DE4019018C2 - Vorrichtung zum Dosieren von pulverförmigem Schüttgut - Google Patents
Vorrichtung zum Dosieren von pulverförmigem SchüttgutInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von
pulverförmigem Schüttgut, insbesondere für den Einsatz in
Kunststoffverarbeitungsmaschinen, mit einer motorisch ange
triebenen, in einer an ihrem Mantel eintrittsseitig nach
oben und austrittsseitig nach unten offenen Gehäuseausspa
rung um eine horizontale Achse drehbar angeordneten, an ih
rem Umfang mindestens eine radial offene, als zusammenhän
gende Umfangsnut ausgebildete Dosierausnehmung aufweisenden
Dosierrolle und mit einem austrittsseitig in die Dosieraus
nehmung eingreifenden Abstreifer.
Es sind Dosiervorrichtungen bekannt, deren Dosierrollen als
Zellenräder ausgebildet sind, an deren Umfang eine Mehrzahl
von in gleichen Abständen voneinander angeordneten und an
ihrem Umfang geschlossenen Dosierausnehmungen (Zellen) vor
gesehen sind. Das Entleeren der Zellen wird dort durch ei
nen Auskratzer unterstützt, der von außen in den austritts
seitigen Kanal der Dosiervorrichtung eingesetzt ist. Die
bekannten Dosiervorrichtung arbeitet zwar mit gut rieselfä
higem, körnigem Schüttgut mit hinreichender Dosiergenauig
keit. Pulverförmige, schlecht rieselfähige Stoffe, die zum
Zusammenbacken neigen, lassen sich mit ihr jedoch nur unge
nau dosieren, weil die geschlossenen Zellen des Zellenrades
stark variierende Pulvermengen aufnehmen und in den Aus
tragkanal überführen.
Weiterhin sind Dosiervorrichtungen der eingangs genannten
Art bekannt (US-A-3486484, EP-112398 A1 und US-A-3620423),
bei denen die Dosierausnehmung als zusammenhängende Um
fangsnut ausgebildet ist. In diesen Fällen ist die Umfangs
nut jedoch geradlinig ausgebildet, wodurch sich pulverför
mige, schlecht rieselfähige Stoffe ebenfalls nur ungenau
dosieren lassen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekann
ten Dosiervorrichtung der eingangs angegebenen Art dahinge
hend zu verbessern, daß mit ihr auch pulverförmige,
schlecht rieselfähige Feststoffe mit hoher Genauigkeit do
siert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Anspruch 1 angege
benen Merkmale vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausge
staltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht von der empirischen Erkenntnis aus, daß
einerseits die Zwischenwände zwischen den einzelnen Zellen
der bekannten Zellenränder beim Füllvorgang eine Art Ab
schattung bilden, die vor allem bei schlecht rieselfähigen
Stoffen den Füllvorgang stören. Andererseits kann es auch
bei den bekannten Dosierrollen mit zusammenhängender Um
fangsnut zu einem Zusammenbacken des Schüttguts kommen. Um
diesen Nachteil zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vor
geschlangen, daß die Umfangsnut wellenförmig verläuft und
daß der Abstreifer von unten her in die Umfangsnut ein
greift und um eine Schwenkachse pendelnd gelagert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist
die Umfangsnut einen sinusförmigen Verlauf auf, und zwar
mit Auslenkungen in axialer Richtung bei gleichbleibender
Nutentiefe. Mit dieser Maßnahme wird wegen der wechselnden
Flankenrichtung ein guter Transporteffekt auch bei weniger
oder nicht zusammenbackendem Schüttgut erzielt. Der Ab
streifer ist dabei pendelnd gelagert, so daß er der bei
drehender Dosierrolle entstehenden Wellenbewegung der Um
fangsnut folgen kann.
Das Austragen des Schüttguts wird durch einen sich radial
nach außen erweiternden Querschnitt der Umfangsnut erleich
tert. Bei einem Abstreifer, dessen vom Schüttgut beauf
schlagte Fläche einen schräg nach unten offenen Winkel mit
der Senkrechten einschließt, wird das Herausfallen des
Schüttguts nach unten erleichtert. Vorteilhafterweise weist
der Abstreifer eine an die Querschnittsform der Umfangsnut
angepaßte Abstreifzunge auf.
Der Abstreifer kann beispielsweise an einem in den Auslaß
kanal eingreifenden, lösbar in einer Gehäusewand befestig
ten Zylinderbolzen, vorzugsweise zwischen zwei Ringschul
tern gelagert werden. Um das Auswechseln des Zylinderbol
zens und des Abstreifers zu erleichtern, kann eine der
Ringschultern durch eine auf den Zylinderbolzen lose aufge
schobene Distanzhülse gebildet sein. Alternativ dazu kann
der Abstreifer starr mit einem in den Auslaßkanal eingrei
fenden, in einer Zylinderbohrung einer Gehäusewand pendelnd
gelagerten Zylinderbolzen verbunden sein, so daß das auf
den Zylinderbolzen fallende Schüttgut bei dessen Drehbewe
gung abgeworfen wird.
Um bei vorgegebener Drehzahl der Dosierrolle unterschied
liche Dosierraten einstellen zu können, werden gemäß
der Erfindung mehrere, gegeneinander austauschbare Dosier
rollen bereitgehalten, deren Umfangsnuten unterschiedliche
Querschnittsformen oder -abmessungen aufweisen. Zweck
mäßig sind in diesem Falle auch mehrere gegeneinander
austauschbare, in ihren Abmessungen an die unterschied
lichen Umfangsnutenquerschnitte angepaßte Abstreifer
vorgesehen, damit auch bei schlecht rieselfähigem, zu
sammenbackendem Schüttgut die Umfangsnut vollständig
ausgeräumt werden kann. Bei pendelnd gelagerten Abstrei
fern muß zum vollständigen Ausräumen der Umfangsnut deren
Profilverlauf in den von der Wellenform der Umfangsnut
abhängigen Pendellagen des Abstreifers dem Umriß des in
die Umfangsnut eintauchenden Abstreiferendes entsprechen.
Die Dosierrolle weist zweckmäßig an ihrer Umfangsfläche
im Querschnitt vorzugsweise rechteckige, von den stirn
seitigen Rändern der Umfangsfläche ausgehend entgegen
der Drehrichtung schräg nach innen weisende und in die
Umfangsnut mündende Fördernuten auf, durch welche even
tuell in den Ringspalt zwischen der Dosierrolle und der
Gehäuseaussparung eingetretenes pulverförmiges Fördergut
zur Umfangsnut zurückgefördert wird.
Um bei demontierter Dosiervorrichtung ein Herausfallen
von Schüttgut zu verhindern ist die Gehäuseaussparung
austrittseitig durch einen unterhalb des Abstreifers
angeordneten Absperrschieber verschließbar.
Eine im Bereich der eintrittseitigen Mantelöffnung ange
ordnete, mit einer zur Achse der Dosierrolle parallelen
Abstreifkante bis in die unmittelbare Nähe des Umfangs
der Dosierrolle reichende Abstreifplatte verschließt in
Drehrichtung den Ringspalt zwischen dem Umfang der Dosier
rolle und der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseaus
sparung eintrittsseitig und verhindert daß sich das pulver
förmige Schüttgut im Ringspalt verklemmt und damit zu
einem Blockieren der Dosierrolle führt. Der Abstand
zwischen der Abstreifkante und dem Umfang der Dosierrolle
ist zweckmäßig einstellbar.
Ein Anbacken von pulverförmigem Schuttgut am Abstreifer
kann durch mindestens eine im Bereich des Abstreifers
in die austrittseitige Mantelöffnung mündende, auf die
vom Schüttgut beaufschlagte Fläche des Abstreifers ge
richtete Druckluftaustrittsdüse verhindert werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in der
Zeichnung in schematischer Weise dargestellter Ausfüh
rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen ausschnittsweisen Vertikalschnitt durch
eine Dosiervorrichtung für die Pulverdosierung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Umfang der Dosierrolle
nach Fig. 1 mit Pendelabstreifer;
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein weiteres Aus
führungsbeispiel einer Pulverdosiervorrichtung;
Fig. 4 einen Schnitt durch die Dosierrolle und den
Abstreifer entlang der Linie A-A der Fig. 3.
Die in der Zeichnung dargestellte Dosiervorrichtung ist
vor allem zum Dosieren von schlecht rieselfähigem pulver
förmigem Schütt gut, beispielsweise von Farbpulvern bei
der Kunststoffverarbeitung, bestimmt. Die Dosiervorrich
tung besteht aus einem Gehäuse 10 und einer in einer im
wesentlichen zylindrischen Gehäuseausnehmung 12 angeord
neten, um eine horizontale Achse 14 in Richtung des Pfeils
16 motorisch angetriebenen Dosierrolle 18. Die Dosier
rolle 18 ist von oben her über einen mit einem Rückwerk
19 bestückten Trichter 21, einen vom Trichter 21 zur
Gehäuseausnehmung 22 führenden Einfüllschacht 20 und
eine Eintrittsöffnung 22 mit dem in einem Behälter 23
gespeicherten Schüttgut beschickbar und steht nach unten
hin über eine Austrittsöffnung 24 mit einem Ausgabekanal
26 für das dosierte Schüttgut in Verbindung. Das Gehäuse
10 ist zusammen mit dem auf das Gehäuse aufgesetzten
Behälter 23 lösbar auf eine Mehrkantstange 25 einer Halte
vorrichtung 27 aufgesteckt. Die Eintrittsöffnung 22
und die Austrittsöffnung 24 sind durch geschlossene
Förderstrecken 28, 30, die innerhalb der Gehäuseausnehmung
12 verlaufen, voneinander getrennt.
Den Materialtransport übernimmt eine entlang dem Umfang
der Dosierrolle wellenförmig, vorzugsweise sinusförmig
verlaufende Transport- bzw. Umfangsnut 32, die im Bereich
des Einfüllschachtes 20 laufend mit Schüttgut gefüllt
und auf der Seite des Ausgabekanals 26 durch einen in
die Transportnut 32 eingreifenden Abstreifer 34 von dem
Schüttgut fortlaufend entleert wird.
Der in Fig. 1 dargestellte Abstreifer 34 ist an einem
in eine Gewindebohrung der Gehäusewand 36 eingedrehten
Bolzen 38 um die horizontal ausgerichtete Achse 38' des
Bolzens 38 pendelnd gelagert, so daß er die in axialer
Richtung der Dosierrolle hin- und herschwingende Bewegung
der Transportnut 32 mitmachen kann. Der vorzugsweise
als Blechstanzteil ausgebildete Abstreifer 34 ist auf
dem Bolzen 38 zwischen einer bolzenfesten Ringschulter
40 und der Stirnfläche eines lose aufgeschobenen Distanz
rings 42 gelagert, so daß er durch Lösen des Bolzens 38
relativ einfach ausgewechselt werden kann.
Der in Fig. 3 gezeigte Abstreifer 34 ist an einem gegen
über der Horizontalen geneigten Zylinderbolzen 38 pen
delnd gelagert. Durch die Neigung der Bolzenachse 38'
wird zum einen das Ansammeln von Schüttgut auf der nach
oben gerichteten Umfangsfläche des Zylinderbolzens 38
erschwert, zum anderen erweitert sich der zwischen der
Gehäusewand 36 und der vom Schüttgut beaufschlagten Fläche
des Abstreifers 34 gebildete Raum nach unten hin, wodurch
Verstopfungen verhindert werden. Mit Hilfe einer oberhalb
des Abstreifers in den Austrittskanal 26 mündenden, auf
die vom Schüttgut beaufschlagte Fläche des Abstreifers
34 gerichteten Druckluftaustrittsdüse 70 können Schüttgut
anbackungen am Abstreifer verhindert oder beseitigt
werden.
Der um eine Schwenkachse 38' pendelnd gelagerte Abstreifer
34 weist eine mit ihrem freien Ende radial in die Trans
portnut 32 eingreifende Abstreifzunge 44 auf. Der Profil
verlauf der Transportnut 32 und der Umriß des in die
Transportnut eintauchenden freien Endes der Abstreifzunge
sind einander so angepaßt, daß die Transportnut 32 in
jeder Pendellage des Abstreifers 34 vollständig ausge
räumt wird. Bei dem dargestellten Wellen- oder sinus
förmigen Kurvenverlauf der Transportnut 32 führt dies
zu einer im Verlauf variablen Neigung des Nutengrundes
und der Nutenflanken gegenüber der Drehachse 14. Die
Neigung des Nutengrundes ist dabei jeweils in den Scheitel
punkten der Kurve, d. h. im Bereich der maximalen Pendel
auslenkung des Abstreifers am größten und nimmt jeweils
zu den Wendepunkten der Kurve hin ab.
Der zum Trichter 21 hin einerseits und zur Eintrittsöff
nung 22 hin andererseits offene, in das Gehäuse 10 ein
geformte Einfüllschacht 20 der Dosiervorrichtung weist
zwei einander gegenüberliegende, nach unten divergierende
Seitenwände 72 sowie zwei schräg zur Eintrittsöffnung
22 hin konvergierende Stirnseitenwände 74, 76 auf.
Um zu verhindern, daß Schüttgut in den Ringspalt 56
zwischen der Dosierrolle 14 und der Gehäuseaussparung
12 eintritt, ist an der Stirnseitenwand 74 eine Abstreif
platte 60 angeordnet, deren Abstreifkante 54 bis in die
unmittelbare Nähe des Umfangs der Dosierrolle 18 reicht
und den Ringspalt 56 eintrittseitig verschließt. Die
mit Halteschrauben am Gehäuse 10 befestigte Abstreif
platte 60 ist in Richtung der Dosierrolle 18 verstellbar,
so daß sie bei Verschleiß nachgestellt werden kann. Da
eine vollständige Abdichtung des Ringspalts 56 in diesem
Bereich nicht möglich ist, sind in der Umfangsfläche
der Dosierrolle 18 im Querschnitt rechteckige Fördernuten
64 eingearbeitet, die von den stirnseitigen Rändern 62
der Umfangsfläche ausgehend entgegen der Drehrichtung
(Pfeil 16) auf der Umfangsfläche schräg nach innen ver
laufen und in die Transportnut 32 münden. Mit Hilfe der
Fördernuten 64 wird das in den Ringspalt 56 eingedrungene
Schüttgut zur Transportnut zurückgeführt.
Unterhalb des Abstreifers 34 ist ein Absperrschieber 52
am Gehäuse 10 horizontal verschiebbar gelagert, der den
Ausgabekanal 26 beim Abnehmen des Gehäuses 10 von der
Haltevorrichtung 27 selbsttätig schließt und so ein Her
ausfallen von Schüttgut aus dem Gehäuse verhindert. Beim
Aufschieben des Gehäuses 10 rastet ein am Absperrschieber
52 angeformter Zylinderstift 51 in einer Klemmfeder 53
ein, so daß der Absperrschieber 52 in seiner Offenstellung
gehalten wird.
Claims (20)
1. Vorrichtung zum Dosieren von pulverförmigem Schütt
gut, insbesondere für den Einsatz in Kunststoffver
arbeitungsmaschinen, mit einer motorisch angetrie
benen, in einer an ihrem Mantel eintrittsseitig
nach oben und austrittsseitig nach unten offenen
Gehäuseaussparung (12) um eine horizontale Achse
(14) drehbar angeordneten, an ihrem Umfang minde
stens eine radial offene, als zusammenhängende Um
fangsnut (32) ausgebildete Dosierausnehmung aufwei
senden Dosierrolle (18) und mit einem austrittssei
tig in die Dosierausnehmung eingreifenden Abstrei
fer, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut
(32) wellenförmig verläuft und daß der Abstreifer
(34) von unten her in die Umfangsnut (32) eingreift
und um eine Schwenkachse (38') pendelnd gelagert
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Umfangsnut (32) sinusförmig verläuft.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umfangsnut (32) einen sich radial
nach außen erweiternden, vorzugsweise trapezförmi
gen Querschnitt aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (34) radi
al in die Umfangsnut (32) eingreift.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (34) im
wesentlichen senkrecht und die Schwenkachse (38')
im wesentlichen horizontal ausgerichtet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die vom Schüttgut beauf
schlagte Fläche des Abstreifers (34) einen schräg
nach unten offenen Winkel mit der Senkrechten ein
schließt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (34) eine
an die Querschnittsfläche der Umfangsnut (32) ange
paßte Abstreifzunge (44) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (34) an
einem austrittsseitig lösbar in einer Gehäusewand
(36) befestigten Zylinderbolzen (38) vorzugsweise
zwischen zwei Ringschultern (40, 42) gelagert ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß eine der Ringschultern (40, 42) durch eine
auf den Zylinderbolzen (38) lose aufgeschobene Di
stanzhülse (42) gebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Zylinderbolzen (38) vorzugsweise
mittels einer Klammer oder Schraubverbindung axial
unverschiebbar in einer Bohrung der Gehäusewand be
festigbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß der Abstreifer starr mit
einem austrittsseitig dreh- und lösbar in einer Zy
linderbohrung einer Gehäusewand gelagerten Zylin
derbolzen verbunden ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß der Zylinderbolzen (38)
gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ge
kennzeichnet durch mehrere gegeneinander austausch
bare Dosierrollen (18), deren Umfangsnuten (32) un
terschiedliche Querschnittsformen oder -abmessungen
aufweisen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch
mehrere gegeneinander austauschbare Abstreifer
(34), deren Abmessungen an die unterschiedlichen
Nutenquerschnitte angepaßt sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß die Gehäuseaussparung
(12) austrittsseitig durch einen unterhalb des Ab
streifers (34) angeordneten Absperrschieber (52)
verschließbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ge
kennzeichnet durch eine im Bereich der eintritts
seitigen Mantelöffnung angeordnete, mit einer zur
Achse (14) der Dosierrolle (18) parallelen Ab
streifkante (54) bis in die unmittelbare Nähe des
Umfangs der Dosierrolle (18) reichende, in Dreh
richtung einen Ringspalt (56) zwischen dem Umfang
der Dosierrolle (18) und einer zylindrischen Innen
fläche der Gehäuseaussparung (12) verschließende
Abstreifplatte (60).
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß der Abstand zwischen der Abstreifkante
(54) und dem Umfang der Dosierrolle (18) einstell
bar ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, ge
kennzeichnet durch mindestens eine im Bereich des
Abstreifers in die austrittsseitige Mantelöff
nung (26) mündende, auf die vom Schüttgut beauf
schlagte Fläche des Abstreifers (34) gerichtete
Druckluftaustrittsdüse (70).
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da
durch gekennzeichnet, daß der Profilverlauf der Um
fangsnut (32) dem Umriß des in die Umfangsnut ein
tauchenden Abstreiferendes in den von der Wellen
form der Umfangsnut abhängigen Pendellagen des Ab
streifers (34) entspricht.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da
durch gekennzeichnet, daß die Dosierrolle (18) an
ihrer Umfangsfläche im Querschnitt vorzugsweise
rechteckige, von den stirnseitigen Rändern (62) der
Umfangsfläche ausgehende, entgegen der Drehrichtung
schräg nach innen weisende und in die Umfangsnut
(32) mündende Förderrillen (64) aufweist.
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Legal Events
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