DE102012209924A1

DE102012209924A1 - Abgabevorrichtung für ein fließfähiges Produkt

Info

Publication number: DE102012209924A1
Application number: DE102012209924A
Authority: DE
Inventors: Roland Kuhn; Volker Dersch; Gunter Brück
Original assignee: Rovema GmbH
Current assignee: Rovema GmbH
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2013-12-19
Also published as: US20140000758A1; US9340305B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgabevorrichtung (22) für ein fließfähiges, insbesondere pulverförmiges Produkt, mit zumindest einer das Produkt austragenden Förderschnecke (24), und mit einem Antrieb zur Rotation der Förderschnecke (24) um ihre Längsachse (28), und mit einem Formatrohr (5) zur Führung eines aus einer Folie gebildeten Folienschlauches (9), wobei die Förderschnecke (24) mit ihrer Längsachse (28) in das Formatrohr (5) hineinragt, wobei zumindest eine Schneckenführung, in der die Förderschnecke (24) quer zu ihrer Längsachse (28) geführt ist, von der Innenwandung (6) zumindest einer zylindrischen Ausnehmung (4) im Formatrohr (5) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgabevorrichtung für ein fließfähiges, insbesondere pulverförmiges Produkt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gattungsgemäße Abgabevorrichtungen werden insbesondere zur Befüllung von Schlauchbeuteln in Schlauchbeutelmaschinen verwendet. Das Produkt kann mittels einer Förderschnecke aus einem Silo in den Vorratsbehälter der Abgabevorrichtung eingefördert und von dort portionsweise mit der Förderschnecke in den jeweils in der Schlauchbeutelmaschine hergestellten Schlauchbeutel eingefüllt werden. Die Anzahl der Umdrehungen der Förderschnecke entspricht dabei einer bestimmten Produktmasse, die definiert in den Schlauchbeutel eingefüllt werden muss.
Eine gattungsgemäße Abgabevorrichtung ist beispielsweise in der DE 197 19 339 C1 beschrieben. Bei dieser Abgabevorrichtung ist die Förderschnecke in einem zylindrischen Schneckenrohr geführt. Das Schneckenrohr seinerseits ist während des Betriebs der Abgabevorrichtung vollständig mit dem Produkt gefüllt, so dass durch Antrieb der Förderschnecke eine bestimmte Fördermenge des Produkts am Ende des Schneckenrohrs ausgetragen werden kann. Bei dieser Abgabevorrichtung ist es außerdem vorgesehen, dass das Schneckenrohr seinerseits in einem Formatrohr angeordnet ist. Das Formatrohr dient dabei dazu den Folienschlauch, der mittels einer Formschulter aus einer Folienbahn gebildet wurde, entsprechend einer vordefinierten Form zu den Schweißbacken der Schlauchbeutelmaschine zu führen. Am Ende des Formatrohrs kann dann das von der Förderschnecke geförderte Produkt in den offenen Querschnitt des Schlauchbeutels eingefüllt werden.
Der äußere Querschnitt des Formatrohrs ergibt sich aus der Gestalt des jeweils herzustellenden Schlauchbeutels, so dass der Innenquerschnitt des Formatrohrs eine obere Begrenzung aufweist, die sich eben aus der Form des jeweiligen Schlauchbeutels ergibt. Die Förderleistung der Förderschnecke wird maßgeblich durch den inneren Querschnitt des Schneckenrohrs bestimmt. Da bei den gattungsgemäßen Abgabevorrichtungen das Schneckenrohr in den offenen Querschnitt des Formatrohrs eingesteckt werden muss, ergibt sich, dass auch der Innenquerschnitt der Förderschnecke durch die Gestalt des jeweils herzustellenden Schlauchbeutels nach oben hin begrenzt wird.
Da das Formatrohr und das Schneckenrohr jeweils eine bestimmte mechanische Stabilität aufweisen müssen, ist auch die zur Herstellung des Formatrohrs und des Schneckenrohrs notwendige Wandstärke nach unten hin begrenzt. Dies bedeutet mit anderen Worten, die Wandstärke des Formatrohrs und des Schneckenrohrs kann nicht beliebig verkleinert werden, da ansonsten das Formatrohr und/oder das Schneckenrohr mechanisch instabil würden. Da aber das Schneckenrohr in das Formatrohr eingesteckt werden muss, ergibt sich, dass der maximal zur Verfügung stehende offene Innenquerschnitt durch die Wandstärke des Materials zur Herstellung des Formatrohrs und durch die Wandstärke des Materials zur Herstellung des Schneckenrohrs eingeschnürt wird. Insofern ist die Förderleistung der bekannten Abgabevorrichtungen aufgrund des durch die Wandstärken des Formatrohrs und des Schneckenrohrs eingeschnürten offenen maximalen Querschnitts nach oben hin signifikant begrenzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb eine neue Abgabevorrichtung vorzuschlagen, deren Förderleistung durch einfache Maßnahmen erhöht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Abgabevorrichtung nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Kern der erfindungsgemäßen Lehre ist es, dass das Schneckenrohr zur Führung der Förderschnecke bei der erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung entfällt. Die für die Funktion der Abgabevorrichtung notwendige Schneckenführung wird stattdessen von der Innenwandung einer zylindrischen Ausnehmung im Formatrohr gebildet. Das bedeutet mit anderen Worten, dass an der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Funktionsintegration der Schneckenführung in das Formatrohr erfolgt. Da das Schneckenrohr selbst entfällt, braucht auch für die mechanische Stabilität des Schneckenrohrs bei der erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung nicht mehr gesorgt werden. Dies führt im Ergebnis dazu, dass nur noch für eine ausreichende mechanische Stabilität des Formatrohrs gesorgt werden muss, so dass der maximale Förderquerschnitt der Förderschnecke ausgehend vom Querschnitt des jeweils herzustellenden Schlauchbeutels nur noch durch die minimal notwendige Wandstärke des Formatrohrs eingeschnürt wird.
In welcher Weise die zylindrische Ausnehmung im Formatrohr konstruktiv ausgebildet ist, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung des Formatrohrs ein massiver Formkörper, beispielsweise aus Metall, verwendet. Bei diesem massiven Formkörper kann es sich dabei um einen einteiligen oder auch um einen mehrteiligen Formkörper, der in mehrere Teile auseinandergelegt werden kann, handeln. In diesem massiven Formkörper wird dann eine zylindrische Ausnehmung eingebracht, beispielweise durch Aufbohren des Formkörpers. Handelt es sich um einen mehrteiligen Formkörper, so kann die zylindrische Ausnehmung auch in mehreren, jeweils an den verschiedenen Teilen des Formkörpers durchzuführenden Fertigungsschritten, angebracht werden. Der maximale Förderquerschnitt der Förderschnecke ergibt sich dann aus der minimalen Wandstärke des Formkörpers zwischen der Außenseite des Formkörpers und der zylindrischen Innenseite, die als Führungsfläche für die Förderschnecke dient.
Wird das Formatrohr aus einem massiven Formkörper hergestellt, so ergeben sich daraus weitere vorteilhafte Varianten. So kann das Formatrohr zumindest einen offenen oder geschlossenen Kanal aufweisen. Als offener Kanal sollen insbesondere auch Nuten gelten, die an der Außenseite oder der Innenseite des Formkörpers angebracht sind. Als geschlossener Kanal sollen insbesondere auch Bohrungen gelten, die in das Innere des Material des Formkörpers eingebracht sind.
Die Kanäle können zur Verlegung unterschiedlichster Bauteile dienen oder zur Durchleitung von Prozessmedien eingesetzt werden. Nach einer ersten Variante ist es vorgesehen, dass in einem Unterdruckkanal Unterdruck durchgeleitet werden kann. Die Durchleitung des Unterdrucks kann dabei unmittelbar erfolgen, so dass der Unterdruckkanal selbst druckdicht ausgebildet sein muß. Alternativ kann die Durchleitung auch mittelbar erfolgen, wozu im Unterdruckkanal beispielsweise ein druckdichter Schlauch verlegt werden kann.
Der Unterdruckkanal kann zur Versorgung eines am Ende des Formatrohrs angeordnete Vakuumkopfes mit Unterdruck eingesetzt werden. Auf diese Weise können ansonsten erforderliche Unterdruckleitungen, die üblicherweise an der Außenseite der Abgabevorrichtung verlegt werden, entfallen.
Alternativ oder additiv dazu kann der Unterdruck durch den Unterdruckkanal auch zu einer am Ende des Formatrohrs angeordneten Evakuierungseinrichtung geleitet werden. Mit der Evakuierungseinrichtung können dann die befüllten Beutel evakuiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können in dem Kanal des Formatrohrs auch ein oder mehrere Betätigungsorgane angeordnet werden. Mit dem Betätigungsorgan können dann Stellbewegungen übertragen werden, um beispielsweise Klappen oder Verschlüsse zu betätigen.
Alternativ dazu oder additiv dazu kann in dem Formatrohr ein Begasungskanal vorgesehen sein, durch den Prozessgas zu den am Ende des Formatrohrs mit Produkt befüllten Schlauchbeuteln gefördert wird. Auf diese Weise kann das Prozessgas vor dem Verschließen der Schlauchbeutel in die Schlauchbeutel eingeführt werden, wobei die ansonsten dafür erforderlichen Gasleitungen an der Außenseite des Formatrohrs entfallen.
Das Formatrohr kann in letztendlich beliebiger Ausrichtung ausgerichtet sein. Gemäß einer bevorzugten Variante verläuft das Formatrohr im Wesentlichen vertikal.
Um die Förderleistung maximieren zu können, kann insbesondere bei rechteckigen Schlauchbeutelquerschnitten als zusätzliche Maßnahme vorgesehen sein, dass mehrere Förderschnecken parallel zueinander in der Abgabevorrichtung verlaufen. Auch dabei ist die erfindungsgemäße Lehre vorteilhaft, da bei bekannten Abgabevorrichtungen für jede einzelne Förderschnecke ein separates Schneckenrohr vorgesehen werden muss, wobei der maximale Förderquerschnitt in der Summe durch die Addition der verschiedenen Wandstärken der diversen Schneckenrohre eingeschnürt wird.
Sind in dem Formatrohr mehrere Förderschnecken parallel zueinander angeordnet, so ergibt sich daraus außerdem eine zusätzliche Variante, die mit den bisher üblichen Schneckenrohren nicht realisiert werden konnte. Dabei handelt es sich um Ausführungsformen, bei denen sich die Querschnitte der parallel zueinander im Formatrohr verlaufenden zylindrischen Ausnehmungen teilweise überdecken. Die Flanken der rotierenden Förderschnecken kämmen sich dabei im Überdeckungsbereich berührungsfrei, wozu üblicherweise ein Synchronantrieb an den parallel zueinander verlaufenden Förderschnecken vorzusehen ist. Durch die Überdeckung der parallel zueinander verlaufenden Förderschnecken kann außerdem eine Durchmischung der an den einzelnen Schnecken eingeförderten Produkte erreicht werden.
Der jeweilige Durchmesser der unterschiedlichen Ausnehmungen zur Führung von jeweils einer Förderschnecke kann auf die diversen Anforderungen bei der Gestaltung der Abgabevorrichtung angepasst werden. Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass alle Ausnehmungen den gleichen Durchmesser haben. Alternativ dazu kann es auch vorgesehen werden, dass die parallel zueinander im Formatrohr verlaufenden zylindrischen Ausnehmungen einen jeweils unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Durch solche Varianten mit unterschiedlich dimensionierten Förderschnecken lassen sich dann in einfacher Weise Abgabevorrichtungen mit getrennt voneinander realisierten Grobdosiereinrichtungen und Feindosiereinrichtungen realisieren.
Um ein unerwünschtes Abrieseln des Produkts während des Stillstands der Förderschnecke zu verhindern, kann am unteren Ende der Förderschnecke ein Rückhaltorgan mit Ausnehmungen zum Durchtritt des Produkts vorgesehen werden. Das Rückhaltorgan kann beispielsweise in der Art einer Klappe, eines Schiebers, einer Halbschale und/oder eines Vakuumorgans ausgebildet sein.
Diverse Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 in einer schematisierten Seitenansicht eine vertikale Schlauchbeutelmaschine mit einer erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung;
2 in einem Horizontalschnitt entlang der Schnittlinie A-A der 1 das Formatrohr der Abgabevorrichtung;
3 eine zweite Ausführungsform eines Formatrohrs einer erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung im Querschnitt;
4 eine dritte Ausführungsform eines Formatrohrs einer erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung im Querschnitt;
5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung in einem perspektivischen Längsschnitt.
Bei der in 1 dargestellten vertikalen Schlauchbeutelmaschine 1 wird eine auf einer Vorratsrolle 2 aufgewickelten Folienbahn mittels eines Folienabzugs 4 von der Vorratsrolle 2 abgewickelt. Der Folienabzug besteht aus zwei nicht dargestellten, auf gegenüberliegenden Seiten eines Formatrohrs 5 gelegenen Riemenabzügen. Jeder der in 1 nicht dargestellten Riemenabzüge weist einen um zwei Rollen umlaufenden Riemen auf. Die Riemen werden dabei gegenläufig angetrieben und bewegen einen das Formatrohr 5 umhüllenden Folienschlauch 9 nach unten und die Folienbahn 3 auf eine Formschulter 10 zu. An der Formschulter 10 wird die ebene Folienbahn 3 zum Folienschlauch 9 umgeformt. Durch das Formatrohr 5 erfolgt eine Befüllung des unteren Endes 11 des Folienschlauchs 9 mit einem fließfähigen, pulverförmigen Produkt 12.
Der Folienschlauch 9 wird mittels einer gegen den Folienschlauch 9 und das Formatrohr 5 bewegbaren Längssiegelbacke 13 bei Erzeugung einer Längssiegelnaht 14 längs verschweißt. Mittels gegeneinander bewegbaren Quersiegelbacken 15 und 16 wird das mit einer Produktportion 17 befüllte Ende des Folienschlauchs 9 unter Erzeugung jeweils einer Kopfnaht 18 und einer Bodennaht 19 quer verschweißt. Nach einer erfolgten Querschweißung wird der Folienschlauch 9 mit einem in der Quersiegelbacke 15 betätigbaren Trennmesser 20 durchtrennt und ein derart hergestellter Schlauchbeutel anschließend abgeworfen.
Die Produktbereitstellung und das Abgeben einzelner Produktportionen 17 erfolgt durch eine Abgabevorrichtung 22. An der Produktabgabevorrichtung 22 ist eine aus einem Vorratsbehälter 23 Produkt 12 herausfordernde Förderschnecke 24 (siehe 2) vorgesehen. Die Förderschnecke 24 wird von einem Antrieb 26, 27 um ihre Längsachse 28 rotierend angetrieben.
2 stellt die Abgabevorrichtung 22 mit dem Formatrohr 5, dem längs gesiegelten Folienschlauch 9 und die Förderschnecke 24 im Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A dar. Man erkennt, dass das Formatrohr 5 aus einem massiven rechteckförmigen Formkörper hergestellt ist. In diesen massiven Formkörper wird eine zylindrische Ausnehmung 4 eingebracht. Die Innenwandung 6 der Ausnehmung 4 dient dabei zur Führung der Förderschnecke 24. Wie aus 2 ersichtlich, wird der maximale Förderquerschnitt der Förderschnecke 24 nur noch durch den minimalen Wandungsquerschnitt 7 des Formatrohrs 5 begrenzt. Der minimale Wandungsquerschnitt 7 ergibt sich dabei aus der notwendigen mechanischen Stabilität des Formatrohrs 5 in Abhängigkeit des jeweils verwendeten Herstellungsmaterials.
Alternativ zu der in 2 dargestellten Variante kann das Formatrohr 5 natürlich auch aus zwei Teilen bestehen, die beispielsweise in einer Teilungsebene durch die Längsachse 28 aneinandergrenzen. Um ein Verbacken oder Verklumpen des Produkts 12 im Vorratsbehälter 23 zu verhindern, rotiert mit der Förderschnecke 24 im Vorratsbehälter 23 ein Rührwerk 8.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform 29 einer Abgabevorrichtung im Querschnitt. Das Formatrohr 30 weist dabei zwei parallel zueinander verlaufende Ausnehmungen 31 und 32 auf, in denen jeweils eine Förderschnecke 24 geführt ist. Bei dieser Ausführungsvariante wird der maximal zur Verfügung stehende Förderdurchschnitt der beiden Förderschnecken 31 und 32 durch die Addition von drei bzw. zwei minimalen Wandungsquerschnitten 7 begrenzt.
4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform 33 einer erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung im Querschnitt. Das Formatrohr 34 weist wiederum zwei Ausnehmungen 35 und 36 auf, in denen jeweils eine Förderschnecke 24 geführt ist. Bei der Ausführungsform 33 überdecken sich die beiden Ausnehmungen 35 und 36 jedoch in ihrem mittleren Zwischenbereich, so dass die in den Ausnehmungen 35 und 36 rotierenden Förderschnecken 24 sich in diesem Überdeckungsbereich berührungsfrei kämmen. Für die Berührungsfreiheit der beiden Schnecken 24 ist es dabei regelmäßig erforderlich die beiden Schnecken 24 synchron zueinander anzutreiben.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform 37 einer erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung in einem aufgebrochenen Längsschnitt. Das Formatrohr 38 enthält eine zylindrische Ausnehmung 44 in der die Förderschnecke 24 geführt wird. Am unteren Ende des Formatrohrs 34 ist zusätzlich ein Vakuumkopf 39 angeordnet. Durch Beaufschlagung des Innenraums 40 des Vakuumkopfes 39 kann ein unerwünschtes Herausrieseln des pulverförmigen Produkts vermieden bzw. verringert werden. Um den Innenraum 40 mit dem notwendigen Vakuum beaufschlagen zu können, ist im Formatrohr 39 ein Unterdruckskanal 41 vorgesehen, durch den aus einer nicht dargestellten Unterdrucksquelle Unterdruck durch das Formatrohr 38 hindurch zum Vakuumkopf 39 hin durchgeleitet werden kann.
Außerdem enthält das Formatrohr 38 einen Begasungskanal 42 der durch einen entsprechenden Begasungskanal 43 im Vakuumkopf 39 hindurch ein Prozessgas aus einer nicht dargestellten Prozessgasquelle zum unteren Ende des Vakuumkopfes 39 fördern kann. Auf diese Weise kann bei der Befüllung der Schlauchbeutel das Prozessgas in einfacher Weise in die noch offenen Schlauchbeutel eingefüllt werden.
Unter dem Ende der Förderschnecke 24 ist außerdem ein plattenförmiges Rückhalteorgan 43 angebracht. Das Rückhalteorgan 43 verhindert das Herunterfallen größerer Produktklumpen und führt außerdem die Unterseite der Förderschnecke 24. Das Rückhalteorgan 43 weist dabei Ausnehmungen auf, durch die das Produkt bei Rotation der Förderschnecke 24 hindurchgefördert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19719339 C1 [0002]

Claims

Abgabevorrichtung (22, 29, 33, 37) für ein fließfähiges, insbesondere pulverförmiges Produkt (12), mit zumindest einer das Produkt (12) austragenden Förderschnecke (24), und mit einem Antrieb zur Rotation der Förderschnecke (24) um ihre Längsachse (28), und mit einem Formatrohr (5, 30, 34, 38) zur Führung eines aus einer Folie (3) gebildeten Folienschlauches (9), wobei die Förderschnecke (24) mit ihrer Längsachse (28) in das Formatrohr (5, 30, 34, 38) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schneckenführung, in der die Förderschnecke (24) quer zu ihrer Längsachse (28) geführt ist, von der Innenwandung (6) zumindest einer zylindrischen Ausnehmung (4, 31, 32, 35, 36, 44) im Formatrohr (5, 30, 34, 38) gebildet ist.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formatrohr (5, 30, 34, 38) aus einem einteiligen oder mehrteiligen, massiven Formkörper hergestellt ist, der die zylindrischen Ausnehmung (4, 31, 32, 35, 36, 44) zur Aufnahme der Förderschnecke (24) enthält.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Formatrohr (38) zumindest einen offenen oder geschlossenen Kanal (41, 42) aufweist.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kanal in der Art eines Unterdruckkanals ausgebildet ist, wobei in dem Unterdruckkanal (41) mittelbar oder unmittelbar Unterdruck durch das Formatrohr übertragen werden kann.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck durch den Unterdruckkanal (41) zu einem am Ende des Formatrohrs (38) angeordneten Vakuumkopf (40) geleitet werden kann.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck durch den Unterdruckkanal zu einer am Ende des Formatrohrs angeordneten Evakuierungseinrichtung geleitet werden kann, wobei mit der Evakuierungseinrichtung die befüllten Beutel evakuiert werden können.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kanal zumindest ein Betätigungsorgan angeordnet ist, wobei mit dem Betätigungsorgan Stellbewegungen übertragen werden können.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Begasungskanal (42) Prozessgas zu einem mit Produkt befüllten Schlauchbeuteln gefördert werden kann.
Abgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Formatrohr (22, 29, 33, 37) vertikal ausgerichtet ist.
Abgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Förderschnecken (24) vorgesehen sind, die in jeweils einer zylindrischen Ausnehmung (31, 32, 35, 36) des Formatrohrs (30, 34) geführt sind, wobei die Ausnehmung (31, 32, 35, 36) parallel zueinander im Formatrohr (30, 34) verlaufen.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnitte der parallel zueinander im Formatrohr (34) verlaufenden zylindrischen Ausnehmungen (35, 36) teilweise überdecken, wobei sich die Flanken der rotierenden Förderschnecken (24) im Überdeckungsbereich berührungsfrei kämmen.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander im Formatrohr verlaufenden zylindrischen Ausnehmungen unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei die Ausnehmung mit dem größeren Innendurchmesser Teil einer Grobdosiereinrichtung und die Ausnehmung mit dem kleineren Innendurchmesser Teil einer Feindosiereinrichtung ist.
Abgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende der Förderschnecke (24) ein Rückhalteorgan (43) mit Ausnehmungen zum Durchtritt des Produkts (12) vorgesehen ist.