DE102004012328B4

DE102004012328B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren von Schüttgut

Info

Publication number: DE102004012328B4
Application number: DE200410012328
Authority: DE
Inventors: Felix Obermeyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2024-03-12
Also published as: DE102004012328A1

Abstract

Vorrichtung zum Dosieren von Schüttgut mit einem Dosierbehälter, der einen Materialeinlass, der mit einem Zuführbehälter verbunden ist, und einen Materialauslass aufweist, wobei der Materialeinlass (1) eine permanente Schüttgutzufuhr ermöglicht, wobei der Dosierbehälter (2) zwischen einer Befüllstellung I und einer Entleerstellung II zyklisch bewegbar ist und der Materialeinlass (1) und der Materialauslass (3) so zueinander angeordnet sind, dass in der Befüllstellung I eine begrenzte Menge Schüttgut S in den Dosierbehälter (2) fließt und der Behälterbereich zwischen Materialeinlass (1) und Materialauslass (3) so ausgebildet ist, dass in der Entleerstellung II ein Teil des Schüttgut aus dem Dosierbehälter (2) abfließt, und wobei am im Dosierbehälter (2) verbleibenden restlichen Teil des Schüttguts im Bereich des Materialeinlasses (1) bei jedem Abfüllvorgang eine freie Böschungsfläche BF2 entsteht, die bei jedem Dosiervorgang die gleiche Form annimmt, so dass der abfließende Teil des Schüttguts S jeweils einer bestimmten vorgegebenen Dosiermenge DM entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierbehälter...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren von Schüttgut gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Vorrichtungen zum Dosieren von Schüttgut werden häufig bei Abfüllmaschinen verwendet, um ein gleichmäßiges Befüllen z. B. von Transportbehältern oder Verpackungen zu gewährleisten.

Bei derartigen Vorrichtungen unterscheidet man im Wesentlichen drei Dosiermethoden; gravimetrisches und volumetrisches Dosieren sowie das Dosieren über ein Kammervolumen.

Bei der dritten dieser Methoden, Dosieren über ein vorgegebenes Kammervolumen, wird das Schüttgut zuerst in einen Dosierkammer abgefüllt, die nach dem Befüllvorgang verschlossen wird. Anschließend wird die geschlossenen Dosierkammer von der Befüllseite zur Austragungsseite der Dosiervorrichtung bewegt und dort geöffnet. Das Schüttgut kann dann aus dem Dosierkammer z.B. in einen Transportbehälter oder eine Verpackung für das betreffende Schüttgut fließen. Zur erneuten Befüllung wird die Dosierkammer wieder zur Befüllungsseite der Dosiervorrichtung bewegt.

Derartige Vorrichtungen sind in der Regel mechanisch sehr aufwendig aufgebaut. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, dass das Volumen des Dosierkammer und damit die Dosiermenge des Schüttguts fest vorgegeben ist. Ein Nachjustieren der Dosiermenge, wenn die momentane Abfüllmenge und die gewünschte Dosiermenge geringfügig abweichen oder eine Neueinstellung der Dosiermenge, wenn eine völlig andere Abfüllmenge gewünscht wird, ist nur aufwendig möglich. In der Regel müssen die Dosierkammern gegen neue ausgetauscht werden.

Beim mechanischen Verschließen der Dosierkammer kann das Schüttgut insbesondere wenn es sich um bruchempfindliche Produkte wie Cornflakes, Saatgut oder Pellets handelt, durch die auftretenden Scherkräfte beschädigt werden.

Die einzelnen Bruchstücke müssen teilweise aufwendig ausgesondert werden. Zumindest stellen die beschädigten Produkte im Lebensmittelbereich eine ästhetische Beeinträchtigung für den Kunden dar, die in der Regel nicht erwünscht ist.

Je nach Korngröße des Produkts und je nach Werkstoffhärte der mechanischen Verschlussvorrichtung der Dosiervorrichtung sind Verschleißerscheinungen an dieser nicht auszuschließen. Dies kann unter anderem auch einen Einfluss auf die Genauigkeit der Dosiervorrichtung haben.

Bei der gravimetrischen oder volumetrischen Dosiermethode wird das Schüttgut mittels einer geeigneten Fördertechnik (Schneckenförderer, Förderband oder Vibrationsrinne) in einen Dosierbehälter oder auf eine Waage gefördert. Sobald die gewünschte Dosiermenge erreicht ist, wird die Fördereinrichtung von einer entsprechenden Steuerung gestoppt. In einem zweiten Arbeitsschritt wird das Schüttgut zu einer Austragsöffnung geführt, wo es z. B. in einen Transportbehälter oder eine Verpackung fließen kann. Derartige Dosiereinrichtungen sind sehr aufwendig aufgebaut. Für den Betrieb einer solchen Dosiervorrichtung ist eine aufwendige Steuerung mit entsprechender Mess- und Regeltechnik notwendig, die normalerweise auch eine Korrektur der Nachlaufmenge umfassen muss.

Je nach der eingesetzten Fördertechnik (z. B. Schneckenförderer) können Schädigungen am Schüttgut aufgrund der starken mechanischen Belastung nicht ausgeschlossen werden.

Aus den Druckschriften DE 74 02 980 U und DE 202 11 752 U sind zwei gattungsgemäße Vorrichtungen bekannt, die jedoch im Hinblick auf das Schonen des Schüttguts beim Abfüllvorgang bzw. auf das genaue Dosieren des Schüttguts erhebliche Nachteile aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zum Dosieren von Schüttgut zu schaffen, die die oben angegebenen Nachteile nicht aufweist, die keine mechanischen Verschlussmechanismen aufweist, die eine mechanische Belastung des Schüttguts beim Dosieren möglichst vermeidet, die im einfachsten Fall auch manuell antreibbar ist und die einfach sowie kostengünstig herstellbar ist.

Gelöst wird diese Ausgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, den Materialeinlass und den Materialauslass eines Dosierbehälter so anzuordnen, dass trotz einer permanent möglichen Schüttgutzufuhr bei jedem Dosiervorgang in der Entleerstellung eine gleichbleibende Böschungsfläche am verbleibenden Schüttgut entsteht. Der Materialabfluss aus dem Dosierbehälter wird aufgrund der natürlichen Fließeigenschaften des Schüttguts und der besonderen Gestaltung des Dosierbehälters gestoppt, ohne dass dafür ein mechanischer Verschlussmechanismus benötigt wird.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Befüllstellung I;
2 Vorrichtung gemäß 2 in einer Entleerstellung II mit gefülltem Dosierbehälter;
3 Vorrichtung gemäß 3 mit entleertem Dosierbehälter.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in einer Befüllstellung I schematisch dargestellt. Die Vorrichtung 10 besteht im Wesentlichen aus einem Dosierbehälter 2 der einen Materialeinlass 1 und einen Materialauslass 3 für ein fließfähiges Schüttgut S aufweist.
Der Materialeinlass 1 ist mit einem Zuführbehälter 7 verbunden, über den das Schüttgut S zugeführt wird. Über den Materialeinlass 1 fließt das Schüttgut S in den Dosierbehälter 2, bis die natürlichen Fließeigenschaften des Schüttguts S eine weitere Materialzufuhr verhindern. Im dargestellten Fall ist der Befüllvorgang beendet und das Schüttgut S fließ mehr in den Dosierbehälter 2 nach.
2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in einer Entleerstellung II. Dabei wurde der Dosierbehälter 2 um eine Drehachse 4, die gestrichelt dargestellt ist, gedreht. In dieser Entleerstellung II kann das Schüttgut S aus dem Dosierbehälter 2 über den Materialauslass 3 z. B. in eine nicht näher dargestellte Verpackung abfließen.
In 3 ist die Vorrichtung 10 am Ende des Entleervorgangs dargestellt. Nur noch der Materialeinlass 1 ist mit Schüttgut S gefüllt. Der übrige Dosierbehälter 2 ist geleert.
Nachfolgend ist die Funktionsweise der Erfindung näher erläutert. Wie bereits gesagt fließt das Schüttgut S in der Befüllstellung 1 solange in den Dosierbehälter 2 bis die natürlichen Fließeigenschaften des Schüttguts eine weitere Materialzufuhr aus dem Zuführbehälter 7 unterbinden. Hierbei entsteht im Bereich des Materialauslasses 3 eine Böschungsfläche BF1, die bei jedem Dosiervorgang in etwa die gleiche Form annimmt. Der Böschungswinkel a ist materialabhängig und wird im Wesentlichen durch die natürlichen Fleißeigenschaften des Schüttguts S bestimmt. Für ein bestimmtes Schüttgut S ist der Böschungswinkel eine gleich bleibende Größe. Somit nimmt das Schüttgut S bei jedem Befüllvorgang die gleiche Form an, die einerseits durch die Form des Dosierbehälters 2 und andererseits durch die feste Lage der Böschungsfläche BF1 begrenzt wird. In der Entleerstellung II fließt das Schüttgut S über den Materialauslass 3 aus dem Dosierbehälter 2 ab. Am Ende des Dosiervorgangs entsteht im Bereich des Materialeinlasses 1 eine zweite Böschungsfläche BF2, deren Form ebenfalls durch die natürlichen Fließeigenschaften des Schüttguts S bestimmt wird. Da die beiden Böschungsflächen BF1 und BF2 bei jedem Dosiervorgang in Bezug auf den Dosierbehälter 2 die gleiche Lage einnehmen, entspricht die Abfüllmenge an Schüttgut S, die bei jedem Dosiervorgang aus dem Dosierbehälter 2 abfließt, einer vorgegebenen Dosiermenge DM. Diese Dosiermenge DM entspricht dem etwas dunkler dargestellten Teil des Schüttguts S ist in 2.
Der Abfluss des Schüttguts S in der Entleerstellung II wird dadurch erleichtert, dass der Dosierbehälter im Bereich zwischen Materialeinlass 1 und Materialauslass 3 konvex gekrümmt ist.
Wie bereits erwähnt, rotiert der Dosierbehälter 2 um die Drehachse 4 und erreicht deshalb zyklisch die Befüllstellung I und die Entleerstellung II. Als Antrieb kann z. B. ein Elektromotor oder auch ein manueller Antrieb dienen.
Für den Fachmann ist offensichtlich, dass der Zufluss bzw. Abfluss von Schüttgut nicht nur in den beiden Stellungen I bzw. II erfolgt, sondern auch in allen jeweiligen Zwischenstellungen. Dies ändert aber nichts daran, dass bei jedem Abfüllvorgang, die gleiche vorgegebene Dosiermenge DM aus dem Dosierbehälter abfließt.
Der Dosierbehälter 2 besteht aus zwei Teilen, die z. B. über ein Gewinde miteinander verbunden sind.
Durch die einstellbare variable Höhe h des Dosierbehälters 2 ist ein Nachjustieren der Dosiermenge DM leicht möglich.
Durch Austauschen des Bodenteils 2 bzw. des ganzen Dosierbehälters 2 können sehr einfach neue Dosiermengen eingestellt werden.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist ein gleichmäßiges Dosieren von Schüttgütern (z. B. Cornflakes, Saatgut, Pellets) möglich. Da zum Dosieren kein mechanischer Verschlussmechanismus eingesetzt wird, ist das Schüttgut beim Dosiervorgang keinen großen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die Vorrichtung ist extrem einfach aufgebaut und erlaubt trotzdem eine gleich bleibende Dosiermenge DM. Außerdem kann die Dosiermenge DM sehr einfach und schnell verändert werden.

Claims

Vorrichtung zum Dosieren von Schüttgut mit einem Dosierbehälter, der einen Materialeinlass, der mit einem Zuführbehälter verbunden ist, und einen Materialauslass aufweist, wobei der Materialeinlass (1) eine permanente Schüttgutzufuhr ermöglicht, wobei der Dosierbehälter (2) zwischen einer Befüllstellung I und einer Entleerstellung II zyklisch bewegbar ist und der Materialeinlass (1) und der Materialauslass (3) so zueinander angeordnet sind, dass in der Befüllstellung I eine begrenzte Menge Schüttgut S in den Dosierbehälter (2) fließt und der Behälterbereich zwischen Materialeinlass (1) und Materialauslass (3) so ausgebildet ist, dass in der Entleerstellung II ein Teil des Schüttgut aus dem Dosierbehälter (2) abfließt, und wobei am im Dosierbehälter (2) verbleibenden restlichen Teil des Schüttguts im Bereich des Materialeinlasses (1) bei jedem Abfüllvorgang eine freie Böschungsfläche BF2 entsteht, die bei jedem Dosiervorgang die gleiche Form annimmt, so dass der abfließende Teil des Schüttguts S jeweils einer bestimmten vorgegebenen Dosiermenge DM entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierbehälter (2) drehbar gelagert ist und zwischen der Befüllstellung I und der Entleerstellung II zyklisch rotiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Befüllstellung I bei jedem Dosiervorgang im Bereich des Materialauslasses (3) eine weitere freie Böschungsfläche BF1 entsteht, die bei jedem Dosiervorgang in etwa die gleiche Form annimmt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Böschungsfläche BF1 bzw. BF2 immer den gleichen Böschungswinkel a aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterbereich zwischen Materialeinlass (1) und Materialauslass (3) konvex gekrümmt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierbehälter (2) drehbar gelagert ist und zwischen der Befüllstellung I und der Entleerstellung II zyklisch rotiert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Dosiermenge DM über die variable Höhe h des Dosierbehälters (2) einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der Dosierbehälter (2) aus zwei Teilen besteht, die über ein Gewinde miteinander verbunden ist.