EP2785593B1

EP2785593B1 - Fülleinrichtung für eine packmaschine

Info

Publication number: EP2785593B1
Application number: EP12806340.1A
Authority: EP
Inventors: Thomas Hilling; Frank Wältermann; Willi Vollenkemper
Original assignee: Haver and Boecker OHG
Current assignee: Haver and Boecker OHG
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: BR112014012752B1; WO2013079183A1; EP3231716B1; ES2898959T3; CN104125917A; PL2785593T3; IN2014KN01360A; EP3231716A1; EA030516B1; BR112014012752A2; ES2636751T3; BR112014012752A8; DE102011119624A1; CN104125917B; EA201491000A1; EP2785593A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fülleinrichtung für eine Packmaschine und eine mit wenigstens einer Fülleinrichtung ausgerüstete Packmaschine zum Füllen von Schüttgütern in Ventilsäcke. Die erfindungsgemäße Fülleinrichtung kann zum Abfüllen von Schüttgütern aller Art verwendet werden. Besonders bevorzugt werden eine solche Fülleinrichtung und eine damit ausgerüstete Packmaschine zur Abfüllung von Feinprodukten eingesetzt, also zur Abfüllung von feinen und staubenden Produkten, wie beispielsweise Zement.
Mit der WO 2008/044950 A1 ist eine Abgabevorrichtung bekannt geworden, um Schüttgut im Schwerkraftverfahren umzufüllen. Zur dosierten Abgabe wird der Auslauf in der Höhe verschwenkt. Zur Abfüllung von Schüttgütern in Ventilsäcke eignet sich dieses System nicht.
Die US 5,009,345 offenbart eine Vorrichtung zur Abfüllung von Saatkorn oder Samen mit einem Rinnenverschluss. Eine Art von schwenkbarem Schieberventil wird von außen in die Füllrinne eingeschoben, um den Materialfluss zu unterbrechen. Ein Dichtungsproblem ergibt sich bei dem Einschieben und Herausziehen des Schieberventils aufgrund des umzufüllenden Materials nicht, da Saatgut und nicht ein feinstaubendes Material umgefüllt wird. Bei Zement würde eine erhebliche Menge Staub austreten und die Umgebung erheblich verschmutzen, was heutzutage nicht mehr gewünscht oder nicht zulässig ist.
Die US 3,191,906 zeigt ein halbkugelförmiges Ventil für Flüssigkeiten. Auch die US 2005/0082506 A1 zeigt ein ähnliches halbkugelförmiges Ventil mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass, welches bei chemischen Prozessen, zur Wasserkontrolle oder beim Flüssigkeitstransport eingesetzt wird. Für die Abfüllung abrasiver Schüttgüter sind solche Fluidventile nicht geeignet, da halbkugelfömige Flächen nur schwer dauerhaft gegen abrasive Stoffe abzudichten sind.
Im Stand der Technik sind verschiedenste Fülleinrichtungen bekannt geworden, die einen Füllkanal aufweisen und die über wenigstens einen steuerbaren Kanalverschluss verfügen, um den Durchfluss eines in einen Ventilsack abzufüllenden Schüttguts durch den Füllkanal zu steuern. Dabei wird bei bekannten Fülleinrichtungen der Kanalverschluss oftmals in zwei oder drei unterschiedliche Stellungen verbracht, um den Füllkanal zu einem unterschiedlichen Anteil freizugeben. Wird der Kanalverschluss weit geöffnet und der Querschnitt des Füllkanals weitgehend freigegeben, so erfolgt die Füllung im Grobstrom, bei dem ein hohes Füllgewicht pro Zeiteinheit eingefüllt wird.
Um die abgefüllte Menge oder das abgefüllte Volumen gezielt steuern zu können, wird die Füllrate gegen Ende des Füllvorgangs gesenkt und nachfolgend nur noch im Feinstrom gefüllt. Dazu wird der Querschnitt des Füllkanals durch den steuerbaren Kanalverschluss erheblich reduziert. Wenn die abgefüllte Füllmenge oder das angestrebte Füllvolumen erreicht ist, wird der Kanalverschluss vollständig geschlossen, sodass der Füllvorgang gestoppt wird.
Aus der US 1,861,443 ist eine Vorrichtung zur Füllung von Ventilsäcken bekannt. Dabei ist oberhalb der Förderturbine ein Schwenkventil vorgesehen, durch welches die Zufuhr von Material zu dem Bereich der Förderturbine verringert wird. Die Betätigung des Schwenkventils erfolgt gegen das darauf lastende Gewicht des Schüttguts aus dem Vorratsbehälter, sodass sehr hohe Stellkräfte nötig sind. Bei der Betätigung des Schwenkventils kann gemäß der US 1,861,443 eine Öffnung verbleiben. In jedem Fall wird auch nach der Schließung des Schwenkventils das Material unterhalb des Schwenkventils in dem Bereich der Förderturbine noch während des Feinstroms in den Ventilsack gefördert. Dadurch wird der Feinstrom eingestellt. Erst bei Erreichen des Endgewichts wird der Füllstrom abgestellt, indem ein unterhalb der Förderturbine angeordneter Schieber von außen in den Füllkanal eintaucht und den Füllkanal verschließt. Nachteilig daran ist auch, dass bei der Betätigung des Schiebers Schüttgut nach außen austreten kann. Mit der GB 416,215 ist eine Packmaschine mit einem Ventil im Füllkanal bekannt geworden, wobei das Ventil an einer sich quer zur Längserstreckung des Füllkanals erstreckenden Ventilachse verschwenkbar aufgenommen ist. Das Ventil umfasst eine rund ausgebildete Verschlussplatte, die über die mittig daran vorgesehene Ventilachse verschwenkbar ist. Die verschwenkbare Ventilachse verläuft mittig durch den Füllkanal. In einer vertikalen Stellung verschließt die Verschlussplatte den kreisrund ausgebildeten Füllkanal. Nach Verschwenkung um 90° in eine horizontale Stellung wird der Füllkanal weitgehend freigegeben. Sowohl die Schwenkachse als auch die Verschlussplatte befinden sich im geöffneten Zustand mitten in dem Produktstrom. Bei der Abfüllung von Schüttgütern bewirkt der reibende Kontakt mit dem abzufüllenden Produkt deshalb ein kontinuierlichen und hohen Verschleiß an der Schwenkachse und der Verschlussplatte. Eine entsprechend häufige Wartung und ein regelmäßiger Austausch der Schwenkachse und der Verschlussplatte sind erforderlich. Mit dickeren Wandstärken kann zwar die Standzeit erhöht werden, aber dadurch sinkt der Durchfluss. Die Verschlussplatte bildet einen Störkörper in dem Strömungsfluss, der die Reibung und den Strömungswiderstand des Schüttgutes erheblich erhöht.
Deshalb werden als Kanalverschluss beispielsweise Scherenventile eingesetzt, bei denen scherenförmige Greifer den elastischen Teil des Füllkanals im geöffneten Zustand vollständig freigeben, während die Scherengreifer den Füllkanal in der Feinstromstellung teilweise und in der geschlossenen Stellung vollständig verschließen. Ein solches Scherenventil funktioniert zuverlässig und kann einen dichten Verschluss des Füllkanals bewirken, wobei ein hoher Durchfluss möglich ist. Die Scherengreifer unterliegen praktisch keinem Verschleiß, da sie nicht in reibendem Kontakt mit dem abzufüllenden Produkt geraten. Nachteilig daran ist aber, dass der Kanalverschluss in dem elastischen Teil des Füllkanals angreifen muss, sodass eine radial größer bauende Fülleinrichtung entsteht. Außerdem verschleißt der elastische Schlauch durch die Scherenbewegungen und muss regelmäßig ausgetauscht werden. Der Füllkanal wird durch den elastischen Schlauch länger, sodass eine erhöhte Rohrreibung auftritt.
Bei rotierenden Packmaschinen, die eine Mehrzahl von Fülleinrichtungen auf dem Umfang verteilt aufweisen, führt dies zu einem größeren Durchmesser der Packmaschine und somit einem größeren Bauvolumen.
Ein kleines Bauvolumen und eine kleinere Baulänge werden über ein Schieberventil erreicht. Bei einem solchen Kanalverschluss wird eine schwenkbar gelagerte Schieberplatte zwischen zwei anderen Stahlplatten aufgenommen. Durch die drei benachbarten Stahlplatten erstreckt sich der Füllkanal. Die Schwenkachse der mittleren und den Füllkanal wahlweise freigebenden Schieberplatte erstreckt sich parallel zum Füllkanal. Durch die exzentrische Schwenkbewegung wird der Füllkanal zunächst teilweise und schließlich vollständig verschlossen, sodass eine definierte Steuerung des Füllvorganges möglich ist.
Zur Abdichtung der drei Stahlplatten werden diese durch Federvorspannung aufeinander gepresst, sodass eine genügende Abdichtung nach außen erfolgt. Ein solcher Kanalverschluss funktioniert zuverlässig und benötigt nur einen geringen Bauraum in Richtung des Füllkanals. Die aufeinander gleitenden Stahlplatten unterliegen einem kontinuierlichen Verschleiß. Die Wandstärke der Schieberplatte kann entsprechend erhöht werden, um die Standzeit zu erhöhen. Dennoch müssen die einzelnen Stahlplatten in Wartungsintervallen ausgetauscht werden, wodurch Stillstandszeiten entstehen. Außerdem entsteht dadurch Montageaufwand. Nachteilig ist außerdem, dass Produkt im Laufe des Betriebs zwischen den Stahlplatten nach außen transportiert wird. Auch wenn dies nur relativ geringe Mengen sind, führt das zu einer Verschmutzung der Packmaschine und der Umgebung. Eine das Schieberventil umgebende Dichtung würde sich im Laufe der Zeit zusetzen und die Bewegung der Schieberplatte behindern.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fülleinrichtung für eine Packmaschine und eine mit einer solchen Fülleinrichtung ausgerüstete Packmaschine zur Verfügung zu stellen, wobei ein hoher Durchfluss möglich ist, wobei die Fülleinrichtung insbesondere einen geringen Raumbedarf aufweist und vorzugsweise ein geringer Verschleiß möglich ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fülleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Packmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Die erfindungsgemäße Fülleinrichtung ist zur Abfüllung von feinen und staubenden Schüttgütern, wie beispielsweise Zement in einen an einen Füllstutzen einer Packmaschine hängenden Ventilsackvorgesehen. Die erfindungsgemäße Fülleinrichtung für eine Packmaschine ist mit einem Füllkanal ausgerüstet und weist wenigstens einen steuerbaren Kanalverschluss auf, um den Durchfluss eines in einen Ventilsack abzufüllenden Schüttguts durch den Füllkanal zu steuern. Dabei umfasst der Kanalverschluss ein wenigstens teilweise innerhalb des Füllkanals angeordnetes verschwenkbares Verschlussorgan, dessen Schwenkachse quer zu dem Füllkanal ausgerichtet ist. Der Kanalverschluss ist derart strukturiert, dass der Kanalverschluss im geschlossenen Zustand den Füllkanal im Wesentlichen vollständig verschließt und im vollständig geöffneten Zustand in wenigstens einem zentralen Bereich den Füllquerschnitt vollständig freigibt. In dem Kanalverschluss ist eine zylindrische Aufnahme für das Verschlussorgan vorgesehen. Das Verschlussorgan weist im Bereich des Inneren des Füllkanals wenigstens eine exzentrisch zur Schwenkachse angeordnete Verschlusswandung auf. Die Schwenkachse umfasst zwei Achsstummel, die im Bereich des Füllkanals durch die wenigstens eine exzentrische Verschlusswandung verbunden werden. Die Verschlusswandung ist als ein Wandungsabschnitt eines Zylinders ausgebildet, der sich über einen Winkelabschnitt erstreckt.
Die erfindungsgemäße Fülleinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Fülleinrichtung ist der geringe Raumbedarf, der auch durch die quer zu dem Füllkanal ausgerichtete Schwenkachse des Verschlussorgans erzielt wird. Gleichzeitig ist ein geringer Verschleiß erzielbar. Der Füllkanal wird im vollständig geöffneten Zustand vollständig freigegeben. Das Verschlussorgan ragt im vollständig geöffneten Zustand im Wesentlichen nicht in den Füllkanal hinein. Vorzugsweise wird der Füllkanal vollständig freigegeben. Vorzugsweise ragen auch andere störende Objekte im geöffneten Zustand nicht in den Füllquerschnitt des Füllkanals hinein.
Vorzugsweise wird das verschwenkbare Verschlussorgan in geöffnetem Zustand vollständig aus dem Füllkanal heraus geschwenkt. Vorteilhafter Weise beträgt der Anteil des vollständig freigebbaren zentralen Bereichs an der Schwenkachse des Verschlussorgans wenigstens 25 % der Querschnittsfläche des Füllkanals. Vorzugsweise beträgt der Anteil des vollständig freigebbaren zentralen Bereichs an der Querschnittsfläche des Füllkanals wenigstens 33 % und insbesondere wenigstens 50 % und besonders bevorzugt wenigstens 66 % oder 75 % oder mehr. Auch ein freigebbarer Anteil von 80 %, 90 % oder 95 % und mehr ist bevorzugt.
Vorzugsweise wird im vollständig geöffneten Zustand der zentrale Bereich um eine zentrale Achse und/oder um eine Symmetrieachse des Füllkanals herum vollständig frei gegeben, wobei ein Durchmesser des frei gegebenen zentralen Bereichs wenigstens halb so groß ist wie der zugehörige Durchmesser des Füllkanals.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst der Kanalverschluss und/oder das Verschlussorgan wenigstens einen rund ausgebildeten Abschnitt. Wenigstens ein rund ausgebildeter Abschnitt durchtritt den Füllkanal. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da ein runder Abschnitt des Verschlussorgans an der Stelle, wo das Verschlussorgan den Füllkanal durchtritt, zu einem besonders dichten und wartungsarmen und somit verschleißarmen Aufbau führt. Eine Drehbewegung des Verschlussorgans gegenüber der Wandung des Füllkanals führt zu einem viel geringeren Verschleiß als eine translatorische Bewegung der Schieberplatten durch das Schüttgut hindurch und ist mit handelsüblichen Dichtungen noch besser gegen Austritt von Schüttgut geschützt. Es ist möglich, den Austritt von Schüttgut in die Umgebung an wenigstens einer Seite durch Aufschrauben eines Deckels vollständig zu verhindern. Sollte sich Produkt in den Hohlraum zwischen Deckel und dem runden Abschnitt ablagern, behindert dies im Folgenden die Schwenkbewegung zwischen dem runden Abschnitt und dem Deckel nicht.
Insbesondere ist das Verschlussorgan um eine Schwenkachse verschwenkbar, die zentrisch durch den rund ausgebildeten Abschnitt verläuft. Das bedeutet, dass der rund ausgebildete Abschnitt des Verschlussorgans gegenüber der Wandung des Füllkanals verschwenkt wird, was zu einem besonders verschleißarmen Aufbau führt. Dadurch können eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Betriebsdauer erzielt werden.
Vorzugsweise ist der Kanalverschluss über einen Hebel oder einen Exzenter und einen Antrieb zwischen einer geschlossenen und wenigstens einer geöffneten Stellung verstellbar. Bevorzugterweise ist der Kanalverschluss wenigstens von einer geschlossenen in wenigstens eine teilweise geöffnete und schließlich eine vollständig geöffnete Stellung überführbar.
Möglich ist es auch, dass der Kanalverschluss kontinuierlich zwischen einer geöffneten und einer vollständig geschlossenen Stellung verstellbar ist. Der Antrieb kann dabei unterschiedlich ausgebildet sein und beispielsweise einen elektrischen Motor umfassen oder der Antrieb kann über einen Zylinderantrieb erfolgen oder einen solchen umfassen.
In allen Ausgestaltungen ist es konstruktiv bevorzugt, dass das Verschlussorgan in wenigstens eine Wandung des Füllkanals hineinragt. Es ist auch möglich, dass das Verschlussorgan in die gegenüberliegenden Wandungen des Füllkanals hineinragt oder sie durchtritt. Dabei ist das Verschlussorgan vorzugsweise an den Durchtrittsstellen jeweils mit einem rund ausgebildeten Abschnitt versehen, sodass diese Durchtrittsstellen nach außen einfach abzudichten sind. Möglich ist es auch, dass das Verschlussorgan nur eine Wandung durchtritt. In der anderen Wandung kann das Verschlussorgan geführt werden.Erfindungsgemäß weist das Verschlussorgan im Bereich des Inneren des Füllkanals eine exzentrisch zur Schwenkachse angeordnete Verschlusswandung auf. Die Verschlusswandung ist als ein Wandungsabschnitt eines Zylinders ausgebildet, der sich über einen gewissen Winkelabschnitt erstreckt. Dadurch kann dieser als Verschlusswandung dienende Wandungsabschnitt durch eine entsprechende Schwenkbewegung mehr oder weniger in den Füllkanal hinein bewegt werden. Der freigegebene Anteil des Füllkanals hängt dabei von dem Schwenkwinkel des Verschlussorgans ab. Die Schwenkachse erstreckt sich nicht durch das Innere des Füllkanals. Die Schwenkachse umfasst zwei Achsstummel, die im Bereich des Füllkanals durch die wenigstens eine exzentrische Verschlusswandung verbunden werden.
Insbesondere ist die Verschlusswandung so ausgebildet, dass ein vollständiger Verschluss des Füllkanals in wenigstens einer Winkelstellung möglich ist. Vorzugsweise ist auch eine vollständige Freigabe des Querschnitts des Füllkanals in wenigstens einer Winkelstellung möglich.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass der Füllkanal wenigstens benachbart zu dem Verschlussorgan einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Insbesondere weist der Füllkanal in wenigstens einem Bereich vor und/oder in wenigstens einem Bereich nach dem Verschlussorgan einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf.
Möglich ist es auch, dass der Füllkanal über einen wesentlichen Teil oder über die gesamte Länge einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Dabei können die Ecken abgerundet ausgebildet sein. Möglich ist es auch, dass der Füllkanal an zwei gegenüberliegenden Seiten parallel ausgerichtet ist, während die anderen beiden Seiten oval oder abgerundet ausgebildet sind.
Möglich ist es auch, dass der Füllkanal über einen Teil seiner Länge oder insgesamt rund oder oval ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist der Füllkanal im Bereich des Verschlussorgans wenigstens eine Aussparung auf, in welcher die Verschlusswandung wenigstens teilweise angeordnet ist, wenn sich die Verschlusswandung in einer vollständig geöffneten Stellung befindet. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass in der vollständig geöffneten Stellung kein zusätzliches Hindernis in dem Füllkanal besteht. Weiterhin sind auch keine Toträume vorhanden, was strömungstechnisch günstig ist. Zusätzliche Verwirbelungen treten nicht auf.
Es ist bevorzugt, dass der Füllkanal im Bereich des Verschlussorgans wenigstens eine Vertiefung aufweist, in welche die Verschlusswandung wenigstens teilweise eintaucht, wenn sich die Verschlusswandung in der geschlossenen Stellung befindet. Insbesondere taucht wenigstens eine Kante der Verschlusswandung in der geschlossenen Stellung in die Vertiefung ein, während die Kante an dem anderen Ende der Verschlusswandung sich noch in der Aussparung befindet, sodass der Füllkanal insgesamt zuverlässig verschlossen ist.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist es möglich, dass die Schwenkachse außermittig zu dem Füllkanal angeordnet ist. Der wenigstens eine rund ausgebildete Abschnitt weist dann vorzugsweise einen größeren Durchmesser als wenigstens eine Querabmessung des Füllkanals auf.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Fülleinrichtung einen Fülltopf zur Aufnahme des Zwischenvorrats eines abzufüllenden Schüttguts umfasst. Vorzugsweise ist wenigstens ein Förderorgan vorgesehen, welches insbesondere als Förderturbine ausgeführt ist. Dabei ist es möglich und besonders bevorzugt, dass das Förderorgan im Inneren des Fülltopfes angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Bereich des Innenraums des Fülltopfes abgerundet gestaltet, von dem sich der Füllkanal aus nach außen hin erstreckt. Vorzugsweise ist an dem abgerundeten Bereich die Förderturbine in dem Fülltopf aufgenommen. Der Füllkanal erstreckt sich bei vertikal drehenden Förderturbinen vorzugsweise von einem unteren Bereich und insbesondere in dem untersten Bereich des Fülltopfes aus tangential nach außen.
Vorzugsweise befindet sich das Verschlussorgan im montierten Zustand wenigstens teilweise innerhalb einer Rechteckfläche, die den Außenumfang und/oder die Querschnittsfläche des Fülltopfes engstmöglich umgibt. Bei Förderturbinen, die sich um eine horizontale Drehachse drehen, befindet sich das Verschlussorgan vorzugsweise wenigstens teilweise unterhalb des Innenraums des Fülltopfes. Bei Förderturbinen, die sich um eine vertikale Drehachse drehen, befindet sich das Verschlussorgan vorzugsweise wenigstens teilweise seitlich von dem Innenraum des Fülltopfes.
Dadurch wird ein besonders kompakter Aufbau erreicht, da die Schaufeln der Förderturbine sich wenigstens teilweise bis oberhalb bzw. seitlich des Verschlussorgans erstrecken. Dadurch entsteht ein dichter räumlicher Aufbau, der in radialer Richtung bei einer rotierenden Packmaschine nur wenig Volumen erfordert. Eine solche Ausgestaltung benötigt nicht mehr Bauraum als die bekannte Variante mit einem Schieberventil. Dadurch ergibt sich kein größerer Außendurchmesser, der eine größere Umfangsgeschwindigkeit der Packmaschine verursachen würde.
Vorteilhaft ist, dass ein geringer Durchmesser der Packmaschine die Aufsteckquote automatisch arbeitender Aufstecker erhöht und so die Gesamtverfügbarkeit verbessert. Auch das Abwurfverhalten wird verbessert, da die geringe Umfangsgeschwindigkeit der Packmaschine einen genaueren Abwurf und eine geringere Belastung des Sackes ermöglicht, da die Tangentialgeschwindigkeit beim Abwurf geringer ist als bei Packmaschinen mit größerem Durchmesser. Der erfindungsgemäße Kanalverschluss ermöglicht bei geringem Gesamtdurchmesser eine zuverlässige Funktion.
Insbesondere wird durch eine solche Ausgestaltung auch der Austausch anders gestalteter Fülleinrichtungen durch eine erfindungsgemäße Fülleinrichtung ermöglicht, sodass nicht nur neue Packmaschinen mit erfindungsgemäßen Fülleinrichtungen ausgestattet werden können, sondern auch Altmaschinen, bei denen im Zuge einer Wartung eine neue erfindungsgemäße Fülleinrichtung eingebaut werden kann.
Die Fülleinrichtung kann einen Füllstutzen umfassen, der mit dem Füllkanal verbunden ist. Vorzugsweise ist der Füllstutzen mit dem Füllkanal über einen elastischen Schlauch verbunden. Ein zweiter elastischer Schlauch für ein Scherenventil ist nicht erforderlich, um den elastischen Schlauch dort abzuquetschen. Es wird nur ein - relativ kurzer - elastischer Schlauch zu einer gewichtsmäßigen Entkoppelung des Füllstutzens von dem restlichen Füllkanal benötigt. Dadurch ist es z. B. möglich, eine Bruttoverwiegung durchzuführen, bei der der Füllstutzen mit dem daran hängenden Ventilsack während des Füllvorgangs gewogen wird, um die abzufüllende Menge genau anzupassen.
Die erfindungsgemäße Packmaschine weist wenigstens eine Fülleinrichtung auf, wie sie zuvor beschrieben wurde. Dabei kann die Packmaschine als Einstutzen-Packmaschine ausgeführt sein, die über einen einzigen Füllstutzen verfügt. Möglich ist es auch, dass eine Packmaschine mehrere nebeneinander angeordnete Füllstutzen aufweist und als sogenannter Reihenpacker ausgeführt ist. Besonders bevorzugt wird eine solche Packmaschine rotierbar ausgeführt und weist über den Umfang verteilt mehrere Fülleinrichtungen auf, die während der Rotation der Packmaschine Ventilsäcke mit abzufüllendem Schüttgut füllen.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
In den Figuren zeigen:

Fig. 1: eine stark schematische Draufsicht auf eine rotierende Packmaschine;
Fig. 2: eine Fülleinrichtung für eine Packmaschine nach Fig. 1;
Fig. 3: den Kanalverschluss der Fülleinrichtung nach Fig. 2;
Fig. 4: die Fülleinrichtung nach Fig. 2 in einem schematischen Schnitt mit einem schematisch daran angezeichneten Ventilsack;
Fig. 5: die Fülleinrichtung nach Fig. 4 mit teilweise geschlossenem Kanalverschluss; und
Fig. 6: die Fülleinrichtung nach Fig. 4 mit vollständig geschlossenem Füllkanal.
In Fig. 1: ist in einer stark schematischen Darstellung eine

Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Packmaschine 50 dargestellt, die zum Abfüllen von Schüttgütern in Ventilsäcke dient. Beispielsweise werden mit der Packmaschine 50 Ventilsäcke 4 mit Zement gefüllt.
Die Packmaschine 50 rotiert in Richtung des Pfeils 54 im Uhrzeigersinn. In einer geeigneten Winkelstellung ist ein automatischer Aufstecker 51 vorgesehen, der Ventilsäcke 4 einem Sackvorrat 53 entnimmt und automatisch auf die vorbei rotierenden Füllstutzen 30 jeweils einen Ventilsack 4 aufschießt.
Bei der weiteren Rotation werden die Ventilsäcke 4 mit dem abzufüllenden Schüttgut gefüllt. Dabei erfolgt zunächst eine Füllung im Grobstrom, bis eine vorbestimmte Gewichtsschwelle erreicht wird. Danach erfolgt die Füllung im Feinstrom, bis das endgültige Gewicht erreicht wird. Es kann eine Beruhigungsphase folgen, bis die Winkelstelle erreicht wird, in der das Austrageband vorgesehen ist, auf welches die gefüllten Ventilsäcke abgeworfen werden. Auf dem Austrageband 52 kann nochmals das Gewicht der Ventilsäcke 4 überprüft werden. Die gefüllten Ventilsäcke 4 werden abtransportiert.
Fig. 2 zeigt eine Fülleinrichtung 1 für beispielsweise eine Packmaschine 50 nach Fig. 1. Die Fülleinrichtung 1 umfasst hier einen Fülltopf 25, in dem eine hier um eine horizontale Achse drehende Förderturbine 27 als Förderorgan 24 vorgesehen ist. Um einen Einblick in das Innere des Fülltopfes 25 zu ermöglichen, wurde in der Darstellung gem. Fig. 2 die den Fülltopf zur Seite hin verschließende Deckplatte entfernt. Dadurch kann der Innenraum 29 des Fülltopfes mit der Förderturbine 27 eingesehen werden.
Über den Produkteinlauf 26 wird dem Fülltopf 25 das abzufüllende Schüttgut zugeführt. Durch die hier sich in Uhrzeigerrichtung drehende Förderturbine 27 wird das abzufüllende Schüttgut in Richtung des Füllkanals 2 gedrückt, der sich in einem unteren Bereich 28 und hier im untersten Bereich des Fülltopfes 25 aus etwa horizontal nach außen hin erstreckt.
Es schließt sich ein Kanalverschluss 3 an, der in dem Füllkanal 2 vorgesehen ist. Der Kanalverschluss 3 umfasst ein Verschlussorgan 6, welches hier in einer etwa zylindrischen Aufnahme 32 aufgenommen ist. Das Verschlussorgan 6 ist schwenkbar in der Aufnahme 32 vorgesehen und kann durch den Hebel 9 und den Antrieb 10 verschwenkt werden. Als Antrieb 10 dient hier ein Zylinderantrieb 14, der die Überführung des Verschlussorgans 6 von einer geschlossenen Stellung in eine teilweise geöffnete Stellung und anschließend in eine vollständig geöffnete Stellung 13 ermöglicht, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.
An den Wandungen 15 und 16 des Füllkanals 2 weist das Verschlussorgan rund ausgebildete Abschnitte 8 auf, an denen das Verschlussorgan 6 die Wandungen 15 und 16 durchtritt. Dadurch wird die Abdichtung des Füllkanals 2 nach außen hin erleichtert, da nur eine rotierende Fläche abgedichtet werden muss, die nicht durch das Schüttgut hindurch bewegt werden muss. Deshalb ist der Verschleiß viel geringer als bei anderen Verschlussorganen.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kanalverschlusses 3, wobei das Verschlussorgan 6 um die Schwenkachse 7 herum verschwenkbar aufgenommen ist. Die Schwenkachse 7 verläuft zentrisch durch die runden Abschnitte 8 des Verschlussorgans 6.
Nochmals dargestellt ist der Hebel 9, der in Verbindung mit dem Antrieb 10 zu einer Verschwenkung des Verschlussorgans 6 führt. Durch eine Verschwenkung des Verschlussorgans 6 wird die Verschlusswandung 18 um die Schwenkachse 7 herum verschwenkt. Dadurch kann der Füllkanal 2 teilweise oder ganz freigegeben bzw. verschlossen werden. Dabei verläuft die Schwenkachse 7 quer zur Längserstreckung des Füllkanals 2 und hier sogar senkrecht zu der Längsachse des Füllkanals 2.
Mit Bezug auf die Figuren 4 bis 6 wird im Folgenden die Funktion der Fülleinrichtung 1 und des Kanalverschlusses 3 erläutert.
In der in Fig. 4 dargestellten Stellung ist der Kanalverschluss 3 vollständig geöffnet, da sich die Verschlusswandung 18 des Verschlussorgans 6 in der oberen Stellung befindet. Hier wird der zentrale Bereich 34 vollständig frei gegeben.
In dieser Ausgestaltung wird in der vollständig geöffneten Stellung 13 sogar der gesamte Querschnitt des Füllkanals 2 frei gegeben und weist keine nennenswerte Störkontur auf. Das durch die Förderturbine 27 geförderte Schüttgut 5 wird durch den Füllkanal 2, den elastischen Schlauch 31 und den Füllstutzen 30 in den Ventilsack 4 eingefüllt. Dabei hängt der Ventilsack 4 mit seinem Ventil an dem Füllstutzen 30. Der Füllstutzen mit dem daran anhängenden Ventilsack 4 ist gewichtstechnisch entkoppelt von der Fülleinrichtung 1 aufgenommen. Die Verschlusswandung ist nach oben aus dem Füllkanal heraus geschwenkt.
Fig. 5 zeigt die teilweise geöffnete Stellung 12, in der das Verschlussorgan 6 einen anderen Schwenkwinkel 20 einnimmt und in der der Anteil 19 der von dem Füllkanal 2 frei durchströmbar ist, deutlich reduziert wurde. Die Verschlusswandung 18 hat hier mehr als die Hälfte des Füllkanals 2 verschlossen und ist aus der oberen Aussparung 22 in den Füllkanal 2 hinein in die Schwenkposition 20a geschwenkt worden. Im Unterschied dazu befindet sich die Verschlusswandung 18 in der in Fig. 4 dargestellten Schwenkposition 20 noch vollständig innerhalb der Aussparung 22.
In Fig. 5 ist klar zu erkennen, dass sich bei vertikaler Anordnung das Verschlussorgan 6 und der Kanalverschluss 3 wenigstens teilweise unterhalb des Fülltopfes 25 und des Innenraums 29 des Fülltopfes und auch unterhalb der Förderturbine 27 befinden. Dadurch wird in Längsrichtung der Fülleinrichtung nur sehr wenig Platz benötigt.
Fig. 6 zeigt die geschlossene Stellung 11 des Kanalverschlusses 3, in der die Verschlusswandung 18 den Füllkanal 2 vollständig verschließt. In dieser Schwenkposition 20b ragt eine Kante der Verschlusswandung 18 in die Vertiefung 23 am unteren Boden des Füllkanals 2 hinein, sodass ein dichter labyrinthartiger Verschluss 33 des Füllkanals 2 erzielt wird. In dieser Stellung ist das Verschlussorgan 6 gegenüber der Stellung von Fig. 5 noch weiter verschwenkt. Ein anschließendes Öffnen des Füllkanals 2 kann durch ein Zurückschwenken des Verschlussorgans 6 in die in Fig. 5 oder die in Fig. 4 dargestellte Stellung erfolgen.
Im Kanalverschluss ist eine zylindrische Aufnahme für das Verschlussorgan 6 vorgesehen, auch um die Fertigung zu erleichtern. Der untere Teil der zylindrischen Aufnahme kann mit einem entsprechend geformten Einsatz 56 versehen werden, sodass die entsprechende Wandung des Füllkanals nahezu keine Störstellen aufweist, an denen sich Wirbel in dem fließenden Schüttgut bilden. Die Vertiefung 23 ist vorzugsweise so geformt und weist so geringe Abmessungen auf, dass keine erhebliche Störung des Produktflusses entsteht.
In Fig. 6 ist zusätzlich gestrichelt die Rechteckfläche 58 des Außenumfangs des hier sichtbaren Teils des Fülltopfes 25 abgebildet. Deutlich erkennbar ist, dass ein Teil des Kanalverschlusses 3 innerhalb dieser Begrenzungslinie angeordnet ist. Insbesondere ist der Teil des Verschlussorgans 6 und hier sogar der gesamte im Bereich des Füllkanals liegende Teil des Verschlussorgans 6 innerhalb des Außenumfangs 58 dargestellt.
Weiterhin ist in Fig. 6 strichpunktiert die Rechteckfläche 57 eingezeichnet, welche den Innenraum des Fülltopfes 25 engstmöglich umgibt. Das Verschlussorgan 6 ist teilweise innerhalb der strichpunktierten Rechteckfläche 57 angeordnet.
Insgesamt stellt die Erfindung eine sehr vorteilhafte Fülleinrichtung zur Verfügung, die verschleißarm arbeitet, den Füllkanal sicher nach außen abdichtet und nur sehr wenig Platz benötigt. Dadurch kann ein Austausch bekannter Fülleinrichtungen erfolgen, sodass eine höhere Lebensdauer bei zuverlässiger Funktion erzielbar ist. Weiterhin können die Anschlussmaße bekannter Fülleinrichtungen eingehalten werden, sodass ein problemloser Austausch erfolgen kann.

Solche Anordnungen ermöglichen einen sehr kompakten Aufbau und einen geringen Raumbedarf.

Bezugszeichenliste:

1	Fülleinrichtung	21	Querschnitt
2	Füllkanal	22	Aussparung
3	Kanalverschluss	23	Vertiefung
4	Ventilsack	24	Förderorgan
5	Schüttgut	25	Fülltopf
6	Verschlussorgan	26	Einlauf
7	Schwenkachse	27	Förderturbine
8	runder Abschnitt	28	unterer Bereich
9	Hebel	29	Innenraum des Fülltopfes
10	Antrieb	30	Füllstutzen
11	geschlossene Stellung	31	elastischer Schlauch
12	teilweise geöffnete Stellung	32	Aufnahme
12	teilweise geöffnete Stellung	33	labyrinthartiger Verschluss
13	geöffnete Stellung	34	zentraler Bereich
14	Zylinderantrieb	50	Packmaschine
15	Wandung	51	Aufstecker
16	Wandung	52	Austrageband
17	Inneres des Füllkanals	53	Sackvorrat
18	Verschlusswandung	54	Drehrichtung
19	Anteil	55	Deckel
20	Schwenkposition	56	Einsatz
20a	Schwenkposition	57	Rechteckfläche
20b	Schwenkposition	58	Rechteckfläche

Claims

Fülleinrichtung (1) zur Abfüllung von feinen und staubenden Schüttgütern, wie beispielsweise Zement, in einen an einen Füllstutzen einer Packmaschine hängenden Ventilsack,
mit einem Füllkanal (2) und mit wenigstens einem steuerbaren Kanalverschluss (3), um den Durchfluss eines in den Ventilsack (4) abzufüllenden Schüttguts (5) durch den Füllkanal (2) zu steuern,
wobei der Kanalverschluss (3) ein wenigstens teilweise innerhalb des Füllkanals (2) angeordnetes verschwenkbares Verschlussorgan (6) umfasst, dessen Schwenkachse (7) quer zu dem Füllkanal (2) ausgerichtet ist, derart dass der Kanalverschluss (3) im geschlossenen Zustand den Füllkanal im Wesentlichen vollständig verschließt und im vollständig geöffneten Zustand den Füllquerschnitt in wenigstens einem zentralen Bereich (34) vollständig freigibt,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Kanalverschluss eine zylindrische Aufnahme für das Verschlussorgan vorgesehen ist,
und dass das Verschlussorgan (6) im Bereich des Inneren (17) des Füllkanals (2) wenigstens eine exzentrisch zur Schwenkachse (7) angeordnete Verschlusswandung (18) aufweist,
und dass die Schwenkachse zwei Achsstummel umfasst, die im Bereich des Füllkanals durch die wenigstens eine exzentrische Verschlusswandung verbunden werden,
und dass die Verschlusswandung als ein Wandungsabschnitt eines Zylinders ausgebildet ist, der sich über einen Winkelabschnitt erstreckt.
Fülleinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Kanalverschluss (3) über einen Hebel (9) und einen Antrieb (10) zwischen einer geschlossenen (11) und wenigstens einer geöffneten Stellung (12, 13) verstellbar ist, wobei der Antrieb (10) insbesondere einen Zylinderantrieb (14) umfasst.
Fülleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschlussorgan (6) in gegenüberliegende Wandungen (15, 16) des Füllkanals (2) wenigstens hineinragt.
Fülleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein von der Verschlusswandung (18) freigegebener Anteil (19) des Füllkanals (2) von dem Schwenkwinkel (20) des Verschlussorgans (6) abhängt.
Fülleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllkanal (2) wenigstens benachbart zu dem Verschlussorgan (6) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt (21) aufweist.
Fülleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllkanal (2) im Bereich des Verschlussorgans (6) wenigstens eine Aussparung (22) aufweist, in welcher die Verschlusswandung (18) wenigstens teilweise angeordnet ist, wenn sich die Verschlusswandung (18) in einer vollständig geöffneten Stellung (13) befindet.
Fülleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllkanal (2) im Bereich des Verschlussorgans (6) wenigstens eine Vertiefung (23) aufweist, in welche die Verschlusswandung (18) wenigstens teilweise eintaucht, wenn sich die Verschlusswandung (18) in der geschlossenen Stellung (11) befindet.
Fülleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwenkachse (7) außermittig zum Füllkanal angeordnet ist und/oder wobei der Kanalverschluss (3) wenigstens einen rund ausgebildeten Abschnitt (8) umfasst und mit dem rund ausgebildeten Abschnitt (8) den Füllkanal (2) durchtritt und wobei wenigstens ein rund ausgebildeter Abschnitt (8) einen größeren Durchmesser als eine Querabmessung des Füllkanals aufweist.
Fülleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Fülltopf (25) zur Aufnahme eines Zwischenvorrats abzufüllenden Schüttguts (5) vorgesehen ist.
Fülleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Förderorgan (24) vorgesehen ist, welches insbesondere als Förderturbine (27) ausgeführt ist.
Fülleinrichtung (1) nach Anspruch 9 und 10, wobei wenigstens der Bereich (28) des Innenraums (29) des Fülltopfes (25) abgerundet gestaltet ist, an dem der Füllkanal austritt, wobei vorzugsweise die Förderturbine (27) darin aufgenommen ist.
Fülleinrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 11, wobei sich das Verschlussorgan (6) im montierten Zustand wenigstens teilweise innerhalb einer Rechteckfläche befindet, die den Außenumfang und/oder die Querschnittsfläche des Fülltopfes engstmöglich umgibt.
Fülleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Füllstutzen (30) mit dem Füllkanal (2) verbunden ist.
Fülleinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zwischen dem Füllstutzen (30) und dem Füllkanal (2) ein elastischer Schlauch (31) vorgesehen ist.
Packmaschine (50) mit wenigstens einer Fülleinrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.