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Materialaufgabe-Einrichtung mit einem periodisch beladenen, mittels
eines Waagebalkens gesteuerten Beschicker
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zur geregelten Zuführung von Materialien zu einer Empfangsstelle. Insbesondere bezieht
sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur mit gleichbleibender Geschwindigkeit
erfolgenden Aufgabe von Cellulosebögen in einen Reaktionskessel. Die Einrichtung
kann in erster Linie bei der kontinuierlichen Herstellung von Alkalicellulose Verwendung
finden.
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Zur erfolgreichen Durchführung eines kontinuierlichen Verfahrens
ist es u. a. notwendig, die Rohstoffe mit konstanter gleichmäßiger Geschwindigkeit
der Reaktionskammer oder der sonstigen Empfangsstelle zuzuführen. Von allen zur
Erzielung einer solchen gleichmäßigen Beschickung vorgeschlagenen Verfahren hat
sich das Gewichtsverlustverfahren als am vorteilhaftesten erwiesen. Gemäß diesem
Verfahren wird eine für einen längeren Betriebsabschnitt ausreichende Rohstoffmenge
auf eine von einem Wägemechanismus getragene Beschickungsvorrichtung aufgelegt,
wobei der Wägemechanismus bei Betriebsbeginn von Hand aus in eine Gleichgewichtsstellung
gebracht wird. Das Gegengewicht des Wägemechanismus wird dann längs des Waagebalkens
nach dessen Unterstützungspunkt hin kontinuierlich und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
entsprechend der gewünschten Beschickungsgeschwindigkeit des Materials yerschoben.
Dadurch, daß die Waage durch eine solche Bewegung des Gegengewichtes aus der Gleichgewichtsstellung
gebracht ist, wird dieBe-
schickungsvorrichtung in Tätigkeit gesetzt,
die dann den Rohstoff der Reaktionskammer oder einer sonstigen Empfangsstelle zuleitet.
Die Beschickungsvorrichtung ist im allgemeinen so eingestellt, daß sie den Rohstoff
der Empfangsstelle mit etwas größerer Geschwindigkeit zuführt, als sie sich aus
der Verschiebung des Gegengewichtes ergibt. Auf diese Weise kommt der Wägemechanismus
nach einer kurzen Betriebsperiode wieder in die Gleichgewichtsstellung, wodurch
die Beschickungsvorrichtung ihre Arbeit einstellt. Die fortgesetzte gleichmäßige
Verschiebung des Gegengewichtes bringt den Wägemechanismus jedoch sehr bald wieder
aus der Gleichgewichtslage heraus, so daß die Beschickungsvorrichtung erneut in
Tätigkeit tritt. Obwohl der Rohstoff bei dieser Arbeitsweise der Reaktionskammer
oder sonstigen Empfangsstelle somit eigentlich mehr schubweise als kontinuierlich
zugeführt wird, sind die Intervalle, während deren die Beschickungsvorrichtung außer
Tätigkeit ist, doch so kurz, daß man von einer praktisch kontinuierlichen Beschickung
reden kann.
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Wenn das verschiebbare Gegengewicht das äußerste Ende des Waagebalkens
erreicht hat und das gesamte, der Beschickungsvorrichtung anfänglich aufgegebene
Rohmaterial der Reaktionskammer zugeführt wurde, so ist es natürlich erforderlich,
die Beschickungsvorrichtung von neuem mit Rohstoff zu versehen und die Waage wieder
einzustellen, indem man das Gegengewicht auf dem Waagebalken in eine neue Gleichgewichtsstellung
zurückschiebt. Bisher war es allgemein üblich, die Neubeladung der Beschickungsvorrichtung
und die Neueinstellung des Gegengewichtes von Hand aus vorzunehmen. Diese Maßnahmen
erfordern jedoch eine gewisse Zeit, während welcher kein Rohmaterial von der Beschickungsvorrichtung
aufgegeben wird. Bisher hat man keine Mittel vorgesehen, um diese Unterbrechung
der Beschickungsarbeit auszugleichen. Man kann zwar solche Beschickungsunterbrechungen
vermeiden, indem man zwei Beschickungsvorrichtungen benutzt, von denen jede ihr
eigenes Wägesystem hat. Die eine Vorrichtung wird dann in Betrieb gesetzt, wenn
die zweite erneut beladen wird.
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Die verhältnismäßig hohen Erstellungskosten einer solchen zusätzlichen
Anlage. haben jedoch im allgemeinen davon abgehalten, sich einer derartigen doppelten
Vorrichtung zu bedienen. Statt dessen war man stets bestrebt, die zur Neubeladung
der Beschickungsvorrichtung und zur erneuten Ausbalancierung des Wägemechanismus
erforderliche Zeit auf ein Minimum herabzudrücken, so daß die Zeit, in welcher diese
Maßnahmen durchgeführt werden, nur einen kleinen Prozentsatz derjenigen Zeit ausmacht,
die die Zuführung einer einzelnen Rohmaterialmenge zu der Reaktionskammer oder zu
der sonstigen Empfangsstelle erfordert.
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Ein solches Verfahren ist zufriedenstellend, wenn die Geschwindigkeit,
mit der der Rohstoff der Reaktionskammer zugeführt wird, verglichen mit der Zeit,
die erforderlich ist, um die ganze Rohstoffladung des Förverbandes oder der sonstigen
Beschickungsvorrichtung in die Reaktionskammer einzubringen, verhältnismäßig klein
ist. Bei bestimmten Rohmaterialarten, wie z. B.
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Cellulosebögen, wie sie zur Herstellung von Alkalicellulose benutzt
werden, ist es jedoch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit unzweckmäßig, entweder
das Rohmaterial mit derart niedriger Geschwindigkeit einzubringen oder eine Beschickungsvorrichtung
zu bauen, die so groß'ist, daß die Zeit für die Neubeladung und die Neueinstellung
der Wägevorrichtung in einem ganzen Beschickungsabschnitt nicht ins Gewicht fällt.
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Nichtsdestoweniger ist es gleichzeitig für die Herstellung einer einwandfreien
und gleichmäßigen Alkalicellulose wesentlich, daß der durch die letztgenannten Maßnahmen
auftretende Beschickungsfehler entweder beseitigt oder wenigstens auf ein Mindestmaß
verringert wird. Wenn die Alkalicellulose zwecks Herstellung von Filmen oder Fäden
aus regenerierter Cellulose in Viskose umgewandelt wird, so muß der Cellulosegehalt
der Alkalicellulose (und damit die Zuführungsgeschwindigkeit der Cellulose in die
Reaktionskammer) mit einer Toleranz von A o,50/o eingehalten werden. Eine solche
Genauigkeit kann man mit den bekannten Verfahren zur Neubeladung und nachfolgenden
erneuten n Ausbalancierung der Beschickungsvorrichtung von Hand aus auf wirtschaftliche
Weise nicht erzielen.
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Die Erfindung hat somit die Aufgabe, Mittel zu schaffen, die es ermöglichen,
gleichmäßige Rohmaterialmengen mit konstanter Geschwindigkeit über längere Perioden,
die verschiedene Neubeladungsvorgänge und Maßnahmen zur erneuten Ausbalancierung
der Wägevorrichtung einschließen, einer Reaktionskammer oder einer anderen Empfangsstelle
zuzuführen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Anpassung des Gewichtsverlustverfahrens
an eine kontinuierliche Arbeitsweise, so daß der die Neubeladung der Beschickungsvorrichtung
und die erneute Ausbalancierung umfassende Betriebsabschnitt den kontinuierlichen
Betrieb nicht stört. Auf diese Weise ist es dann. möglich, über längere Zeiträume,
die eine Mehrzahl von Neubeladungs- und erneuten Ausbalancierungsmaßnahmen enthalten,
ein gleichmäßiges Produkt zu erzeugen.
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Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden in der nachfolgenden
Beschreibung noch weiter erläutert.
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Die gestellten Aufgaben werden ganz allgemein dadurch gelöst, daß
einer auf einer Wägeplattform angeordneten und nach dem Gewichtsverlustverfahren
arbeitenden Beschickungsvorrichtung Mittel zugeordnet werden, durch welche die Beschickungstätigkeit
der Vorrichtung am Ende eines Beschickungsabschnittes für eine bestimmte Zeit angehalten
wird, die für die erforderliche Neubeladung und die erneute Ausbalancierung ausreicht
und durch welche weiterhin dafür gesorgt wird, daß die Beschickungsvorrichtung danach
eine Rohmaterialmenge aufgibt, die so groß ist, daß sie auch die Fehlmenge ausgleicht,
welche normalerweise während des Stillstandes der Beschikkungsvorrichtung aufgegeben
worden wäre.
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Insbesondere werden die Aufgaben der Erfindung durch Schaffung einer
Beschickungsvorrichtung gelöst, welche nach dem Gewichtsverlustverfahren arbeitet
und der eine Apparatur und geeignete elektrische Steuerkreise beigegeben sind, so
daß die Bedienungsperson in der Lage ist, durch Drücken eines einzigen Druckknopfes
die folgende Reihe von selbsttätigen
Arbeitsgängen ansulösen : 1.
Unterbrechung des weiteren Vorschubes des Gegengewichtes auf der Wägevorrictltung;
7. Inbetriebsetzung einer Zeitschaltvorrichtung, die ein weiteres Arbeiten der Beschickungsvorrichtung
während einer bestimmten Zeitspanne unterbricht, während der die Neubeladung der
Beschickungsvorrichtung und die Rückbewegung des Gegengewichtes in die neue Gleichgewichtsstellung
durchgeführt werden kann, 3. Gleichzeitige Entfernung eines Ausgleichgewichtes von
der die Beschikkungsvorrichtung tragenden Wägeplattform, wobei dieses Ausgleichgewicht
dem Gewicht einer Rohmateriamenge entspricht, die normalerweise während der Stillstandperode
der Beschickungsvorrichtung aufgegeben worden wäre ; 4 selbsttitige Rückführung
des Gegengewichtes in die neue Geleichgewichtsstellung; 5. selbsttätiges erneutes
Aufsetzen des Ausgleichgewichte auf die Wägeplattform, 6. Inbetriebsetzung des Gegengewiclltes
(\'orschub mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung der Schneide des Waagebalkens),
so daß die Heschickungsvorrichfung wieder ihre normale Arbeit fortsetzt. Diese Arbeit
umfaßt nicht nur die Aufgabe einer sich aus dem Vorschub des Gegengewichtes ergebenden
Materialmenge, sonderen außerdem einer weiteren Materialmenge, welche dem ausgleichgewicht
entspricht.
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Obwohl die Vorrichtung und des Verfahren gemäß der Erfindung iiberall
dort Anwendung finden können, wo es sich um eine langzeitige Aufgabe eines Rohmaterials
in einem sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegenden ATaterialstrom handelt,
ist die Erfindung insbesondere fiir die Zuführung von cellulosehaltigen Materialien,
wie z. B. Holzstofftafeln oder t3aumwollinters, zu einer Empfangsstelle zwecks Herstellung
von Alkalicelluose gleichmäßiger Zusammensetzung geeignet. Nachfolgend wird die
Erfindung daher auch an Hand des letzteren Anwendungsfalles beschrieben werden.
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Eine beispielsweise Ausfültrungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt
die Zeichnung, und zwar ist l ig. I eine schematische Darstellung der Anordnung
der verschiedenen Tile der Vorrichtung und der hierzu gehärenden elektrischen Seuermittel,
Fig. 2 ein Grundriß einer geeingeten Vorichtung zur Verschiebung des Gegengewichtes,
Fig. 2 a eine Stirnansicht einer Reibungsbremse in Richtung der Pfeile 2a in Fig.
2, Fig. 3 eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 2, voraus die Mittel
zur Betätigung der Kupplung des (;egengewichtantriebes ersichtlich sind, Fig. 4
eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht, die Einzeletile der Zeitschaltvorrichtung
wiedergibt, l'ig. 5 ein Schnitt dtlrell die Waagebalkenstabilisierung.
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Gemäß Fig. 1 besitzt die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine geeignete
auf einer Waage angeordnete Beschickungsvorrichtung, Diese Beschickungsvorrichtung
entspricht zweckmäßig derjenigen nach der amerikanischen Patentschrift 2 253 149.
Sie hat ein Förderband 10. das einen Stapel C von Cellulosebögen befördert und einen
senkrecht hin und her gehenden schaufelartigen Teil 11, der die Aufgabe hat, die
einzelnen Cellulosebögen von dem Stapel abzutrennen und sie in den Aufgabetrichter
12 der Empfangsstelle I3 einzuwerfen. Das Förderband 10 und die hin und her gehende
Schaufel ii werden von dem Motor 14 angetrieben, der über ein nicht dargestelltes
Getriebe eine Welle dreht, die durch eine Antriebsrolle 15 des Förderbandes hindurchgeht.
Der Motor wird durch die in oder außer Gleichgewicht befindliche Stellung der Waage
gesteuert. Diese Waage besitzt eine Plattform 20, die von einem schwenkbaren Arm
2I getragen wird, welcher über eine Stange 22-an den Waagebalken 23 angeschlossen
ist. Der Waagebalken 23 ist schwenkbar auf einer Schneide 24 gelagert, trägt ein
über seine Länge verschiebbares Gewicht 25 und ist weiterhin an seinem freien Ende
mit einem Kontaktelement 27 versehen. Ein Schwenkhebel 28, der einen Quecksilberschalter
120 betätigt, wird von den aufeinanderfolgenden in und außer Gleichgewicht befindlichen
Stellungen der Waage unmittelbar beeinflußt. Durch das Schließen und Öffnen des
Quecksilberschalters 120 wird der Motor 14 der Beschickungsvorrichtung angelassen
bzw. stillgesetzt.
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Das Gewicht 25 ist auf einer drehbaren Gewindestange 26 gelagert,
die seine Verschiebung bewirkt.
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Diese Stange ruht auf dem Waagebalken in einem Hauptlager 30 und ist
mit einem ständig mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Motor 31 über eine elastische
Kupplung 32, eine Welle 33 und eine geeignete Kupplungs- und Getriebeanordnung 34
verbunden. Die Kupplungs- und Getriebeanordnung 34 besteht gemäß Fig. 2 und 3 im
wesentlichen aus einer normalerweise eingerückten Zahnkupplung 35, wodurch die Welle
33 über die Kegelräder 36, 37 und das Untersetzungsgetriebe 38 mit dem Motor 31
verbunden ist. Eine normalerweise ausgerückte Mehrfachscheibenkupplung 39 verbindet
die Welle 33 über die Kegelräder 40, 41 und das Untersetzungsgetriebe 38 oder über
die Kegelräder 42, 43 und das Untersetzungsgetriebe 44 ebenfalls mit dem Motor 31.
Wenn die Verbindung über die Kupplung 35, die Kegelräder 36, 37 und das Untersetzungsgetriebe
38 hergestellt ist, so wird das Gewicht längs des Waagebalkens mit langsamer und
gleichmäßiger Geschwindigkeit nach der Schneide 24 hin verschoben. Wird die Verbindung
dagegen über die Scheibenkupplung 39, die Kegelräder 40 und 41 oder über die Kegelräder
42 und 43 und das Untersetzungsgetriebe 44 hergestellt, so wird das Gewicht in entgegengesetzter
Richtung verschoben, und zwar mit hoher Geschwindigkeit über die Kegelräder 40,
41 und das Untersetzungsgetriebe 38 und mit niedriger Geschwindigkeit durch die
Kegelräder 42, 43 und das Untersetzungsgetriebe 44. In der nachfolgend beschriebenen
Weise wird die Zahnkupplung durch ein Solenoid 106 ausgerückt und die Scheibenkupplung
durch Solenoide Io7 und 108 eingerückt, die mit den Kupplungen über eine geeignete
Hebelanordnung verbunden sind. An einem Ende der Welle 33 ist in der Antriebsvorrichtung
für das Gewicht eine geeignete einstellbare Reibungsbremse vorgesehen, die im wesentlichen
aus auf Blöcken I26, I26a befestigten Schuhen 127, I27"besteht. Die Blöcke I26,
I26, werden von parallelen senkrechten Ständern I28 und 128a getragen, die durch
eine Druckregelschraube I25
Fig. 2a) in Verbindung stehen. Diese
Vorrichtung liefert eine kleine Bremskraft, die der Drehung der Welle 33 dauernd
entgegenwirkt. Wenn das Gewicht am Ende der Neueinstellung die Gleichgewichtsstellung
erreicht, so bewirkt die Bremse eine augenblickliche Stillsetzung der das Gewicht
fördernden Spindel, sobald die Scheibenkupplung 39 durch die in Fig. 3 unterhalb
der Solenoide 107 und 108 gezeigten Federn in ihre Neutralstellung umgestellt wird.
Dies erfolgt nach der Enterregung des Solenoids 108 durch Öffnen des Quecksilberschalters
I20, wie dies nachfolgend beschrieben wird.
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Am freien Ende des Waagebalkens 23 sind geeignete Mittel 60, 6I,
62 (Fig. I) vorgesehen, die die Bewegung des freien Endes des Balkens bei der Aufgabe
von Holzstofftafeln auf das Förderband IO begrenzen und den Weg des Balkens von
seiner Ausschlagstellung in die Gleichgewichtslage bei der Neueinstellung des Gewichtes
regeln.
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Die Stabilisierungsmittel 62 bestehen aus einer Feder 63, die in
das äußere Ende eines Hohlkolbens 64 eingesetzt ist. Der Hohlkolben ist seinerseits
in einem andemWaagegehäuse befestigten Zylinder 65 gelagert, in welchem er eine
hin und her gehende Bewegung ausführen kann. Druckluft, die dem Zylinder 65 von
einem durch ein Solenoid betätigten Dreiwegeluftventil go in der nachfolgend beschriebenen
Weise zugeführt wird, bewegt den Kolben 64 und damit die Feder 63 in die Arbeitsstellung,
und zwar entgegen der Wirkung der Druckfeder 66, die den Kolben 64 umgibt und ebenfalls
innerhalb des Zylinders 65 angeordnet ist.
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Die Federn 60 und 63 sind so ausgebildet, daß sie eine Abwärtsbewegung
des Balkens mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewirken, solange sich das Gewicht
mit hoher Geschwindigkeit nach rechts bewegt. In dem Augenblick, wo die Verlängerung
29 des Waagebalkens die Feder 60 verläßt, wird die Bewegungsgeschwindigkeit des
Gewichtes vermindert, und zwar geschieht dies weiterhin so lange, bis der Balken
bei seiner Abwärtsbewegung die Gleichgewichtsstellung erreicht. Die Feder auf dem
Stabilisator 62 bewirkt eine Abwärtsbewegung des Waagebalkens mit der gleichen Geschwindigkeit,
mit der das Gewicht bei hoher Geschwindigkeit zurückkehrt. Die Anschlagschraube
64a ermöglicht eine Einstellung des Weges des Kolbens 64, so daß, wenn der Waagebalken
die Gleichgewichtsstellung erreicht, die Feder 63 zwar den Waagebalken berührt,
jedoch keine abwärts gerichtete Kraft auf diesen überträgt. Durch eine geeignete
Wahl und Einstellung dieser beiden Federn kann bewirkt werden, daß sich der Waagebalken
bei der Neueinstellung des Gewichtes und unbeeinflußt durch den plötzlichen Geschwindigkeitswechsel
bei seiner Bewegung bei Annäherung an die Gleichgewichtsstellung völlig stoßfrei
abwärts bewegt. Infolgedessen hält der Waagebalken genau in der Gleichgewichtsstellung
an und überläuft diese nicht. Die Feder 63 wird über den Arbeits- und Bewegungsbereich
der Balkenverlängerung 29 am Ende der Neuausbalancierung angehoben, wenn das Solenoid
IOI enterregt wird.
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Erfindungsgemäß ist die Einrichtung außerdem mit einer Zeitschaltvorrichtung
und einem abnehmbaren Gewicht 70 versehen. Die Zeitschaltvorrichtung ist auf einen
vorher bestimmten Zeitabschnitt für die Neubeladung der Beschickungstorrichtung
und für die erneute Ausbalancierung der Waage eingestellt, während das abnehmbare
Gewicht die Möglichkeit bietet, für einen Nachschub der Cellulosegewichtsmenge zu
sorgen, die von der Beschickungsvorrichtung während der Zeitspanne abgegeben worden
wäre, auf die die Zeitschaltvorrichtung eingestellt ist.
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Gemäß Fig. 4 besitzt die Zeitschaltvorrichtung ein Paar konzentrischer
Scheiben 50 und 51 von verschiedenem Durchmesser, die zwecks Drehung aneinanderliegend
auf der Welle 52 angeordnet sind.' Diese Welle, welche während jedes Neubeladungsvorganges
nur eine vollständige Umdrehung macht, ist durch eine Kupplung 53 und ein geeignetes
Untersetzungsgetriebe 54 mit einem ständig mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden
Motor 55 verbunden. Das Getriebe 54 ist so ausgebildet, daß die Welle (und die Scheiben
50, 5I) für eine einzige Umdrehung etwa 75 Sekunden benötigt, eine Zeitspanne, die
ausreicht, um die Beschikkungsvorrichtung neu aufzufüllen und die Waage erneut auszubalancieren.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die Scheiben auf ihren Oberflächen mit Zapfen 56
bzw. 57 von solchen Abmessungen versehen, daß sie bei der Drehung der Scheiben mit
Schaltern I22 bzw.
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123 in Berührung kommen und diese öffnen oder schließen, wodurch weiter
unten beschriebene elektrische Stromkreise geschlossen oder unterbrochen werden.
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Die Zapfen 56 und 57 sind derart zueinander und zu den Schaltern angeordnet,
daß bei der gemeinsamen Drehung der Scheiben der Zapfen 56 zuerst den Kontakt mit
dem Schalter I22 aufgibt und eine Schließung desselben erlaubt, während der Zapfen
57 einige Zeit später mit dem Schalter I23 in Berührung tritt und diesen augenblicklich
schließt. Die Kupplung 53, welche die Scheiben 50 und 51 mit dem Motor 55 verbindet,
wird mit Hilfe von miteinander verbundenen Hebeln 58 und 59 eingerückt, die in der
nachfolgend beschriebenen Weise durch Druckluft betätigt werden, welche von dem
durch ein Solenoid gesteuerten Dreiwegeluftventil go geliefert wird.
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Das abnehmbare Gewicht 70, das genau dem Gewicht der Cellulose entsprechen
muß, welche von der Beschickungsvorrichtung während der Zeitperiode normalerweise
geliefert werden würde, auf die die Zeitschaltvorrichtung eingestellt ist, ist auf
der Wägeplattform neben der Beschickungsvorrichtung angeordnet. Das Gewicht wird
von der Wägeplattform durch Hebel 7I, 72 und 73 abgehoben, die durch Druckluft betätigt
werden. Die Druckluft wird bei Erregung der Solenoids IoI von dem Dreiwegeluftventil
go geliefert.
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Um den Waagebalken 23 während des ersten Teiles der Neubeladung zu
arretieren, ist ein Arretierungshebel 80 vorgesehen, der durch ein Solenoid 102
betätigt wird.
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Aus der voraufgegangenen Beschreibung ergibt sich, daß die praktische
Ausführung der Erfindung das richtige Zusammenspiel mehrerer Arbeitsgänge erfordert.
Dieses Zusammenspiel wird zweckmäßig auf elektrischem Wege mittels eines Stromkreises
bewirkt, der verschiedene Schalter, Magnetrelais, Solenoide enthält. Eine bevorzugte
Ausführungsform
eines solchen Stromkreises ist schematisch in Fig.
I gezeigt, wobei die verschiedenen Teile sich in derjenigen Stellung befinden, die
sie während des normalen Betriebes der Beschickungsvorrichtung einnehmen.
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Gemäß Fig. I sind L1 und L2 die beiden Hauptspeiseleitungen. Der
Stromkreis enthält im wesentlichen die folgenden Teile: einen Druckknopfschalter
IOO, der von der Bedienungsperson zu Beginn der Neubeladung und Neuausbalancierung
geschlossen werden muß, ein Solenoid IOI zur Betätigung des Dreiwegeluftventils
90, ein Solenoid 102 zur Betätigung des Arretierungshebels 80für den Waagebalken,
ein Solenoid 106 zur Lösung der Zahnkupplung 35, Solenoide 107 und 108 zur Einrückung
der Scheibenkupplung 39 zwecks Anschluß der mit hoher bzw. niedriger Geschwindigkeit
arbeitenden Rückführungsantriebe für das Gewicht, ein handelsübliches mechanisch-elektrisches
Relais 110, welches den ursprünglich von dem Druckknopfschalter IOO geschlossenen
Stromkreis eine Zeitlang geschlossen hält, Schaltrelais III, II2, II3 und 114, einen
Quecksilberschalter I2I, dessen Öffnung bewirkt, daß das Gewicht während der Neuausbalancierung
der Waage bei seiner Rückbewegung von der hohen auf die niedrige Geschwindigkeit
übergeht, einen Quecksilberschalter 120, der in Abhängigkeit von der in oder außer
Gleichgewicht befindlichen Stellung des Waagebalkens betätigt wird und einen intermittierenden
Betrieb des Motors 14 des Förderbandes bewirkt, einen normalerweise geöffneten federbeeinflußten
Schalter 123, der durch den Zapfen 57 der Zeitschalterscheibe 5I zeitweise in der
Schlußstellung gehalten wird, einen normalerweise geschlossenen federbeeinflußten
Schalter 122, der durch den Zapfen 56 auf der Oberfläche der Zeitschaltscheibe 50
zeitweise in der Öffnungsstellung, gehalten wird, und einen normalerweise offenen
Schalter 124.
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Wenn sich die Beschickungsvorrichtung in normalem Betrieb befindet,
so ist die Zahnkupplung 35 eingerückt, und das Gewicht wird mit konstanter langsamer
Geschwindigkeit in Richtung der Schneide 24 angetrieben. Zur gleichen Zeit sind
die Schalter IOO, IIO, III, II2, II3, II4, I22, 123 (durch den Zapfen 57 in der
Öffnungsstellung gehalten) und 124 geöffnet.
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Der Strom fließt dann von L2 über die normalerweise geschlossenen
Kontakte des Schaltrelais III zu der einen Klemme des Förderbandantriebsmotors 14
und L1 über den Quecksilberschalter 120 zu der anderen Klemme des Motors 14. Wie
schon vorher gesagt, wird dieser Quecksilberschalter durch die in oder außer Gleichgewicht
befindliche Stellung der Waage über das Gestänge 27 und 28 beeinflußt. Befindet
sich die Waage in Gleichgewichtsstellung, so ist der Schalter geöffnet, und es fließt
kein Strom durch den Stromkreis. Der Motor 14 ist dann außer Betrieb.
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Wenn jedoch der Waagebalken 23 sich infolge der ständigen Verschiebung
des Gewichtes 25 in Richtung auf die Schneide 24 hin aufwärts bewegt, so bewirkt
das Gestänge 27, 28 eine Schließung des Schalters und damit des Stromkreises des
Motors 14, wodurch die Beschickungsvorrichtung 1 und das Förderband IO in Betrieb
gesetzt werden. Wie aus der Figur ersichtlich, wird durch den Schluß des Schalters
120 auch der Stromkreis der Warnlampe I28 geschlossen. Das Aufleuchten dieser Lampe
zeigt an, daß der Motor 14 läuft, und wenn die Lampe I28 erlischt, so befindet sich
die Waage wieder im Gleichgewicht.
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Durch Beobachtung dieser Lampe ist die Bedienungsperson in der Lage,
mit der Neubeladung zu beginnen, während sich die Waage im Gleichgewicht befindet,
d. h. also in dem Augenblick, wenn die Lampe I28 erlischt.
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Wenn der Bogenvorrat auf dem Förderband der Beschickungseinrichtung
im wesentlichen aufgebraucht und es somit notwendig ist, eine neue Beladung vorzunehmen,
so wartet die Bedienungsperson zweckmäßig so lange, bis sich die Waage im Gleichgewicht
befindet, was durch Aufleuchten der Lampe I28 angezeigt wird. Alsdann wird der Druckknopfschalter
IOO gedrückt. Durch den Schluß dieses Schalters wird die Wicklung des Einschaltrelais
des Schalters IIO erregt, so daß der Strom zu dem Schaltrelais III fließen kann.
Die Erregung des Schaltrelais III unterbricht die Stromzuführung L2 zu dem Antriebsmotor
14 des Förderbandes und verbindet die Stromzuführung L2 mit den Solenoiden IOI,
102 und 106, wodurch der Stromkreis über diese Solenoide geschlossen wird. Die Erregung
des Solenoids 101 bewirkt eine Öffnung des Dreiwegeluftventils go, welches seinerseits
gleichzeitig folgende Vorgänge veranlaßt: I. Der Stabilisator 62 des Waagebalkens
wird in seine Arbeitsstellung gesenkt, 2. das Gewicht 70 wird von der Wägeplattform
abgehoben und 3. die Kupplung 53 wird eingerückt, wodurch der ständig umlaufende
Motor 55 die Zeitschaltvorrichtung in Tätigkeit setzt. Eine Erregung des Solenoids
102 bewirkt, daß der Arretierungshebel 80 in die Stellung bewegt wird, in der er
den Waagebalken 23 feststellt. Durch die Erregung des Solenoids Io6 wird die Zahnkupplung
35 gelöst, so daß keine weitere Bewegung des Gewichtes 25 in Richtung auf die Schneide
24 erfolgt. Gleichzeitig wird dadurch der Schalter I24 geschlossen.
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Der Antrieb der Zeitschaltvorrichtung bewirkt eine Drehung der Scheiben
50 und gI, wodurch der Zapfen 56 der Scheibe 50 mit dem Schalter 122 außer Berührung
kommt. Dadurch schließt sich der Schalter und bildet so einen Haltestromkreis in
der L,-Leitung.
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Dieser Stromkreis verdoppelt den durch den Schluß des Schalters IOO
gebildeten. Der Schalter I22 bleibt geschlossen, bis die Scheibe 50 eine vollständige
Umdrehung ausgeführt hat, d. h. bis zum Ende der Neubeladung und der erneuten Ausbalancierung.
Nach Beendigung des ersten Teiles der Zeitspanne, auf die die Zeitschaltvorrichtung
eingestellt ist (die Bedienungsperson hat währenddessen die Neubeladung der Beschickungsvorrichtung
erledigt), hat sich die Scheibe 51 der Zeitschaltvorrichtung so weit gedreht, daß
ihr Zapfen 57 mit dem normalerweise geöffneten federbeeinflußten Schalter 123 in
Berührung kommt und diesen schließt. Der Schluß dieses Schalters bewirkt die Erregung
der Wicklung des Schaltrelais II2, wodurch die Verbindung der Leitung L1 mit dem
Solenoid 102 unterbrochen und der Waagebalken 23 entarretiert wird und die Stromzuführung
L2 an die
Wicklungen der Schaltrelais II3 und demzufolge II4 gelegt
wird. In der Zwischenzeit hat die erneute Beladung der Beschickungseinrichrung die
Waage stark aus dem Gleichgewicht gebracht, und da der Waagebalken nun nicht mehr
länger gesperrt ist, bewegt sich das freie Ende des Waagebalkens 23 aufwärts, und
die Quecksilberschalter 120 und I2I werden uaclieinander geschlossen. Das Schließen
dieser Schalter verbindet die Stromzuführung L1 mit den Wicklungen der Schaltrelais
II3 und 114, wobei nur der Schalter II3 geschlossen wird. Durch den Schluß des Schalters
II3 wird die Stromzuführung L2 zu dem Schalter II4 unterbrochen und das Solenoid
107 erregt, wodurch die Scheibenkupplung 39 nach rechts bewegt (Fig. 3) und die
Spindel 26 auf dem Waagebalken über das Kegelradpaar 40, 41 und das Untersetzungsgetriebe
38 mit dem Motor 3I in Verbindung gebracht wird. Dadurch wird das Gewicht 25 mit
hoher Geschwindigkeit von der Schneide 24 weg in Richtung auf eine Gleichgewichtsstellung
verschoben.
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Wenn sich das Gewicht 25 genügend weit von der Schneide 24 entfernt
hat, so daß sich der Waagebalken nur noch wenig außer Gleichgewicht befindet, entsprechend
beispielsweise einem tbergewicht von etwa 30 Pfund auf der Beschickungseinrichtung,
so hat sich das äußere Ende des Balkens so weit gesenkt, daß der Quecksilberschalter
121 geöffnet wird.
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Durch die Öffnung dieses Schalters wird das Relais 113 und dadurch
das Solenoid 107 enterregt und die hohe Rückkehrgeschwindigkeit des Gewichte, s
findet ihr Ende. Die Enterregung des Relais II3 schließt gleichzeitig die \ erbindung
von L2 zu der Wicklung des Schaltrelais 114. Durch die Schließung desselben wird
das Solenoid Io8 erregt, wodurch die Scheibenkupplung 39 nach links bewegt wird
(Fig. 3) und die Spindel des Waagebalkens über das Kegelradpaar 42, 43 und das Untersetzungsgetriebe
44 mit dem Motor 3I in Arbeitsverbindung tritt. Dies bewirkt, daß das Gewicht 25
in der der Schneide 24 abgekehrten Richtung und in der genauen Gleichgewichtsstellung
mit viel langsamerer Geschwindigkeit weiterbewegt wird.
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Wenn die Gleichgewichtsstellung erreicht ist, so wird der Quecksilberschalter
I20 geöffnet, so daß die Verbindung zwischen L1 und dem Schaltrelais 114 eine Unterbrechung
erfährt, wodurch die Scheibenkupplung 39 wieder in eine Neutralstellung gelangt,
bei der die Getriebevorrichtung unterbrochen und eine weitere Bewegung des Gewichtes
25 in der der Schneide 24 abgekehrten Richtung verhindert wird.
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Ist die Beschickungseinrichtung neu beladen und die Waage in der
Gleichgewichtsstellung, so bleibt die Einrichtung, abgesehen von dem weiteren Arbeiten
der Zeitschaltvorrichtung, in Ruhe, bis das Ende der Zeitspanne, auf die die Zeitschaltvorrichtung
eingestellt wurde, erreicht ist. Es ist natürlich erforderlich, daß die Neubeladung
und die erneute Ausbalancierung genügend schnell vor sich gehen, so daß sie vor
dem Ende dieser Zeitspanne beendet sind.
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Am Ende der genannten Zeitspanne tritt der Zapfen j6 der Scheibe
50 der Zeitschaltvorrichtung wieder mit dem Schalter 122 in Berührung, der dadurch
geöffnet wird, so daß der L2 mit dem Schaltrelais 111 verbindende Stromkreis eine
Unterbrechung erfährt und dieser Schalter geöffnet wird.
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Die Öffnung des Schalters 111 unterbricht die Verbindung zwischen
L2 und den Solenoiden IOI und 106, die dadurch enterregt werden. Die Enterregung
des Solenoids IOI bewirkt eine Schließung des Dreiwegeluftventils 90, wodurch gleichzeitig
folgende Maßnahmen durchgeführt werden: I. Die Kupplung 53 der Zeitschaltvorrichtung
wird geöffnet und so der Motor 55 abgekuppelt, so daß eine weitere Drehung der Scheiben
50, 51 unterbleibt. 2. die Stabilisierungsmittel 62 werden mit dem Waagebalken außer
Berührung gebracht, so daß der Waagebalken sich entsprechend der in oder außer Gleichgewicht
befindlichen Stellung der Waage frei bewegen kann. 3. das Ausgleichgewicht 70 wird
wieder auf die Waage aufgesetzt.
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Die Enterregung des Solenoids 106 bewirkt eine Einrückung der Kupplung
35 und einen Antrieb der Spindel 26 in der Vorwärtsrichtung, so daß das Gewicht
25 mit gleichmäßiger Geschwindigkeit auf die Schneide 24 hin verschoben wird. Gleichzeitig
kehrt der durch die Erregung des Solenoids 106 geschlossene Schalter I24 in seine
normale Öffnungsstellung zurück. Die Öffnung dieses Schalters verhindert, wie man
sieht, eine zufällige Erregung der Solenoide 107 und 108, welche die Scheibenkupplung
39 steuern. Der Schalter 124 dient also als ein elektrisches Schütz, das eine Verbindung
der Kupplung mit den Kegelrädern 40, 41 oder 42, 43 verhindert, wenn die Zahnkupplung
35 eingerückt ist.
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Die Öffnung des Schaltrelais III schließt auch einen Stromkreis von
L2 zu dem Motor 14 der Beschickungsvorrichtung, so daß dieser Motor weiterhin in
seiner Arbeit durch das Schließen und Öffnen des Quecksilberschalters I20 in unmittelbarer
Abhängigkeit von den außer und in Gleichgewicht -befindlichen Waagestellungen, wie
sie im normalen Betrieb aufeinanderfolgen, geregelt wird. Dieser Normalbetrieb setzt
sich dann fort, bis die Beschickungseinrichtung wieder eine Neubeladung erfordert,
und die ganze Folge von Arbeitsgängen gemäß der Erfindung wiederholt sich von neuem.
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Obwohl die Einrichtung oben mit Hilfe bestimmter mechanischer und
elektrischer Elemente beschrieben wurde, so können die verschiedenen Teile natürlich
viele Änderungen erfahren, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
So kann man beispielsweise an Stelle des einzigen Motors und der Mehrfachkupplung
nach den Fig. 2 und 3 zum Vor-und Rückschieben des Gewichtes 25 längs des Waagebalkens
eine einzige Kupplung verwenden, die die Spindel, welche das Gewicht verschiebt,
entweder mit einem oder mit einem anderen Motor (einem für den Vorschub des Gewichtes
und einem für seine Rückführung) verbindet, je nachdem, in welcher Richtung das
Gewicht verlagert werden soll. Wenn in einem solchen Fall der die Rückführung des
Gewichtes bewirkende Motor ein solcher mit veränderlicher Drehzahl ist, so kann
die Rückführung des Gewichtes dadurch geregelt werden, daß man bei Annäherung des
Gewichtes an die Gleichgewichtsstellung in den Motorstromkreis Widerstände einschaltet,
wodurch
eine genaue Einstellung des Gewichtes in seine Endstellung
möglich ist. Man kann auch den Gewichtsantrieb rnit zwei an entgegengesetzten Enden
der das (;ewicht verschiebenden Spindel angeordneten Motoren versehen, von denen
der eine Motor zum Antrieb des Gewichtes in der einen Richtung und der andere zum
Antrieb desseb\lben in der anderen Richtung dient.
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Die Arbeit dieser Motoren wird dann zweckmäßig in ähnlicher Weise
gereglt, wie dies bei oben beschriebener bevorzugter Aosführungsform hinsichtlich
der Regelung der Arbeit der Kupplungen 35 und 39 der Fall ist. Abänderungen der
Konstruktion der Wägevorrichtung der Zeitschaltvorrichtung, der Beschikkungsvorrichtung
und anderer baulicher Einzelheiten, die oben beschrielben werden, sind dem Fachmann
ebenfalls möglich.
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Abänderungen können auch hinsichtlich des elektrischen stromkreises
vorgenommen werden, der zum Betrieb der Verschisenden Teile der Einrichtung dient,
vorausgesetzt ilur, daß eine geeignete Folge der Arbeitsgänge einschließligh der
Einschaltung einer bestimmten Zeitspanne für die Neubeladung und die erneute Ausbalancieruing
und sloche Mittel beibehalten werden, welche dafür sorgen, daß danach eine Gewichtsmenge
Rohmaterial aufgegeben wird, die derjenigen gleich ist, welche von der Einerichtung
während eines Zeitabschnittes entsprchend der vorher bestimmten Zeitspanne normalerweise
geliefert <,rden wäre.
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Unter Umtsänden ist es zur \ ermeidung von Irrtümen der Bedienungsperson
zweckmäßig, in die Anlage gemäß der Erfinding ein System von Warnlampen oder oder-glocken
einzuschalten, das jeweils die vorliegende Betriebslage anzeigt und die Bedienungsperson
z. B. darüber unterrichtet, daß die Rohmaterialmenge auf der Fördervorrichtung nachzeu
aufgebraucht ist. Ein Solches Warsystem liegt selbstverständlich ebenfalls im Rahmen
der Erfindung.
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Durch die Erfindung ist es möglich, das Gewichtsverlustprimizip in
einem kontinuierlich arbeitenden Verfahren zu verwenden, bei dem es auf große Genauigkeit
hinsichtlich der Zuführung von Rohmaterial zu einer Empfangsstelle ankommt. Die
Erfindung beseitigt nämlich den bei der Rohmaterialbeschickung auftretenden Fehler,
welcher durch den Zeitabschitt hineigetrage wird, welcher zur Neubeladung der Beschickungsvorrichtung
und zur erneuten Einstellung des Gewichtes der Wägevorrichtung erforderlich ist.
Beispielsweise wurde durch die Verwendung der Zeitschalt'. rrichtung und der Vorrichtung
zur automatischen Neueinstellung gemäß der Erfindung der Fehler im Gesamtgewicht
der von bekannten Heschickungsvorrichtungen eingebrachten Cellulose von etwa 50/o
auf weniger als o,I% gesenkt.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß es durch die Erfindung nicht
erforderlich ist, sich zweier Beschikkungsvorricdhtungen oder einer verhältnismäßig
groäen Beschickungsanlage von erheblichem Platzbedarf zu bedienen, um den hohen
Genauigkeitsgrad zu erzielen, der in vielen chemischen Herstellungsverfahren bei
der Zuführung der Reaktionsteilnehmer eingehalten werden muß.
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Da die Neueinstellung des Gewichtes 25 gemäß der Erfindung völlig
automatisch erfolgt, so wird jeder Irrtum der Bedienungsperson ausgeschaltet, und
es liegt auf der Hand daß hierin ein großer Vorteil liegt.
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PATENTANSPRt ; CHE I. Slaterialaufgabe-Einrichtung mit einem periodisch
beladenen, mittels eines Waagebalkens gesteuerten Beschicker, der normalerweise
bestimmte Materialmengen abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Einrichtung
versehen ist, die nach einer Neubeladung des Beschickers die Abgabe einer zusätzlichen
Materialmenge durch den Beschicker bewirkt, die etwa derjenigen entspricht, welche
der Beschicker während einer seiner Beladungszeit entsprechenden Zeitspanne abgegeben
hätte.