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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Füllen von leeren offenen Säcken, die auch Offensäcke genannt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Füllen von leeren offenen Säcken mit Schüttgütern oder Flüssigkeiten, wobei das Abfüllgewicht eines gefüllten offenen Sacks zwischen etwa 1 kg und 10 kg beträgt. Denkbar sind auch größere und kleinere Füllgewichte.
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Säcke, die mit einem Schüttgut wie Zement, hochwertigem Fugenmörtel oder anderen Baustoffe gefüllt sind und die die genannten relativ kleinen Gewichte aufweisen, können auch als Beutel oder Kleinbeutel bezeichnet werden.
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Oftmals werden solche Säcke in einer der Vorrichtung vorgeschalteten Einrichtung direkt vor der Füllung hergestellt. Dazu wird beispielsweise eine Flachfolie über eine Formschulter geführt und die Flachfolie wird dort zu einem Folienschlauch verschweißt. In regelmäßigen Abständen wird eine Bodennaht eingebracht und in den so abgeteilten Schlauch wird das abzufüllende Schüttgut eingefüllt, bis das gewünschte Gewicht oder Volumen erreicht wird. Dann wird die Kopfnaht eingebracht und der Sack abgetrennt.
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Derartige Herstellverfahren funktionieren zuverlässig. Die damit hergestellten und abgefüllten Säcke werden in großer Anzahl auf dem Markt verwendet. Wünschenswert ist es aber, gegebenenfalls oder bei Bedarf eine bessere Verdichtung des abgefüllten Schüttguts zu erzielen. Das ist bei der beschriebenen Herstellungsweise schwierig.
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Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, womit eine flexiblere Abfüllung möglich ist und wobei insbesondere auch auf andere Art und Weise produzierte oben offene Säcke oder Beutel sicher abgefüllt werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Ansprüchen des Merkmals 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindungen ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Abfüllung von leeren offenen Säcken insbesondere mit Schüttgütern oder Flüssigkeiten. Die Vorrichtung weist wenigstens einen Füllplatz und eine daran angeordnete Sackaufnahmeeinheit auf. Ein von der Sackaufnahmeeinheit aufgenommener Sack wird wenigstens teilweise gefüllt. Dabei ist wenigstens eine Sackaufnahmeeinheit als Aufnahmekasten mit einem Aufnahmeraum zur temporären Aufnahme eines Sacks ausgebildet. An dem Aufnahmekasten ist wenigstens eine Absaugöffnung angeordnet, um den darin aufzunehmenden leeren Sack in dem Aufnahmekasten wenigstens abschnittsweise formschlüssig aufzunehmen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass ein zu füllender und noch leerer offener Sack an eine Sackaufnahmeeinheit übergeben und dort formschlüssig aufgenommen wird. Dadurch wird sowohl die Handhabung erleichtert als auch die Möglichkeit zur Verfügung gestellt, den gefüllten offenen Sack zu verdichten, bevor der gefüllte Sack beispielsweise durch eine Kopfschweißnaht verschlossen wird.
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Die als Aufnahmekasten ausgebildete Sackaufnahmeeinheit kann den offenen Sack in dem Aufnahmeraum formschlüssig aufnehmen, sodass eine störungsfreie Füllung ermöglicht wird.
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Formschlüssig bedeutet hier sowohl den Sackboden als auch die Seitenwände des offenen Sackes an die Begrenzungen des Aufnahmeraumes anzulegen und so für die folgende Füllung zu öffnen und insbesondere bei der folgenden Füllung offen zu halten.
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In bevorzugten Weiterbildungen ist die Vorrichtung mit mehreren Füllplätzen versehen, wobei an jedem Füllplatz eine Sackaufnahmeeinheit angeordnet ist. Die Vorrichtung kann insbesondere ein rotierbares Füllkarussell mit mehreren Füllplätzen aufweisen.
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Es ist möglich und bevorzugt, dass bei der Übergabe eines zu füllenden leeren offenen Sacks der Sack an und insbesondere in dem Aufnahmekasten geöffnet wird. Möglich ist es auch, dass ein vorgeöffneter offener Sack dem Aufnahmekasten beispielsweise von oben zugeführt wird. Durch die Absaugung an den Absaugöffnungen des Aufnahmekastens wird der vorgeöffnete leere Sack dann zuverlässig in den Aufnahmeraum hineintransportiert und legt sich dort wenigstens abschnittsweise formschlüssig an.
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In besonders bevorzugten Ausgestaltungen ist der Aufnahmekasten rohrartig ausgebildet und weist wenigstens ein oberes offenes Ende auf. Über dieses oben offene Ende wird dem Aufnahmekasten ein zu füllender leerer offener Sack zugeführt.
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Besonders bevorzugt weist der Aufnahmekasten auch ein unteres offenes Ende auf. Dabei weist der Aufnahmekasten insbesondere durchgängig einen freien Querschnitt auf, wie ihn auch der gefüllte offene Sack später aufweisen wird. Bei einer solchen Ausgestaltung wird der zu füllende offene Sack in dem Aufnahmekasten durch die Ansaugung durch die Absaugöffnungen gehalten. Bei Abschaltung der Absaugung fällt der offene Sack durch die Schwerkraft bedingt aus dem unteren Ende des Aufnahmekastens hindurch nach unten hinaus, sofern dort genügend Raum zur Verfügung steht.
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In bevorzugten Weiterbildungen weist der Aufnahmekasten an wenigstens einer an den Aufnahmeraum grenzenden Innenwandung eine Vielzahl von Absaugöffnungen auf, damit sich die Wandung des Sacks an den Aufnahmeraum anlegt und oben offen bleibt. Befindet sich der aufzunehmende offene Sack noch oberhalb des Aufnahmekastens, so kann durch Absaugung des Aufnahmeraums dort ein lokaler Unterdruck erzeugt werden, der dazu führt, dass der aufzunehmende offene Sack in den Aufnahmekasten hineingezogen wird.
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In vorteilhaften Weiterbildungen ist der Aufnahmekasten an wenigstens einer Seite und besonders bevorzugt an wenigstens zwei einander gegenüber liegenden Seiten doppelwandig ausgebildet und weist wenigstens einen Zwischenraum auf, sodass wenigstens in dem Zwischenraum wenigstens eine Luftkammer zur Vakuumverteilung zur Verfügung gestellt wird. Dadurch reicht es aus, nur einen oder eine geringe Anzahl an Absauganschlüssen an dem Aufnahmekasten vorzusehen, während das Vakuum bzw. der erzeugte Unterdruck sich über die Luftkammer an die Vielzahl von Absaugöffnungen verteilt. Insbesondere ist der Aufnahmekasten umlaufend doppelwandig ausgebildet. In vertikaler Richtung kann der Zwischenraum unterteilt sein, um eine untere Luftkammer und wenigstens eine darüber angeordnete Luftkammer auszubilden, die getrennt oder zusammen mit Unterdruck beaufschlagt werden können. Die Luftkammern können z. B. durch Stege unterteilt werden.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen weist der Aufnahmekasten wenigstens einen Absaugstutzen auf. Über den Absaugstutzen kann die wenigstens eine Luftkammer mit Vakuum versorgt werden. Möglich ist es auch, dass an dem Aufnahmekasten zwei oder mehr voneinander getrennte Luftkammern oder Absaugöffnungen vorgesehen werden, die separat voneinander abgesaugt werden können, sodass ein Absaugprofil oder eine zeitliche Abfolge von Absaugungen unterschiedlicher Absaugöffnungen möglich ist.
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In besonders bevorzugten Ausgestaltungen weist der Aufnahmekasten Absaugöffnungen in einem unteren Bereich und in wenigstens einem Bereich darüber auf. Dabei sind wenigstens zwei, drei oder mehr Bereiche unterschiedlich ansteuerbar.
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In bevorzugten Weiterbildungen ist der Aufnahmekasten austauschbar an einer Haltereinrichtung befestigt. Die Haltereinrichtung ist insbesondere dem Füllplatz zugeordnet und dort fest damit verbunden. Durch den Wechsel eines Aufnahmekastens können andere Sackabmessungen verarbeitet werden. So können neben unterschiedlichen Höhen der Aufnahmeräume auch unterschiedliche Querschnittsflächen ermöglicht werden, um eine flexible Abfüllung unterschiedlicher Gewichte zu ermöglichen.
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In besonders bevorzugten Ausgestaltungen ist an einem unteren Ende jedes Aufnahmekastens eine separate Bodenplatte eingelegt. Diese Bodenplatte ist gegenüber dem Aufnahmekasten wenigstens in vertikaler Richtung beweglich angeordnet. Vorzugsweise stützt sich die Bodenplatte auf einer Grundplattform der Vorrichtung ab. Beispielsweise können über die Grundplattform Vibrationen auf die Bodenplatte und somit auf den zu füllenden offenen Sack übertragen werden, um eine Entlüftung und Verdichtung des abgefüllten Materials zu bewirken.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Haltereinrichtung wenigstens einen Haltearm und insbesondere zwei Haltearme umfasst und dass wenigstens ein Absaugkanal der Haltereinrichtung zugeordnet ist oder daran vorgesehen ist. Die Haltearme dienen zur Halterung des Aufnahmekastens. Über den Absaugkanal wird der Aufnahmekasten abgesaugt bzw. mit Vakuum versorgt. Möglich ist es auch, dass zwei oder mehr separate Absaugkanäle an der Haltereinrichtung mit dem Aufnahmekasten in Wirkverbindung stehen. Dabei kann der Absaugkanal der Haltereinrichtung in einen Absaugstutzen des Aufnahmekastens hineinragen oder umgekehrt. Möglich ist es aber auch, dass ein Absaugstutzen des Aufnahmekastens mit einem geringen oder sehr geringen Spalt vor dem Absaugkanal endet. Dabei eventuell auftretende Fehlluft kann kompensiert werden. Eine Abdichtung ist möglich.
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Vorzugsweise gehen wenigstens zwei einander gegenüberliegende Innenwände des Aufnahmekastens konisch nach oben auseinander. Dadurch wird das Einführen eines Sacks von oben und auch eine Entnahme des Sacks nach oben hin erleichtert. Ein bevorzugter Winkel liegt zwischen 0,2° und 5° und vorzugsweise zwischen 0,25° und 2°.
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In allen Ausgestaltungen ist vorzugsweise eine Mehrzahl von Füllplätzen vorgesehen, wobei an jedem Füllplatz eine Sackaufnahmeeinheit positioniert ist. Besonders bevorzugt sind die Haltereinrichtungen sternförmig an einem Füllkarussell angeordnet und es ist ein Entlüftungskanal vorgesehen, an dem die Sackaufnahmeeinheiten anschließbar sind.
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Besonders bevorzugt ist eine Übergabestation zur Übergabe zu füllender offener Säcke vorgesehen. An der Übergabestation wird ein zu füllender noch leerer offener Sack an eine Sackaufnahmeeinheit übergeben. Dazu weist die Übergabestation vorzugsweise einen Schwenkarm auf, an dem ein Aufnahmekasten insbesondere austauschbar befestigt ist. Der Aufnahmekasten der Übergabestation ist dabei in einer Ebene unmittelbar oberhalb der Oberkante des Aufnahmekastens an dem Füllplatz angeordnet. Dadurch ist es möglich, dass die Übergabestation in einer Schwenkposition einen zu füllenden offenen Sack von einer Sackquelle übernimmt und in einer anderen Schwenkposition den Sack an die Sackaufnahmeeinheit an dem Füllplatz übergibt. Dabei ist der Aufnahmekasten der Übergabestation in der anderen Schwenkposition unmittelbar fluchtend oberhalb des Aufnahmekastens des Füllplatzes angeordnet. Das bedeutet, dass nach Aktivierung der Absaugöffnungen an dem Aufnahmekasten des Füllplatzes und nach dem Abschalten der Absaugöffnungen an dem Aufnahmekasten der Übergabestation der noch leere offene Sack von oben in den Aufnahmekasten des Füllplatzes nach unten hineingesogen wird und sich dort formschlüssig an den Aufnahmeraum anlegt. Dadurch wird eine besonders einfache und effektive Übergabe zu füllender leerer offener Säcke an die Vorrichtung und zugleich deren Öffnung ermöglicht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Abfüllung von leeren offenen Säcken mit einer Vorrichtung, die wenigstens einen Füllplatz und eine an dem Füllplatz angeordnete Sackaufnahmeeinheit aufweist. Dabei wird der an der Sackaufnahmeeinheit aufgenommene Sack wenigstens teilweise gefüllt. Über Absaugöffnungen an der als Aufnahmekasten ausgebildeten Sackaufnahmeeinheit wird ein aufzunehmender leerer Sack temporär in dem Aufnahmekasten wenigstens abschnittsweise formschlüssig aufgenommen.
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Auch das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile, da es eine einfache und effektive Übergabe eines zu füllenden leeren offenen Sacks und die anschließende Füllung desselben ermöglicht.
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Vorzugsweise wird durch in den Innenwandungen des Aufnahmekastens vorgesehene Absaugöffnungen Luft abgesaugt, sodass sich die Wandung eines zu füllenden leeren Sacks innen an den Aufnahmekasten wenigstens abschnittsweise und möglicherweise vollständig formschlüssig anlegt.
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Es ist möglich und bevorzugt, dass bei Aufnahme eines leeren offenen Sacks zunächst in einem unteren Bereich des Aufnahmekastens Absaugöffnungen stärker abgesaugt bzw. mit Unterdruck beaufschlagt werden als in einem Bereich darüber. Beispielsweise können zur Übernahme eines zu füllenden offenen Sacks zunächst nur Absaugöffnungen in einem unteren Bereich des Aufnahmekastens abgesaugt werden, während die Absaugöffnungen in einem mittleren oder oberen Bereich des Aufnahmekastens keine Luft absaugen. Da aber in einem unteren Bereich des Aufnahmekastens abgesaugt wird, entsteht in dem Aufnahmekasten insgesamt eine Luftströmung nach unten und ein Unterdruck, der zu einem Einsaugen des zu füllenden offenen Sacks führt. Möglich ist es auch, dass sowohl in einem unteren Bereich als auch in einem oberen Bereich über die Absaugöffnungen Luft abgesaugt wird.
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Dabei kann die Absaugung in dem unteren Bereich stärker sein als in dem oberen Bereich.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens wird bei Aufnahme eines leeren offenen Sacks zunächst in einem oberen Bereich stärker abgesaugt als in einem unteren Bereich des Aufnahmekastens. Dabei wird zu Beginn der Aufnahme oder Übernahme eines leeren offenen Sacks zunächst der Unterdruck in einem oberen Bereich des Aufnahmebereichs verstärkt, sodass die Übergabe des zu füllenden offenen Sacks beschleunigt wird. Die Absaugung kann dann praktisch dem jeweiligen Stand bzw. der jeweiligen Höhe des Bodens des zu übernehmenden offenen Sacks folgen, sodass mit zunehmender Übergabe des zu füllenden offenen Sacks die Absaugung nach unten hin stärker wird, während sie in einem oberen Bereich wenigstens vorübergehend schwächer wird, um dort ein Festsaugen der Sackwandung zu vermeiden.
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In einer anderen Ausgestaltung werden bei Aufnahme eines leeren offenen Sacks Absaugöffnungen zunächst in einem mittleren oder oberen Bereich und danach in einem unteren Bereich des Aufnahmekastens abgesaugt.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden 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 Vorrichtung;
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2 eine geschnittene Draufsicht auf die Vorrichtung nach 1;
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3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach 1;
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4 eine nochmals vergrößerte perspektivische Detailansicht der Vorrichtung nach 1;
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5 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung nach 1;
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6 einen vergrößerten Querschnitt;
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7 eine horizontale Ansicht eines Teils einer Ansicht nach 1; und
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8 eine vergrößerte Darstellung der Sackaufnahmeeinheit in der Entkopplungsposition.
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Mit Bezug auf die 1 und 2 wird der grundsätzliche Aufbau einer als Abfüllmaschine 1 ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erläutert. 1 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht einer Vorrichtung 1 zur Abfüllung von Schüttgütern und Fluiden in flexible oben offene Säcke 3. Die an der in 1 dargestellten Vorrichtung 1 verarbeiteten Säcke 3 bestehen aus einem flexiblen Material und insbesondere aus Kunststoffmaterial. Die Vorrichtung umfasst ein Füllkarussell 2, eine Sackquelle 70 und ein Zwischensilo 80 zur Zwischenpufferung des abzufüllenden Schüttguts.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist an der Sackquelle 70 eine Folienrolle 71 vorgesehen, auf die eine Folienbahn 72 aufgewickelt ist. Die von der Folienrolle 71 abgewickelte Folienbahn 72 wird einer Formschulter 73 zugeführt. Dort wird die Folienbahn 72 aus Kunststofffolie um die Schulter herum geführt und es wird eine Längsnaht geschweißt, sodass ein durchgehender Folienschlauch entsteht.
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An der Übergabestation 60 wird der Sackboden hergestellt, in dem geeignete Schweißnähte quer zur Längserstreckung der Schlauchfolie eingebracht werden. Die im passenden Querschnitt gehaltene Schlauchfolie wird weitergefördert und in den Aufnahmekasten 62 der Übergabestation 60 gebracht. Dort wird der zu füllende offene Sack 3 formschlüssig aufgenommen. Für die Zufuhr wird die Schlauchfolie passend abgeschnitten, sodass das oben offene Ende des offenen Sacks 3 hergestellt wird.
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Möglich ist auch die Herstellung der oben offenen Säcke aus einem bereits vorgefertigtem und z. B. extrudierten Folienschlauch oder auch die Zuführung komplett vorgefertigter flexibler Säcke oder Beutel aus einem Magazin oder ähnlichem.
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In 1 ist die Schwenkposition 63 der Übergabestation 60 abgebildet, während in 2 die Schwenkposition 64 dargestellt ist, an der der zu füllende offene Sack 3 an die Behandlungsstation 41 als Übernahmestation überführt wird, wo der zu füllende offene Sack 3 an den Füllplatz 12 übergeben wird, wie 2 darstellt.
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Wie in den 1 und 2 zu sehen, weist die Vorrichtung 1 ein Grundgestell auf, an das das Füllkarussell 2 und die weiteren Komponenten befestigt sind. Der feststehende Teil 5 der Vorrichtung 1 weist eine Grundplattform 55 auf. Die Grundplattform 55 erstreckt sich unterhalb der Bewegungsbahn der Sackaufnahmeeinheiten 30, die an den Füllplätzen 11 bis 18 angeordnet sind.
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An den Füllplätzen 11 bis 18 ist jeweils eine Haltereinrichtung 20 an dem beweglichen Teil 6 befestigt. Jede Haltereinrichtung 20 trägt wiederum eine Sackaufnahmeeinheit 10, an der die zu füllenden Säcke aufgenommen, gehalten und geführt werden.
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Das Füllkarussell 2 wird hier getaktet betrieben, sodass die einzelnen Füllplätze 11 bis 18 und die daran aufgenommenen Sackaufnahmeeinheiten 10 nacheinander zu den einzelnen Behandlungsstationen 41 bis 48 transportiert werden.
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An der Übernahmestation als Behandlungsstation 41 erfolgt die Übernahme eines zu füllenden offenen Sacks 3 durch eine Sackaufnahmeeinheit 10. 2 zeigt die Übernahme des zu füllenden offenen Sacks 3 durch die Sackaufnahmeeinheit 10 an dem Füllplatz 11. Das Füllkarussell 2 wird hier getaktet betrieben, sodass sich nach einem Takt der soeben übergebene offene Sack 3 an der Behandlungsstation 42 befindet, an dem eine Füllung im Grobstrom vorgesehen ist.
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Wie in 1 zu sehen, ist der Behandlungsstation 42 eine Füllturbine 82 und eine Stelleinheit 83 sowie ein Füllrohr 86 zugeordnet. Das Füllrohr 86 taucht in eine Staubhaube 87 ein. Bei dem Füllvorgang wird die Staubhaube 87 in die Sackaufnahmeeinheit 10 abgesenkt. Dabei erstreckt sich ein rohrartiges Teil im Inneren der Abdeckhaube 87 teleskopartig um das Füllrohr 86 herum, sodass praktisch eine Verlängerung des Füllrohres 86 nach unten hin erfolgt. Dadurch wird die Fallhöhe des Schüttguts in dem zu füllenden offenen Sack reduziert, sodass weniger Staub auftritt, der abgeführt werden muss, um eine Verschmutzung der Vorrichtung 1 zu vermeiden. Außerdem wird eine zusätzliche Anreicherung des Füllgutes mit Luft durch eine unnötig hohe Fallhöhe verhindert. An diesem Füllplatz kann z. B. über einen Bodenrüttler schon während des Füllvorgangs verdichtet werden.
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Nach der Weitertaktung des beweglichen Teils 6 wird der zu füllende Sack an eine Verdichtungsstation 43 verbracht, wo das bislang abgefüllte Material entlüftet und verdichtet wird. Bei dem nächsten Takt erreicht der flexible offene Sack 3 die Behandlungsstation 44. Dort befindet sich ebenfalls eine Füllturbine 82, die durch einen Motor 81 angetrieben wird. Über ein Füllrohr 86 wird das abzufüllende Schüttgut im Feinstrom dem offenen Sack 3 zugeführt. Auch hier ist wieder eine Abdeckhaube 87 vorgesehen, die von oben in die Sackaufnahmeeinheit 10 eintaucht, um die Fallhöhe des Schüttguts und somit den Staubanteil und die Luftaufnahme zu verringern.
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Sowohl an der Behandlungsstation 42 als auch an der Behandlungsstation 44 sind hier in den jeweiligen Füllrohren 86 Stelleinheiten 83 vorgesehen, die eine Vorjustage des offenen Querschnitts der Füllrohre 86 erlauben. Dadurch werden beispielsweise bei der Abfüllung unterschiedlicher Materialien oder gleicher Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften der Füllquerschnitt im Grobstrom und der Füllquerschnitt im Feinstrom vorjustiert, um optimale Abfülleigenschaften zu erreichen.
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Nach der Abfüllung des Feinstroms an der Behandlungsstation 44 folgen drei weitere Behandlungsstationen 45, 46 und 47, an denen jeweils eine Verdichtung des abgefüllten Materials erfolgt. An der Behandlungsstation 48 wird der gefüllte offene Sack abtransportiert. Die Behandlungsstationen 45, 46 und 47 können als gemeinsame Verdichtungsstation ausgebildet sein.
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Jede als Aufnahmekasten 30 ausgebildete Sackaufnahmeeinheit 10 verfügt hier über eine Erkennungseinheit 54, die auf optische, magnetische oder elektronische Abfrage reagiert und insbesondere ein eindeutiges Signal zurückliefert. In einfachen Fällen kann eine Art Strichcode vorgesehen sein. Bevorzugt ist der Einsatz von RFID (Radio-frequency identification) zur berührungslosen Erkennung der zugehörigen Sackaufnahmeeinheit 10. So kann die jeweilige Sackaufnahmeeinheit 10 eindeutig erkannt und zugeordnet werden. Das ist beispielsweise wichtig, wenn ein Produktwechsel oder ein Größenwechsel der abzufüllenden Säcke erfolgt, um zu gewährleisten, dass die passenden Sackaufnahmeeinheiten 10 an dem Füllkarussell 2 montiert sind. So können auch andere formatabhängige Maschineneinstellungen vorgenommen werden.
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Zur Abfüllung unterschiedlicher Mengen können unterschiedlich hoch ausgestaltete Aufnahmekästen 30 vorgesehen sein. Die Behandlungsstationen orientieren sich dabei hier an den oberen Enden der Aufnahmekästen 30, sodass bei unterschiedlich hohen Aufnahmekästen 30 dafür gesorgt wird, dass diese mit ihrem oberen Ende 32 (vgl. 5) in der gleichen Höhe angeordnet sind. Um einen Längenausgleich vorzunehmen, wird deshalb die darunter platzierte Grundplattform 55 in der Höhe entsprechend verfahren.
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Insgesamt ist das Füllkarussell 2 um die Drehachse 8 drehbar gelagert. An der Behandlungsstation 41 erfolgt in der Schwenkposition 64 des Schwenkarms 61 eine Übergabe eines zu füllenden offenen Sacks 3 an (hier) den Füllplatz 11. Der Schwenkarm 61 bildet mit der Koppelstange 65 eine parallelogrammartige Verschwenkeinrichtung für den Aufnahmekasten 62, der vom grundsätzlichen Aufbau dem Aufnahmekästen 30 gleicht.
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Jede Haltereinrichtung 20 verfügt hier über zwei Haltearme 21 und 22, die zum Schutz vor Staub und Verschmutzung durch eine Abdeckhaube 25 nach oben hin abgedeckt werden.
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Zur Höhenverstellung der Grundplattform 55 und der separaten Waagenplattform 56 sind die Höhenverstellungen 85 vorgesehen. Einzelne Elemente der Höhenverstellung können einen Antrieb aufweisen, während andere Elemente der Höhenverstellung nur zur Führung dienen.
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Die Waagenplattform 56 ist von der Grundplattform 55 mechanisch entkoppelt, wird aber gleichzeitig mit der Grundplattform in gleicher Art und Weise in der Höhe verstellt. Der Waagenplattform ist eine in den 1 und 2 nicht sichtbare Wägeeinheit 7 zugeordnet, mit der das Gewicht der Waagenplattform 56, sowie eines darauf stehenden Aufnahmekastens 30 inklusive eines darin enthaltenen offenen Sacks 3 und des abgefüllten Schüttguts 4 messbar ist. Durch Abziehung der bekannten Gewichte für den Aufnahmekasten 30, das Gewicht des Sackmaterials 3 und der Waagenplattform 56 wird im Bruttoverfahren auf das Gewicht des abgefüllten Schüttguts 4 zurückgerechnet.
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Sollte sich im Laufe der Zeit zusätzliches Schüttgut oder dergleichen auf der Waagenplattform 56 oder auf einzelnen Aufnahmekästen 30 ansammeln, so kann dies durch eine Leerfahrt und Erfassung der Taragewichte berücksichtigt werden. Weicht das bei einer Überprüfung ermittelte Taragewicht von dem ursprünglichen Taragewicht zu stark ab, kann eine Empfehlung einer Wartung oder Reinigung ausgegeben werden.
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3 zeigt eine vergrößerte schematische perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung 1, wobei im linken Teil die Übergabestation 60 detaillierter zu erkennen ist.
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Der Schwenkarm 61 und die Koppelstange 65 der Übergabestation 60 befinden sich hier in der Schwenkposition 64, in der ein zu füllender offener Sack 3 von dem Aufnahmekasten 62 an den Aufnahmekasten 30 direkt unterhalb übergeben wird. An dem Aufnahmekasten 62 und an den Aufnahmekästen 30 sind Absaugöffnungen 34 (vgl. 4) vorgesehen, über die Luft abgesaugt wird, sodass sich ein in dem Aufnahmekasten 62 angeordneter offener Sack 3 formschlüssig an die Innenwandung des Aufnahmekastens 62 anlegt.
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Nach der Positionierung des Aufnahmekastens 62 in der Schwenkposition 64, die in der 3 abgebildet ist, wird die Absaugung an dem Aufnahmekasten 62 abgeschaltet und es wird die Absaugung an dem Aufnahmekasten 30 als Aufnahmeeinheit 10 aktiviert, sodass der offene Sack 3 aus dem Aufnahmekasten 62 nach unten in den Aufnahmekasten 30 befördert wird, wo sich der Sack 3 wieder formschlüssig an die Innenwandung des Aufnahmekastens 30 anlegt.
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In 3 ist auch die Staubhaube 87 an der Behandlungsstation 44 zu sehen. An das obere Ende der Staubhaube 87 wird ein hier nicht eingezeichneter Entstaubungsschlauch angeschlossen, um die Entstaubungsluft abzuführen.
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Jeder Aufnahmekasten 30 weist einen Aufnahmeraum 31 auf, der hier einen über der Höhe etwa konstanten und hier rechteckigen Querschnitt aufweist. Vorzugsweise verlaufen die Innenwände leicht konisch nach oben auseinander, um das Einführen von oben und die Entnahme nach oben hin zu erleichtern. Ein bevorzugter Winkel liegt zwischen 0,25° und 2° und kann z. B. 0,35° oder 0,5° betragen. Die Abmessungen des rechteckigen Querschnitts hängen von den gewünschten Abmessungen der gefüllten offenen Säcke ab. Die Abmessungen werden hier durch die Abmessungen der Aufnahmekästen 30 vorgegeben und das flexible Sackmaterial wird entsprechend ausgewählt bzw. umgekehrt.
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Abgesehen von der Behandlungsstation 44, an der die Wägeeinheit 7 vorgesehen ist, befinden sich die Aufnahmekästen 30 an den anderen Behandlungsstationen jeweils oberhalb der Grundplattform 55.
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Wie in der 3 zu erkennen, sind für die Behandlungsstationen 45–47 jeweils oder insgesamt wenigstens ein Verdichtungsantrieb 84 in Form z. B. eines Unwuchterregers oder eines Magnetrüttlers und wenigstens eine Feder 79 vorgesehen, um eine effektive Verdichtung des abgefüllten Materials zu erreichen. Auch von oben wirkende Verdichtungseinrichtungen sind möglich.
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4 zeigt eine nochmalige Vergrößerung einer perspektivischen Ansicht des Füllkarussells 2 mit hier nur einem Aufnahmekasten 30 an einer Haltereinrichtung 20. In dem Inneren des Aufnahmekastens 30 sind die Absaugöffnungen 34 zu sehen. Der Aufnahmekasten 30 verfügt über Haltelaschen 40, mit denen der Aufnahmekasten 30 an den Haltearmen 21 und 22 der Haltereinrichtung 20 befestigt ist. Am unteren Ende 33 des Aufnahmekastens 30 ist eine Wartungsklappe 39 zu sehen, womit der Zwischenraum des doppelwandig ausgebildeten Aufnahmekastens 30 zugänglich ist. Wenn mehrere übereinander angeordnete und voneinander getrennte Zwischenräume vorgesehen sind, sind vorzugsweise auch entsprechend viele Wartungsklappen 39 vorgesehen.
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Eine Entkopplung eines Aufnahmekastens 30 kann über eine nicht im Detail dargestellte Steuereinrichtung bewirkt werden. Eine manuelle Entkoppelung ist über die Entriegelung 26 jederzeit möglich.
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In 4 ist auch der Absaugkanal 23 an der Haltereinrichtung 20 zu erkennen, über den die Luft aus den Absaugöffnungen 34 an dem Aufnahmekasten 30 abgesaugt wird. Oberhalb der durchgezogen eingezeichneten Wartungsklappe 39 ist noch eine gestrichelt eingezeichnete Wartungsklappe 39 dargestellt, falls zwei übereinander angeordnete Zwischenräume vorgesehen sind.
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5 zeigt eine teilgeschnittene Seitenansicht der Vorrichtung 1, wobei die Drehachse 8 des Füllkarussells 2 und der Antrieb 19 des Füllkarussells 2 zu sehen sind.
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Auf der Grundplattform 55 liegen am unteren Ende der Aufnahmekästen 30 Bodenplatten 50, sodass sich ein in dem Aufnahmekasten 30 aufgenommener Sack 3 auf der Oberseite der Bodenplatte 50 abstützt. Die Unterseite der Bodenplatte 50 befindet sich in gleitenden Kontakt mit der Grundplattform 55, wenn das Füllkarussell 2 weiter getaktet wird.
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Die Bodenplatte 50 stellt deshalb eine Gleitplatte oder eine Verschleißplatte dar, die den Boden eines zu füllenden offenen Sacks 3 vor Verschmutzung und Beschädigungen bei der Rotation bzw. Weitertaktung des Füllkarussells 2 schützt.
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Der Aufnahmekasten 30 ist in 5 im Querschnitt zu sehen.
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Dabei ist erkennbar, dass sich hier von oberem Ende 32 bis zum unteren Ende 33 eine Luftkammer 37 zwischen der Innenwandung 35 und der Außenwandung 36 erstreckt. Auf der Innenwandung 35 ist eine Vielzahl von Absaugöffnungen 34 angeordnet, damit sich die Sackwandung formschlüssig und flächig an den Aufnahmeraum 31 des Aufnahmekastens 30 anlegt.
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Der Zwischenraum 37 wird über den Absaugstutzen 38 mit Vakuum versorgt. Der Absaugstutzen 38 endet hier mit geringem Abstand vor dem Absaugkanal 23, der an dem beweglichen Teil 6 befestigt ist. An den vorgesehenen festen Winkelpositionen koppelt der Absaugkanal 23 an den Absauganschluss 52. Eine dichtende Verbindung wird über die Gleitmanschette 53 zur Verfügung gestellt, die bei der Rotation des beweglichen Teils 6 über die Außenfläche des hier ringförmigen Entlüftungskanals 9 gleitet.
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In der Bodenplatte 50 sind hier auch Absaugöffnungen 34 vorgesehen, an denen vorzugsweise an der Übernahmestation 41 Luft abgesaugt wird, um einen zu füllenden offenen Sack 3 von oben in den Aufnahmekasten 30 hinein zu saugen oder um die Bewegung zu unterstützten. Möglich ist es auch, dass anstelle von Absaugöffnungen 34 in der Bodenplatte zusätzliche und steuerbare Absaugöffnungen in einem unteren Bereich des Aufnahmekastens 30 vorgesehen sind.
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Gestrichelt ist in den 5 und 6 eine Variante dargestellt, bei der über der Höhe mehrere Bereiche 31a, 31b und 31c zur gekoppelten oder auch getrennt steuerbaren Absaugung vorgesehen. In einem unteren Bereich 31a sind hier zusätzliche Absaugöffnungen 34 vorgesehen, die hier mit einem rechteckigen Querschnitt eingezeichnet sind. Diese Absaugöffnungen 34 können aber auch rund, oval oder schlitzartig oder sonstwie ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung kann auf Absaugöffnungen 34 in den Bodenplatten teilweise und insbesondere vollständig verzichtet werden.
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Um einen zu füllenden offenen Sack 3 an die Sackaufnahmeeinheit 10 bzw. den Aufnahmekasten 30 zu übergeben, kann zunächst z. B. nur in dem oberen Bereich 31c Luft über die Absaugöffnungen 34 in dem oberen Bereich 31c entlang des eingezeichneten Pfeils abgesaugt werden. Wenn der Sack 3 schon ein Stück weit in den Aufnahmekasten 30 eingesaugt wurde, kann die Absaugung in dem mittleren Bereich 31b aktiviert oder verstärkt werden, während in dem oberen Bereich 31c die Absaugung verringert und eventuell auch vorübergehend ganz abgeschaltet wird. schließlich wird in dem unteren Bereich 34 abgesaugt, sodass ein Sack 3 bis nach unten gelangt.
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Möglich und bevorzugt ist es auch, dass dann von oben ein Luftstoß nach unten in den geöffneten Sack 3 ausgegeben wird, der den offen gehaltenen Sack 3 zuverlässig und reproduzierbar nach unten bringt und auf der Bodenplatte 50 oder auf der Grundplattform 55 positioniert, wenn keine Bodenplatte 50 vorhanden sein sollte. Die Stärke des über eine oder mehrere Luftdüsen ausgegebenen Luftstoßes kann experimentell ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend zu einem Luftstoß kann auch eine mechanische Eindrückeinrichtung den Sackboden nach unten drücken. Gleichzeitig kann die Absaugung der Absaugöffnungen 34 etwas reduziert werden, um eine zuverlässige Absenkung des geöffneten Sacks 3 in der Sackaufnahmeeinheit 10 zu gewährleisten.
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6 zeigt einen Querschnitt durch den Aufnahmekasten 30 quer zu dem Querschnitt aus 5. Der Aufnahmekasten 30 wird über die seitlichen Haltelaschen 40 an der Haltereinrichtung 20 gehalten. Die manuelle Entriegelung 26 ist seitlich vorgesehen. Im unteren Bereich 31a liegt auf der Grundplattform 55 die Bodenplatte 50 auf, in der hier auch Absaugöffnungen 34 vorgesehen sind, die mit dem Absaugabschluss 51 unterhalb der Bodenplattform 55 gekoppelt sind. An den Absauganschluss wird ein hier nicht dargestellter Absaugschlauch angeschlossen.
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Erkennbar ist, dass jeweils eine Vielzahl von Absaugöffnungen 34 im unteren Bereich 31a, im mittleren Bereich 31b und im oberen Bereich 31c angeordnet ist. Die Absaugöffnungen in den unterschiedlichen Bereich 31a bis 31c können vorzugsweise separat angesteuert werden, wenn die gestrichelt eingezeichneten Trennstege 35a und 35b vorgesehen sind, die dann den Zwischenraum 31 in getrennte Luftkammern 37a, 37b und 37c unterteilt. Die Ansteuerung kann über separat ansteuerbare Ventile erfolgen.
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Möglich ist es aber auch, über die Anzahl und Art der Absaugöffnungen oder über deren Querschnitte oder über fest eingestellte Strömungsquerschnitte und Strömungswege ein bestimmtes Absaugprofil über der Höhe des Aufnahmekastens 30 zur Verfügung zu stellen.
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7 zeigt eine Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung 1, wobei die Behandlungsstation 44 sichtbar ist. An der Behandlungsstation 44 ist die Wägeeinheit 7 vorgesehen, mit der die separat ausgebildete Waagenplattform 56 und die darauf befindlichen Teile gewogen werden können. 7 zeigt dabei einen Zustand, der gerade nach Erreichen der Behandlungsstation 44 vorliegt. In diesem Moment ist der Aufnahmekasten 30 noch über die Arretiereinheit 24 fest mit der Haltereinrichtung 20 gekoppelt, sodass der Aufnahmekasten 30 hier nicht auf der Waagenplattform 56 aufsteht, sondern sich ein kleines Stück darüber befindet.
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Auf der Waagenplattform 56 liegt hier die Bodenplatte 50 auf, die in vertikaler Richtung frei gegenüber dem Aufnahmekasten 30 beweglich ist, die aber so hoch ausgebildet ist, dass die Bodenplatte 50 bei der Rotationsbewegung des Füllkarussells 2 von dem Aufnahmekasten 30 mitgenommen wird. Dadurch liegt eine gleitende Relativbewegung der Unterseite der Bodenplatte 50 und der Waagenplattform 56 bzw. der Grundplattform 55 vor, wenn der bewegliche Teil 6 weiter getaktet wird. Um eine bessere Überführung der Bodenplatte 50 von der Grundplattform 55 auf die Waagenplattform 56 bzw. beim nächsten Takt von der Waagenplattform 56 auf die Grundplattform 55 zu gewährleisten, ist an der Waagenplattform 56 eine Anlaufschräge 57 und es ist an der Grundplattform 55 eine Anlaufschräge 58 vorgesehen.
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Gestrichelt eingezeichnet ist in 7 ein offener Sack 3, der der besseren Sichtbarkeit beabstandet von der Innenwandung 35 eingezeichnet wurde. Praktisch legt sich der offene Sack 3 mit seiner Wandung fest an die Innenwandung 35 an. In dem offenen Sack 3 ist beispielhaft etwas Schüttgut 4 eingezeichnet.
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Die Grundplattform 55 ist höhenverstellbar und kann beispielsweise bis zu der gestrichelt eingezeichneten Linie 89 hoch oder noch höher verstellt werden, um entsprechende Aufnahmekästen 30 an den Behandlungsstationen 41 bis 48 zu montieren. Nach dem Austausch können Säcke mit entsprechend kleineren Volumina gefüllt werden.
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8 zeigt eine vergrößerte Detailansicht eines Aufnahmekastens 30 an der Waagenstation 44, wobei der Aufnahmekasten 30 in der hier abgesenkten Entkopplungsposition 76 eingezeichnet ist. Zur Entkoppelung wird der Spannkegel 27 der Arretiereinheit 24 ausgefahren, sodass sich der an den Haltelaschen 40 zuvor hochgezogene Aufnahmekasten 30 absenkt und auf der Waagenplattform 56 an der Waagenstation 44 aufsteht. Durch das Ausfahren der Hubeinheit bzw. Arretiereinheit 24 wird eine gewichtsmäßige Entkoppelung des Aufnahmekastens 30 von dem zugehörigen Füllplatz bzw. der zugehörigen Haltereinrichtung 20 erzielt. Dadurch kann das bislang in den Sack 3 abgefüllte Gewicht sehr genau ermittelt werden.
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Um das Absenken des Aufnahmekastens relativ zum gefüllten Sack zu erleichtern, kann an der Waagenstation die Verbindung des Absaugkanals 23 und des Absaugstutzens 38 unterbrochen werden, um eine Relativbewegung zwischen Sack und Aufnahmekasten zu ermöglichen. Auch wenn sich der Aufnahmekasten nicht vollständig absenkt, ruht der Aufnahmekasten über Reibschluss gemeinsam mit dem Sack auf der Waagenplattform 56, was in der beschriebenen Form zu einer genauen Wiegung gemäß dem Bruttoverfahren führt.
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Sollte sich in dem Zwischenraum 37 beispielsweise abzufüllendes Schüttgut sammeln, so kann bei Bedarf die Wartungsklappe 39 geöffnet werden, um den Zwischenraum 37 zu entleeren und gegebenenfalls zu reinigen.
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Insgesamt werden mit der Erfindung eine vorteilhafte Vorrichtung und ein vorteilhaftes Verfahren zur Verfügung gestellt, womit eine einfache und effektive Übergabe zu füllender und noch leerer offener Säcke an eine Füllstation ermöglicht wird. Der Boden des offenen Sacks 3 wird durch Schwerkraft bedingt und durch die Absaugung unterstützt in den Aufnahmekasten 30 hineintransportiert. Durch die Absaugung an den Absaugöffnungen 34 legt sich die Sackwandung formschlüssig an den Aufnahmekasten 30 an, sodass sich schon vor der Füllung eine ideale und gewünschte Form des offenen Sacks 3 ergibt. Dadurch wird eine effektive und materialsparende Füllung erreicht. Außerdem wird eine optisch ansprechende Form des gefüllten offenen Sacks 3 gewährleistet. Zudem wird ein sicheres Eintauchen der Staubhaube 87 in den Aufnahmekasten 30 und insbesondere sogar in den geöffneten Sack 3 ermöglicht.
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Die Aufnahmekästen 30 führen die zu füllenden offenen Säcke 3 während des Transports mit dem beweglichen Teil 6 zuverlässig. Zur besseren Verwiegung wird der Aufnahmekasten 30 an der Waagenstation in eine Entkoppelungsstellung verbracht, um dort das noch abzufüllende Gewicht zu ermitteln und insbesondere im Feinstrom den noch fehlenden Teil in den offenen Sack gesteuert einzufüllen. Es sind verschiedene Stationen vorgesehen, an denen eine Verdichtung des abgefüllten Materials erfolgt. Dabei kann sowohl von unten gerüttelt werden als auch von oben eine Vakuumlanze oder eine Rüttellanze oder dergleichen in den geöffneten offenen Sack 3 eintauchen, um eine effektive Entlüftung und somit Verdichtung zu bewirken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abfüllmaschine
- 2
- Füllkarussell
- 3
- offener Sack
- 4
- Schüttgut
- 5
- feststehender Teil
- 6
- beweglicher Teil
- 7
- Wägeeinheit
- 8
- Drehachse
- 9
- Entlüftungskanal
- 10
- Sackaufnahmeeinheit
- 11–18
- Füllplatz
- 19
- Antrieb
- 20
- Haltereinrichtung
- 21–22
- Haltearm
- 23
- Absaugkanal
- 24
- Arretiereinheit
- 25
- Abdeckhaube
- 26
- Entriegelung
- 27
- Spannkegel
- 28
- Detektor
- 29
- Hub
- 30
- Aufnahmekasten
- 31b
- mittlerer Bereich
- 31c
- oberer Bereich
- 32
- oberes Ende
- 33
- unteres Ende
- 34
- Absaugöffnung
- 35
- Innenwandung
- 35a
- Trennsteg
- 35b
- Trennsteg
- 36
- Außenwandung
- 37
- Luftkammer
- 37a
- Luftkammer
- 37b
- Luftkammer
- 37c
- Luftkammer
- 38
- Absaugstutzen
- 39
- Wartungsklappe
- 40
- Haltelasche
- 41–48
- Behandlungsstation
- 50
- Bodenplatte
- 51–52
- Absauganschluss
- 53
- Gleitmanschette
- 54
- Erkennungseinheit
- 55
- Grundplattform
- 56
- Waagenplattform
- 57
- Anlaufschräge
- 58
- Anlaufschräge
- 60
- Übergabestation
- 61
- Schwenkarm
- 62
- Aufnahmekasten
- 63
- Schwenkposition
- 64
- Schwenkposition
- 65
- Koppelstange
- 66
- Antrieb
- 70
- Sackquelle
- 71
- Folienrolle
- 72
- Folienbahn
- 31
- Aufnahmeraum
- 73
- Formschulter
- 31a
- unterer Bereich
- 75
- Arretierposition
- 76
- Entkopplungsposition
- 79
- Feder
- 80
- Zwischensilo
- 81
- Motor für Turbine
- 82
- Turbine
- 83
- Stelleinheit
- 84
- Verdichtungsantrieb
- 85
- Höhenverstellung
- 86
- Füllrohr
- 87
- Staubhaube
- 88
- Schlauchanschluss
- 89
- höhere Position
