DE102006033219B3

DE102006033219B3 - Schneckenförderer

Info

Publication number: DE102006033219B3
Application number: DE102006033219A
Authority: DE
Inventors: Dirk Jung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2026-07-14
Also published as: US8136706B2; US20090255955A1; WO2008006335A1

Abstract

Schneckenförderer zum Transport und/oder der Dosierung von pulverförmigen oder körnigem Material, mit einer drehbar gelagerten Förderschnecke zum Materialtransport aus einem Vorratsbehälter zu einer Austrageöffnung und einem Motor mit variabler Drehzahl zum Antrieb der Förderschnecke, gekennzeichnet dadurch, dass die Drehzahlsteuerung durch eine programmierbare Regeleinrichtung erfolgt, welche die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von der jeweils ermittelten Drehposition der Förderschnecke innerhalb einer vollen Schneckenumdrehung regelt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneckenförderer zum Transport und/oder der Dosierung von pulverförmigem, körnigem oder sonstigem in einer derartigen Vorrichtung transportierbaren Material.
Bei bekannten Fördervorrichtungen dieser Art erfolgt der Materialaustrag in Abhängigkeit vom Füllungsgrad und der Drehgeschwindigkeit de Schneckenförderers sowie der Schneckensteigung in zumeist mehr oder weniger ungleichmäßigen Materialportionen. Prinzipbedingt tritt dabei an der Austragöffnung des Schneckenförderers ein periodisch schwankender Materialstrom aus. Bei ausreichend hohen Drehzahlen des Förderers fallen diese Schwankungen im Materialaustrag weniger stark ins Gewicht, weil in der zeitlichen Abfolge die Abgabe einzelner Materialportionen so dicht aufeinander erfolgt, dass ein quasikontinuierlicher Materialstrom entsteht. Andererseits können aber niedrige Drehzahlen des Förderers stark differierende Abgabemengen mit einer von der Umlaufdauer der Förderschnecke abhängigen Periodizität zur Folge haben. Die dann vorhandenen beträchtlichen Unterschiede zwischen maximaler und minimaler Abgabemenge stellen in Anwendungen, bei denen die Konstanz des Materialstromes eine entscheidende Rolle spielt, z. B. bei vielen Dosiereinrichtungen, ein erhebliches Problem dar. Dieser nachteilige Effekt kann sich noch verstärken, wenn der Schneckenförderer nur teilweise mit Fördergut gefüllt ist, das Material zur Verdichtung neigt oder dessen Zurückrutschen im Förderbereich – besonders bei nichthorizontal angeordneten Schnecken – zusätzliche Schwierigkeiten bereitet.
Zur Überwindung dieses Problems sind technische Lösungen vorgeschlagen worden, bei denen mit Hilfe mechanischer Zusatzeinrichtungen am Austragende einer horizontal oder teilweise geneigt angeordneten Förderschnecke eine Vergleichmäßigung des Fördergutaustrags erzielt werden soll. So offenbart DD 252 166 A1 einen Schneckenförderer mit einer Abgabevorrichtung, die eine als Drosselorgan wirkende Verschlusseinrichtung enthält, welche bei Erreichen der Dosiermenge verschlossen wird. Mit dieser Lösung lässt sich ein zeitlich ununterbrochen konstanter Materialfluss nicht erzielen. Aus DE 350 2765 C2 ist ein am Austragende der Förderschnecke angeordnetes und mit deren Welle drehbar verbundenes Flügelrad bekannt, durch welches das zu fördernde Material hindurchgeführt und zerkleinert wird, wobei am Ende der Förderstrecke noch anhaftende Restmengen pulverförmigem Materials durch das rotierende Flügelrad mitgerissen werden. Eine Anordnung nach EP 0475 909 A1 mit einer Förderschnecke zum Feindosieren sehr kleiner Fördermengen verwendet zur Erzielung gleichbleibender Förderleistungen ein am Auslaufende der Schnecke angeordnetes und das feststehende Förderrohr umgebendes Außenrohr, welches einseitig offen und drehbar gelagert ist. Dessen Drehgeschwindigkeit ist proportional der Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke. Durch die Drehbewegung des Außenrohres soll sich das Fördergut, welches vom Förderrohr in das Außenrohr gelangt, so verteilen, dass es mit großer Gleichmäßigkeit und ohne periodische Schwankungen in der Materialmenge ausgetragen werden kann.
Für viele Anwendungen ist jedoch auch die mit den vorgenannten Zusatzeinrichtungen erreichbare Vergleichmäßigung des Materialaustrags keineswegs ausreichend. Als nachteilig können sich dabei aber auch Beschränkungen hinsichtlich einzuhaltender Neigungswinkel für die Förderstrecke erweisen. Aus der Praxis bekannt und bspw. in DE 29 03 259 C2 , US 5423456 und US 5184754 beschrieben, sind ferner die nach der gravimetrischen Methode arbeitenden Verfahren und Vorrichtungen zur Dosierregelung, bei denen durch Wägeeinrichtungen ermittelte Sollwertabweichungen im Gewicht des ausgetragenen Materials durch eine Geschwindigkeitsregelung des Austragorgans minimiert werden sollen. Im allgemeinen sind solche Lösungen ebenfalls nicht dazu geeignet, um periodische Schwankungen im Materialaustrag zu verhindern.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schneckenförderer zu schaffen, mit dem sich durch geeignete technische Mittel die beim Materialfluss auftretenden periodischen Schwankungen – unabhängig von den jeweiligen Materialeigenschaften, dem konstruktiven Aufbau der eingesetzten Förderschnecke und auch von deren Drehgeschwindigkeit – vermeiden lassen sowie etwaige Beschränkungen hinsichtlich der einzuhaltenden Neigungslage der Förderstrecke wegfallen können.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe mit einem vorzugsweise zum Transport und/oder zur Dosierung pulverförmigen oder körnigen Materials geeigneten Schneckenförderer mit einer drehbar gelagerten Förderschnecke zum Materialtransport aus einem Vorratsbehälter zu einer Austrageöffnung und einem Motor mit variabler Drehzahl zum Antrieb der Förderschnecke, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass die Drehzahlsteuerung durch einen Drehzahlregler erfolgt, der die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehposition der Förderschnecke innerhalb einer vollen Schneckenumdrehung regelt.
Weitere Merkmale der Erfindung sind der Gegenstand von mehreren Unteransprüchen
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und zwei schematischen Darstellungen näher erläutert werden. Es zeigen
1 einen Schneckenförderer in horizontaler Position mit einer beidseitig drehbar gelagerten Förderschnecke und mit Mitteln zur Variation der Drehgeschwindigkeit innerhalb einer vollen Umdrehung der Förderschnecke und die
2 einen Schneckenförderer nach 1 mit einer nachgeschalteten Mess-, Sensor- und/oder Bildverarbeitungseinheit zur Kenndaten- bzw. Kennlinienermittlung.
Die schematische Darstellung nach 1 zeigt einen horizontal angeordneten Schneckenförderer 1 mit einem trichterförmigen Sammelbehälter 2 zur Aufnahme des körnigen Materials sowie einer Förderschnecke 3, die drehbeweglich ist und an ihren beiden Enden gelagert wird. Das Material wird durch die von einem Motor 4 mit veränderbarer Drehzahl angetriebene Förderschnecke von ihrer Einlassöffnung 5 bis zur Austrageöffnung 6 befördert und dort ausgetragen. Bewegt sich die Förderschnecke 3 mit einer gleichbleibenden Dreh geschwindigkeit, so werden üblicherweise bei kleinen Förderleistungen in der zeitlichen Abfolge stark schwankende Fördermengen abgegeben, deren Periodizität von der Zeitdauer einer vollen Umdrehung der Förderschnecke bestimmt wird. Um diesem Mangel abzuhelfen und einen möglichst gleichmäßigen Materialaustrag zu gewährleisten, ist eine zentrale Regeleinrichtung 7 zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke 3 vorgesehen. Eine Sensoreinrichtung mit inkrementellen Drehgebern 8 liefert für die jeweilige Drehposition bzw. Winkelstellung der Förderschnecke ein elektrisches Signal an die Regeleinrichtung. Die auf diese Weise ermittelte Winkelposition der Förderschnecke, der zugleich ein bestimmter Wert der Förderleistung der Schnecke bei dieser Schneckenstellung zuzuordnen ist, vergleicht die Regeleinrichtung 7 mit einem Referenzwert, dem die mittlere Förderleistung zugrunde liegt, und erzeugt so ein im wesentlichen aus der Signaldifferenz von Drehgeber und dem Referenzwert abgeleitetes Stellsignal. Dieses Signal wird einem Drehzahlregler 10 zugeführt, der wiederum die Drehzahl des Elektromotors und damit den Materialaustrag der Förderschnecke variiert und dadurch deren Förderleistung dem Wert für den mittleren Materialaustrag anpasst. Der Zusammenhang zwischen jeweiliger Winkelstellung der Förderschnecke und dem zugehörigen Wert für die Austragsleistung, der als periodisch schwankender Wert eine Periodendauer gleich der Umlaufdauer der Schnecke besitzt, wurde zuvor für diskrete Winkelstellungen und über einen vollen Schneckenumlauf bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke ermittelt. Er ist Teil des Steueralgorithmus der zentralen Regeleinrichtung. Ein Referenzsensor 9 dient der Erkennung der absoluten Position der Förderschnecke.
Die Variation der Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke erfolgt in der Weise, dass in Stellungen der Förderschneckenwelle, in denen viel Material durch deren Austragsöffnung befördert wird, sich die Förderschnecke langsamer dreht, während sich umgekehrt – in Stellungen der Förderschneckenwelle mit wenig Austrag – die Förderschnecke schneller dreht. Auf diese Weise kann ein gleichmäßigerer Materialfluss am Austrag erreicht werden.
Selbstverständlich können die für die Variation der Drehzahl des Schneckenförderers erforderlichen Steueroperationen auch mit einer entsprechend programmierten Rechnereinheit, z. B. in der Anwendung als „elektronische Kurvenscheibe", vorgenommen werden.
Die 2 zeigt eine zur Vorrichtung nach 1 zugeschaltete Mes-, Sensor- und bildverarbeitende Einheit 11, die der Ermittlung der Kenngrößen für den Materialaustrag der Förderschnecke 3 und der Anzeige dieser Messgrößen dient. Bei gleichbleibender Drehzahl der Förderschnecke sind die gewonnenen Funktionswerte und deren als Kennlinie dargestelltes graphisches Bild wiederum die bestimmenden Größen für den Steueralgorithmus der Regeleinrichtung zur Drehzahlvariation der rotierenden Förderschnecke.

Claims

Schneckenförderer, vorzugsweise zum Transport und/oder der Dosierung von pulverförmigem oder körnigem Material mit einer drehbar gelagerten Förderschnecke (3) zum Materialtransport aus einem Vorratsbehälter (2) zu einer Austrageöffnung (6) und einem Motor (4) mit variabler Drehzahl zum Antrieb der Förderschnecke, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass die Drehzahlsteuerung durch eine programmierbare Regeleinrichtung (7) erfolgt, welche die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von der jeweils ermittelten Drehposition der Förderschnecke innerhalb einer vollen Schneckenumdrehung regelt.
Schneckenförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlsteuerung zusätzlich in Abhängigkeit von der durch Wägemittel bestimmten Menge des ausgebrachten Materials und/oder dem vorgewählten Neigungswinkel der Förderschnecke (3) gesteuert wird.
Schneckenförderer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb für die Schneckenwelle der Förderschnecke (3) ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen ist.
Schneckenförderer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung der Drehposition ein an der Förderschnecke (3) oder deren Antriebswelle angebrachter inkrementeller Drehgeber (8) vorgesehen ist.
Schneckenförderer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung der absoluten Drehposition der Förderschnecke (3) ein Referenzsensor (9) vorgesehen ist.
Schneckenförderer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung der Drehposition und/oder der absoluten Drehposition ein der Förderschnecke (3) oder deren Antriebswelle angebrachter absolut messender Drehgeber vorgesehen ist.
Schneckenförderer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Kenngrößen für den Materialaustrag der Förderschnecke (3) sowie zur Aufnahme der die Materialförderung charakteristischen Kennlinie geeignete mess- und bildgebende Mittel (11) vorgesehen sind.