteht und von dieser durch einen Luftspalt (27a) getrennt ist, und daß der Luftwiderstand des ersten bzw. zweiten Luftspaltes einstellbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ummantelung (4a) der Auslaß­ öffnung (4) des Silos (2) durch einen zylindrischen Stutzen am unteren Ende des Silos gebildet ist, daß der Wiegebehälter an seinem oberen Ende eine die Ummantelung (26a) bildende zylindrische Wand aufweist, deren Form der Form des Stutzens entspricht, und daß die Durchmesser des Stutzens und der zylin­ drischen Wand derart unterschiedlich sind, daß der Stutzen und die zylindrische Wand berührungslos un­ ter Bildung eines Ringspaltes (26b) ineinander schieb­ bar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einander gegenüber­ stehenden Enden des Absaugstutzens (27) und der Ab­ saugleitung (16) des Wiegebehälters jeweils einander gegenüberstehende, sich radial nach außen erstreckende Ringflansche aufweisen, die durch einen kleinen axialen Abstand voneinander getrennt sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Silo (2) eine Rohrleitung (15) für das Material und eine vom Inneren des Silos (2) durch ein Sieb (10) getrennte Luftabsaugleitung (11) aufweist, und daß die Absauglei­ tung (16) des Wiegebehälters (6) und die Luftabsauglei­ tung (11) des Silos (2) wahlweise mit der Saugseite des Gebläses (14) verbindbar sind, dessen Druckseite in den zu füllenden Gegenstand (28) mündet.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Silos (2) ein Rührwerk (3) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rührwerk (3) mit Hilfe eines Motors (9) angetrieben ist, dessen Geschwin­ digkeit änderbar ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Auslaßöffnung (4) des Silos (2) verschließenden Klap­ pen (5) durch die Waage steuerbar sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Motor (9) bei Annäherung an das Sollgewicht des Ma­ terials in dem Wiegebehälter (6) auf eine niedrigere Geschwindigkeit umschaltbar ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiege­ behälter (6) durch Führungsstangen (7) mit reibungs­ armen Lagern geführt und gehaltert ist.