CH713772B1

CH713772B1 - Method for operating a dosing device and dosing device.

Info

Publication number: CH713772B1
Application number: CH00181/18A
Authority: CH
Inventors: Burk Tobias
Original assignee: Fuell Process Sa
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2022-02-15
Also published as: DE102017207378A1; CH713772A2

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, welches 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 dosing device (1) which has a dosing screw (3) arranged in a dosing channel (2), which has a transport section (4) which forms a screw thread and which has a closing region (5). , which is suitable for closing the dosing channel (2). The method comprises detecting a quantity of material which has already been dispensed by the metering device (1) during a metering process, 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 determine a width of a dosing gap, which is a gap between the dosing channel (2) and the closing area (5) of the dosing screw (3), the width of the dosing gap being selected depending on the amount of material detected.

Description

Stand der TechnikState of the art

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Dosiervorrichtung. The present invention relates to a dosing device and a method for operating a dosing 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. [0002] Screw dosing is a common dosing method for powdered materials and granules. In this case, a material to be dosed is transported from a dosing container by means of a rotating dosing screw through a dosing channel in order to fall into a dosing container at the end of the dosing channel. Such screw dosing is mostly used when a particularly precise dosing of the material is to take place. Such a dosing method is used in particular for dosing 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 screw dosing.

[0003] Aus der DE19962475C2 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 DE19962475C2 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 lapse of time.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

[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. 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 area which is suitable for closing the metering channel, comprises detecting a Amount of material that has already been dispensed by the dosing device during a dosing process, and controlling a material flow through the dosing channel by moving the dosing screw in an axial direction of the dosing screw in order to define a width of a dosing gap, which is a gap between the dosing channel and the The final area of the dosing screw is, with the width of the dosing gap being selected depending on the detected quantity or the quantity of material still to be dosed.

[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 dosing device according to the invention comprises a dosing channel, a dosing screw, a measuring unit and a dosing controller. The dosing screw is arranged in a dosing channel. The dosing screw has a transport section which forms a screw flight and has a closing area which is set up to close the dosing channel. The measuring unit is set up to detect an amount of material that has already been dispensed by the dosing device during a dosing process, and the dosing controller is set up to control a material flow through the dosing channel by moving the dosing screw in an axial direction of the dosing screw to define a width of a dosing gap, which is a gap between the dosing channel and the closing area of the dosing screw, the width of the dosing gap being selected depending on the detected amount of material or the amount still to be dosed.

[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 dosing device is in particular a laboratory machine. The metering channel is in particular a channel which is arranged on a metering container in which the material to be metered is located. The dosing channel is in particular a substantially cylindrical channel. The dosing screw is arranged in the dosing channel. In this case, an axis of rotation of the dosing screw lies on a central axis of the dosing channel. An inside diameter of the dosing channel corresponds to an outside diameter of the dosing 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 dosing screw has a transport section. The transport section is in particular spiral-shaped or has the shape of a helix. A passage formed by a screw blade of the dosing screw is referred to as a screw flight. When the dosing screw rotates in the dosing channel, the material to be dosed is transported through the screw thread.

[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. [0008] The dosing screw has a closing area, the closing area connects in particular directly to the transport section of the dosing screw. The terminating area is in particular a plate-shaped area which extends over the entire inner diameter of the dosing channel if this is located in the dosing 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. [0009] There is a detection of a quantity of material which was dispensed from the dosing device during a dosing process. Here, detecting the amount of material is measuring an amount of material. The actual amount of material that was dispensed by the dosing device during a dosing process is recorded by measurement. This is done in particular by weighing the material that has already been dispensed from the dosing device during the dosing process. The measuring unit used for this is therefore in particular a scale or a load 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 dosing controller is set up to control a flow of material through the dosing channel by moving the dosing screw in an axial direction of the dosing screw. The dosing control is in particular an electronic control unit. The dosing gap is a gap between the dosing channel and the closing area of the dosing screw. The screw flight of the transport section of the dosing screw is located between one end of the dosing channel and the closing area of the dosing screw. If the dosing screw is moved in the axial direction until the closing area is at the same level in the axial direction as the dosing channel, the dosing gap is closed. The dosing gap is thus a distance over which the transport section and thus the screw flight is not 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. [0011] An improved dosing speed and an improved dosing accuracy are thus achieved. The dosing speed and achievable dosing accuracy have hitherto been dependent on the screw geometry of the dosing screw and the speed at which the dosing screw is rotated for a specific powder to be dosed. Very precise dosing results can be achieved with a fine dosing screw, i.e. a dosing screw with a small flight depth and pitch, but a large dosing quantity requires a very long time for dosing. This can only be compensated to a limited extent by adjusting the speed of the dosing screw. High speeds can also put a lot of mechanical stress on the powder and damage it as a result. A coarse dosing screw, i.e. a dosing screw with a high pitch and depth, enables fast but imprecise dosing. Poorly flowing powders may not be able to be dosed at all with fine dosing screws, and only very imprecisely with large screws. A fast, but not at the same time precise dosing is not possible with many powders. Some powders require a minimum dosing screw speed to achieve flow. If this number of revolutions is not reached, a material flow comes to a standstill. Such powders cannot be precisely dosed with the usual dosing screws and methods. These disadvantages are eliminated by the method according to the invention and the dosing 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 Dosierkanafs 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 dosing speed, ie the flow of material via the opening width of the screw thread at the outlet of the dosing channel, the flow of material can be controlled at a constant speed of the dosing screw. The opening width of the screw thread at the outlet of the dosing channel corresponds to the dosing gap. It is thus possible to achieve both a high dosing speed with a large width of the dosing gap and high accuracy with a minimal width of the dosing gap. A maximum width of the dosing gap is present when the dosing gap corresponds to a complete screw pitch. With a minimal width of the dosing channel, the screw thread is almost completely covered. The usable mass flow range is thus expanded compared to a purely speed-controlled dosing. The dosing speed can thus be regulated at a constant speed of the dosing screw, with a high speed being selected for poorly flowing, insensitive powders and a low speed being selected for easily flowing, sensitive powders. It is thus possible to use large dosing screws for poorly flowing powders and at the same time achieve high dosing accuracy. Rapid dosing and at the same time high dosing accuracy can be achieved, particularly when a large width of the dosing gap is selected until just before a target value is reached and the width of the dosing gap is reduced just before the target quantity is reached. A single screw geometry can be used for most powders regardless of the dosing quantity and the required dosing accuracy. Only a small number of different screw geometries are therefore necessary, which have to be provided for different dosing processes. A correspondingly automated process makes it easier to find the optimal 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 Falle nicht geregelt werden und kann optimal an das zu transportierende Material und eine Form des Schneckengangs angepasst werden. It is advantageous if the dosing screw is operated at a constant speed and the material flow through the dosing channel is controlled by moving the dosing screw in the axial direction of the dosing screw. The constant speed can be kept constant during the entire dosing process or during part of the dosing process. In this case, the speed does not have to be regulated and can be optimally adapted to the material to be transported and the shape of the screw thread.

[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. It is also advantageous if the width of the dosing gap and/or a speed of the dosing screw is reduced continuously or step by step in order to switch from coarse dosing to fine dosing. The width of the dosing gap and/or the speed of the dosing screw is reduced continuously or step by step during a dosing process. A dosing process is a process during which a quantity to be dosed is dispensed from the dosing device. This reduces the material flow during the dosing process and can prevent overdosing. At the same time, a maximum material flow is guaranteed during the coarse dosing, which results in a faster dosing process.

[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. It is also advantageous if the speed of the dosing screw is reduced in response to a predetermined amount of material being dispensed during the dosing process. It can thus be achieved that a maximum dosing speed is achieved, since the reduction in 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 dosing takes place by a rotary movement of the dosing screw with changing direction of rotation and/or a linear movement of the dosing screw with changing direction. In particular, the rotary movement of the dosing screw takes place with a changing direction of rotation with a constant width of the dosing gap. Furthermore, it is advantageous if the linear movement of the dosing screw is performed in alternating directions when the rotary movement of the dosing screw is stopped or constant. In this way it can be achieved that very small amounts of the material to be dosed are delivered and a particularly precise dosing 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 gap and/or a speed of the dosing screw is reduced continuously or in steps when a predetermined time interval has elapsed since the beginning of the dosing process. In this way, a fine dosing can be initiated, the initiation of the fine dosing not being influenced by any overshooting of the measuring unit when measuring the dosing quantity that has already been dispensed, which can result if there is a particularly high material flow during coarse dosing.

[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 dosing screw is moved in alternating directions along the axial direction of the dosing screw during the dosing process, with the dosing gap remaining 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, blockages in the flow of material in the screw 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 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 metered.

[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. It is also advantageous if the closing area of the dosing screw is shaped in such a way that it is flush with the dosing channel when it is inside the dosing channel. It can thus be prevented that the material is deposited on a sub-area of the closing area and falls off unintentionally after a dosing process should have already been completed. This results in particularly precise dosing.

[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 method according to the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0023] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist: Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Figur 2 eine Darstellung einer vorteilhafte Dosierschnecke, Figur 3 eine Darstellung eines vorteilhaften Dosierbehälters, Figur 4 eine Darstellung einer in einem Dosierkanal angeordneten Dosierschnecke für unterschiedliche Weiten eines Dosierspaltes, und Figur 5 ein Diagramm, welches eine Drehzahl der Dosierschnecke und eine Weite des Dosierspalts während eines Dosiervorgangs darstellt.Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawing: Figure 1 is a schematic representation of a metering device according to the invention according to a first embodiment of the invention, Figure 2 is a representation of an advantageous metering screw, Figure 3 is a representation of an advantageous metering container, Figure 4 is a representation of a metering screw arranged in a metering channel for different widths of a dosing gap, and FIG. 5 is a diagram showing a speed of the dosing screw and a width of the dosing gap during a dosing process.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

[0024] Figur 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. 1 shows a dosing device 1 according to a first embodiment of the invention. The dosing device 1 is set up to carry out the method according to the invention for operating a dosing 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 dosing device 1 comprises a dosing channel 2, a dosing screw 3, a measuring unit 7 and a dosing controller 8. The dosing channel 2 is a cylindrical channel which is arranged at the bottom of a dosing container 9. With a correct arrangement of the dosing device 1 according to the invention, a longitudinal axis of the dosing channel 2 is arranged vertically. A material in the dosing container 9 , for example granules or a powder, is thus moved in the direction of the dosing channel 2 by gravity.

[0026] Die Dosierschnecke 3 ist in dem Dosierkanal 2 angeordnet. Die Dosierschnecke 3 ist in Figur 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 Figur 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 dosing screw 3 is arranged in the dosing channel 2 . The dosing screw 3 is shown in FIG. The dosing screw 3 is designed to rotate about an axis of rotation 11 of the dosing screw 3 in order to convey the material through the dosing channel 2 . The dosing screw 3 shown in FIG. 2 is shown in such a way that the axis of rotation 11 of the dosing screw 3 extends from left to right. The dosing screw 3 essentially has three sections along the axis of rotation 11 .

[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 Figur 2 ganz rechts dargestellt. A first section 10 is a fastening area. This fastening area makes it possible to clamp the dosing screw 3 in the dosing device 1 . The attachment area is shown in Figure 2 on the far right.

[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 around the axis of rotation of the metering screw 3 is referred to as the core. The space intended for conveying a bulk material is called the aisle. The spiral material profile is called sheet. If the dosing screw 3 does not have a core and consists only of a spirally curved profile, it is referred to as a helix. If the core and screw blade are very rounded, so that the screw flight has a semi-circular shape, this is referred to as a concave screw, which is mostly used in twin screw arrangements. If a screw flight angle 21 is equal to 0°, the screw is referred to as a full-blade 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, welches den Kern spiralförmig umläuft, wird auch als Schneckenblatt bezeichnet. A transport section 4 , which forms a second section of the dosing screw 3 , adjoins the fastening area along the axis of rotation 11 . The transport section 4 forms a screw flight. 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 encircled by a snail. In alternative embodiments, the core is omitted. In this case, the transport section 4 is a helix. If the dosing screw 3 is located in the dosing channel 2 , the spirally curved profile, which runs around the core, closes with the wall of the dosing channel 2 . The hollow space that results between the dosing channel 2 and the dosing screw 3 is referred to as the screw flight. The material that spirals around the core is also known as the snail 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 verschließen. 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, the transport section 4 is adjoined by a closing area 5, which forms a third section of the dosing screw 3. The closing area 5 is suitable for closing the dosing channel 2 . This is achieved in that the worm flight does not extend into the closing area 5 . At the same time, the closing area 5 is shaped in such a way that it is in contact with the dosing channel 2 over its full circumference when it is in the dosing channel 2 . A rotation scope of the transport section 4 and the closing area 5 are therefore identical.

[0031] Mit Bezug auf Figur 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 dosing screw 3 is connected to a first motor 13 via a coupling device 12 . A speed of the dosing screw 3 is thus determined by the first motor 13 and a speed of the dosing screw 3 can be controlled by a 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 container 9 is mounted on an arm 14 of the dosing device 1 and is held by it. A second motor 15 is arranged on the arm 14 . The first motor 13 is coupled to the arm 14 via a mechanism and can be moved in an axial direction of the dosing screw 3 by operating the second motor 15 . 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 with the dosing channel 2 is kept in a constant position relative to the arm 14 . Since the dosing screw 3 is coupled to the first motor 13, it is moved with the first motor 13 and thus moves in the axial direction in the dosing channel 2.

[0033] Die Kupplungsvorrichtung 12 umfasst eine gefederte Lagerung, durch welche 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 Figur 3 in einer Detailansicht dargestellt. 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 coupling device 12 includes a spring-loaded mounting, which compensates for the relative movement between the dosing container 9 and the dosing screw 3, i.e. both the connection between the first motor 13 and the dosing screw 3 is ensured, as well as a bearing for the dosing screw 3 is ensured in the dosing container 9. The dosing container 9 with the coupling device 12 is shown in FIG. 3 in a detailed view. The dosing screw 3 is coupled to the first motor 13 via a shaft 17 . The coupling device 12 includes 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 in the axial direction of the metering screw 3 by the second motor 15, a spring 18 of the clutch 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 with the dosing screw 3 is moved downwards. The spring 18 expands when the first motor 13 and thus the shaft 17 with the dosing screw 3 is moved upwards.

[0034] 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. A target container 16 is arranged below the dosing channel 2 and thus below the dosing container 9 . The material transported through the metering channel 2 is collected in the target container 16 and the quantity of material to be metered is thus collected. The target container 16 is arranged on the measuring unit 7 . The measuring unit 7 is set up to record a quantity of material which has already been dispensed by the dosing 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 .

[0035] 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 in a receptacle manually or by a handling system. During the dosing process, a drive unit comprising the first motor 13, a gear and a socket is lowered by a pneumatic lifting cylinder and is thus coupled to the dosing container 9 on the first motor 13. The powder is conveyed out of the container by the rotation of the dosing screw 3 in the dosing channel 2 and thus falls into the target container 16 located underneath. This is on the measuring unit 7, which enables gravimetrically controlled dosing. The system control can regulate the speed and thus the dosing speed directly during the dosing process by means of the continuous scale measurement values of the measuring unit 7 . This allows high accuracy in the dosing result to be achieved. The dosing speed or the mass flow of the powder depends on the speed v.A. on the screw geometry of the dosing screw 3, in particular the pitch/depth and the pitch. With a defined screw, the mass flow can therefore only be controlled to a limited extent by the speed.

[0036] 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 dosing screw 3 is resiliently mounted in the axial direction. The end of the dosing screw 3 or the screw thread where the powder emerges is not open but is closed off by a disc. When the dosing container 9 is uncoupled, the dosing screw 3 is pushed upwards by the spring 18, as a result of which the disc is flush with the outlet of the dosing channel 2 and closes it. This prevents the powder from escaping. For dosing, the dosing screw is pressed down against the spring force by a pneumatic axis against a mechanical stop. The completely open worm or worm thread now protrudes from the outlet and metering can take place. The dosing properties correspond to those of a standard auger without a locking mechanism.

[0037] 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. A sequence of the method according to the invention is controlled by the dosing controller 8 . The dosing controller 8 includes a motor controller, by which the first motor 13 and the second motor 14 are controlled. A speed of the first motor 13 and thus a speed of the metering screw 3 can thus be controlled by the metering controller 8 . Furthermore, the second motor 15 can be controlled by the dosing controller 8 and thus the dosing screw 3 can be moved in the axial direction relative to the dosing channel 2 . In addition, the dosing controller 8 receives a measured value from the measuring unit 7 and thus a quantity of material that has already been delivered by the dosing device 1 during a dosing process from the dosing container 9 to the target container 16 is measured.

[0038] 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 Figur 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 controller 8, the width of a dosing gap 6 is changed. The width of the dosing gap 6 can thus be determined by the dosing controller 8 . The principle of the dosing gap 6 is shown in FIG.

[0039] 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 dosing drive to the dosing container 9 and for opening the dosing container 9 by pressing the disc-shaped dosing screw 3 out of the outlet opening of the dosing channel 2, an axis that can be positioned precisely, e.g. an electric servo axis, is used. As a result, the dosing container 9 can not only be completely closed or opened, but intermediate stages are also possible. This means that the dosing gap 6 at the outlet of the dosing channel 2 can be regulated in a controlled manner due to the axial positionability of the dosing screw 3 relative to the outlet of the dosing channel 2 . By reducing the dosing gap 6, the mass flow of the powder is reduced at a constant speed, since the powder is slowed down by the constriction. I.e. the powder backs up in the dosing screw 3, but remains free-flowing.

[0040] In Figur 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 Figur 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 Figure 4 left a state is shown in which the metering gap 6 has the width zero, so no metering gap 6 is present. For this purpose, the dosing screw 3 has been moved in the axial direction into a position relative to the dosing channel 2 such that the closing area 5 of the dosing screw 3 is located in the dosing channel 2 . Since the closing area 5 is designed in such a way that its outer circumference corresponds to an inner circumference of the dosing channel 2 , the closing area 5 can be moved into the dosing channel 2 . The closing area 5 of the dosing screw 3 is thus flush with the dosing channel 2 . Even if the dosing screw 3 were to rotate at a specific speed in the state shown on the far left in FIG.

[0041] Bei dem in Figur 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 on the far right in FIG. 4, the width of the metering gap 6 is at its maximum. This is the case when the dosing screw 3 has been moved so far in the axial direction relative to the dosing channel 2 that the closing area 5 is so far away from one end of the dosing channel 2 that a full pitch 20 of the screw flight of the dosing screw 3 is out of the dosing channel 2 protrudes. In this state, a maximum flow of material through the dosing channel 2 can take place.

[0042] Bei dem in Figur 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 Figur 1 dargestellten Dosiervorrichtung durch ein Betreiben des zweiten Motors 15, welcher durch die Dosierungssteuerung 8 gesteuert wird. In the state shown in the center of FIG. 3, the width of the metering gap 6 is not at its maximum, but the width of the metering gap 6 is also not equal to zero. Thus, although material can escape through the metering gap 6 , the material flow is limited by the width of the metering gap 6 . It can be seen that the width of the dosing gap 6 can be changed by moving the dosing screw 3 in the axial direction of the dosing screw 3 relative to the dosing channel 2 . This takes place in the dosing device shown in FIG. 1 by operating the second motor 15, which is controlled by the dosing controller 8.

[0043] 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 Figur 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 Figur 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 Figur 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 dosing process is controlled by the dosing controller 8 . The dosing process is a process in which a specific quantity of the material to be dosed is delivered from the dosing container 9 to the target container 16 . A flow of the dosing process is shown in the diagram shown in FIG. A first curve 110 describes the width of the dosing gap 6 during the dosing process. A second curve 120 describes the speed of the dosing screw 3 during the dosing process. Correspondingly, a mass of the material that was transported by the dosing device 1 from the dosing container 9 to the target container 16 is shown via an X-axis of the diagram 100 . The origin of the diagram shown in FIG. 5 is that the mass is equal to 0, ie no material has yet been transported from the dosing container 9 to 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 complete. A width of the metering gap 6 is shown for the first curve 110 on the Y-axis of the diagram shown in FIG. 5 and the speed of the metering screw 3 is shown for the second curve 120 .

[0044] 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, welche 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 follows the first phase 101, and a third phase 103, which is a final phase of the dosing process. In the first phase 101, a rough dosing takes place. In the third phase 103, fine dosing takes place.

[0045] 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 maximale 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 16 steigt, bis ein Zielwert erreicht ist. Ist dieser Zielwert erreicht, so beginnt die zweite Phase 102 des Dosiervorgangs. If a dosing process is started, then in the first phase 101 the rough dosing is carried out first. The dosing screw 3 is operated at a constant speed, which is a maximum speed for the dosing screw 3 for the material to be dosed, in order to move as much material as possible through the dosing channel 2 . So that there is no resistance to the flow of material at the end of the dosing channel, the width of the dosing gap 6 is at its maximum in the first phase 101, that is to say it is equal to the height of a screw thread. Material is now transported from the dosing container 9 to the target container 16 . The weight of the target container 16 recorded by the measuring unit 7 increases until a target value is reached. If this target value is reached, then the second phase 102 of the dosing process begins.

[0046] 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 Figur 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 in order to switch from coarse metering to fine metering. This is shown in FIG. 5 by the fact that the speed of the metering screw decreases continuously from a higher value to a lower value. This applies in a corresponding manner to the width of the metering gap 6. The second phase 102 lasts until the speed and the width of the metering gap 6 have fallen to a predetermined initial value of the third phase 103. Since the second phase 102 is initiated when the measuring unit 7 has determined that a quantity of material corresponding to a target value, i.e. a predetermined quantity of material, has already been dispensed during the dosing process, the speed of the dosing screw 3 is in response reduced to a predetermined amount of material being dispensed during the dispensing process.

[0047] 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 Falte 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 start of the dosing process. The width of the dosing gap 6 and the speed of the dosing screw 3 is continuously reduced in this crease when a predetermined time interval has elapsed since the beginning of the dosing process.

[0048] In der dritten Phase 103 erfolgt die Feindosierung. In dem in Figur 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 Nachrieseln von Material in den Zielbehälter 16 verhindert. In the third phase 103, the fine dosing 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 the dosing screw 3 was operated in the first phase 101 . Correspondingly, the width of the dosing gap 6 in the third phase 103 is significantly smaller than the maximum width of the dosing gap 6 from the first phase 101. During the fine dosing 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 dosing, i.e. the target value 104, is reached, the speed of the dosing screw 3 is set to 0 and at the same time the width of the dosing gap 6 is reduced to such an extent that the dosing gap 6 has a width of 0, i.e. the dosing channel 2 of the Final area 5 of the metering screw 3 is closed. A trickling of material into the target container 16 is thus prevented.

[0049] 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, at which the rotation of the dosing screw 3 is set, is selected to be somewhat lower than the amount of material that is actually to be dosed. The remaining quantity of material can be conveyed through the metering channel 2 by simply moving the metering screw 3 in the metering channel 2 in alternating directions. The dosing screw is controlled in such a way that on average it moves forward slowly and material is dosed. I.e. the duration or distance of the forward movement is greater than the duration or distance of the backward movement. As a result, material is trickled out of the metering channel 2 , as a result of which the smallest amounts reach the target container 16 . A particularly precise dosing is thus achieved. In the same way, it is possible to move the dosing screw 3 with a changing direction of rotation when the dosing gap 6 is at least partially open. In this way, a similar effect is achieved and material trickles out of the metering gap 6, and the smallest amounts of material are also moved into the target container 16.

[0050] 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, second or third phase 101, 102, 103 during the metering process in alternating directions along the axial direction of the metering screw 3, with the metering gap 6 for the material flow remains open. Thus, an alternating movement of the dosing screw 3 is performed 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 dosing screw 3 avoids congestion occurring in the screw flight.

[0051] 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 Zielwerts 104 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 dosing device 1 is designed in such a way that the powder mass flow can be controlled both by the speed of the dosing drive and by the positioning of the dosing screw through the vertical axis and the resulting adjustable dosing gap 6 . First, dosing takes place with a high dosing speed and a fully open dosing gap. That is, it is initially dosed with a high mass flow. From a certain distance to the target value 104 (e.g. controlled by scales), the speed and/or the dosing gap are gradually or continuously reduced the closer the target value 104 comes. Shortly before the target value 104 is metered with a continuous speed and a small metering gap 6 (low mass flow) until the target value 104 is reached. After the target value 104 has been reached, the rotation of the metering screw 3 is stopped and the metering gap 2 is completely closed. The fine dosing can be refined, for example, by an oscillating movement of the rotary movement (right - left) and/or the vertical movement (up - down).

[0052] 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 switchover points (distance from target value 104) for speed and metering gap 6 can be identical or different. This means that metering can be carried out with a constant fine metering speed while the metering gap is continuously reduced. It is also possible to dose with a constant speed (only adjustment of the dosing gap 6) or with a constant dosing gap 6 (only adjustment of the speed).

[0053] 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 time-controlled. For example, after a defined dosing time, the dosing gap 6 and the speed of the dosing screw 3 are changed or stopped or closed. The positionable vertical axis can also be used to move the dosing screw 3 up and down during the dosing process in order to improve subsequent flow of the powder, particularly in the case of poorly flowing powders.

[0054] Neben der obigen schriftlichen Offenbarung wird explizit auf die Offenbarung der Figuren 1 bis 5 verwiesen. In addition to the above written disclosure, explicit reference is made to the disclosure of FIGS.

Claims

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

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

3. The method according to claim 1, characterized in that the width of the metering gap (6) and / or a speed of the metering screw (3) is reduced continuously or step by step in order to switch from a coarse metering to a fine metering.

4. The method according to claim 3, characterized in that a speed of the dosing screw (3) is reduced in response to a predetermined amount of material being dispensed during the dosing process.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the fine metering is carried out by a rotary movement of the metering screw (3) with changing direction of rotation and / or a linear movement of the metering screw (3) with changing direction is performed.

6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the width of the metering gap (6) and / or a speed of the metering screw (3) is reduced continuously or stepwise when a predetermined time interval has elapsed since the start of the metering process.

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

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a 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 controller (8), wherein - the dosing screw (3) is arranged in the dosing channel (2), – the dosing screw (3), • has a transport section (4) which forms a screw flight, and • has a closing area (5) which is suitable for closing the dosing channel (2), - The measuring unit (7) is set up to detect a quantity of material which has already been dispensed by the dosing device (1) during a dosing process, and - The dosing controller (7) is set up to control a material flow through the dosing channel (2) by moving the dosing screw (3) in an axial direction of the dosing screw (3) in order to define a width of a dosing gap (6) which is a gap between the dosing channel (2) and the closing area (5) of the dosing screw (3), the width of the dosing gap (6) being selected depending on the detected quantity of material.

10. Dosing device according to claim 9, characterized in that the closing area (5) of the dosing screw is shaped in such a way that it is flush with the dosing channel (2) when it is inside the dosing channel (2).