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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Packmaschine zum Füllen von
Schüttgütern in
Säcke und insbesondere
zum Füllen
von Schüttgütern in
Ventilsäcke.
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Im
Stand der Technik sind Packmaschinen bekannt geworden, mit denen
ein effektives Abfüllen von
Schüttgütern in
Ventilsäcke
möglich
ist. Solche Packmaschinen können
einen einzelnen Füllstutzen oder
mehrere Füllstutzen
aufweisen, die nebeneinander in Reihe oder aber über dem Umfang einer rotierenden
Anlage verteilt angeordnet sind.
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Bei
den im Stand der Technik bekannten Packmaschinen und insbesondere
auch bei den rotierenden Packmaschinen werden die einzelnen Komponenten
bislang jeweils einzeln an dem Gehäuse der Anlage montiert, was
einen erheblichen Aufwand darstellt. Für jeden Füllstutzen wird einzeln ein Fülltopf,
ein Transportorgan und ein elektrischer Antrieb für das Transportorgan
an dem Gehäuse
der Anlage montiert. Das ist ein bedeutender Montageaufwand, der
aufgrund der Größe der gesamten Packmaschine
einen erheblichen Platz erfordert.
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Insbesondere
bei rotierenden Packmaschinen, bei denen sechs, acht, zwölf oder
mehr Füllstutzen über dem
Umfang verteilt angeordnet werden, wird schon bei der Montage sehr
viel Platz benötigt, da
alle Komponenten nacheinander an dem Gehäuse befestigt werden müssen. Der
gesamte Platzbedarf wird deshalb über einen relativ langen Zeitraum benötigt.
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Bei
der Konstruktion muss der Platz sehr sorgfältig genutzt werden, um alle
Komponenten platzsparend unterbringen zu können. Dabei muss insbesondere
auch darauf geachtet werden, dass die einzelnen Komponenten im Defektfalle
austauschbar sind. So sind die Transportorgane beispielsweise einem
hohen Verschleiß ausgesetzt,
sodass die Flügel der
Förderturbinen
in regelmäßigen Abständen ausgetauscht
werden müssen,
da sie im reibenden Kontakt mit dem abzufüllenden Schüttgut stehen. In dieser Hinsicht
ist auf eine einfache Montage und Wartbarkeit zu achten, um Standzeiten
bei Wartungen oder Reparaturen zu verringern.
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Das
gilt um so mehr, da bei der Wartung einer solchen rotierenden Packmaschine
die gesamte Packmaschine in der Regel für die vollständige Reparatur-
oder Wartungszeit still gelegt werden muss.
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Deshalb
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Packmaschine
zur Verfügung
zu stellen, mit der der Aufwand bei der Montage und der Aufwand
bei der Wartung reduzierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Packmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche. Weitere
vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich
aus dem Ausführungsbeispiel.
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Die
erfindungsgemäße Packmaschine
dient zum Füllen
von Schüttgütern in
Säcke und
insbesondere zum Füllen
von Schüttgütern in
Ventilsäcke.
Die erfindungsgemäße Packmaschine
weist wenigstens einen in einem oberen Bereich der Packmaschine vorgesehenen
Vorratsbehälter
und eine darunter angeordnete mehrere Füllstutzen umfassende Fülleinrichtung
zum Abfüllen
der Schüttgüter in die
Säcke auf.
Dabei umfasst die Fülleinrichtung
eine Mehrzahl von Füllmodulen
und jedes Füllmodul
ist als eine selbsttragende Fülleinheit
ausgebildet, an welcher je weils wenigstens ein Fülltopf, ein Füllstutzen
und ein Förderorgan
angeordnet ist.
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Die
erfindungsgemäße Packmaschine
hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Packmaschine
ist der einfache Aufbau und die erleichterte Montage. Da jedes Füllmodul
als selbsttragende Fülleinheit
ausgebildet ist, kann die Vormontage des Füllmoduls separat erfolgen.
Das bedeutet, dass alle Füllmodule
einer Packmaschine separat vormontiert werden können, sodass die Montage der
Füllmodule
an der Packmaschine nur noch wenig Zeit benötigt. Dadurch kann der Platzbedarf bei
der Montage verringert werden, da der zur Vervollständigung
der Packmaschine benötigte
Platzbedarf nur für
eine kurze Zeit benötigt
wird.
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Dadurch
wird eine flexiblere und einfachere Montage ermöglicht. Jedes Füllmodul
benötigt
bei seiner Vormontage nur einen geringen Platzbedarf, während die
Endmontage an der Packmaschine schnell vonstatten geht, da jedes
Füllmodul
als selbsttragende Fülleinheit
ausgebildet ist.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Fülleinrichtung
als ein selbst tragender Füllkörper ausgebildet,
der durch die Füllmodule
gebildet wird bzw. durch die Montage der Füllmodule entsteht. Eine solche
Weiterbildung ist sehr vorteilhaft, da durch die Montage der Füllmodule
ein selbsttragender Füllkörper entsteht.
Das bedeutet, dass mit der Demontage aller Füllmodule auch der Füllkörper vollständig entfernt
wird. Ein zusätzliches
tragendes Gerüst
oder ein Tragrahmen wie er bei den im Stand der Technik bekannten
Packmaschinen verwendet wird, ist bei der erfindungsgemäßen Packmaschine nicht
erforderlich.
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Vorzugsweise
verbindet der Füllkörper den oberen
Vorratsbehälter
mit einer unteren Grundplatte. Die Grundplatte dient vorzugsweise
im Wesentlichen nur zur Abdeckung des Bereichs un terhalb des Füllkörpers. Vorzugsweise
hängt die
Grundplatte an den Füllmodulen
der Fülleinrichtung,
die wiederum an dem in einem oberen Bereich vorgesehenen Vorratsbehälter befestigt
sind. Insgesamt ergibt sich so ein hängender Aufbau der Packmaschine.
Auch ein Einsatz bei nicht-hängendem
Aufbau ist möglich.
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In
bevorzugten Weiterbildungen ist an der selbsttragenden Fülleinheit
wenigstens eine weitere Füllmodulkomponente
angeordnet. Dabei ist eine solche Füllmodulkomponente insbesondere
einer Gruppe von Komponenten entnommen, welche einen Antrieb für das Füllorgan
bzw. Förderorgan,
ein Getriebe, einen Riementrieb mit einem Spannsystem, einen Sackstuhl
oder eine Sackhalteeinrichtung, eine Sackverschließeinheit
zum Verschließen
von Ventilsäcken,
ein wiegendes System, eine Steuereinheit zur Steuerung der Fülleinheit
und eine Entstaubungseinrichtung umfasst.
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Insbesondere
sind die Füllmodulkomponenten
an der selbsttragenden Fülleinheit
befestigt, wobei die Befestigung unmittelbar an der selbsttragenden
Fülleinheit
erfolgen kann. Möglich
ist auch die mittelbare Befestigung einer Komponente an der selbsttragenden
Fülleinheit über eine
unmittelbar an der selbsttragenden Fülleinheit befestigten Komponente.
Auf dieser Art und Weise können
alle Komponenten eines Füllmoduls
an der selbsttragenden Fülleinheit
befestigt sein. Eine solche Ausgestaltung ist besonders positiv,
da jedes Füllmodul
auf diese Art und Weise als eigenständige Packeinheit angesehen werden
kann, die komplett vormontierbar ist und nach der Anordnung an einem
Produktsilo als Packmaschine einsetzbar ist.
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In
besonders bevorzugten Weiterbildungen ist der Vorratsbehälter um
eine zentrale Drehachse rotierbar aufgehängt. Eine solche rotierbare
Packmaschine weist bedeutende Vorteile auf, da eine Mehrzahl und
eine Vielzahl von Füllmodulen über den
Umfang der Packmaschine angeordnet werden können. Beispielsweise können 6,
8, 10, 12, 14, 16 oder auch 18 oder 20 oder noch mehr Füllmodule über den
Umfang der rotierenden Packmaschine vorgesehen sein, welche sich
bei der Füllung
kontinuierlich dreht. Während
der Rotation werden an einer bestimmten Winkelposition die Ventilsäcke aufgesteckt,
und werden während
der Rotation gefüllt,
bis sie im gefüllten Zustand
an einer weiteren vordefinierten Winkelposition abgenommen oder
abgeworfen werden und über beispielsweise
ein Austragsband einer Palettierstation oder dergleichen zugeführt werden.
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Rotierende
Packmaschine erlauben hohe und höchste
Abfüllleistungen
und eine hohe Automatisierung des Prozesses, da sowohl eine automatische
Aufsteckung als auch eine automatische Abnahme und ein automatischer
Weitertransport der Säcke
möglich
ist.
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Vorzugsweise
ist bei einer rotierenden Packmaschine an einer zentralen Drehachse
der Packmaschine ein Drehwinkelgeber vorgesehen. Über einen solchen
Drehwinkelgeber ist auch ohne den Einsatz weiterer Sensoren jederzeit
die Bestimmung der Winkelposition der einzelnen Füllmodule
und der Füllstutzen
der jeweiligen Füllmodule
möglich,
sodass eine zuverlässige
Steuerung der Packmaschine ermöglicht
wird.
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Für sicherheitskritische
Steuerung von Funktionen einer Packmaschine ist oftmals eine Steuerung
der Sicherheitsfunktionen über
Software allein nicht zulässig.
Deshalb wird besonders bevorzugt ein Detektorsystem eingesetzt,
welches zur Erfassung sicherheitsrelevanter Positionen dient.
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Vorteilhafterweise
wird das Detektorsystem an der zentralen Drehachse der Packmaschine
vorgesehen und umfasst wenigstens einen und insbesondere eine Mehrzahl
an Detektoren, sodass vorzugsweise jedem Füllmodul wenigstens ein Detektor zugeordnet
ist, um eine mechanisch gekoppelte Erfassung der Winkelposition
der Füllmodule
zu ermöglichen. Über ein
solches Detek torsystem ist mit einem relativ geringen Aufwand eine
zuverlässige
Steuerung einer solchen Packmaschine möglich. Da die Anordnung des
Detektorsystems an einer zentralen Drehachse nur wenig Raum einnimmt,
kann das Detektorsystem vormontiert werden und ist für Störungen und
Defekte besonders unanfällig.
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Im
Stand der Technik hingegen wurden Detektorsysteme eingesetzt die
am äußersten
Rand der rotierbaren Packmaschine mechanische oder optische Sensoren
aufwiesen. Bei solchen bekannten Detektorsystemen ist ein hoher
Montageaufwand nötig
und für
jeden Füllstutzen
muss ein eigener Detektor separat montiert und verkabelt werden.
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Demgegenüber biete
ein integriertes Detektorsystem, welches an der zentralen Drehachse
der Packmaschine montiert wird erhebliche Vorteile. Die an den integrierten
Detektorsystem vorgesehenen Detektoren können separat vormontiert werden,
sodass das integrierte Detektorsystem komplett vormontiert an der
zentralen Drehachse platziert werden kann. Gegebenenfalls reicht
der Anschluss über
ein Datenbussystem, sodass eine aufwendige Verkabelung vor Ort unterbleiben
kann.
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In
allen zuvor beschriebenen Ausgestaltungen umfasst das Füllmodul
vorzugsweise eine Trägereinheit,
welche durch den Fülltopf
und ein Stützprofil gebildet
wird, um die selbst tragende Fülleinheit
zu bilden. Der selbsttragende Charakter des Füllmoduls wird bei dieser Ausgestaltung
durch die Trägereinheit ermöglicht,
die in einem einfachen Fall aus dem Fülltopf und dem Stütz- bzw.
Trageprofil besteht. Dabei kann das Stützprofil unter dem Fülltopf befestigt
werden, in dem das Stützprofil
beispielsweise an den Fülltopf
angeschraubt oder damit verschweißt wird.
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Das
Stützprofil
kann anschließend
dazu verwendet werden, daran die weiteren Komponenten des Füllmoduls
zu montieren. Insgesamt entsteht dadurch ein kompaktes Füllmodul
mit selbsttra genden Eigenschaften, sodass das vollständige Füllmodul separat
vormontierbar ist. Auch alle pneumatischen und/oder elektrischen
Leitungen können
an dem Füllmodul
verlegt werden, bevor das Füllmodul
insgesamt an der Packmaschine montiert wird.
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In
allen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Packmaschine
ist es besonders bevorzugt, dass an wenigstens einem und insbesondere
an jedem Füllmodul
eine Entstaubungseinrichtung vorgesehen ist. Mittels einer solchen
Entstaubungseinrichtung kann bei dem oder nach dem Füllvorgang
auftretender Staub wirksam abgesaugt werden, um die Packmaschine
und deren Umgebung möglichst
sauber zu halten.
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Vorzugsweise
weist die Entstaubungseinrichtung einen Entstaubungskanal an dem
Stützprofil auf.
Ein solcher Entstaubungskanal kann beispielsweise an dem Stützprofil
befestigt werden. In besonders bevorzugten Ausgestaltungen ist das
Stützprofil hohl
ausgebildet, sodass der hohle Innenraum des Stützprofils zur Aufnahme von
Leitungen und dergleichen vorgesehen sein kann.
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Besonders
bevorzugt wird ein Entstaubungskanal in dem Inneren des hohlen Stützprofils
vorgesehen oder das Innere des hohlen Stützprofils dient als Entstaubungskanal.
Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da das Stützprofil
nicht nur zur Befestigung und Aufnahme der weiteren Komponenten
des Füllmoduls
dient, sondern in flexibler Art und Weise auch zur Ableitung des
abgesaugten Staubs dient. Dadurch wird der Aufbau des Füllmoduls
einfacher und kompakter, sodass wertvoller Bauraum eingespart werden
kann.
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Besonders
bevorzugt wird das Förderorgan als
vertikale Förderturbine
bzw. als Vertikalturbine ausgeführt,
die um eine wenigstens im Wesentlichen horizontal angeordnete Drehachse
drehbar angeordnet ist. Dabei weist die Vertikalturbine Turbinenschaufeln
bzw. Flügelräder auf,
die insbesondere symme trisch über
den Umfang der Vertikalturbine verteilt angeordnet sind. Die Vertikalturbine
ist insbesondere in dem Fülltopf
angeordnet, der gleichzeitig als Einlauf für die Vertikalturbine dient.
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Der
Antrieb des Förderorgans
kann über
ein Getriebe oder einen Förderriemen
mit dem Förderorgan
verbunden sein. Wird als Antrieb ein wenigstens im Wesentlichen
senkrecht angeordneter Elektromotor eingesetzt, kann dieser über ein
Winkelgetriebe mit der Vertikalturbine gekoppelt werden. Dadurch wird
die Anordnung des elektrischen Antriebs auf der Rückseite
des Füllmoduls
ermöglicht,
während
der Füllstutzen
auf der Vorderseite von dem Füllmodul absteht.
Bei einem vertikal angeordneten elektrischen Antrieb benötigt dieser
bei einer rotierenden Packmaschine besonders wenig Platz, sodass
eine Anordnung mit geringen Winkelabständen möglich ist. Dadurch kann der
Durchmesser der Packmaschine reduziert werden.
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Bei
typischen Packmaschinen werden an den Förderorgangen oder den Füllstopfen
oftmals Belüftungsbohrungen
vorgesehen, um eine Randbelüftung
an dem Gehäuse
des Fülltopfs
zur Verfügung zu
stellen, die die Reibung reduziert. Bei Vertikalturbinen werden
solche Belüftungsbohrungen
in der Regel im untersten Bereich des Fülltopfs vorgesehen, um dort
einen effektiven Weitertransport des abzufüllenden Schüttguts sicher zu stellen. Wenn
nun unterhalb des Fülltopfs
das Stützprofil
angeordnet ist und eine Vertikalturbine eingesetzt wird, ist die
Zufuhr von Fluidisierungsluft von unten gegebenenfalls schwierig.
Aber auch in anderen Ausgestaltungen kann die Zufuhr von Fluidisierungsluft
im unteren Bereich des Fülltopfs
aus unterschiedlichen Gründen
schwierig sein.
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In
diesen und anderen Ausgestaltungen bietet eine bevorzugte Weiterbildung
der vorliegenden Erfindung Abhilfe, wozu in dem Gehäuse des
Fülltopfs
Aufnahmebohrungen und diese Aufnahmebohrungen quer durchsetzende
Belüftungsbohrungen vorgesehen
sind, wobei die Belüftungsbohrungen
in die Förderkammer
des Förderorgans
mündet.
Das bedeutet insbesondere, dass die Belüftungsbohrungen in dem unteren
Bereich des Fülltopfs
münden, um
gezielt steuerbar dort Fluidisierungsluft zu zusetzen. Bei einer
Vertikalturbine kann so der unterste Bereich des Fülltopfs
effektiv fluidisiert werden bzw. die Förderung des abzufüllenden
Schüttguts
unterstützt
werden.
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Die
Aufnahmebohrungen in dem Gehäuse des
Fülltopfs
sind vorzugsweise etwa parallel zu der Drehachse der Füllturbine
ausgerichtet, sodass sich eine Längsachse
der Aufnahmebohrung etwa parallel zur inneren Gehäusewand
des Fülltopfs
erstreckt. Die Belüftungsbohrungen
hingegen werden von außen
in das Gehäuse
des Fülltopfs
gebohrt und erstrecken sich durch die Aufnahmebohrungen in das Innere
des Fülltopfs
hinein. Die außenliegenden Öffnungen
der Belüftungsbohrungen
können
anschließend durch
entsprechende Stopfen oder dergleichen verschlossen werden, sodass
eine Luftzufuhr zum Inneren des Fülltopfs über die seitliche Öffnung der
Aufnahmebohrung möglich
ist.
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Vorzugsweise
wird in die Aufnahmebohrung eine Belüftungseinheit eingeführt, mit
welcher die Luftzufuhr in die Förderkammer
steuerbar ist. Ein Luftanschluss für die Belüftungseinheit kann an dem seitlichen
Ende der Aufnahmebohrung vorgesehen sein. In der vorzugsweise etwa
zylindrischen Belüftungseinheit
kann ein Ventil zur Steuerung des Luftstroms und/oder eine elektrische
oder elektronische Steuerung vorgesehen sein.
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Mittels
solcher Belüftungseinheiten
in entsprechenden Aufnahmebohrungen kann eine zuverlässige Zufuhr
von Fluidisierungsluft in das Innere der Förderkammer des Fülltopfs
ermöglicht
werden, obwohl sich an den Boden des Fülltopfs direkt ein Stützprofil
anschließt.
Eine solche Luftzufuhr ist auch in anderen Fällen möglich, in denen an den entsprechenden
Stellen, die zur Einleitung von Fluidisierungsluft vorgesehen sind
kein Bauraum zur Verfügung
steht. Letztlich erlauben die Aufnahme bohrungen eine seitliche Zuführung der
Luft, die in den Aufnahmebohrungen zu den Belüftungsbohrungen umgelenkt wird.
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Die
Belüftungsbohrungen
mündet
vorzugsweise nicht senkrecht auf der inneren Oberfläche der Förderkammer,
sondern unter einem Winkel geneigt zur inneren Oberfläche, um
die Luftzufuhr in dem Mündungsbereich
in Transportrichtung des Förderorgans
einzuleiten und so die Förderung
des abzufüllenden
Materials zu unterstützen.
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Vorzugsweise
sind die Aufnahmebohrungen in einem unteren Bereich des Fülltopfs
vorgesehen und können
insbesondere in dem Verbindungsbereich des Fülltopfs mit dem Stützprofil
vorgesehen sein.
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Weitere
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels,
das nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
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In
den Figuren zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Packmaschine;
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2 eine
Draufsicht auf die Packmaschine nach 1;
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3 eine
stark schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Packmaschine;
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4 eine
Seitenansicht des Füllmoduls ohne
Sackstuhl für
eine weitere Packmaschine;
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5 eine
stark schematisierte Ansicht des Füllmoduls nach 4;
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6 eine
weitere Seitenansicht des Füllmoduls
nach 4;
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7 ein
Stützprofil
eines Füllmoduls
für die Packmaschine
nach 1;
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8 einen
stark schematischen Querschnitt durch einen Fülltopf eines Füllmoduls;
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9 eine
erste Seitenansicht eines mit einem Sackstuhl ausgerüsteten Füllmoduls;
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10 eine
weitere Seitenansicht des Füllmoduls
nach 10; und
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11 ein
Füllmodul
mit einer Sackverschließeinheit.
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Mit
Bezug auf die 1–11 werden
im Folgenden Ausführungsbeispiele
von Packmaschinen 1 erläutert,
die jeweils als rotierende Packmaschine ausgeführt sind und hier im Ausführungsbeispiel
zwölf jeweils
identische Füllmodule 2 umfassen.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
kann eine rotierende Packmaschine auch 6, 8, 10 oder z. B. 16 oder
mehr Füllmodule 2 aufweisen.
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Die
in 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellte
Packmaschine 1 ist hier schematisch abgebildet, wobei zur
besseren Übersichtlichkeit
der Antriebsmotor 31 auf der Oberseite weggelassen wurde.
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Die
Packmaschine 1 weist eine Fülleinrichtung 23 auf,
die hier aus zwölf
Füllmodulen 2 besteht. Die
Füllmodule 2 sind über dem
Umfang der Packmaschine 1 symmetrisch verteilt angeordnet,
wobei jedes Füllmodul 2 hier über einen
Füllstutzen 5 und einen
Sackstuhl 20 verfügt,
um die zu füllenden
Ventilsäcke 4 (vgl.
die 6) mit einem Schüttgut 3 zu befüllen und
um den Sack 4 während
des Füllvorgangs
von unten mittels des Sackstuhls 20 zu unterstützen.
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Neben
Füllmodulen 2,
die mit einem Sackstuhl 20 zur Unterstützung und zum Abwurf des Ventilsacks 4 ausgerüstet sind,
können
auch Füllmodule 2 eingesetzt
werden, bei denen kein Sackstuhl vorgesehen ist. Dort können die
Ventilsäcke 4 von
Hand abgenommen werden oder es ist z. B. ein zentraler Sackabschieber
vorgesehen, der die gefüllten
Ventilsäcke 4 von
den Füllstutzen 5 der
Füllmodule 2 abnimmt.
Ein Füllmodul 2 ohne
Sackstuhl ist in den 4 und 6 in Seitenansichten
dargestellt. Füllmodule 2 mit
Sackstuhl 20 sind in den 9, 10 und 11 in
Seitenansichten dargestellt. 5 zeigt
eine schematische Darstellung, die für Ausführungsformen mit und ohne Sackstuhl
gültig
ist.
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Die
Fülleinrichtung 23 zum
Befüllen
von Säcken 4 mit
Schüttgütern 3 ist
unterhalb des Silos bzw. Vorratsbehälters 43 angeordnet.
Die Fülleinrichtung 23 bildet
durch die Füllmodule 2 insgesamt
einen Füllkörper 24,
der die Grundplatte 44 mit dem Vorratsbehälter 43 verbindet.
Die Füllmodule 2 sind
jeweils als selbsttragende Fülleinheiten 30 ausgebildet.
Dadurch kann jedes Füllmodul 2 vollständig vormontiert
werden, bevor es insgesamt an die Packmaschine 1 montiert
wird. Dadurch wird Zeit und Platz eingespart.
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Jedes
Füllmodul 2 bzw.
dessen selbsttragende Fülleinheit 30 umfasst
einen Rahmen 6 oder ein Stützprofil 56, um das
Füllmodul 2 zu
tragen und um die Füllmodulkomponenten 45 daran
zu befestigen. Füllmodulkomponenten 45 sind
z. B. der Füllstutzen 5,
der Antrieb 9, der Fülltopf 7 mit
dem Förderorgan 8,
sowie ein Winkelgetriebe 17. Weitere Komponenten können an
dem Rahmen 6 bzw. dem Stützprofil 56 befestigt
werden.
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Für jedes
Füllmodul 2 ist
ein Schaltschrank 32 vorgesehen, der hier in vertikaler
Richtung oberhalb des jeweiligen Füllstutzens 5 angeordnet
ist und der Teil eines Füllmoduls 2 sein
kann. In dem Schaltschrank 32 kann eine Steuereinheit 46 vorgesehen sein.
Es ist auch möglich,
dass der Schaltschrank 32 zweigeteilt ausgeführt ist,
sodass ein Teil des Schaltschranks 32 Bestandteil des Füllmoduls 2 ist
und ein weiterer Teil des Schaltschranks 32 fest an dem
Vorratsbehälter 43 der
Packmaschine 1 befestigt ist. Der Füllkörper 24 wird hier
durch die Füllmodule 2 gebildet.
Ein separater Tragrahmen zur Aufnahme der Füllmodule 2 ist an
der Packmaschine 1 nicht erforderlich. Der Füllkörper 24 bzw.
die Füllmodule 2 sind von
unten an dem Vorratsbehälter 43 befestigt
und insbesondere angeschraubt, sodass die Fülleinrichtung 23 an
dem Vorratsbehälter 43 aufgehängt ist.
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2 zeigt
in einer Draufsicht von oben die Packmaschine 1, wobei
die Sackstühle 20 mit
den Füllstutzen 5 der
Füllmodule 2 radial
nach außen
von dem Füllkörper 24 abstehen.
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Zur
einfachen Verdeutlichung des Prinzips ist in 3 eine stark
schematisierte Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Packmaschine 1 dargestellt, wobei
nur ein Füllmodul 2 eingezeichnet
ist. Jedes Füllmodul 2 ist
in einem Winkelsegment 21 angeordnet, welches sich hier über einen
Winkel 29 erstreckt bzw. welches hier einen Winkelbereich
von 30° abdeckt,
sodass insgesamt zwölf
Füllmodule 2 über dem
Umfang der Packmaschine 1 angeordnet werden können.
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Jedes
Füllmodul 2 umfasst
hier im Ausführungsbeispiel
einen Fülltopf 7,
aus dem das Schüttgut 3 dem
Förderorgan 8 zugeführt wird,
welches das Schüttgut 3 durch
den Füllstutzen 5 in
einem Ventilsack 4 abfüllt.
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Oberhalb
des Füllkörpers 24 ist
ein Vorratsbehälter
bzw. Silo 43 vorgesehen. Dem Fülltopf 7 wird Produkt
von oben aus dem Vorratsbehälter
bzw. Silo 43 im Inneren der Maschine zugeführt. Dem
Vorratsbehälter 43 wird
wiederum bei Bedarf Produkt von einem oberhalb der Packmaschine
vorgesehenen und hier nicht dargestellten Produktsilo zugeführt.
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Der
Fülltopf 7 kann
eine gewisse Menge des abzufüllenden
Schüttguts 3 als
Zwischenvorrat aufnehmen, wobei es aber auch möglich ist, dass der Fülltopf 7 praktisch
nur als Einlauf oder als Gehäuse für das Förderorgan 8 dient.
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Das
Förderorgan 8 ist
eine vertikal angeordnete Förderturbine 14,
die über
Turbinenschaufeln 38 (vgl. 5) verfügt und die
um eine hier horizontale Drehachse 11 drehbar angeordnet
sind, um das Schüttgut 3 in
den Füllstutzen 5 zu
befördern.
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Die
senkrechte Förderturbine 14 mit
ihrer horizontalen Drehachse 11 wird über einen Antrieb 9 angetrieben,
der ebenfalls Bestandteil des Füllmoduls 2 ist.
Um den Platzbedarf eines Füllmoduls 2 insbesondere
bei Einsatz an einer rotierenden Packmaschine 1 zu verringern,
wird der als elektrische Motor ausgeführte Antrieb 9 auf
der Rückseite 16 des
Füllmoduls 2 angeordnet,
während
der Füllstutzen 5 auf der
Vorderseite 15 vorgesehen ist. Das bedeutet, dass im bestimmungsgemäßen Einbau
in eine rotierende Packmaschine 1 der elektrische Antrieb 9 radial
innen in einem inneren Bereich 63 angeordnet ist, während der
Füllstutzen 5 radial
außen
vorgesehen ist.
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Der
senkrecht angeordnete elektrische Antrieb 9 nimmt durch
diese Anordnung erheblich weniger Platz in Umfangsrichtung ein als
bei einer waagerechten Anordnung. Da der zur Verfügung stehende Platz
bei einem solchen Winkelsegment 21 mit zunehmendem Radius
größer wird
und da im Außenbereich
der Füllstutzen 5 angeordnet
ist, kann eine senkrechte Anordnung des elektrischen Antriebs 9 im
inneren Bereich 63 zu einer ganz erheblichen Platzeinsparung
führen,
sodass der radiale Bauraum stark verringert werden kann.
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Bei
einer wie im Stand der Technik vorgesehenen waagerechten Anordnung
des elektrischen Antriebs 9 müsste der Radius des Füllkörpers 24 hingegen
weit vergrößert werden,
um dem Winkelsegment am äußeren Radius
einen genügenden
Umfang für
die Länge
des elektrischen Antriebs 9 zur Verfügung zu stellen. Demgegenüber erlaubt
bei der dargestellten Packmaschine 1 die vertikale Anordnung des
Motors 9 und die zueinander geneigte Anordnung der Drehachsen 10 und 11 einen
erheblichen geringen Platzbedarf für die Packmaschine 1.
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Im
vorliegenden Beispiel konnte bei einer gleichen Anzahl von Füllstutzen 5 der
Durchmesser des Füllkörpers 24 von
etwa 3 m um etwa 20% auf etwa 2,40 m Durchmesser verringert werden,
sodass das Volumen und der in 3 gestrichelt
eingezeichnete Flächenbedarf 12 der
Packmaschine 1 am Aufstellungsort stark reduziert wird.
Die Reduktion des Flächenbedarfs
in der Ebene beträgt
hier mehr als ein Drittel.
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Weiterhin
sinken durch den geringeren Durchmesser die Transportkosten bei
der Auslieferung der Maschine, da im Regelfall ein normaler LKW zum
Transport ausreicht.
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Ein
Aufsteckautomat 27, der in 3 nur schematisch
dargestellt ist, steckt hier im Ausführungsbeispiel die Ventilsäcke 4 auf
die Füllstutzen 5 auf,
während
sich der Füllstutzen 5 an
der Aufsteckautomaten 27 vorbei dreht. Durch die erhebliche
Verringerung des Außendurchmessers
um ca. 20% verringert sich auch die Umfangsgeschwindigkeit des Füllstutzens 5 um
ca. 20%, so dass der Aufsteckautomat 27 bei gleicher Drehzahl
und Leistung der Packmaschine 1 eine nochmals erhöhte Aufsteckquote
erfüllen
kann.
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Während der
Drehung um die Achse 25 werden die Ventilsäcke 4 gefüllt, sodass
sie bei Erreichen des Austragebands 28 vollständig gefüllt sind und
wieder abgenommen werden können.
Dazu wird der Sackstuhl 20 aktiviert, der die Ventilsäcke 4 von dem Füllstutzen 5 abnimmt
und auf das Austrageband 28 abwirft. Dort können die
Ventilsäcke 4 einer Gewichtskontrolle
unterzogen werden.
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Wie
in 2 erkenntlich, ist an der zentralen Drehachse 25 ein
Detektorsystem 52 angeordnet, welches über mehrere Detektoren 53 verfügt, um an der
zentralen Drehachse 25 direkt die Winkelposition der einzelnen
Füllstutzen 5 zu
ermitteln. Dazu sind vorzugsweise genau so viele Detektoren 53 vorgesehen
wie Füllstutzen 5 bzw.
Füllmodule 2.
Auf diese Art wird direkt mit Hardware unabhängig von Software die Winkelposition
der einzelnen Füllmodule 2 festgestellt.
Eine solche Winkelabfrage ist für
Sicherheitsfunktionen wichtig, da damit z. B. sicher gestellt wird,
dass eine Sackverschließeinheit 64 (vgl. 11)
nur aktivierbar ist, wenn sie sich im vorgesehenen Winkelbereich
befindet.
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Zur
allgemeinen Steuerung kann an der zentralen Drehachse 25 ein
Drehwinkelgeber 51 angeordnet sein, um darüber jederzeit
die Position aller Füllmodule 2 ermitteln
zu können.
Beispielsweise kann der Füllprozeß in Abhängigkeit
von dem Signal des Drehwinkelgebers 51 gesteuert werden.
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Es
ist möglich,
an jedem Füllstutzen 5 eine Sackverschließeinheit 64 vorzusehen
(vgl. 11) oder aber eine Sackverschließeinheit 64 kann
für alle Ventilsäcke 4 an
einer vorbestimmten Winkelposition der Packmaschine 1 oder
an bzw. auf dem Austragsband 28 vorgesehen sein.
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Ein
Antriebsmotor 31 treibt über einen Antriebsriemen die
Packmaschine 1 rotierend an.
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In 5 ist
in einer stark schematischen Darstellung die Wirkverbindung des
insbesondere elektrischen Antriebs 9 mit dem Förderorgan 8 bzw. der
senkrechten Förderturbine 14 dargestellt.
Der senkrecht angeordnete Motor bzw. elektrische An trieb 9 verfügt über eine
Abtriebswelle 39, deren Drehachse 10 ebenfalls
senkrecht oder aufrecht angeordnet ist. Die Abtriebswelle 39 des
elektrischen Antriebs 9 ist über einen Riemenantrieb 18 mit
der Eingangswelle 40 eines Winkelgetriebes 17 verbunden.
Dabei ist die Drehachse 34 der Eingangswelle 40 hier
etwa parallel zu der Drehachse 10 des elektrischen Antriebs 9 ausgerichtet.
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In
dem Winkelgetriebe 17, welches gegebenenfalls auch als
Kardanwelle ausgeführt
sein kann, findet eine Winkelumsetzung statt, sodass die Abtriebswelle 35 des
Winkelgetriebes 17 horizontal oder doch etwa horizontal
aus den Winkelgetriebe 17 austritt. Die Abtriebswelle 35 ist
mit der senkrechten Förderturbine 14 verbunden,
wobei die Drehachse der Antriebswelle 35 und die Drehachse 11 der
Förderturbine 14 miteinander
fluchten.
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Dies
bedeutet, dass der um eine vertikale Drehachse 10 drehende
elektrische Antrieb 9 über das
Winkelgetriebe 17 mit der um eine horizontale Achse 11 drehenden
Turbinenschaufel 38 der Förderturbine 14 verbunden
ist. Dieser Aufbau ermöglicht
eine besonders platzsparende Konstruktion, da der radial innen angeordnete
Motor bzw. elektrische Antrieb 9 dort weniger Grundfläche benötigt.
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In
den 4–6 ist
ein Ausführungsbeispiel
des Füllmoduls 2 in
unterschiedlichen Darstellungen abgebildet. Das in den 4–6 dargestellte
Füllmodul 2 verfügt hier über keinen
Sackstuhl, könnte
aber gegebenenfalls damit ausgerüstet
werden.
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In 4 ist
eine geschnittene Seitenansicht des Füllmoduls 2 bzw. der
selbsttragenden Fülleinheit 30 dargestellt.
Die selbsttragende Fülleinheit 30 umfasst
eine Trägereinheit 54.
Die Trägereinheit 54 besteht
hier aus dem oberen Fülltopf 7 und
dem damit an seiner Unterseite befestigten Stützprofil 56.
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An
dem Stützprofil 56 und
dem Fülltopf 7 sind
die weiteren Komponenten des Füllmoduls 2 unmittelbar
oder mittelbar befestigt. Bei der Montage des Füllmoduls 2 wird der
Fülltopf 7 von
unten an den Vorratsbehälter
bzw. das Silo 43 der Packmaschine 1 angedockt.
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Auf
der Vorderseite 15 des Füllmoduls 2 ist der
Füllstutzen 5 vorgesehen,
während
der elektrische Antrieb 9 auf der Rückseite 16 angeordnet
und über
einen Antriebsriemen 18 und ein in der Darstellung nach 4 schlecht
sichtbares Winkelgetriebe 17 mit der senkrechten Förderturbine 14 verbunden ist.
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Die
einzelnen Komponenten bzw. Füllmodulkomponenten 45 werden
an dem Rahmen 6 bzw. der Trägereinheit 54 angeordnet,
sodass das Füllmodul 2 eine
kompakte und selbsttragende Fülleinheit 30 bildet,
die mit wenig Montageaufwand an den Vorratsbehälter 43 einer Packmaschine 1 angehängt werden
kann und dort austauschbar vorgesehen ist.
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Das
führt unter
anderem zu dem Vorteil, dass auch bei einer besonders intensiven
Wartung eines Füllmoduls 2 oder
bei Austausch einzelner Komponenten die Packmaschine 1 nur
relativ kurz gestoppt werden muss, um das entsprechende Füllmodul 2 aus
der Packmaschine 1 zu entfernen. Im Austausch dafür kann ein
anderes Füllmodul 2 an
die Fülleinrichtung 23 der
Packmaschine 1 angehängt
werden, und es kann der Betrieb der Packmaschine 1 fortgesetzt
werden, ohne auf die Reparatur des entsprechenden Füllmoduls 2 warten
zu müssen.
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Alternativ
dazu ist es auch möglich,
den Anschluss zum Silo 43 zu verschließen und die Packmaschine 1 ohne
das für
Wartungszwecke entnommene Füllmodul 2 weiter
zu betreiben, sodass auch dann die Packmaschine 1 während der
Wartungs- und Reparaturzeit weiter genutzt werden kann.
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Bei
normalen regelmäßig durchgeführten Wartungsarbeiten
ist eine Entnahme oder ein Austausch des Füllmoduls 2 nicht nötig. So
können
die Turbinenschaufeln 38 beispielsweise ohne eine Entnahme
des Füllmoduls 2 ausgetauscht
werden. Falls aber eine aufwändigere
Reparatur nötig
wird, kann das Füllmodul 2 entnommen
werden.
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Der
Füllstutzen 5 ist
mit einem Sacktester 33 ausgerüstet, um vor Beginn des Füllverfahrens
zu überprüfen, ob
ein Ventilsack 4 an dem Füllstutzen 5 anhängt. Der
Füllvorgang
wird nur gestartet, falls der Sacktester 33 einen Sack
detektiert.
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Dem
Füllstutzen 5 wird,
wie insbesondere der Darstellung nach 4 zu entnehmen
ist, von der senkrechten Förderturbine 14 das
Schüttgut 3 aus
dem Fülltopf 7 zugeführt. Dabei
ist die senkrechte Förderturbine 14 um
eine zur Zeichnungsebene senkrechte Drehachse 11 drehbar,
während
der elektrische Antrieb 9 der senkrechten Förderturbine 14 um
eine innerhalb der Zeichnungsebene liegende Drehachse drehbar angeordnet
ist. Der Winkel 13 zwischen den Drehachsen beträgt hier
90°. Auch größere und
kleinere Winkel sind möglich.
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Deutlich
erkennbar ist in der Darstellung nach 4 auch,
dass die Längserstreckung 26 des elektrischen
Antriebs 9 in vertikaler Richtung erheblich größer ist
als der Durchmesser 36 des elektrischen Antriebs 9,
sodass durch die vertikale Anordnung des elektrischen Antriebs 9 in
Umfangsrichtung erheblich Platz bzw. Grundfläche eingespart werden kann.
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In
den 6 ist die andere Seitenansicht des Füllmoduls 2 vorgesehen,
in der das Winkelgetriebe 17 vor dem Fülltopf 7 dargestellt
ist. In dieser Ansicht ist der elektrische Antrieb 9 nicht
dargestellt, der an den Motoranschluss 37 bei der Montage
angeschlossen wird. Zur Verdeutlichung des Füllvorgangs ist an dem Füllstutzen 5 ein
Ventilsack 4 dargestellt, der mit Schüttgut 3 gefüllt wird.
In 6 ist auch das Füllventil 22 bzw. dessen
Antriebszylinder sichtbar, womit eine Verringerung des Förderstroms
durch den Füllstutzen 5 ermöglicht wird,
indem der Füllkanal
entsprechend verengt werden kann.
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Von
der Wägeeinrichtung 19 wird
der Füllstutzen 5 und
der Ventilsack 4 während
des Füllvorgangs
vermessen und aus dem bekannten Gewicht des Füllstutzens 5 wird
auf das abgefüllte
Gewicht des Schüttguts 3 zurückgeschlossen
und der Füllvorgang
in Abhängigkeit
von dem ermittelten Gewicht gesteuert.
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7 zeigt
die Trägereinheit 54 der
selbsttragenden Fülleinheit 30.
Die Trägereinheit 54 besteht
aus dem oben vorgesehenen Fülltopf 7 und dem
Stützprofil 56,
welches mit dem unteren Bereich des Fülltopfs 7 verbunden
ist. Die Trägereinheit 54 kann
auch als Rahmen 6 ausgebildet sein, an der der Fülltopf 7 befestigt
ist. Hier bildet den selbsttragenden Charakter der Fülltopf 7 mit
dem damit verbundenen Stützprofil 56.
Die Trägereinheit 54 kann
auch als Stützprofil 56 ausgebildet
sein, an dem die weiteren Komponenten befestigt werden.
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Hier
wird die selbsttragende Fülleinheit 30 an dem
Fülltopf 7 an
den darüber
befindlichen Vorratsbehälter 43 befestigt,
um das Füllmodul 2 an
der Packmaschine 1 zu montieren.
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In 8 ist
in einer stark schematischen Darstellung der Querschnitt durch einen
Fülltopf 7 eines
Füllmoduls 2 dargestellt.
In einem unteren Bereich des Gehäuses 57 des
Fülltopfs 7 ist
in dem Verbindungsbereich 62 zwischen dem Fülltopf 7 und dem
Stützprofil 56 wenigstens
eine Aufnahmebohrung 58 eingebracht, wobei die Aufnahmebohrung 58 hier
horizontal und etwa parallel zur Drehachse 11 der Förderturbine 14 ausgerichtet
ist. Der mit dem Stützprofil 56 verbundene
Fülltopf 7 weist
in der Wandung des Gehäuses 57 quer
zu der Aufnahmebohrung 58 wenigstens eine Belüftungsbohrung 59 auf. Die
Belüftungsbohrung 59 ragt
bis in die Förderkammer 60 des
Förderorgans 8 hinein
und mündet
dort schräg,
derart, das eine in die Belüftungsboh rung 59 gerichtete
Luftströmung
den Transport des Schüttguts 3 unterstützt.
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In
der Aufnahmebohrung 58 ist eine Belüftungseinheit 61 angeordnet,
die über
die Steuereinheit 46 gesteuert gezielt Luft zu der Förderturbine 14 gibt.
Durch die Belüftung
im unteren Bereich der Förderkammer 60 wird
die Reibung des Schüttguts 3 an der
Wandung des Gehäuses 57 reduziert,
sodass eine reibungs- und verschleissarme Befüllung ermöglicht wird.
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Obwohl
hier der Bauraum unterhalb des Fülltopfs 7 nicht
frei ist, sondern von dem Stützprofil 56 eingenommen
wird, kann über
die mit entsprechenden Ventilen ausgerüsteten Belüftungseinheiten 61 bei
Bedarf eine optimale Luftzufuhr gewährleistet werden. Dabei kann
die äußere Öffnung der
Belüftungsbohrung 59 durch
die Verbindung mit dem Stützprofil 56 verschlossen
sein, denn die Luftzufuhr kann über
die Aufnahmebohrung 58 bzw. die Belüftungseinheit 61 erfolgen.
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9 zeigt
eine erste Seitenansicht eines mit einem Sackstuhl 20 ausgerüsteten Füllmoduls 2. Das
als selbsttragende Fülleinheit 30 ausgeführte Füllmodul 2 umfasst
einen Fülltopf 7 und
ein Stützprofil 56,
die die Trägereinheit 54 bilden,
an der die weiteren Komponenten des Füllmoduls 2 befestigt sind.
In dem am Füllmodul 2 befestigten
Schaltschrank 32 ist eine Steuereinheit 46 angeordnet.
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Der
senkrecht angeordnete Motor 9 verfügt über eine vertikale Drehachse 10,
die über
einen Antriebsriemen 18 und ein Winkelgetriebe 17 mit
der Förderturbine 14 verbunden
ist, die als Vertikalturbine ausgeführt ist und deren Turbinenschaufeln 38 um eine
waagerechte Drehachse 11 drehbar gelagert sind.
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Ein
Sackstuhl 20 dient zur Unterstützung des Sacks 4 während des
Füllprozesses.
Um die Staubbelastung zu reduzieren ist eine Entstaubungseinrichtung 50 vorgesehen,
die über
Entstau bungskanäle 55 verfügt. Die
Entstaubungskanäle 55 verlaufen hier
soweit als möglich
durch das hohl ausgebildete Stützprofil 56.
Dadurch werden mit dem Stützprofil 56 verschiedene
Funktionen gleichzeitig realisiert. Zum Einen wird durch das Stützprofil 56 die
selbsttragende Funktion des Füllmoduls 2 ermöglicht,
sodass das Füllmodul 2 vormontiert
werden kann. Zum Anderen dient das Stützprofil 56 als Entstaubungskanal 55, sodass
die Montage vereinfacht wird.
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In 10 ist
eine Seitenansicht eines Füllmoduls 2 abgebildet,
welches mit einem Sackstuhl 20 ausgerüstet ist. Ansonsten ist das
Füllmodul 2 analog zu
dem Füllmodul 2 aus 4 aufgebaut.
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Das
in 11 dargestellte Füllmodul 2 verfügt ebenfalls über einen
Sackstuhl 20. Außerdem
ist hier eine Sackverschließeinheit 64 an
dem Füllmodul 2 als
weitere Füllmodulkomponente 45 vorgesehen. Nach
beendetem Füllvorgang
wird bei diesem Ausführungsbeispiel
das Ventil des gefüllten
Ventilsacks 4 mit der insbesondere als Ultraschallverschließeinheit
ausgeführten
Sackverschließeinheit 64 verschweißt. Nach
erfolgter Verschweißung
kann der Ventilsack 4 an der Winkelposition des Austragebandes 28 automatisch
abgenommen und abtransportiert werden.
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Eine
Packmaschine 1 dient zum Füllen von Schüttgütern 3 in
Säcke und
insbesondere in Ventilsäcke 4 und
kann wenigstens einen Vorratsbehälter 43 und
eine Fülleinrichtung 23 oder
einen Füllkörper 24 mit
einer Mehrzahl von Füllmodulen 2 umfassen. Ein
Füllmodul 2 umfasst
jeweils einen Fülltopf 7,
einen Füllstutzen 5 und
ein Förderorgan 8.
Jedes Füllmodul 2 kann
als eine selbsttragende Fülleinheit 30 ausgebildet
sein, an welcher der Fülltopf 7,
der Füllstutzen 5 und
das Förderorgan 8 angeordnet
sind.
-
Die
dargestellte Packanlage 1 benötigt einen deutlich verringerten
Platzbedarf und daran können Füllmodule 2 austauschbar
angehängt
werden, wodurch Herstellungs- und Transportkosten eingespart und
Wartungskosten reduziert werden können.
-
- 1
- Packmaschine
- 2
- Füllmodul
- 3
- Schüttgut
- 4
- Ventilsack
- 5
- Füllstutzen
- 6
- Rahmen
- 7
- Fülltopf
- 8
- Förderorgan
- 9
- Antrieb
- 10
- Drehachse
- 11
- Drehachse
- 12
- Flächenbedarf
- 13
- Winkel
- 14
- Förderturbine
- 15
- Vorderseite
- 16
- Rückseite
- 17
- Winkelgetriebe
- 18
- Antriebsriemen
- 19
- Wägeeinrichtung
- 20
- Sackstuhl
- 21
- Winkelsegment
- 22
- Füllventil
- 23
- Fülleinrichtung
- 24
- Füllkörper
- 25
- Zentrale
Drehachse
- 26
- Längserstreckung
- 27
- Sackaufsteckautomat
- 28
- Austrageband
- 29
- Winkel
- 30
- Fülleinheit
- 31
- Antriebsmotor
- 32
- Schaltschrank
- 33
- Sacktester
- 34
- Drehachse
- 35
- Abtriebswelle
- 36
- Durchmesser
- 37
- Motoranschluss
- 38
- Turbinenschaufel
- 39
- Abtriebswelle
Motor
- 40
- Eingangswelle
- 43
- Vorratsbehälter, Silo
- 44
- Grundplatte
- 45
- Füllmodulkomponente
- 46
- Steuereinheit
- 50
- Entstaubungseinrichtung
- 51
- Drehwinkelgeber
- 52
- Detektorsystem
- 53
- Detektor
- 54
- Trägereinheit
- 55
- Entstaubungskanal
- 56
- Stützprofil
- 57
- Gehäuse
- 58
- Aufnahmebohrung
- 59
- Belüftungsbohrung
- 60
- Förderkammer
- 61
- Belüftungseinheit
- 62
- Verbindungsbereich
- 63
- innerer
Bereich
- 64
- Sackverschließeinheit