Maschine zum Füllen von Ventilsäcken
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Füllen von Ventil säcken mit korn- oder pulverförmigem Material, wie sie u. a. in der Zement-, Kalk- und Kunstdüngerindustrie Anwendung findet.
Die bisher übliche Methode besteht darin, dass ein Bedienungsmann einen Sack von einem Haufen abnimmt, das Ventil öffnet und um einen Einfüllstutzen der Maschine schiebt. Die Erfindung bezweckt die Mechanisierung dieser Arbeitsweise. Eine solche Mechanisierung fand bei Ventilsäcken bisher noch nicht statt, weil es schwierig ist, einen Mechanismus zur Oeffnung des Ventils zu entwerfen. Unter einem Ventilsack ist ein Sack mit einem hineinragenden Ventilschlauch zu verstehen, der nach Füllung des Sackes von der Füllmasse zugedrückt wird, wenn der Sack seinen Platz wechselt, so dass der Sack gleic'hsam durch die Füllmasse geschlossen wird. Es gibt auch Säcke, bei denen das Ventil hinausragt und also nach Füllung des Sackes hineingedrückt werden muss. Im Prinzip kann die Erfindung auch beim Füllen dieser Säcke Anwendung finden.
Der gefüllte Sack wird von der Maschine hinabgeworfen, wonach er gleich trans portfälhig ist.
Die Erfindung wird gekennzeichnet durch Mittel zur Aufnahme eines leeren Sackes von einem Vorratshaufen, durch einen oder mehrere erste Mechanismen zur Oeffnung des Ventils und einen oder mehrere zweite Mechanismen zur Verstellung des Sackes, bis sich das geöffnete Ventil um einen Einfüllstutzen der Maschine befindet, versehen mit einem Schwenkarm, der sich um eine waagerechte Achse über dem (den) Füllstutzen drehen und über die Achse verschoben werden kann, welcher Arm zu den zweiten Mechanismen gehört, am äusseren Ende die genannten Mittel und wenigstens einen Teil der ersten Mechanismen trägt, in seiner Höchst stellung die Mittel und die ersten Mechanismen in den richtigen Stand vor und durch eine Schubbewegung über die Achse an den Vorrat bringt, in welchem Vorratshaufen die Säcke in Senkrechtebenen mit der Ventilöffnung nach unten angeordnet sind,
und in seiner Tiefststellung das Ventil eines Sackes um einen Einfüllstutzen schiebt.
Beim Anbringen dieser Konstruktion braucht die eigentliche Füllmaschine nicht abgeändert zu werden.
Die Konstruktion wird an die Maschine angebaut, und zwar in der Weise, dass von deren Anwesenheit gar kein Hindernis empfunden wird, wenn ihre Funktion aus irgendeinem Grund von einem Bedienungsmann übernommen werden soll.
Vorzugsweise ist der erste Mechanismus mit Saugnapfen versehen, welche nebeneinander angeordnet sind gemäss einer Linie, quer zur Längsrichtung des Ventils, das sich im Vorratshaufen an der Vorderseite des Sackes befindet, welche Saugnapfen nach Anbringen auf das Ventil in bezug auf einander in der Weise verdreht werden, dass die Saugöffnungsebenen mit Hilfe von wenigstens einem Teil der ersten Mechanismen einen Winkel bilden, so dass sich das Ventil öffnet. Diese Massnahme verschafft eine sehr betriebssichere Vorrichtung, während sich demgegen über das Oeffnen des Ventils mit Hilfe einer mechanischen Vorrichtung als sehr schwierig erweist.
Es ist erwünscht, dass die Füllmaschinen ununterbrochen arbeiten. Aus diesem Grunde sind sie meistens mit zwei Einfüllstutzen ausgestattet, welche wechselweise Material aufgeben. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist in diesem Falle mit einer Umschaltvorrichtung versehen, welche den Arm wechselweise vor den einen oder vor den anderen Stutzen bringt.
Damit die Konstruktion des Schwenkarms seIber nicht zu verwickelt wird, sind vorteilhaft mit Rücksicht auf die Steuerung von Mechanismen am äusseren Ende des Armes, welche bisher noch nicht alle bezeichnet worden sind, nahe am Vorratshaufen Anschläge und Führungsbahnen für das äussere Ende des Armes und für Bedienungsmittel von am Arm angebrachten Mechanismen fest angeordnet.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird z. B. durch einige Zylinder-Kolben-Kombinationen, nachher Zylinder genannt, angetrieben. Selbstverständlich müssen die Funktionen der Vorrichtung mit dem Steuerprogramm der Füllmaschine verkuppelt sein.
Eine Auseinandersetzung über die Art und Weise, wie dies verwirklicht werden kann, erübrigt sich, weil dies dem Fachmann keine Schwierigkeiten bereitet.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht;
Fig. 2 eine Draufsicht (mit Fortlassung des Schwenkarms);
Fig. 3a-d Führungsbahnen, welche über demVorratshaufen fest angeordnet sind;
Fig. 3e einen Sack mit auf das Ventil aufgebrachten Saugnapfen in fünf Stellungen;
Fig. 4 einen Längsschnitt eines der Mechanismen zur Bedienung der beweglichen Saugnapfen;
Fig. 5a einen Querschnitt gemäss der Linie V-V in Fig. 4;
Fig. 5b eine Ansicht des Fussteils einer Vakuumröhre für einen bewegbaren Saugnapfen.
Eine Füllmaschine 1 ist mit zwei nebeneinander angeordneten Einfüllstutzen 2 versehen. Wechselweise wird ein Sack 3 mit seinem geöffneten Ventil 4 auf einen der Einfüllstutzen geschoben, wobei der Sack auf einem kippbaren Balken 5 aufruht und durch Wände 6 in der richtigen Lage gehalten wird. Der Balken gehört zu einer nicht-eingezeichneten Wägevorrichtung, welche einen Zylinder 7 betätigt, wenn der Sack ein bestimmtes Gewicht erreicht hat, was zur Folge hat, dass der Balken 5 um eine Achse 8 kantet und der Sack auf eine nichteingezeichnete Fördervorrichtung fällt.
Die leeren Säcke werden von einem Vorrat 9 abgenommen, in dem sie mit der Ventilöffnung 10 nach unten in Senkrechtebenen gelagert sind. Dieser Vorrat 9 wird mit Hilfe von u. a. einem Förderband 11 ständig vorgeschoben, so dass der vorderste Sack mit seinem Ventil 4 und Boden 12 an Leisten 13 und 14 anliegt.
Auf der Füllmaschine 1 befindet sich eine waagerechte Achse 15, auf der ein Schwenkarm 16 angebracht ist. Dieser Arm kann sich in senkrechten Ebenen drehen und über einen profilierten Teil 17 geschoben werden.
Das Drehen wird bewirkt durch einen Zylinder 18 mit Hilfe einer Kurbel 19. Der Arm wird mittels eines' nichteingezeichneten Gewichts, das z. B. über ein Laufrad an einer Stange 20 zieht, ausbalanciert.
Der Arm 16 kann mittels eines Zylinders 21 über den Teil 17 verschoben werden. Dies geschieht, wenn der Arm die Höchststellung einnimmt. Dieser Stand ist in Fig. 1 durch eine Linie g bezeichnet, welche die Symmetrieachse des Armes darstellt. Die Extremstellungen, zwischen denen der Arm durch den Zylinder 21 hin- und herbewegt wird, werden in Fig. 2 mit den Linien h und j bezeichnet, welche die Symmetrieachse des Armes darstellen. Bei diesem Hin- und Herschieben wird ein auf dem Arm befestigtes Führungsmittel, z. B. eine Rolle 27, in einer geraden, in einer gebogenen Kappe 29 ausgesparten Führungsbahn 28 geführt.
In den Extremstellungen wird die Bewegung des Armes ausserdem durch Anschläge 22 und 23 und das äussere Ende des Armes durch Anschläge 24 und 25 begrenzt. Beim Hochschwenken des Armes gemäss der Linie j wird die Bewegung durch einen Anschlag 26 begrenzt (Siehe auch Fig. 3).
Wenn der Zylinder 21 den Arm von der Linie h nach der Linie j verschoben hat, befindet sich die Rolle 27 (Fig. 1) in Fig. 2 im unteren Teil der Führungsbahn 28. Von der Stellung gemäss der Linie j in Fig. 2 oder der Linie g in Fig. 1 aus muss der Arm jetzt bis in den in Fig. 1 eingezeichneten Stand hinuntergeschwenkt werden. Der Arm ist dabei wechselweise vor den einen oder den anderen Einfüllstutzen zu bringen, d. h. er ist von der Stellung gemäss der Linie j aus bald in den Stand gemäss einer Linie k, bald in den Stand gemäss einer Linie 1 zu versetzen.
Dafür sorgt eine Umschaltvorrichtung 30, welche die Führungsbahn 28 entweder an eine Führungsbahn 32 (in der Stellung gemäss Fig. 2) oder an eine Führungsbahn 31 anschiiesst (wenn das Umschaltelement in Fig. 2 hinaufgeschoben ist). Zum Hin- und Herschle- ben des Umschaltelements dient ein Zylinder 33. Der Arm wird in den beiden Stellungen k und 1 durch einen Anschlag 34 (Fig. 1) aufgefangen.
Wenn der Arm in seine Höchststellung (g) geschoben wird, wird er durch eine Rolle 35 und eine Führungsbalhn 36 geführt (Fig. 1, 2 und 3a).
Das äussere Ende des Armes ist mit zwei Vakuumröhren 37 versehen, welche, zusammen mit Saugnapfen 38, Mittel zur Aufnahme eines Sackes 3 von dem Vorrat bilden. Am Ende der Bewegung des Armes, in der Stellung gWh, werden die Saugnapfen an den Sack gedrückt. Anschliessend wird der Sack angesaugt (ein Vakuumschlauch ist an einen Nippel 39 angeschlossen), und beim Zurückschieben des Armes 16 wird der Sack 3 durch die Saugnapfen hinter den Leisten 13, 14 hervorgezogen und mitgenommen. Der Arm bewegt sich darauf von der Stellung g-h über die Stellung g-j, in einen der Stände k oder 1 (Fig. 2, vgl. auch Fig. 1 und 3e). Die dazu erforderlichen Mechanismen werden zusammen die zweiten Mechanismen genannt.
Die ersten Mechanismen zur Oeffnung des Ventils enthalten nachfolgende Einzelheiten.
In das äussere Ende des Armes 16 ist eine Büchse 40 (die sogenannte dritte Büchse) (Fig. 1, 3b, 4) drehbar eingebaut. Diese Büchse kann sich 900 drehen mittels einer Kurbel 41, eines Führungsmittels oder einer Rolle 42 und einer festangeordneten Führungsbahn 43 (Fig. 1, 3b).
In der Büchse 40 befindet sich eine Querachse 44, mittels deren ein Träger 45 in der Büchse 40 unter einem kleinen Winkel kanten kann. Der Träger wird jedoch durch eine Feder 46 in die Stellung gemäss Fig. 1 gedrückt und mittels eines Schiebeblöckchens 47 in einem am Arm 16 befestigten Bügel 48 geführt.
Wie sich nachstehend ergeben wird, kann die Büchse 40 nur dann gedreht werden, wenn sich der Träger, wie Fig. 4 zeigt, in konzentrischer Lage mit der Büchse befindet, so dass keine Reibung auftritt. Am äusseren Ende des Trägers ist eine Rolle 49 befestigt, welche mit einer festangeordneten Führungsbahn 50 zusammenwirkt (Fig. 1, 3c, 3d).
Auf dem Träger 45 sind zwei konzentrische Büchsen 51 und 52 angebracht (Fig. 4, 5). Auf einer Flansche 53 der Büchse 51 ist ein Fussteil 54 für eine Vakuumröhre 55 befestigt. Auf einer Flansche 56 der Büchse 52 befindet sich ein Fussteil 57 für eine Vakuumröhre 58. Die Vakuumröhren 55 und 58 tragen Saugnapfen 59 bzw. 60. Jede Vakuumröhre ist mit einem Nippel 61 zum Anschluss eines Vakuumschlauches versehen. Die Büchsen 51 und 52 weisen beide einen Schlitz 62 bzw. 63 auf, welche in der Weise angebracht sind, dass sie in bezug auf einander mit einer Erzeugenden gegenüberliegende Winkel bil- den. Der Träger 45 besitzt einen Längsschlitz 64. Ein Stift 65 wirkt mit den drei Schlitzen zusammen und kann, entgegengesetzt zur Wirkung einer Feder 66, durch eine aus dem Träger 45 hinausragende Stange 67 verschoben werden.
Beim Verschieben der Stange 67 drehen sich die Büchsen 51 und 52 und damit auch die Saugnapfen 59 und 60 in bezug auf einander.
Das äussere Ende der Stange 67 wirkt mit einer Führungsbahn 68 zusammen.
Die in Fig. 4 und 5 skizzierte Situation stimmt mit derjenigen überein, in der die Oeffnungsebenen der Saugnapfen 59 und 60 in bezug aufeinander einen Winkel bilden, wie in Fig. 3e links und in Fig. 1 ersichtlich ist. Dazu gehört eine Stellung des Trägers 45 hinsichtlich der Büchse 40, wie sie in Fig. 1 und 4 ersidhtlich ist, und ein Stand der Kurbel 41, wie er in Fig. 3b eingezeichnet ist.
Das Eine und Ausschalten der Zylinder zur Steuerung der unterschiedlichen Mechanismen und der Vakuumquelle zur Betätigung der Saugnapfen erfolgt gemäss einem festen Programm, das mit dem der Füllmaschine gekuppelt ist. Da dies dem Fachmann keine Schwierigkeiten bereitet und diese Materie nicht unter den Geltungsbereich der Erfindung fällt, ist es nicht notwendig, darauf weiter einzugehen.
Die Vorrichtung wirkt, insofern noch nicht besprochen, folgendermassen:
In der in Fig. 1 eingezeichneten Situation wird das Vakuum in den Saugnapfen 59, 60 und 38 aufgehoben, worauf der Arm 16 mit Zurücklassung des Sackes 3, der jetzt gefüllt wird, mittels des Zylinders 18 emporgeschwenkt wird. Der Arm verlässt dabei die Stellung k, indem er durch die Führungsbahn 32 und das Umschaltelement 30 mittels der Rolle 27 geführt und seitwärts verschoben wird, bis er in der Stellung j seiner Höchststellung g zustrebt. Die Rolle 27 hat in diesem Falle das Ende der Führungsbahn 28 erreicht. Das Umschaltelement 30 wird nun vom Zylinder 33 umgelegt. In seiner Höchststellung (siehe j in Fig. 3) wird der Arm durch den Anschlag 26 aufgefangen.
Anschliessend wird der Zylinder 21 betätigt, wodurch der Arm seitwärts geschoben wird, und zwar von j nach h. Das äussere Ende des Armes wird mit Hilfe der Rolle 35 durch die Führungsbahn 36 geführt (Fig. 3a). Unter dem Einfluss der Führungsbahn 68 (Fig. 3c) wird die Stange 67 hineingedrückt, wodurch sich die Saugnapfen 59 und 60 (ohne Sack) in bezug aufeinander drehen; in Fig. 5a dreht sich der Fussteil 54 rechtsum und der Fussteil 57 linksum. Mit Hilfe der Rolle 49 wird das Ende des Trägers 45 durch die Führungsbahn 50 (Fig. 3d) geführt, wodurch der Träger, entgegengesetzt zur Federwirkung, in eine zur Büchse 40 konzentrische Lage gerät. Danach lässt sich, unabhängig von der Führungsbahn 43, die Büchse 40 verdrehen. Beim Weiterschieben des Armes 16 läuft die Rolle 42 in eine Nische 69 der Führungsbahn 43.
Die Büchse 40 läuft weiter, so dass sich der Arm dreht. Die gestrichelte Linie in Fig. 3b bezeichnet die Symmetrielinie der Kurbel 41 in der Endstellung. Der Arm 16 befindet sich jetzt in der Endstellung h, wo er durch Anschläge 24 und 22 (Fig. 1 und 2) arretiert wird. Die Saugnapfen 59, 60 und 38 werden jetzt an den Vordersack im Vorratshaufen angedrückt. Die Position der Saugnapfen 59 und 60 hinsichtlich des Vordersackes zeigt die rechte Zeichnung in Fig. 3e.
Jetzt wird das Vakuum an die Saugnapfen angeschlossen, worauf der Zylinder 21 die Bewegungsrichtung des Armes 16 umsteuert. Dadurch wird der Sack aus dem Vorratshaufen herausgezogen.
Während der Bewegung über den Abstand I (Siehe unter Fig. 3b) wird die Kurbel 41 mit den Büchsen 40, 51 und 52, den Röhren 55 und 58 und den Saugnapfen 59 und 60 um 900 zurückgedreht, wodurch sich das Ventil des Sackes auch um 90O dreht (Siehe zweite Zeichnung von rechts in Fig. 3e).
Danach legt der Arm 16 den Abstand II zurück, während welcher Bewegung der Träger 45 unter dem Einfluss der Rolle 49 und der Führungsbahn 50 hinsichtlich der Büchse 40 kippt, so dass die Lage gemäss Fig. 4 wieder eintritt. Zu gleicher Zeit wird die Stange 67 unter dem Einfluss der Führungsbahn 68 wieder zurückgeschoben, so dass sich die Fussteile 54 und 57 in die Lage gemäss Fig. 5 zurückdrehen. Durch diese beiden Bewegungen werden die Saugnapfen 59 und 60 aufgehoben und verdreht, wodurch sich das Ventil öffnet (obere Zeichnung links Fig. 3e).
Beim Zurücklegen des Abstandes III werden die Bedienungsmittel 49, 67 und 42 und die Führungsrolle 35 von ihren Führungsbahnen gelöst, worauf noch eine freie Bewegung über den Abstand IV folgt, bis der Arm auf die Anschläge 25 und 23 stösst.
Der Arm 16 schwenkt gemäss der Linie j (Fig. 3, besonders 3e, Fig. 2) hinunter. Durch die Lage des Umschaltelements 30 wird die Rolle 27 des Armes 16 jetzt durch die Führungsbahn 31 geführt, so dass die Bewegung des Armes gemäss der Linie 1 endet (Fig. 2, Fig. 3 unten). Das Ventil 4 schiebt sich dabei um den Einfüllstutzen 2, womit der Zyklus zur Hälfte vollendet ist. Der Arm verlässt den Stand k und erreicht den Stand 1. Das Verlassen der Stellung 1 und das Erreichen der Stellung k erfolgt jedoch auf gleiche Weise.