CH713772A2

CH713772A2 - Method for operating a metering device and metering device.

Info

Publication number: CH713772A2
Application number: CH00181/18A
Authority: CH
Inventors: Burk Tobias
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2018-11-15
Also published as: CH713772B1; DE102017207378A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Dosiervorrichtung (1), welche eine in einem Dosierkanal (2) angeordnete Dosierschnecke (3) aufweist, die einen Transportabschnitt (4) aufweist, welcher einen Schneckengang bildet, und die einen Abschlussbereich (5) aufweist, welcher dazu geeignet ist, den Dosierkanal (2) zu verschliessen. Das Verfahren umfasst ein Erfassen einer Menge an Material, welches von der Dosiervorrichtung (1) während eines Dosiervorgangs bereits abgegeben wurde, und ein Steuern eines Materialflusses durch den Dosierkanal (2) durch ein Bewegen der Dosierschnecke (3) in einer axialen Richtung der Dosierschnecke (3), um eine Weite eines Dosierspalts festzulegen, welcher ein Spalt zwischen dem Dosierkanal (2) und dem Abschlussbereich (5) der Dosierschnecke (3) ist, wobei die Weite des Dosierspalts abhängig von der erfassten Menge an Material gewählt wird.The present invention relates to a method for operating a metering device (1) which has a metering screw (3) arranged in a metering channel (2), which has a transport section (4) which forms a flight and which has a closing region (5) , which is suitable for closing the metering channel (2). The method comprises detecting an amount of material which has already been dispensed by the metering device (1) during a metering operation, and controlling a material flow through the metering channel (2) by moving the metering screw (3) in an axial direction of the metering screw (FIG. 3) to define a width of a metering gap, which is a gap between the metering channel (2) and the end portion (5) of the metering screw (3), wherein the width of the metering gap is selected depending on the detected amount of material.

Description

Beschreibung Stand der Technik [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Dosiervorrichtung.Description: PRIOR ART The present invention relates to a metering device and a method for operating a metering device.

[0002] Die Schneckendosierung ist ein gängiges Dosierverfahren für pulverförmige Stoffe und Granulate. Dabei wird ein zu dosierendes Material aus einem Dosierbehälter mittels einer rotierenden Dosierschnecke durch einen Dosierkanal transportiert, um am Ende des Dosierkanals in ein Dosierbehältnis zu fallen. Eine solche Schneckendosierung wird zumeist dann eingesetzt, wenn eine besonders genaue Dosierung des Materials erfolgen soll. So wird ein solches Dosierverfahren insbesondere bei einer Dosierung von Pulvern, Klebstoffen und Wirkstoffen eingesetzt. Beispielhafte Pulver sind beispielsweise Pigmente oder Füllstoffe für Lacke. Wirkstoffe werden oftmals im Bereich des Pflanzenschutzes oder der Pharmaindustrie mittels der Schneckendosierung dosiert.The screw dosing is a common dosing method for powdery substances and granules. In this case, a material to be metered is transported from a metering container by means of a rotating metering screw through a metering channel in order to fall into a metering container at the end of the metering channel. Such a screw feeder is usually used when a particularly accurate metering of the material is to take place. Thus, such a dosing is used in particular in a dosage of powders, adhesives and active ingredients. Exemplary powders are, for example, pigments or fillers for paints. Active ingredients are often dosed in the field of crop protection or the pharmaceutical industry by means of the screw dosing.

[0003] Aus der DE 19 962 475 C2 ist es für den Bereich von Abfüllanlagen offenbart, dass eine Weite eines Spaltes zwischen einem Verschlussorgan einer Spindel und einem Füllrohr basierend auf einem Zeitverlauf verändert wird.From DE 19 962 475 C2 it is disclosed for the field of bottling plants that a width of a gap between a closure member of a spindle and a filling tube is changed based on a time course.

Offenbarung der Erfindung [0004] Das erfindungsgemässe Verfahren zum Betreiben einer Dosiervorrichtung, welche eine in einem Dosierkanal angeordnete Dosierschnecke aufweist, die einen Transportabschnitt aufweist, welcher einen Schneckengang bildet, und die einen Abschlussbereich aufweist, welcher dazu geeignet ist, den Dosierkanal zu verschliessen, umfasst ein Erfassen einer Menge an Material, welche von der Dosiervorrichtung während eines Dosiervorgangs bereits abgegeben wurde, und ein Steuern eines Materialflusses durch den Dosierkanal durch ein Bewegen der Dosierschnecke in einer axialen Richtung der Dosierschnecke, um eine Weite eines Dosierspalts festzulegen, welcher ein Spalt zwischen dem Dosierkanal und dem Abschlussbereich der Dosierschnecke ist, wobei die Weite des Dosierspalts abhängig von der erfassten Menge bzw. der noch zu dosierenden Menge an Material gewählt wird.DISCLOSURE OF THE INVENTION The method according to the invention for operating a metering device which has a metering screw arranged in a metering channel, which has a transport section which forms a screw thread and which has a closing region which is suitable for closing the metering channel detecting a quantity of material already dispensed by the metering device during a metering operation and controlling a flow of material through the metering channel by moving the metering screw in an axial direction of the metering screw to define a width of a metering gap defining a gap between the metering slot Dosing and the termination of the dosing screw, wherein the width of the dosing is selected depending on the detected amount or the amount of material to be dosed yet.

[0005] Die erfindungsgemässe Dosiervorrichtung umfasst einen Dosierkanal, eine Dosierschnecke, eine Messeinheit und eine Dosierungssteuerung. Dabei ist die Dosierschnecke in einem Dosierkanal angeordnet. Die Dosierschnecke weist einen Transportabschnitt auf, welcher einen Schneckengang bildet und weist einen Abschlussbereich auf, welcher dazu eingerichtet ist, den Dosierkanal zu verschliessen. Die Messeinheit ist dazu eingerichtet, eine Menge an Material zu erfassen, welches von der Dosiervorrichtung während einem Dosiervorgang bereits abgegeben wurde, und die Dosierungssteuerung ist dazu eingerichtet, einen Materialfluss durch den Dosierkanal zu steuern, indem diese die Dosierschnecke in einer axialen Richtung der Dosierschnecke bewegt, um eine Weite eines Dosierspalts festzulegen, welcher ein Spalt zwischen dem Dosierkanal und dem Abschlussbereich der Dosierschnecke ist, wobei die Weite des Dosierspalts abhängig von der erfassten Menge an Material bzw. der noch zu dosierenden Menge gewählt wird.The metering device according to the invention comprises a metering channel, a metering screw, a measuring unit and a metering control. The metering screw is arranged in a metering channel. The metering screw has a transport section, which forms a helix, and has a closure region, which is set up to close the metering channel. The metering unit is configured to capture a quantity of material that has already been dispensed by the metering device during a metering operation, and the metering controller is configured to control a flow of material through the metering channel by moving the metering screw in an axial direction of the metering screw to set a width of a metering gap, which is a gap between the metering channel and the end portion of the metering screw, wherein the width of the metering gap is selected depending on the detected amount of material or the still to be metered amount.

[0006] Die Dosiervorrichtung ist insbesondere ein Laborautomat. Der Dosierkanal ist insbesondere ein Kanal, welcher an einem Dosierbehälter angeordnet ist, in welchem sich das zu dosierende Material befindet. Der Dosierkanal ist insbesondere ein im Wesentlichen zylindrischer Kanal. Die Dosierschnecke ist in dem Dosierkanal angeordnet. Dabei liegt eine Rotationsachse der Dosierschnecke auf einer zentralen Achse des Dosierkanals. Ein Innendurchmesser des Dosierkanals entspricht einem Aussendurchmesser der Dosierschnecke.The metering device is in particular a laboratory machine. In particular, the metering channel is a channel which is arranged on a metering container in which the material to be metered is located. The metering channel is in particular a substantially cylindrical channel. The metering screw is arranged in the metering channel. In this case, a rotation axis of the metering screw lies on a central axis of the metering channel. An inner diameter of the metering channel corresponds to an outer diameter of the metering screw.

[0007] Die Dosierschnecke weist einen Transportabschnitt auf. Der Transportabschnitt ist insbesondere spiralförmig oder weist die Form einer Wendel auf. Ein Gang, welcher durch ein Schneckenblatt der Dosierschnecke gebildet wird, wird als Schneckengang bezeichnet. Rotiert die Dosierschnecke in dem Dosierkanal, so wird das zu dosierende Material durch den Schneckengang transportiert.The metering screw has a transport section. The transport section is in particular spiral-shaped or has the shape of a helix. A gear formed by a screw blade of the metering screw is called a screw flight. If the metering screw rotates in the metering channel, the material to be metered is transported through the screw flight.

[0008] Die Dosierschnecke weist einen Abschlussbereich auf, der Abschlussbereich schliesst insbesondere unmittelbar an den Transportabschnitt der Dosierschnecke an. Der Abschlussbereich ist insbesondere ein plattenförmiger Bereich, welcher sich über den gesamten Innendurchmesser des Dosierkanals erstreckt, so dieser sich in dem Dosierkanal befindet.The metering screw has a termination region, the termination region connects in particular directly to the transport section of the metering screw. The closure region is in particular a plate-shaped region which extends over the entire inner diameter of the metering channel, so that it is located in the metering channel.

[0009] Es erfolgt ein Erfassen einer Menge an Material, welches von der Dosiervorrichtung während eines Dosiervorgangs abgegeben wurde. Das Erfassen der Menge von Material ist dabei ein Messen einer Menge von Material. Dabei wird die tatsächliche Menge an Material, welches von der Dosiervorrichtung während eines Dosiervorgangs abgegeben wurde, messtechnisch erfasst. Dies erfolgt insbesondere durch ein Wiegen des Materials, welches von der Dosiervorrichtung während des Dosiervorgangs bereits abgegeben wurde. Die dafür genutzte Messeinheit ist somit insbesondere eine Waage oder eine Wägezelle.There is a detection of an amount of material which has been discharged from the metering device during a dosing. Detecting the amount of material is measuring a quantity of material. In this case, the actual amount of material which was dispensed by the metering device during a metering process, detected by measurement. This is done in particular by weighing the material which has already been dispensed by the metering device during the metering process. The measuring unit used for this purpose is thus in particular a balance or a weighing cell.

[0010] Die Dosierungssteuerung ist dazu eingerichtet, einen Materialfluss durch den Dosierkanal zu steuern, indem diese die Dosierschnecke in einer axialen Richtung der Dosierschnecke bewegt. Die Dosierungssteuerung ist insbesondere eine elektronische Steuereinheit. Der Dosierspalt ist ein Spalt zwischen dem Dosierkanal und dem Abschlussbereich der Dosierschnecke. Dabei befindet sich der Schneckengang des Transportabschnitts der Dosierschnecke zwischen einem Ende des Dosierkanals und dem Abschlussbereich der Dosierschnecke. Wird die Dosierschnecke in axialer Richtung so weit bewegt, bis der Abschlussbereich in axialer Richtung auf gleicher Höhe ist wie der Dosierkanal, so ist der Dosierspalt geschlossen. Der Dosierspalt ist somit eine Distanz, über welche sich der Transportabschnitt und somit der Schneckengang nicht in dem Dosierkanal befindet.The metering controller is adapted to control a flow of material through the metering channel by moving the metering screw in an axial direction of the metering screw. The dosing control is in particular an electronic control unit. The metering gap is a gap between the metering channel and the end section of the metering screw. In this case, the worm gear of the transport section of the metering screw is located between one end of the metering channel and the end portion of the metering screw. If the metering screw is moved in the axial direction until the end region in the axial direction is at the same height as the metering channel, then the metering gap is closed. The dosing gap is thus a distance over which the transport section and thus the worm gear is not located in the dosing channel.

[0011] Es wird somit eine verbesserte Dosiergeschwindigkeit und eine verbesserte Dosiergenauigkeit erreicht. Die Dosiergeschwindigkeit und erzielbare Dosiergenauigkeit sind bislang bei einem spezifischen zu dosierenden Pulver abhängig von der Schneckengeometrie der Dosierschnecke und der Drehzahl, mit welcher die Dosierschnecke gedreht wird. Mit einer feinen Dosierschnecke, also eine Dosierschnecke mit geringer Gangtiefe und Steigung, sind sehr genaue Dosierergebnisse erzielbar, aber eine grosse Dosiermenge benötigt eine sehr lange Zeit zur Dosierung. Dies kann durch eine Anpassung der Drehzahl der Dosierschnecke nur begrenzt kompensiert werden. Hohe Drehzahlen können zudem das Pulver stark mechanisch belasten und dadurch schädigen. Eine grobe Dosierschnecke, also eine Dosierschnecke mit hoher Steigung und Gangtiefe, ermöglicht eine schnelle, aber ungenaue Dosierung. Schlecht fliessende Pulver können mit feinen Dosierschnecken unter Umständen überhaupt nicht, mit grossen Schnecken nur sehr ungenau dosiert werden. Eine schnelle, aber nicht gleichzeitig genaue Dosierung ist so bei vielen Pulvern nicht möglich. Bei einigen Pulvern ist eine Mindestdrehzahl der Dosierschnecke erforderlich, um einen Fluss zu erzielen. Bei Unterschreiten dieser Drehzahl kommt ein Materialfluss ins Stocken. Solche Pulver können mit den üblichen Dosierschnecken und Verfahren nicht genau dosiert werden. Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Dosiervorrichtung beseitigt.It is thus achieved an improved metering and improved dosing accuracy. The dosing speed and achievable dosing accuracy are hitherto dependent on the screw geometry of the dosing screw and the speed with which the dosing screw is rotated in the case of a specific powder to be dosed. With a fine dosing screw, so a dosing with low depth and pitch gradient, very accurate dosing results can be achieved, but a large dosing requires a very long time for dosing. This can be compensated only limited by adjusting the speed of the metering screw. High speeds can also put heavy mechanical load on the powder and damage it. A coarse dosing screw, ie a dosing screw with high pitch and flight depth, enables fast but inaccurate dosing. Under certain circumstances, poorly flowing powders can not be dosed at all with fine dosing screws, and only very inaccurately with large screws. A fast but not exact dosage is not possible with many powders. Some powders require a minimum screw speed to achieve flow. Falls below this speed, a material flow comes to a halt. Such powders can not be precisely metered with the usual dosing screws and methods. These disadvantages are eliminated by the method according to the invention and the metering device according to the invention.

[0012] Durch die Steuerung der Dosiergeschwindigkeit, also des Materialflusses über die Öffnungsweite des Schneckengangs am Auslass des Dosierkanals kann der Materialfluss bei konstanter Drehzahl der Dosierschnecke gesteuert werden. Die Öffnungsweite des Schneckengangs am Auslass des Dosierkanals entspricht dabei dem Dosierspalt Es kann somit sowohl eine hohe Dosiergeschwindigkeit bei einer grosse Weite des Dosierspalts erreicht werden, als auch eine hohe Genauigkeit bei minimaler Weite des Dosierspalts erreicht werden. Eine maximale Weite des Dosierspalts liegt dann vor, wenn der Dosierspalt einer kompletten Schneckenganghöhe entspricht. Bei einer minimalen Weite des Dosierkanals ist der Schneckengang fast komplett abgedeckt. Es wird somit der nutzbare Massenstrombereich gegenüber einer rein drehzahlgesteuerten Dosierung erweitert. Es kann somit eine Regulierung der Dosiergeschwindigkeit bei konstanter Drehzahl der Dosierschnecke erfolgen, wobei eine hohe Drehzahl bei schlecht fliessenden, unempfindlichen Pulvern gewählt wird und eine niedrige Drehzahl bei gut fliessenden empfindlichen Pulvern gewählt wird. Es kann somit eine Verwendung von grossen Dosierschnecken bei schlecht fliessenden Pulvern und gleichzeitig hohe erzielbare Dosiergenauigkeit erfolgen. Es kann eine schnelle Dosierung und gleichzeitig eine hohe Dosiergenauigkeit erreicht werden, insbesondere dann, wenn eine grosse Weite des Dosierspalts bis kurz vor einem Erreichen eines Zielwertes gewählt wird und die Weite des Dosierspalts kurz vor Erreichen der Zielmenge verringert wird. Es kann eine Verwendung einer einzigen Schneckengeometrie für die meisten Pulver unabhängig von der Dosiermenge und der erforderlichen Dosiergenauigkeit erfolgen. Es ist somit lediglich eine geringe Anzahl an verschiedenen Schneckengeometrien notwendig, welche für unterschiedliche Dosiervorgänge bereitgestellt werden müssen. Durch ein entsprechend automatisiertes Verfahren wird es vereinfacht, die optimalen Dosierparameter für jeden Dosiervorgang zu finden.By controlling the metering, so the material flow over the opening width of the screw at the outlet of the metering the material flow at a constant speed of the metering screw can be controlled. The opening width of the screw flight at the outlet of the metering channel corresponds to the metering gap. It is thus possible to achieve both a high metering speed with a large width of the metering gap and a high accuracy with minimum width of the metering gap. A maximum width of the metering gap is present when the metering gap corresponds to a complete helical flight height. With a minimum width of the dosing channel, the worm gear is almost completely covered. It is thus extended the usable mass flow range over a purely speed-controlled dosage. Thus, it is possible to regulate the metering rate at a constant speed of the metering screw, with a high number of revolutions being selected for poorly flowing, insensitive powders and a low rpm being selected for well-flowing sensitive powders. It can thus be a use of large dosing with poorly flowing powders and high achievable dosing accuracy. It can be achieved a quick dosing and at the same time a high dosing accuracy, especially when a large width of the dosing is selected until just before reaching a target value and the width of the dosing is reduced shortly before reaching the target amount. It can be done using a single screw geometry for most powders regardless of the dosage and the required dosing accuracy. It is therefore necessary only a small number of different screw geometries, which must be provided for different dosing operations. A suitably automated process makes it easier to find the optimum dosing parameters for each dosing process.

[0013] Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

[0014] Es ist vorteilhaft, wenn die Dosierschnecke bei einer konstanten Drehzahl betrieben wird, und der Materialfluss durch den Dosierkanal gesteuert wird, indem die Dosierschnecke in der axialen Richtung der Dosierschnecke bewegt wird. Die konstante Drehzahl kann dabei während dem gesamten Dosiervorgang oder während einem Teil des Dosiervorgangs konstant gehalten werden. Die Drehzahl muss in diesem Falte nicht geregelt werden und kann optimal an das zu transportierende Material und eine Form des Schneckengangs angepasst werden.It is advantageous if the metering screw is operated at a constant speed, and the material flow is controlled by the metering channel by the metering screw is moved in the axial direction of the metering screw. The constant speed can be kept constant during the entire dosing or during a portion of the dosing process. The speed does not have to be regulated in this fold and can be optimally adapted to the material to be transported and a shape of the worm gear.

[0015] Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Weite des Dosierspalts und/oder eine Drehzahl der Dosierschnecke kontinuierlich oder schrittweise reduziert wird, um von einer Grobdosierung zu einer Feindosierung zu wechseln. Dabei erfolgt das kontinuierliche oder schrittweise reduzieren der Weite des Dosierspalts und/oder der Drehzahl der Dosierschnecke während eines Dosiervorgangs. Ein Dosiervorgang ist ein Vorgang, während dem eine zu dosierende Menge von der Dosiervorrichtung abgegeben wird. So wird der Materialfluss während des Dosiervorgangs verringert und es kann verhindert werden, dass es zu einer Überdosierung kommt. Gleichzeitig wird während der Grobdosierung ein maximaler Materialfluss gewährleistet, wodurch ein schneller Dosiervorgang erreicht wird.Further, it is advantageous if the width of the dosing and / or a speed of the dosing screw is reduced continuously or stepwise to change from a coarse dosage to a fine dosage. The continuous or stepwise reduction of the width of the metering gap and / or the speed of the metering screw during a metering process takes place. A metering process is a process during which a quantity to be dispensed is dispensed by the metering device. This reduces the flow of material during the dosing process and prevents overdosing. At the same time, a maximum flow of material is ensured during the coarse dosing, whereby a quick dosing process is achieved.

[0016] Auch ist es vorteilhaft, wenn die Drehzahl der Dosierschnecke in Reaktion darauf reduziert wird, dass eine vorgegebene Menge an Material während des Dosiervorgangs abgegeben wurde. Somit kann erreicht werden, dass eine maximale Dosiergeschwindigkeit erreicht wird, da die Verringerung der Drehzahl nicht unnötig früh verringert wird, beispielsweise wenn der Materialfluss kurzfristig unterbrochen war.Also, it is advantageous if the speed of the metering screw is reduced in response to the fact that a predetermined amount of material was dispensed during the dosing. Thus, it can be achieved that a maximum metering speed is achieved, since the reduction of the speed is not reduced unnecessarily early, for example, if the material flow was interrupted for a short time.

[0017] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Feindosierung erfolgt, indem eine Drehbewegung der Dosierschnecke mit wechselnder Drehrichtung und/oder eine lineare Bewegung der Dosierschnecke mit wechselnder Richtung ausgeführt wird. Insbesondere erfolgt die Drehbewegung der Dosierschnecke mit wechselnder Drehrichtung bei konstanter Weite des Dosierspaltes. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die lineare Bewegung der Dosierschnecke mit wechselnder Richtung ausgeführt wird, wenn die Drehbewegung der Dosierschnecke gestoppt oder konstant ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass sehr geringe Mengen des zu dosierenden Materials abgegeben werden und eine besonders genaue Dosierung kann erreicht werden.Furthermore, it is advantageous if the fine metering is carried out by a rotational movement of the metering screw with changing direction of rotation and / or a linear movement of the metering screw is performed with changing direction. In particular, the rotational movement of the metering screw with changing direction of rotation takes place at a constant width of the metering gap. Furthermore, it is advantageous if the linear movement of the metering screw is carried out with changing direction when the rotational movement of the metering screw is stopped or constant. In this way it can be achieved that very small amounts of the material to be dispensed are dispensed and a particularly accurate dosage can be achieved.

[0018] Auch ist es vorteilhaft, wenn die Weite des Dosierspalts und/oder eine Drehzahl der Dosierschnecke kontinuierlich oder schrittweise reduziert wird, wenn ein vorgegebenes Zeitintervall seit Beginn des Dosiervorgangs verstrichen ist. Auf diese Weise kann eine Feindosierung eingeleitet werden, wobei die Einleitung der Feindosierung nicht durch ein eventuelles Überschwingen der Messeinheit beim Messen der bereits abgegeben Dosiermenge beeinflusst wird, welches sich ergeben kann, wenn bei einer Grobdosierung ein besonders hoher Materialfluss vorliegt.It is also advantageous if the width of the dosing and / or a speed of the dosing screw is reduced continuously or gradually, when a predetermined time interval has elapsed since the beginning of dosing. In this way, a fine metering can be initiated, wherein the introduction of the fine metering is not affected by a possible overshoot of the measuring unit when measuring the already dispensed metering, which may result if a coarse metering is a particularly high flow of material.

[0019] Auch ist es vorteilhaft, wenn die Dosierschnecke während des Dosiervorgangs in wechselnde Richtungen entlang der axialen Richtung der Dosierschnecke bewegt wird, wobei der Dosierspalt für den Materialfluss offenbleibt. Mit einfachen Worten bedeutet dies, dass die Dosierschnecke während des Dosiervorgangs auf und ab bewegt wird. Auf diese Weise können Stauungen des Materialflusses in dem Schneckengang verhindert werden.It is also advantageous if the metering screw is moved during the metering in changing directions along the axial direction of the metering screw, wherein the metering gap remains open for the flow of material. In simple terms, this means that the dosing screw is moved up and down during the dosing process. In this way, congestions of the flow of material in the flight can be prevented.

[0020] Auch ist es vorteilhaft, wenn die Drehzahl der Dosierschnecke abhängig von einer Partikelgrösse des zu dosierenden Materials und/oder einer Geometrie der Dosierschnecke gewählt wird. Das Verfahren kann somit besonders genau an das zu dosierende Material angepasst werden.It is also advantageous if the rotational speed of the metering screw is selected depending on a particle size of the material to be metered and / or a geometry of the metering screw. The method can thus be adapted particularly precisely to the material to be dosed.

[0021] Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Abschlussbereich der Dosierschnecke derart geformt ist, dass dieser bündig mit dem Dosierkanal abschliesst, wenn dieser sich innerhalb des Dosierkanals befindet. Es kann somit verhindert werden, dass sich das Material auf einem Teilbereich des Abschlussbereiches ablagert, und von diesem ungewollt abfällt, nachdem ein Dosiervorgang bereits abgeschlossen sein sollte. Es kommt somit zu einer besonders genauen Dosierung.Further, it is advantageous if the end portion of the metering screw is shaped so that it is flush with the metering channel, if this is located within the metering channel. It can thus be prevented that the material deposits on a portion of the termination area, and falls away from this unintentionally, after a dosing should already be completed. It thus comes to a particularly accurate dosage.

[0022] Allgemein ist eine Vorrichtung, welche zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet ist, vorteilhaft. Eine solche Vorrichtung weist alle Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens auf.In general, a device which is suitable for carrying out the method according to the invention is advantageous. Such a device has all the advantages of the inventive method.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0023] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Dosiervorrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung,1 is a schematic representation of an inventive dosing device according to a first embodiment of the invention,

Fig. 2 eine Darstellung einer vorteilhafte Dosierschnecke,2 is an illustration of an advantageous dosing screw,

Fig. 3 eine Darstellung eines vorteilhaften Dosierbehälters,3 is an illustration of an advantageous dosing container,

Fig. 4 eine Darstellung einer in einem Dosierkanal angeordneten Dosierschnecke für unterschiedliche Weiten eines Dosierspaltes, und4 shows an illustration of a metering screw arranged in a metering channel for different widths of a metering gap, and FIG

Fig. 5 ein Diagramm, welches eine Drehzahl der Dosierschnecke und eine Weite des Dosierspalts während eines Dosiervorgangs darstellt.Fig. 5 is a diagram showing a speed of the metering screw and a width of the metering gap during a metering operation.

Ausführungsformen der Erfindung [0024] Fig. 1 zeigt eine Dosiervorrichtung 1 gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Dosiervorrichtung 1 ist dazu eingerichtet, das erfindungsgemässe Verfahren zum Betreiben einer Dosiervorrichtung gemäss der ersten Ausführungsform der Erfindung auszuführen.EMBODIMENTS OF THE INVENTION FIG. 1 shows a metering device 1 according to a first embodiment of the invention. The metering device 1 is configured to carry out the method according to the invention for operating a metering device according to the first embodiment of the invention.

[0025] Die Dosiervorrichtung 1 umfasst einen Dosierkanal 2, eine Dosierschnecke 3, eine Messeinheit 7 und eine Dosierungssteuerung 8. Der Dosierkanal 2 ist ein zylindrischer Kanal, welcher am Boden eines Dosierbehälters 9 angeordnet ist. Bei einer korrekten Anordnung der erfindungsgemässen Dosiervorrichtung 1 ist eine Längsachse des Dosierkanals 2 vertikal angeordnet. Ein in dem Dosierbehälter 9 befindliches Material, beispielsweise ein Granulat oder ein Pulver, wird somit durch die Schwerkraft in Richtung des Dosierkanals 2 bewegt.The metering device 1 comprises a metering 2, a metering screw 3, a measuring unit 7 and a metering control 8. The metering 2 is a cylindrical channel, which is arranged at the bottom of a metering 9. With a correct arrangement of the metering device 1 according to the invention, a longitudinal axis of the metering channel 2 is arranged vertically. A material in the dosing container 9, for example a granulate or a powder, is thus moved by gravity in the direction of the dosing channel 2.

[0026] Die Dosierschnecke 3 ist in dem Dosierkanal 2 angeordnet. Die Dosierschnecke 3 ist in Fig. 2 dargestellt Die Dosierschnecke 3 ist dazu ausgelegt, um eine Rotationsachse 11 der Dosierschnecke 3 zu rotieren, um das Material durch den Dosierkanal 2 zu befördern. Die in Fig. 2 dargestellte Dosierschnecke 3 ist so dargestellt, dass die Rotationsachse 11 der Dosierschnecke 3 von links nach rechts erstreckt. Entlang der Rotationsachse 11 weist die Dosierschnecke 3 dabei im Wesentlichen drei Abschnitte auf.The metering screw 3 is arranged in the metering channel 2. The metering screw 3 is shown in FIG. 2. The metering screw 3 is designed to rotate about an axis of rotation 11 of the metering screw 3 in order to convey the material through the metering channel 2. The metering screw 3 shown in Fig. 2 is shown so that the axis of rotation 11 of the metering screw 3 extends from left to right. Along the axis of rotation 11, the metering screw 3 essentially has three sections.

[0027] Ein erster Abschnitt 10 ist dabei ein Befestigungsbereich, Dieser Befestigungsbereich ermöglicht es, die Dosierschnecke 3 in der Dosiervorrichtung 1 einzuspannen. Der Befestigungsbereich ist in Fig. 2 ganz rechts dargestellt.In this case, a first section 10 is a fastening region. This fastening region makes it possible to clamp the metering screw 3 in the metering device 1. The attachment area is shown in Fig. 2 rightmost.

[0028] Der zylinderförmige Teil um die Rotationsachse der Dosierschnecke 3 wird als Kern bezeichnet. Der Raum, der zur Förderung eines Schüttguts vorgesehen ist, heisst Gang. Das spiralförmige Materialprofil trägt die Bezeichnung Blatt. Besitzt die Dosierschnecke 3 keinen Kern und besteht lediglich aus einem spiralförmig gebogenen Profil, so spricht man von einer Wendel. Bei starker Verrundung zwischen Kern und Schneckenblatt, so dass der Schneckengang eine Halbrundform hat, spricht man von einer Konkavschnecke, welche meist bei Doppelschneckenanordnungen verwendet wird. Ist ein Schneckenstegwinkel 21 gleich 0°, so wird die Schnecke als Vollblattschnecke bezeichnet.The cylindrical part about the axis of rotation of the metering screw 3 is referred to as core. The space intended for conveying a bulk material is called aisle. The spiral material profile is called sheet. If the dosing screw 3 has no core and merely consists of a spirally curved profile, this is called a helix. With strong rounding between core and worm blade, so that the worm thread has a semicircular shape, one speaks of a concave worm, which is usually used in twin-screw arrangements. If a screw web angle 21 is equal to 0 °, then the screw is called a full leaf screw.

[0029] An den Befestigungsbereich schliesst entlang der Rotationsachse 11 ein Transportabschnitt 4 an, welcher einen zweiten Abschnitt der Dosierschnecke 3 bildet. Der Transportabschnitt 4 bildet einen Schneckengang. In dieser vorteilhaften Ausführungsform ist der Transportabschnitt 4 ein spindelförmiger Abschnitt. Das bedeutet, dass dieser im Zentrum einen Kern aufweist, welcher von einer Schnecke umlaufen wird. In alternativen Ausführungsformen wird auf den Kern verzichtet. In diesem Fall ist der Transportabschnitt 4 eine Wendel. Befindet sich die Dosierschnecke 3 in dem Dosierkanal 2, so schliesst das spiralförmig gebogene Profil, welches den Kern umläuft, mit der Wandung des Dosierkanals 2 ab. Der Hohlraum, welcher sich zwischen dem Dosierkanal 2 und der Dosierschnecke 3 ergibt, wird als Schneckengang bezeichnet. Das Material, weiches den Kern spiralförmig umläuft, wird auch als Schneckenblatt bezeichnet.At the attachment area joins along the axis of rotation 11 to a transport section 4, which forms a second portion of the metering screw 3. The transport section 4 forms a helix. In this advantageous embodiment, the transport section 4 is a spindle-shaped section. This means that it has a core in the center, which is circulated by a worm. In alternative embodiments, the core is dispensed with. In this case, the transport section 4 is a helix. If the metering screw 3 is located in the metering channel 2, then the spirally curved profile, which runs around the core, closes with the wall of the metering channel 2. The cavity which results between the metering channel 2 and the metering screw 3 is referred to as a screw flight. The material that spirals around the core is also called a worm blade.

[0030] Entlang der Rotationsachse 11 schliesst an den Transportabschnitt 4 ein Abschlussbereich 5 an, welcher einen dritten Abschnitt der Dosierschnecke 3 bildet. Der Abschlussbereich 5 ist dazu geeignet, den Dosierkanal 2 zu verschlies-sen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Schneckengang sich nicht in den Abschlussbereich 5 erstreckt. Gleichzeitig ist der Abschlussbereich 5 so geformt, dass dieser auf seinem vollen Umfang in Kontakt mit dem Dosierkanal 2 steht, wenn dieser sich in dem Dosierkanal 2 befindet. Ein Rotationsumfang des Transportabschnitts 4 und des Abschlussbereichs 5 sind somit identisch.Along the axis of rotation 11 adjoins the transport section 4 to a termination region 5, which forms a third portion of the metering screw 3. The end region 5 is suitable for closing the metering channel 2. This is achieved in that the worm gear does not extend into the termination region 5. At the same time, the end region 5 is shaped such that it is in contact with the metering channel 2 on its full circumference when it is in the metering channel 2. A rotation amount of the transporting section 4 and the terminating area 5 are thus identical.

[0031] Mit Bezug auf Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Dosierschnecke 3 über eine Kupplungsvorrichtung 12 mit einem ersten Motor 13 verbunden ist. Eine Drehzahl mit der Dosierschnecke 3 wird somit durch den ersten Motor 13 bestimmt und eine Drehzahl der Dosierschnecke 3 kann durch eine Drehzahl des ersten Motors 3 gesteuert werden.With reference to Fig. 1 it can be seen that the metering screw 3 is connected via a coupling device 12 with a first motor 13. A rotational speed with the metering screw 3 is thus determined by the first motor 13 and a rotational speed of the metering screw 3 can be controlled by a rotational speed of the first motor 3.

[0032] Der Dosierbehälter 9 ist an einem Arm 14 der Dosiervorrichtung 1 gelagert und wird von diesem gehalten. An dem Arm 14 ist ein zweiter Motor 15 angeordnet. Der erste Motor 13 ist über eine Mechanik an den Arm 14 gekoppelt und kann durch einen Betrieb des zweiten Motors 15 in einer axialen Richtung der Dosierschnecke 3 bewegt werden. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der erste Motor 13 durch den zweiten Motor 15 auf und ab bewegt werden kann. Gleichzeitig wird der Dosierbehälter 9 mit dem Dosierkanal 2 an einer konstanten Position gegenüber dem Arm 14 gehalten. Da die Dosierschnecke 3 mit dem ersten Motor 13 gekoppelt ist, wird diese mit dem ersten Motor 13 bewegt und bewegt sich somit in axialer Richtung in dem den Dosierkanal 2.The dosing 9 is mounted on an arm 14 of the metering device 1 and is held by this. On the arm 14, a second motor 15 is arranged. The first motor 13 is coupled to the arm 14 via a mechanism and can be moved by an operation of the second motor 15 in an axial direction of the metering screw 3. In other words, this means that the first motor 13 can be moved up and down by the second motor 15. At the same time the dosing container 9 is held with the dosing channel 2 at a constant position relative to the arm 14. Since the metering screw 3 is coupled to the first motor 13, this is moved with the first motor 13 and thus moves in the axial direction in which the metering channel second

[0033] Die Kupplungsvorrichtung 12 umfasst eine gefederte Lagerung, durch weiche die relative Bewegung zwischen dem Dosierbehälter 9 und der Dosierschnecke 3 ausgeglichen wird, also sowohl die Verbindung zwischen dem ersten Motor 13 und der Dosierschnecke 3 sichergestellt wird, als auch eine Lagerung der Dosierschnecke 3 in dem Dosierbehälter 9 sichergestellt ist. Der Dosierbehälter 9 mit der Kupplungsvorrichtung 12 ist in Fig. 3 in einer Detailansicht dargestellt.The coupling device 12 comprises a spring-mounted bearing, by which the relative movement between the metering 9 and the metering screw 3 is compensated, so both the connection between the first motor 13 and the metering screw 3 is ensured, as well as a storage of the metering screw. 3 is ensured in the metering 9. The metering container 9 with the coupling device 12 is shown in Fig. 3 in a detailed view.

[0034] Die Dosierschnecke 3 ist über eine Welle 17 mit dem ersten Motor 13 gekoppelt. Die Kupplungsvorrichtung 12 umfasst ein Lager 19, in welchem die Welle 17 drehbar gelagert ist, jedoch nicht in axialer Richtung fixiert ist. Die Welle 17 ist Starr mit einem Rotor des ersten Motors 13 gekoppelt. Wird der erste Motor 13 durch den zweiten Motor 15 in der axialen Richtung der Dosierschnecke 3 bewegt, so wird eine Feder 18 der Kupplungsvorrichtung 12 komprimiert oder die Feder 18 expandiert. So wird die Feder 18 komprimiert, wenn der erste Motor 13 und somit die Welle 17 mit der Dosierschnecke 3 nach unten bewegt wird. Die Feder 18 expandiert, wenn der erste Motor 13 und somit die Welle 17 mit der Dosierschnecke 3 nach oben bewegt wird.The metering screw 3 is coupled via a shaft 17 to the first motor 13. The coupling device 12 comprises a bearing 19, in which the shaft 17 is rotatably mounted, but is not fixed in the axial direction. The shaft 17 is rigidly coupled to a rotor of the first motor 13. When the first motor 13 is moved by the second motor 15 in the axial direction of the metering screw 3, a spring 18 of the coupling device 12 is compressed or the spring 18 is expanded. Thus, the spring 18 is compressed when the first motor 13 and thus the shaft 17 is moved with the metering screw 3 down. The spring 18 expands when the first motor 13 and thus the shaft 17 with the metering screw 3 is moved upwards.

[0035] Unterhalb des Dosierkanals 2 und somit unterhalb des Dosierbehälters 9 ist ein Zielbehälter 16 angeordnet. In dem Zielbehälter 16 wird das durch den Dosierkanal 2 transportierte Material gesammelt und somit die zu dosierende Menge an Material gesammelt. Der Zielbehälter 16 ist auf der Messeinheit 7 angeordnet. Die Messeinheit 7 ist dazu eingerichtet, eine Menge an Material zu erfassen, welche von der Dosiervorrichtung 1 während des Dosiervorgangs bereits abgegeben wurde. Dazu wird ein Gewicht des Zielbehälters 16 gemessen, welcher sich erhöht, sobald das Material in den Zielbehälter 16 fällt, nachdem dieses durch den Dosierkanal 2 transportiert wurde.Below the metering 2 and thus below the dosing 9 a target container 16 is arranged. In the target container 16, the material transported through the metering channel 2 is collected and thus collected the amount of material to be metered. The target container 16 is arranged on the measuring unit 7. The measuring unit 7 is adapted to detect a quantity of material which has already been dispensed by the metering device 1 during the dosing process. For this purpose, a weight of the target container 16 is measured, which increases as soon as the material falls into the target container 16 after it has been transported through the dosing channel 2.

[0036] Der Dosierbehälter 9 und der Zielbehälter 16 werden händisch oder durch ein Handlingsystem in eine Aufnahme gestellt. Beim Dosiervorgang wird eine den erstem Motor 13, ein Getriebe und eine Nuss umfassende Antriebseinheit durch einen pneumatischen Hubzylinder abgesenkt und damit an den Dosierbehälter 9 an den ersten Motor 13 angekoppelt. Das Pulver wird durch Rotation der Dosierschnecke 3 im Dosierkanal 2 aus dem Behälter gefördert und fällt dadurch in den darunter befindliche Zielbehälter 16. Dieser steht auf der Messeinheit 7, die das gravimetrisch geregelte Dosieren ermöglicht. Die Anlagensteuerung kann durch die kontinuierlichen Waagenmesswerte der Messeinheit 7 während dem Dosierprozess direkt die Drehzahl und somit die Dosiergeschwindigkeit regeln. Dadurch lassen sich hohe Genauigkeiten im Dosierergebnis erzielen. Die Dosiergeschwindigkeit bzw. der Massenstrom des Pulvers hängt neben der Drehzahl v.A. von der Schneckengeometrie der Dosierschnecke 3, insbesondere der Ganghöhe/-Tiefe und der Steigung ab. Der Massenstrom lässt sich daher bei einer definierten Schnecke durch die Drehzahl nur in begrenztem Umfang regeln.The dosing container 9 and the target container 16 are placed manually or by a handling system in a receptacle. During the dosing process, a drive unit comprising the first motor 13, a gearbox and a nut is lowered by a pneumatic lifting cylinder and thus coupled to the dosing container 9 to the first motor 13. The powder is conveyed out of the container by rotation of the metering screw 3 in the metering channel 2 and thereby falls into the target container 16 located underneath. The latter stands on the measuring unit 7, which enables the gravimetrically regulated metering. The system control can regulate the speed and thus the dosing speed directly during the dosing process by the continuous balance measured values of the measuring unit 7. As a result, high accuracies in the dosing result can be achieved. The dosing speed or the mass flow of the powder depends in addition to the speed v.A. from the screw geometry of the metering screw 3, in particular the pitch / depth and the slope from. The mass flow can therefore only be regulated to a limited extent by the rotational speed in a defined screw.

[0037] Die Dosierschnecke 3 ist in axialer Richtung federnd gelagert. Das Ende der Dosierschnecke 3 bzw. des Schneckengangs, an dem das Pulver austritt, ist nicht offen sondern wird durch eine Scheibe abgeschlossen. Die Dosierschnecke 3 wird bei ausgekoppeltem Dosierbehälter 9 durch die Feder 18 nach oben gedrückt, wodurch die Scheibe mit dem Auslass des Dosierkanals 2 bündig abschliesst und diesen verschliesst. Ein Austreten des Pulvers wird so verhindert. Zum Dosieren wird die Dosierschnecke entgegen der Federkraft durch eine pneumatische Achse gegen einen mechanischen Anschlag nach unten gedrückt. Die vollständig offene Schnecke bzw. Schneckengang ragt nun aus dem Auslass und es kann dosiert werden. Die Dosiereigenschaften entsprechen denen einer Standard-Schnecke ohne Verschlussmechanismus.The metering screw 3 is resiliently mounted in the axial direction. The end of the metering screw 3 or of the screw flight on which the powder emerges is not open but is closed off by a disk. The dosing screw 3 is pressed by the spring 18 when the dosing container 9 is coupled out, whereby the disc is flush with the outlet of the dosing channel 2 and closes it. An escape of the powder is thus prevented. For metering the metering screw is pressed against the spring force by a pneumatic axis against a mechanical stop down. The fully open screw or screw thread now protrudes from the outlet and it can be dosed. The metering properties correspond to those of a standard screw without a locking mechanism.

[0038] Die Messeinheit 7, der erste Motor 13 und der zweite Motor 15 sind mit der Dosierungssteuerung 8 gekoppelt. Die Dosierungssteuerung 8 ist eine elektronische Steuereinheit. Durch die Dosierungsteuerung 8 wird ein Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens gesteuert. Die Dosierungssteuerung 8 umfasst eine Motorsteuerung, durch welche der erste Motor 13 und der zweite Motor 14 angesteuert wird. Somit kann durch die Dosierungssteuerung 8 eine Drehzahl des ersten Motors 13 und somit eine Drehzahl der Dosierschnecke 3 gesteuert werden. Ferner kann durch die Dosierungssteuerung 8 der zweite Motor 15 angesteuert werden und somit die Dosierschnecke 3 in axialer Richtung gegenüber dem Dosierkanal 2 bewegt werden. Zudem wird von der Dosierungssteuerung 8 ein Messwert von der Messeinheit 7 empfangen und somit eine Menge an Material erfasst, welche von der Dosiervorrichtung 1 während eines Dosiervorgangs von dem Dosierbehälter 9 in den Zielbehälter 16 bereits abgegeben wurde, messtechnisch erfasst.The measuring unit 7, the first motor 13 and the second motor 15 are coupled to the dosing controller 8. The dosing controller 8 is an electronic control unit. By dosing control 8 a sequence of the inventive method is controlled. The dosing controller 8 includes a motor controller through which the first motor 13 and the second motor 14 are driven. Thus, a speed of the first motor 13 and thus a speed of the metering screw 3 can be controlled by the metering control 8. Furthermore, the second motor 15 can be actuated by the dosing control 8 and thus the dosing screw 3 can be moved in the axial direction with respect to the dosing channel 2. In addition, the metering controller 8 receives a measured value from the measuring unit 7 and thus records a quantity of material which has already been dispensed by the metering device 1 from the metering container 9 into the target container 16 during a metering process.

[0039] Wird durch die Dosierungssteuerung 8 die Dosierschnecke 3 in einer axialen Richtung gegenüber dem Dosierkanal 2 bewegt, so wird eine Weite eines Dosierspalts 6 verändert. Die Weite des Dosierspalts 6 kann somit durch die Dosierungssteuerung 8 festgelegt werden. In Fig. 4 ist das Prinzip des Dosierspalts 6 dargestellt.If the dosing screw 3 is moved in an axial direction relative to the dosing channel 2 by the dosing control 8, a width of a dosing gap 6 is changed. The width of the metering gap 6 can thus be determined by the metering control 8. 4, the principle of the metering gap 6 is shown.

[0040] Anstelle einer herkömmlichen pneumatischen Achse zum Einkoppeln des Dosierantriebs an den Dosierbehälter 9 und zum Öffnen des Dosierbehälters 9 durch Herausdrücken der scheibenförmig abgeschlossenen Dosierschnecke 3 aus der Austrittsöffnung des Dosierkanals 2 wird eine exakt positionierbare Achse, z.B. elektrische Servoachse eingesetzt. Dadurch kann der Dosierbehälter 9 nicht nur vollständig geschlossen oder geöffnet werden sondern es sind auch Zwischenstufen möglich. D.h. durch die axiale Positionierbarkeit der Dosierschnecke 3 relativ zum Auslass des Dosierkanals 2 lässt sich der Dosierspalt 6 am Auslass des Dosierkanals 2 kontrolliert regeln. Durch eine Verringerung des Dosierspalts 6 vermindert sich der Massenstrom des Pulvers bei konstanter Drehzahl, da das Pulver durch die Verengung gebremst wird. D.h. das Pulver staut sich in der Dosierschnecke 3 zurück, bleibt aber fliessfähig.Instead of a conventional pneumatic axis for coupling the metering drive to the metering 9 and to open the metering 9 by pressing out the disc-shaped closed metering screw 3 from the outlet opening of the metering 2, an exactly positionable axis, e.g. used electric servo axis. As a result, the metering container 9 can not only be completely closed or opened, but intermediate stages are also possible. That Due to the axial positionability of the metering screw 3 relative to the outlet of the metering channel 2, the metering gap 6 at the outlet of the metering channel 2 can be controlled in a controlled manner. By reducing the metering gap 6, the mass flow of the powder decreases at a constant speed, since the powder is braked by the constriction. That The powder accumulates in the dosing screw 3, but remains fluid.

[0041] In Fig. 4 links ist ein Zustand dargestellt, in dem der Dosierspalt 6 die Weite Null aufweist, also kein Dosierspalt 6 vorliegt. Dazu ist die Dosierschnecke 3 in axialer Richtung in eine Position gegenüber dem Dosierkanal 2 bewegt worden, dass der Abschlussbereich 5 der Dosierungsschnecke 3 sich in dem Dosierkanal 2 befindet. Da der Abschlussbereich 5 so gestaltet ist, dass dessen äusserer Umfang einem inneren Umfang des Dosierkanals 2 entspricht, kann der Abschlussbereich 5 in den Dosierkanal 2 hinein bewegt werden. Der Abschlussbereich 5 der Dosierschnecke 3 schliesst somit bündig mit dem Dosierkanal 2 ab. Auch wenn die Dosierschnecke 3 sich bei dem in Fig. 4 ganz links dargestellten Zustand mit einer bestimmten Drehzahl rotieren würde, so würde kein Material durch den Dosierkanal 2 transportiert, da dieser durch den Abschlussbereich 5 der Dosierschnecke 3 verschlossen ist.In Fig. 4 left, a state is shown in which the metering gap 6 has the width zero, so there is no metering 6. For this purpose, the metering screw 3 has been moved in the axial direction into a position opposite to the metering channel 2 in that the terminal region 5 of the metering screw 3 is located in the metering channel 2. Since the end region 5 is designed such that its outer circumference corresponds to an inner circumference of the metering channel 2, the end region 5 can be moved into the metering channel 2. The termination region 5 of the metering screw 3 thus terminates flush with the metering channel 2. Even if the metering screw 3 would rotate at the state shown in Fig. 4 leftmost state at a certain speed, so no material would be transported through the metering channel 2, since this is closed by the end portion 5 of the metering screw 3.

[0042] Bei dem in Fig. 4 ganz rechts dargestellten Zustand ist die Weite des Dosierspalts 6 maximal. Dies ist dann der Fall, wenn die Dosierschnecke 3 so weit in axialer Richtung gegenüber dem Dosierkanal 2 bewegt wurde, dass der Abschlussbereich 5 so weit von einem Ende des Dosierkanals 2. entfernt ist. dass eine volle Ganghöhe 20 des Schneckengangs der Dosierschnecke 3 aus dem Dosierkanal 2 herausragt. In diesem Zustand kann ein maximaler Materialfluss durch den Dosierkanal 2 erfolgen.In the state shown in Fig. 4 rightmost the width of the metering gap 6 is maximum. This is the case when the metering screw 3 has been moved so far in the axial direction relative to the metering channel 2, that the end portion 5 is so far away from one end of the metering channel 2nd that a full pitch 20 of the screw flight of the metering screw 3 protrudes from the metering channel 2. In this state, a maximum flow of material through the metering channel 2 can take place.

[0043] Bei dem in Fig. 3 mittig dargestellten Zustand ist die Weite des Dosierspalts 6 nicht maximal, jedoch ist die Weite des Dosierspalts 6 auch nicht gleich Null. Somit kann zwar Material durch den Dosierspalt 6 austreten, jedoch ist der Materialfluss durch die Weite des Dosierspalts 6 begrenzt. Es ist ersichtlich, dass die Weite des Dosierspalts 6 durch die Bewegung der Dosierschnecke 3 in axialer Richtung der Dosierschnecke 3 gegenüber dem Dosierkanal 2 verändert werden kann. Dies erfolgt in der in Fig. 1 dargestellten Dosiervorrichtung durch ein Betreiben des zweiten Motors 15, welcher durch die Dosierungssteuerung 8 gesteuert wird.In the state shown in FIG. 3 in the middle, the width of the metering gap 6 is not maximal, but the width of the metering gap 6 is also not equal to zero. Thus, although material can escape through the metering gap 6, however, the material flow is limited by the width of the metering gap 6. It can be seen that the width of the metering gap 6 can be changed by the movement of the metering screw 3 in the axial direction of the metering screw 3 with respect to the metering channel 2. This is done in the metering device shown in FIG. 1 by operating the second motor 15, which is controlled by the metering controller 8.

[0044] Ein Ablauf eines Dosiervorgangs wird durch die Dosierungssteuerung 8 gesteuert. Der Dosiervorgang ist dabei ein Vorgang, bei dem eine bestimmte Menge des zu dosierenden Materials von dem Dosierbehälter 9 in den Zielbehälter 16 abgegeben wird. Ein Ablauf des Dosiervorgangs ist in dem in Fig. 5 dargestellten Diagramm abgebildet. Dabei beschreibt eine erste Kurve 110 die Weite des Dosierspalts 6 während dem Dosiervorgang. Eine zweite Kurve 120 beschreibt die Drehzahl der Dosierschnecke 3 während dem Dosiervorgang. Entsprechend ist über eine X-Achse des Diagramms 100 eine Masse des Materials dargestellt, welches von der Dosiervorrichtung 1 von dem Dosierbehälter 9 in den Zielbehälter 16 transportiert wurde. Für den Ursprung des in Fig. 5 dargestellten Diagramms gilt, dass die Masse gleich 0 ist, also noch kein Material von dem Dosierbehälter 9 in den Zielbehälter 16 transportiert wurde. Es wird Material von dem Dosierbehälter 9 in den Zielbehälter 16 abgegeben bis ein Zielwert 104 erreicht ist. Din diesem Fall ist der Dosiervorgang abgeschlossen. Auf der Y-Achse des in Fig. 5 dargestellten Diagramms ist für die erste Kurve 110 eine Weite des Dosierspalts 6 dargestellt und für die zweite Kurve 120 die Drehzahl der Dosierschnecke 3 dargestellt.A flow of a dosing operation is controlled by the dosing controller 8. The metering process is a process in which a certain amount of the material to be dispensed is discharged from the metering container 9 into the target container 16. A sequence of the dosing process is shown in the diagram shown in FIG. In this case, a first curve 110 describes the width of the metering gap 6 during the metering process. A second curve 120 describes the rotational speed of the metering screw 3 during the dosing process. Accordingly, a mass of the material is shown over an X-axis of the diagram 100, which was transported by the metering device 1 from the metering 9 in the target container 16. For the origin of the diagram shown in FIG. 5, the mass is equal to 0, that is, no material has yet been transported from the metering container 9 into the target container 16. Material is dispensed from the dosing container 9 into the target container 16 until a target value 104 is reached. In this case, the dosing process is completed. On the Y-axis of the diagram shown in FIG. 5, a width of the metering gap 6 is shown for the first curve 110 and the rotational speed of the metering screw 3 is shown for the second curve 120.

[0045] Der Dosiervorgang unterteilt sich in drei Phasen. Diese drei Phasen setzen sich aus einer ersten Phase 101 zu Beginn des Dosiervorgangs, einer zweiten Phase 102, welche an die erste Phase 101 anschliesst und einer dritte Phase 103, weiche eine abschliessende Phase des Dosiervorgangs ist, zusammen. In der ersten Phase 101 erfolgt eine Grobdosierung. In der dritten Phase 103 erfolgt eine Feindosierung.The dosing process is divided into three phases. These three phases are composed of a first phase 101 at the beginning of the dosing process, a second phase 102, which adjoins the first phase 101, and a third phase 103, which is a final phase of the dosing process. In the first phase 101, a coarse dosage takes place. In the third phase 103, a fine dosing takes place.

[0046] Wird ein Dosiervorgang gestartet, so wird in der ersten Phase 101 zunächst die Grobdosierung durchgeführt. Dabei wird die Dosierschnecke 3 bei einer konstanten Drehzahl betrieben, welche eine für die Dosierschnecke 3 maximaleIf a dosing operation is started, the coarse dosing is first carried out in the first phase 101. The metering screw 3 is operated at a constant speed, which is a maximum for the metering screw 3

Drehzahl für das zu dosierende Material ist, um möglichst viel Material durch den Dosierkanal 2 zu bewegen. Damit am Ende des Dosierkanals kein Widerstand für den Materialfluss entsteht, ist die Weite des Dosierspalts 6 in der ersten Phase 101 maximal, also gleich der Höhe eines Schneckengangs. Es wird nun Material von dem Dosierbehälter 9 in den Zielbehälter 16 transportiert. Das von der Messeinheit 7 erfasste Gewicht des Zielbehälters 18 steigt, bis ein Zielwert erreicht ist, Ist dieser Zielwert erreicht, so beginnt die zweite Phase 102 des Dosiervorgangs.Speed for the material to be dispensed is to move as much material through the metering channel 2. So that no resistance for the material flow arises at the end of the metering channel, the width of the metering gap 6 in the first phase 101 is a maximum, ie equal to the height of a helical flight. Material is now transported from the metering container 9 into the target container 16. The weight of the target container 18 detected by the measuring unit 7 increases until a target value is reached. If this target value is reached, the second phase 102 of the metering process begins.

[0047] In der zweiten Phase 102 des Dosiervorgangs wird die Weite des Dosierspalts 6 und die Drehzahl der Dosierschnecke 3 kontinuierlich reduziert, um von der Grobdosierung zu der Feindosierung zu wechseln. Dies ist in Fig. 5 dadurch dargestellt, dass die Drehzahl der Dosierschnecke kontinuierlich von einem höheren Wert zu einem niedrigeren Wert abnimmt. Dies gilt in entsprechender Weise für die Weite des Dosierspalts 6. Die zweite Phase 102 dauert solange an, bis die Drehzahl und die Weite des Dosierspalts 6 auf einen vorgegebenen Anfangswert der dritten Phase 103 abgefallen sind. Dadurch, dass die zweite Phase 102 dann eingeleitet wird, wenn durch die Messeinheit 7 festgestellt wurde, dass eine einem Zielwert entsprechende Menge an Material, also eine vorgegebene Menge an Material, während des Dosiervorgangs bereits abgegeben wurde, wird die Drehzahl der Dosierschnecke 3 in Reaktion darauf reduziert, dass eine vorgegebene Menge an Material während des Dosiervorgangs abgegeben wurde.In the second phase 102 of the metering process, the width of the metering gap 6 and the speed of the metering screw 3 is continuously reduced to change from the coarse dosage to the fine metering. This is illustrated in FIG. 5 in that the rotational speed of the metering screw continuously decreases from a higher value to a lower value. This applies correspondingly to the width of the metering gap 6. The second phase 102 continues until the rotational speed and the width of the metering gap 6 have dropped to a predetermined initial value of the third phase 103. Characterized in that the second phase 102 is initiated when it has been determined by the measuring unit 7 that a target value corresponding amount of material, ie a predetermined amount of material, has already been dispensed during the dosing, the speed of the dosing screw 3 in response reduced that a predetermined amount of material was dispensed during the dosing process.

[0048] In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die zweite Phase 102 nach einer vorgegebenen Zeit ab Beginn des Dosiervorgangs eingeleitet. Die Weite des Dosierspalts 6 und die Drehzahl der Dosierschnecke 3 wird in diesem Falle kontinuierlich reduziert, wenn ein vorgegebenes Zeitintervall seit Beginn des Dosiervorgangs verstrichen ist.In an alternative embodiment of the invention, the second phase 102 is initiated after a predetermined time from the beginning of the dosing process. The width of the metering gap 6 and the speed of the metering screw 3 is continuously reduced in this case when a predetermined time interval has elapsed since the beginning of the metering operation.

[0049] In der dritten Phase 103 erfolgt die Feindosierung. In dem in Fig. 5 dargestellten Dosiervorgang wird die Dosierschnecke 3 bei einer konstanten Drehzahl betrieben, welche eine deutlich geringere Drehzahl ist, als die, bei der Dosierschnecke 3 in der ersten Phase 101 betrieben wurde. In entsprechender Weise ist die Weite des Dosierspalts 6 in der dritten Phase 103 deutlich geringer, als die maximale Weite des Dosierspalts 6 aus der ersten Phase 101. Während der Feindosierung in der dritten Phase 103 wird konstant das Gewicht des Zielbehälters 16 von der Messeinheit 7 überwacht. Sobald ein für die Dosierung gewählter Zielwert, also der Zielwert 104 erreicht ist, wird die Drehzahl der Dosierschnecke 3 auf 0 gesetzt und zugleich die Weite des Dosierspalts 6 soweit verringert, dass der Dosierspalt 6 eine Weite von 0 aufweist, also der Dosierkanal 2 von dem Abschlussbereich 5 der Dosierschnecke 3 verschlossen wird. Es wird somit ein Nach rieseln von Material in den Zielbehälter 16 verhindert.In the third phase 103, the fine metering takes place. In the dosing process shown in FIG. 5, the dosing screw 3 is operated at a constant speed, which is a significantly lower speed than that at which dosing screw 3 was operated in the first phase 101. In a corresponding manner, the width of the metering gap 6 in the third phase 103 is significantly smaller than the maximum width of the metering gap 6 from the first phase 101. During the fine metering in the third phase 103, the weight of the target container 16 is constantly monitored by the measuring unit 7 , As soon as a target value selected for the dosage, ie the target value 104, is reached, the rotational speed of the metering screw 3 is set to 0 and at the same time the width of the metering gap 6 is reduced to such an extent that the metering gap 6 has a width of 0, that is to say the metering channel 2 of FIG End region 5 of the metering screw 3 is closed. It is thus an after trickle of material in the target container 16 is prevented.

[0050] Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Zielwert 104, bei dem die Rotation der Dosierschnecke 3 eingestellt wird, etwas geringer gewählt wird, als eine tatsächlich zu dosierende Menge an Material. Die noch verbleibende Menge an Material kann dadurch durch den Dosierkanal 2 befördert werden, dass die Dosierschnecke 3 lediglich mit wechselnder Richtung in dem Dosierkanal 2 bewegt wird. Die Dosierschnecke wird dabei so gesteuert, dass sie sich im Mittel langsam vorwärts bewegt und Material dosiert wird. D.h. die Dauer bzw. Strecke der Vorwärtsbewegung ist grösser als die Dauer bzw. Strecke der Rückwärtsbewegung. Dadurch wird ein Ausrieseln von Material aus dem Dosierkanal 2 erreicht, wodurch geringste Mengen in den Zielbehälter 16 gelangen. Es wird somit eine besonders genaue Dosierung erreicht. In gleicher Weise ist es möglich, die Dosierschnecke 3 bei zumindest teilweise geöffnetem Dosierspalt 6 mit wechselnder Drehrichtung zu bewegen. Auf diese Weise wird ein ähnlicher Effekt erreicht und es erfolgt ein Abrieseln von Material aus dem Dosierspalt 6, und es werden ebenfalls geringste Mengen an Material in den Zielbehälter 16 bewegt.It is advantageous if the target value 104, in which the rotation of the metering screw 3 is set, is chosen to be slightly lower than an amount of material actually to be metered. The remaining amount of material can be transported through the metering channel 2, that the metering screw 3 is moved only with changing direction in the metering channel 2. The dosing screw is controlled so that it moves slowly on average and material is metered. That the duration or distance of the forward movement is greater than the duration or distance of the backward movement. As a result, a trickling out of material from the metering channel 2 is achieved, whereby the smallest amounts reach the target container 16. It is thus achieved a particularly accurate dosage. In the same way it is possible to move the metering screw 3 at least partially open metering 6 with changing direction of rotation. In this way, a similar effect is achieved and there is a trickling of material from the metering gap 6, and it also very small amounts of material are moved into the target container 16.

[0051] Optional ist es möglich, dass die Dosierschnecke 3 in der ersten, der zweiten oder in der dritten Phase 101, 102, 103 während des Dosierungsvorgangs in wechselnde Richtung entlang der axialen Richtung der Dosierschnecke 3 bewegt wird, wobei der Dosierspalt 6 für den Materialfluss offenbleibt. So wird eine alternierende Bewegung der Dosierschnecke 3 in axialer Richtung ausgeführt. Dies bedeutet, dass eine Weite des Dosierspalts 6 kontinuierlich in alternierender Weise verändert wird. Durch eine solche Bewegung der Dosierschnecke 3 wird vermieden, dass es zu Stauungen in dem Schneckengang kommt.Optionally, it is possible that the metering screw 3 is moved in the first, the second or in the third phase 101, 102, 103 during the metering operation in an alternating direction along the axial direction of the metering screw 3, wherein the metering gap 6 for the Material flow remains open. Thus, an alternating movement of the metering screw 3 is carried out in the axial direction. This means that a width of the metering gap 6 is continuously changed in an alternating manner. Such a movement of the metering screw 3 avoids congestion in the screw flight.

[0052] Eine Steuersoftware der Dosiervorrichtung 1 ist so gestaltet, dass der Pulver-Massenstrom sowohl durch die Drehzahl des Dosierantriebs als auch durch die Positionierung der Dosierschnecke durch die Vertikalachse und des daraus resultierenden, einstellbaren Dosierspalts 6 geregelt werden kann. Zunächst wird mit einer hohen Dosierdrehzahl und einem vollständig geöffneten Dosierspalt dosiert. D.h. es wird zunächst mit einem hohen Massenstrom dosiert. Ab einem bestimmten Abstand zum Zielwert 104 (z.B. kontrolliert durch Waage) werden die Drehzahl und/oder der Dosierspalt schrittweise oder kontinuierlich reduziert, je näher der Zielwert 104 kommt. Kurz vor dem Zielwert 104 wird mit kontinuierlicher Drehzahl und geringem Dosierspalt 6 (geringer Massenstrom) dosiert, bis der Zielwert 104 erreicht ist. Nach Erreichen des Zieiwerts104 wird Rotation der Dosierschnecke 3 gestoppt und der Dosierspalt 2 vollständig geschlossen. Die Feindosierung kann beispielsweise durch eine Oszillationsbewegung der Drehbewegung (rechts - links) und oder der Vertikalbewegung (Auf - Ab) verfeinert werden.A control software of the metering device 1 is designed so that the powder mass flow can be controlled by both the speed of the metering drive and by the positioning of the metering screw through the vertical axis and the resulting adjustable metering 6. First, it is dosed with a high dosing speed and a fully opened dosing gap. That It is first metered with a high mass flow. From a certain distance to the target value 104 (e.g., controlled by scale), the speed and / or the metering gap are gradually or continuously reduced as the target value 104 approaches. Shortly before the target value 104 is metered at a continuous speed and low metering gap 6 (low mass flow) until the target value 104 is reached. After reaching the target value104, rotation of the metering screw 3 is stopped and the metering gap 2 is completely closed. The fine dosage can, for example, be refined by an oscillatory movement of the rotary movement (right - left) and / or the vertical movement (up - down).

[0053] Die Umschaltpunkte (Abstand zum Zielwert 104) für Drehzahl und Dosierspalt 6 können identisch oder unterschiedlich sein. D.h. Es kann bereits mit konstanter Feindosierdrehzahl dosiert werden, während der Dosierspalt kontinuierlich reduziert wird. Es ist auch möglich, mit konstanter Drehzahl (nur Anpassung des Dosierspalts 6) oder mit konstantem Dosierspalt 6 (nur Anpassung der Drehzahl) zu dosieren.The switching points (distance to target value 104) for speed and metering gap 6 may be identical or different. That It can already be dosed at a constant fine dosing speed, while the dosing gap is continuously reduced. It is also possible to dose at a constant speed (adjustment of the dosing gap 6 only) or with a constant dosing gap 6 (adjustment of the speed only).

[0054] Zusätzlich zur Regelung von Dosierspalt 6 und Drehzahl abhängig vom Waagenwert, können beide auch zeitgesteuert geregelt werden. Beispielsweise wird nach einer definierten Dosierzeit der Dosierspalt 6 und die Drehzahl der Dosierschnecke 3 verändert oder gestoppt bzw. geschlossen. Die positionierbare Vertikalachse kann auch dazu verwendet werden, die Dosierschnecke 3 während des Dosiervorgangs auf und ab zu bewegen, um ein Nachfliessen des Pulvers, insbesondere bei schlecht fliessenden Pulvern, zu verbessern.In addition to the regulation of metering gap 6 and speed depending on the scale value, both can also be controlled time-controlled. For example, after a defined metering time, the metering gap 6 and the rotational speed of the metering screw 3 are changed or stopped or closed. The positionable vertical axis can also be used to move the metering screw 3 up and down during the dosing operation in order to improve after-flow of the powder, in particular in the case of poorly flowing powders.

[0055] Neben der obigen schriftlichen Offenbarung wird explizit auf die Offenbarung der Fig. 1 bis 5 verwiesen.In addition to the above written disclosure, reference is explicitly made to the disclosure of FIGS. 1 to 5.

Claims

claims

1. A method for operating a metering device (1), which in a metering channel (2) arranged metering screw (3), which has a transport section (4) which forms a flight, and which has a termination region (5), which suitable to close the metering channel (2), comprising: - detecting an amount of material which has already been dispensed by the metering device (1) during a metering operation, and - controlling a material flow through the metering channel (2) by moving the metering screw (3) in an axial direction of the metering screw (3) to define a width of a metering gap (6) which is a gap between the metering channel (2) and the terminal portion (5) of the metering screw (3), the width of the metering gap (6) is selected depending on the detected amount of material.

2. The method according to claim 1, characterized in that the metering screw (3) is operated at a constant speed, and the material flow through the metering channel (2) is controlled by the metering screw (3) in the axial direction of the metering screw (3) is moved.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the width of the metering gap (6) and / or a rotational speed of the metering screw (3) is reduced continuously or stepwise to change from a coarse dosage to a fine metering.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a rotational speed of the metering screw (3) is reduced in response to a predetermined amount of material was dispensed during the metering process.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a fine metering is carried out by a rotational movement of the metering screw (3) with changing direction of rotation and / or a linear movement of the metering screw (3) is performed with alternating direction.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the width of the metering gap (6) and / or a rotational speed of the metering screw (3) is reduced continuously or stepwise when a predetermined time interval has elapsed since the beginning of the metering operation.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the metering screw (3) is moved during the dosing in alternating directions along the axial direction of the metering screw, wherein the metering gap (6) remains open for the flow of material.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a rotational speed of the metering screw (6) is selected depending on a particle size of the material to be metered and / or a geometry of the metering screw (3).

9. metering device (1), comprising a metering channel (2), a metering screw (3), a measuring unit (7) and a metering control (8), wherein - the metering screw (3) in the metering channel (2) is arranged, - Dosing screw (3), • a transport section (4), which forms a helix, and • a termination area (5), which is adapted to close the metering channel (2), - the measuring unit (7) is adapted to to detect an amount of material which has already been dispensed by the dosing device (1) during a dosing process, and - the dosing control (7) is adapted to control a material flow through the dosing channel (2) by the dosing screw (3) moved in an axial direction of the metering screw (3) to define a width of a metering gap (6), which is a gap between the metering channel (2) and the end portion (5) of the metering screw (3), wherein the width of the metering gap (6 ) ngig is selected from the detected amount of material.

10. Metering device according to claim 1, characterized in that the end region (5) of the metering screw is shaped such that it is flush with the metering channel (2) when it is within the metering channel (2).