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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zum
Abfüllen
eines Schüttgutes
gemäß der im
Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art sowie von
einem Verfahren zum Abfüllen
eines Schüttgutes
gemäß der im
Oberbegriff des Patentanspruches 6 näher definierten Art aus.
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Eine Vorrichtung der einleitend genannten Art
ist aus der Praxis bekannt und dient zum Abfüllen eines Schüttgutes,
beispielsweise von Kaffee, Mehl, Zucker oder dergleichen, in einen
z. B. beutelartigen Schüttgutbehälter. Bei
einem hiermit durchgeführten Abfüllvorgang
wird das betreffende Schüttgut
aus einem Schüttgutvorratsbehälter mittels
einer Fülldüse über eine
an der Oberseite des Schüttgutbehälters angeordnete
Einfüllöffnung in
den Schüttgutbehälter gefördert. Das
Einfüllen
erfolgt bei Stillstand des Schüttgutbe hälters. Die
Dosierung erfolgt in der Regel über
die Steuerung einer das Schüttgut
fördernden
Fördereinrichtung,
wie z. B. eines Schneckendosierers. Nach dem Einfüllvorgang
erfolgt üblicherweise
eine Verdichtung des Schüttgutes
auf einer Rüttelstrecke.
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Eine solche Vorrichtung und ein solches
Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß sich der Abfüllvorgang
als aufwendig und langwierig erweist.
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Vorteile der
Erfindung
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abfüllen eines
Schüttgutes
mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, welche Vorrichtung
eine Verdichtungseinrichtung für
das Schüttgut
aufweist, die in den Schüttgutbehälter zu einem
Einfördervorgang
eintauchbar ist, hat den Vorteil, daß eine Verdichtung des Schüttgutes
beim Einfüllen
in den Schüttgutbehälter möglich ist,
so daß eine
Nachverdichtung auf einer aufwendigen und teueren Rüttelstrecke
entfallen kann oder die Rüttelstrecke
zumindest verkürzt
ausgeführt
sein kann.
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Durch den Wegfall bzw. die Verkürzung der Rüttelstrecke
ergibt sich auch eine kürzere
Transportzeit für
den Schüttgutbehälter, was
wiederum eine höhere
Taktzahl bei der Abfüllung
des Schüttgutes
möglich
macht.
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Des weiteren kann der Schüttgutbehälter aufgrund
der permanenten Vorverdichtung mit einer niedrigeren Bauhöhe ausge führt sein,
da das Schüttgut
im Vergleich zu bisherigen Lösungen
eine niedrigere Füllhöhe hat.
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Des weiteren führt das verdichtete, in den Schüttgutbehälter eingefüllte Schüttgut im
Vergleich zu bekannten Lösungen,
bei denen das Schüttgut
zunächst
unverdichtet in dem Schüttgutbehälter angeordnet
ist, bei trockenen und besonders bei pulverförmigen Schüttgütern zu einer erheblichen Staubreduzierung,
insbesondere bei einem Anheben des Schüttgutbehälters. Vorteilhaft ist dabei,
daß die oberste
Schüttgutschicht
durch die permanente Verdichtung nicht mehr wie bei bekannten Lösungen auf einem
Luftpolster aufliegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt die Verdichtungseinrichtung
mindestens eine, vorzugsweise zwei biegeelastische Wände bzw.
Platten, auf denen jeweils ein Schwingungsaktuator angeordnet ist.
Die Verdichtung erfolgt dann derart, daß die beispielsweise quadratische
oder rechteckige biegeelastische Platte in den Schüttgutbehälter, der
beispielsweise ein Folienbeutel ist, eingetaucht und mittels des Schwingungsaktuators
in Schwingung versetzt wird, wodurch eine Verdichtung des bereits
in den Schüttgutbehälter eingefüllten und
an die biegeelastische Platte grenzenden Produkts erfolgt.
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Der Schwingungsaktuator ist beispielsweise aus
einem piezoelektrischen Bauelement gebildet, welches über einen
Wechselspannungsgenerator in Schwingungen versetzt wird. Es ist
jedoch auch denkbar, daß der
Schwingungsaktuator aus einem elektrischen oder pneumatischen Sensor
besteht.
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Die Verdichtungseinrichtung ist vorzugsweise
in Richtung des Eintauchens in den Schüttgutbehälter verschiebbar ausgebildet.
Dadurch kann der Schüttgutbehälter auf
einer Fördereinrichtung
angeordnet sein und ohne vertikale Translation befällt werden,
wobei gleichzeitig die Verdichtungseinrichtung in den Schüttgutbehälter eingetaucht
angeordnet ist, so daß eine
Verdichtung des in den Schüttgutbehälter eingefüllten Schüttgutes
erfolgen kann.
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Um eine hohe Taktzahl beim Abfüllen von Schüttgut in
Schüttgutbehälter zu
erreichen, können die
Fülldüse und die
Verdichtungseinrichtung in Förderrichtung
des Schüttgutbehälters beweglich
ausgebildet sein. Dadurch kann ein Abfüllen des Schüttgutes
erfolgen, während
der Schüttgutbehälter auf der
Fördereinrichtung
bewegt wird. Ein Stillstand des Behälters ist zum Abfüllen nicht
mehr erforderlich.
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Die Erfindung hat auch ein Verfahren
zum Abfüllen
eines Schüttgutes
zum Gegenstand, bei dem das Schüttgut
mittels einer Fülldüse in einen Schüttgutbehälter eingefördert wird.
Damit eine Nachverdichtung des Schüttgutes nach dem Einfüllen in
den Schüttgutbehälter zumindest
teilweise entfallen kann, wird das Schüttgut während des Einförderns in
den Schüttgutbehälter verdichtet.
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Das Verfahren nach der Erfindung
ist vorzugsweise derart ausgeführt,
daß zu
Beginn des Einförderns
des Schüttgutes
in den Schüttgutbehälter die
Verdichtungseinrichtung in den Schüttgutbehälter eingetaucht wird, anschließend die
Verdichtungseinrichtung, die aus einer rechteckigen oder qua dratischen
biegeelastischen Platte mit einem Schwingungsaktuator bestehen kann,
in Schwingungen versetzt wird, die auf das Schüttgut übertragen werden, so daß dieses
direkt bei dem Einfördern
in den Schüttgutbehälter verdichtet
wird. Nach dem Einbringen der Sollmenge an Schüttgut in den Schüttgutbehälter wird
die Verdichtungseinrichtung aus dem Schüttgutbehälter gezogen. Hierbei bleibt
der Schwingungsaktuator betätigt.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte
Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung,
der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach
der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt
und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
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1 eine
Prinzipskizze einer Vorrichtung nach der Erfindung während des
Eintauchen einer Verdichtungseinrichtung in einen Schüttgutbehälter;
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2 die
Vorrichtung nach 1 mit
eingetauchter Verdichtungseinrichtung;
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3 die
Vorrichtung nach 1 mit
betätigter
Verdichtungseinrichtung; und
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4 die
Vorrichtung nach 1 beim
Herausziehen der Verdichtungseinrichtung aus dem Schüttgutbehälter.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung 10 zum Abfüllen eines
Schüttgutes 12 in
einen aus einem Beutel gebildeten Schüttgutbehälter 14 dargestellt. Das
Schüttgut 12 ist
ein trokkenes, pulverförmiges Produkt,
wie beispielsweise Kaffee, Zucker, Mehl, Zement, Gips oder dergleichen.
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Die Vorrichtung 10 zum Abfüllen des
Schüttgutes 12 umfaßt eine
Fülldüse 16,
die mit einer hier nicht näher
dargestellten Förderleitung
verbunden ist, welche wiederum zu einem Schüttgutvorratsbehälter führt. Die
Fülldüse 16 ist
oberhalb einer Einfüllöffnung 18 des
Beutels 14 angeordnet.
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Des weiteren umfaßt die Vorrichtung 10 eine Verdichtungseinrichtung
für das
Schüttgut 12,
welche aus zwei rechtekkigen, im wesentlichen planparallel angeordneten,
biegeelastischen Stahlblechen 20 und 22 besteht,
auf denen jeweils ein piezoelektrisches Bauelement 24 bzw. 26 appliziert
ist. Die Stahlbleche bzw. Platten 20 und 22 sind
im wesentlichen parallel zur Längsachse
der Fülldüse 16 ausgerichtet.
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Zum Befüllen des Beutels 14 mit
dem Schüttgut 12 wird
der Beutel 14 unterhalb der Fülldüse 16 angeordnet,
so daß die
aus den Platten 20 und 22 bestehende Verdichtungseinrichtung
an den Rändern
des Beutels 14 angeordnet ist, wie 1 zu entnehmen ist.
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Anschließend werden die Platten 20 und 22 in
den Beutel 14 eingetaucht, so daß diese entsprechend der Darstellung
in
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2 eine
seitliche Begrenzung für
das Füllvolumen
des Beutels 14 bilden.
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Um die Platten 20 und 22 in
den Beutel 14 eintauchen zu können, sind diese in Eintauchrichtung mittels
eines an sich bekannten Mechanismus verschiebbar ausgeführt, wie
in 1 mit einem Pfeil
X angedeutet ist. Denkbar ist es natürlich auch, daß die Platten 20 und 22 ortsfest
angeordnet sind und der Beutel über
die Platten 20 und 22 gezogen wird.
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Nach dem Eintauchen der Platten 20 und 22 in
den Beutel 14 werden diese in eine in 3 mit Pfeilen Y angedeutete Transversalschwingung
versetzt, und zwar dadurch, daß an
die piezoelektrischen Bauelemente 24 und 26 mittels
eines Wechselspannungsgenerators eine Wechselspannung angelegt wird.
Durch diese Schwingungen wird das in den Beutel 14 eingefüllte Schüttgut 12 verdichtet,
wie in 3 angedeutet
ist.
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Nachdem die gewünschte Sollmenge an Schüttgut 12 in
den Beutel 14 eingefüllt
wurde, wird die Zufuhr von Schüttgut über die
Fülldüse 16 gestoppt
und die aus den Platten 20 und 22 bestehende Verdichtungseinrichtung
in Richtung eines in 4 dargestellten
Pfeils Z aus dem Beutel 14 herausgezogen. Hierbei bleibt
die Wechselspannung an den piezoelektrischen Bauelementen 24 und 26 angelegt, so
daß die
Platten 20 und 22 weiterhin eine Transversalschwingung
Y ausführen.
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Die in den 1 bis 4 dargestellte
Befüllung des
Beutels 14 mit dem Schüttgut 12 erfolgt
bei auf einer Fördereinrichtung
bewegtem Beutel 14, d. h. mit mitlaufender Fülldüse 16 und
mitlaufender Verdichtungseinrichtung 20, 22. Alternativ
kann die Befüllung
natürlich
auch bei Stillstand des Beutels 14 und der Fülldüse 16 sowie
der Platten 20 und 22 erfolgen.
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Im vorliegenden Anwendungsbeispiel
ist der Schüttgutbehälter 14 aus
einem Folienbeutel gebildet. Er kann aber auch aus einem Papierbeutel
bzw. -sack oder einer Dose oder dergleichen bestehen.
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In einer weiteren Ausführung kann
zusätzlich ein
gegebenenfalls plattenförmiges,
piezoelektrisches Bauelement unter dem Schüttgutbehälter bzw. Beutel angeordnet
sein. Dieses piezoelektrische Bauelement bewirkt bei Beaufschlagung
mit Wechselspannung eine zusätzliche
Verdichtung des in den Beutel eingeförderten Schüttgutes.
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Des weiteren kann es auch vorgesehen
sein, daß der
Schüttgutbehälter während des
Einfördervorganges
vertikal bewegt wird.