DE4109089A1 - Vorrichtung zur dosierung von schuettgut - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dosie­ rung von Schüttgut, insbesondere von pulverförmigem Schütt­ gut, mit einem im wesentlichen vertikalen, einen zylindri­ schen Querschnitt aufweisenden Dosierrad, sowie einer kon­ zentrisch in dem Dosierrad angeordneten Förderschnecke und einer am Auslaßende des Dosierrades angeordneten Absperr­ einrichtung.

Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden beispiels­ weise bei Schlauchbeutel-Verpackungsmaschinen verwendet, um das zu verpackende Gut in dosierter Menge in die jeweilige Verpackung einzuführen. Dabei erfolgt die Dosierung auf vo­ lumetrischer Grundlage unter Berücksichtigung des vorgege­ benen spezifischen Schüttgewichtes. Durch Steuerung der Um­ drehungen der Förderschnecke kann die erforderliche Schütt­ gutmenge gefördert werden. Da üblicherweise die Förder­ schnecke und das Dosierrohr vertikal angeordnet sind, er­ gibt sich das Problem, daß nach Beendigung des Dosiervor­ ganges, das heißt bei Stillstand der Förderschnecke das Produkt durch das Dosierrohr nachströmt. Aus diesem Grunde sind aus dem Stand der Technik an dem Auslaßende des Do­ sierrohres Sperreinrichtungen vorgesehen, um das Dosierrohr zu verschließen. Das bei stillstehender Förderschnecke er­ folgende Nachrieseln oder Nachströmen des Füllgutes ist in hohem Maße unerwünscht, da ein derartiger Nachlauf nicht mit konstanter Menge erfolgt, so daß die in der jeweiligen Verpackung eingefüllte Menge des Schüttgutes nicht genau dosierbar ist.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Absperreinrichtun­ gen umfassen beispielsweise Verschlüsse, welche in Form ei­ nes Siebes aus Metallstäben oder Drähten gestaltet sind. Derartige Verschlußvorrichtungen sind allerdings nur bei besonders kohäsiven Produkten, wie etwa Mehl, Kaffee oder Puderzucker verwendbar.

Frei fließende Produkte, wie etwa Trockenhefe, Farbpulver oder Chemikalien, beispielsweise Pflanzenschutzpulver er­ fordern dicht sitzende, mechanische Verschlüsse. Diese sind im Stand der Technik beispielsweise in Form von Halbschalen oder Kegeln ausgebildet. Eine Halbschale ist dabei bevor­ zugterweise um eine horizontale Achse schwenkbar am Auslaß des Dosierrohres angeordnet und muß bei Beendigung des Do­ siervorganges vor das Auslaßende des Dosierrohres ver­ schwenkt werden. In analoger Weise ist ein Zurückschwenken mit Start des jeweils nächsten Dosiervorganges erforder­ lich. Bei den bekannten Kegeln ist es nötig, diese in lon­ gitudinaler Richtung, bezogen auf die Förderschnecke, zu verschieben, um einen dichten Sitz des Kegels auf dem Aus­ laßende des Dosierrades zu gewährleisten. Diese mechani­ schen Vorrichtungen weisen den erheblichen Nachteil auf, daß ein hoher konstruktiver Aufwand erforderlich ist, um die Vorrichtungen synchron mit der Verpackungsmaschine zu steuern und um einen dichten Sitz bzw. Verschluß des Do­ sierrohres zu erreichen. Weiterhin haben derartige Vorrich­ tungen einen erheblichen Platzbedarf, da sie von oben durch den zwischen dem Dosierrohr und dem bei Schlauchbeutelma­ schinen üblichen Formrohr gebildeten Zwischenraum durchge­ führt werden müssen. Somit ist der Durchmesser, welcher für das Dosierrohr zur Verfügung steht, erheblich begrenzt. Dies wiederum führt zu einer verminderten Dosierleistung und zu längeren Taktzeiten der gesamten Anlage.

Die GB-A-22 12 790 beschreibt eine Ausgestaltung einer Vor­ richtung, bei welcher auf ein Verschließelement verzichtet wird. Statt dessen ist am unteren Ende des Füllrohres ein poröser Ring aus einem Sintermetall vorgesehen, welcher mit einer Luft-Absaugeinrichtung kombiniert ist. Bei Stillstand der Fördereinrichtung wird das nachrieselnde oder nachlau­ fende Schüttgut durch den Sintermetallring abgesaugt. Nach­ teilig hierbei ist, daß außerhalb des Dosierrohres ein aus­ reichender Ringspalt zum Absaugen der Luft und/oder des Schüttgutes vorhanden sein muß. Auch dies führt zu einer Querschnittsverringerung des Dosierrohres und damit zu ei­ ner verminderten Förderleistung. Weiterhin besteht die Ge­ fahr, daß das Sintermetall relativ schnell durch feinpori­ ges Schüttgut verstopft wird, so daß die Funktionsweise der gesamten Vorrichtung nicht mehr gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfa­ chem mechanischem Aufbau, sicherer Handhabung und geringem Platzbedarf eine zuverlässige Unterbindung des Nachlaufens von Schüttgut gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Absperreinrichtung in Form einer Spiralfeder ausgebildet ist, welche am freien Endbereich der Förderschnecke ange­ ordnet ist und deren Spiralringe im entlasteten Zustand im wesentlichen in einer zur Längsachse der Förderschnecke senkrechten Ebene liegen und welche im entlasteten Zustand einen Durchmesser aufweist, welcher gleich oder geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Dosierrohres.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Da die Absperreinrichtung durch eine Spiralfeder gebildet wird, entfallen die aus dem Stand der Technik bekannten, komplizierten Antriebs- und Steuermittel. Es sind somit keine zu bewegenden mechani­ schen Teile vorhanden. Da die Spiralfeder erfindungsgemäß weiterhin im unbelasteten Zustand zu einem völligen Ver­ schluß des Dosierrohres führt, ist auch der Nachlauf von hoch-fließendem Schüttgut gestoppt. Es liegt somit ein zu­ verlässiger Verschluß des Dosierrohres vor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet einen vollauto­ matischen Betrieb. Bei Stillstand der Förderschnecke er­ folgt keine zwangsweise Förderung von Schüttgut durch das Dosierrohr, so daß die Spiralfeder durch die ihr eigene Rückstellkraft in die ebene Ausgangsposition zurückkehren kann. Das während des Nachlaufens auf die Spiralfeder auf­ treffende Schüttgut wird hierbei durch die Feder zurückge­ halten. Bei einer Drehung der Förderschnecke wird das Schüttgut mit einem erheblichen Förderdruck durch das Do­ sierrohr bewegt, welcher zu einer Verformung der Spiralfe­ der führt. Diese wird somit in Förderrichtung gedrückt, wo­ durch die einzelnen Wandungen der Spiralringe einen Abstand zueinander einnehmen, welcher ein Durchströmen des Schütt­ gutes ermöglicht. Nach dem Stillstand der Förderschnecke kehrt die Spiralfeder selbsttätig wieder in ihre Ver­ schließ-Stellung zurück.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß die Spiralfeder nur eine einzige Federspirale umfaßt. Es ist jedoch auch möglich mehrere zueinander konzentrisch angeordnete Spiralfedern vorzuse­ hen.

In günstiger Weise ist weiterhin das Innenende der Spiral­ feder direkt an der Förderschnecke befestigt, so daß auf­ wendige Lagerungseinrichtungen entfallen können.

Die Spiralringe der Spiralfeder können im unbelasteten Zu­ stand entweder direkt gegeneinander und/oder gegen die In­ nenwandung des Dosierrohres anliegen, um einen Abschluß auch für sehr feinkörniges Schüttgut zu gewährleisten. Al­ ternativ hierzu ist es auch möglich, die Spiralringe im un­ belasteten Zustand mit einem gegenseitigen Abstand und/oder einem geringen Abstand zur Innenwandung des Dosierrohres zu versehen. Dieser Abstand ist dabei im wesentlichen kleiner als die Partikelgröße des Schüttgutes. Diese Ausgestaltung bewährt sich insbesondere bei Schüttgut mit größerem Parti­ keldurchmesser.

Erfindungsgemäß kann die Förderschnecke mit einer Geschwin­ digkeit von 300-1300 U/min angetrieben werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungs­ beispieles in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Da­ bei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, teils im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbin­ dung mit einer aus dem Stand der Technik vorbekannten Vorrichtung,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Auslaßendes des Dosier­ rohres mit der erfindungsgemäßen Spiralfeder im Ruhe zu­ stand,

Fig. 3 eine Seiten-Schnittansicht, ähnlich Fig. 2, welche jedoch den Betriebszustand der Förderschnecke zeigt, und

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 2.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung umfaßt ein Pro­ duktzuführrohr 6, welches in das Gehäuse einer Zuführ­ schnecke 7 mündet. Der Auslaß der Zuführschnecke 7 erfolgt in einen Trichter 8, in welchem sich ein Niveaupilot 9 sowie ein Rührwerk 10 befinden. Der Trichter 8 mündet in ein vertikales Dosierrohr 1, in welchem konzentrisch eine Förderschnecke 2 gelagert ist. Die Förderschnecke 2 ist in üblicher Weise über einen Motor 11 antreibbar, welchem eine Brems- und Kupplungseinrichtung 12 nachgeordnet ist. Weiterhin zeigt die Fig. 1 einen Motor 13 zum Antrieb des Rührwerkes 10, so wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Motoren 11 und 13 sind in einem Gehäuse gelagert, welches wiederum auf einem Fuß 14 ruht. Weiterhin ist in üblicher Weise eine Steuerung 15 für die gesamte Anlage vorgesehen.

Das Produkt wird mittels der waagerechten Zuführschnecke 7 in vorgegebener Menge dem Trichter 8 zugeführt. Der Niveau­ pilot 9 steuert die Zuführschnecke 7 und bestimmt die Menge des in dem Trichter 8 befindlichen Schüttgutes. Die Förder­ schnecke 2 wird in Übereinstimmung mit dem gesamten Ar­ beitstakt der Vorrichtung in Betrieb gesetzt.

Das Dosierrohr 1 kann im Innenraum einer Formschulter einer üblichen Schlauchbeutel -Verpackungsmaschine angeordnet sein, so wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Das Dosierrohr 1 weist weiterhin ein Auslaßende 3 auf, in welchem die erfindungsgemäße Verschließ- oder Absperrvor­ richtung angeordnet ist. Im Detail ist das Auslaßende 3 in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Erfindungsgemäß ist an dem freien Ende der Förderschnecke 2 eine Spiralfeder 4 befestigt, beispielsweise mittels einer Mutter und/oder eines Gewinde­ bolzens, welche an der Förderschnecke 2 befestigt sind.

Die Spiralfeder 4 ist in Fig. 2 in entlastetem Zustand wäh­ rend des Stillstandes der Förderschnecke 2 gezeigt. Dabei erstreckt sich die Spiralfeder 4, wie auch aus Fig. 4 er­ sichtlich ist, in einer Ebene, welche senkrecht zur Drehachse der Förderschnecke 2 angeordnet ist. Die Fig. 2 und 4 zeigen den Zustand in schematischer Weise, um die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verdeut­ lichen. In dem unbelasteten, in den Fig. 2 und 4 gezeigten Zustand weisen die einzelnen Spiralringe der Spiralfeder 4 einen gegenseitigen Abstand sowie einen Abstand von der In­ nenwandung des Dosierrohres 1 auf, welcher geringer ist, als die Partikelgröße des nicht gezeigten Schüttgutes. Auf diese Weise wird ein dichter Verschluß des unteren Berei­ ches des Dosierrohres 1 gewährleistet. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Zustand, bei welchem sich die Förderschnecke 2 in Drehung befindet, wird die Spiralfeder 4 durch den Druck des durch die Förderschnecke 2 geförderten Schüttgutes so verformt, daß die einzelnen Spiralringe der Spiralfeder 4 einen Abstand zueinander aufweisen, welcher ein Ausströmen des Schüttgutes ermöglicht, so wie dies durch die kleinen Pfeile in Fig. 3 gezeigt ist. Bei Stillstand der Förder­ schnecke 2 kehrt diese in den in Fig. 2 gezeigten Ruhezu­ stand zurück. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Förder­ schnecke 2 gemäß dem in Fig. 4 gezeigten Zustand gegen die Uhrzeigerrichtung gedreht wird.

Die Spiralfeder 4 ist mit ihrem Ende 5 an der Förder­ schnecke 2 befestigt, während das andere Ende der Spiralfe­ der 4, wie in Fig. 4 gezeigt, frei endet.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbei­ spiel beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifika­ tionsmöglichkeiten.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Dosierung von Schüttgut, insbesondere von pulverförmigem Schüttgut, mit einem im wesentlichen vertikalen, einen zylindrischen Querschnitt aufweisenden Dosierrohr (1) sowie einer konzentrisch in dem Dosierrohr (1) angeordneten Förderschnecke (2) und einer am Auslaßende (3) des Dosierrohres (1) angeordneten Absperreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung in Form einer Spiralfeder (4) ausgebildet ist, welche am freien Endbereich der Förderschnecke (2) angeordnet ist und deren Spiralringe im entlasteten Zustand im wesentlichen in einer zur Längsachse der Förderschnecke (2) senkrechten Ebene liegen und welche im entlasteten Zustand einen Durchmesser aufweist, welcher gleich oder geringfügig kleiner ist, als der Innendurchmesser des Dosierrohres (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (4) eine Federspirale umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spiralfeder (4) aus einem Rundmaterial gefertigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innen liegende Ende (5) der Spiral­ feder (4) an der Förderschnecke (2) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralringe im unbelasteten Zustand gegeneinander und/oder gegen die Innenwandung des Dosier­ rohres (1) anliegen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralringe im unbelasteten Zustand einen gegenseitigen Abstand und/oder einen Abstand zur In­ nenwandung des Dosierrohres (1) aufweisen, welcher im we­ sentlichen kleiner ist, als die Partikelgröße des Schütt­ gutes.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (2) mit einer Ge­ schwindigkeit von 300-1300 U/min antreibbar ist.