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Schneckendosiermaschine Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung
des Dosierschneckenantriebs in Schneckendosiermaschinen.
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Bei den bekannten Schneckendosiermaschinen erfolgt der taktweise
Antrieb der Dosierschnecken von einem kontinuierlich umlaufenden Motor her über
eine Kupplung, beispielsweise eine Reibungskupplung, die zeitlich oder in Abhängigkeit
von der gewünschten Anzahl von Schneckenumdrehungen gesteuert wird. Bei einer zeitlichen
Steuerung bewirkt der beim Kuppeln auftretende Schlupf zwischen treibendem und getriebenem
Kupplungsteil erfahrungsgemäß eine nicht in jedem Falle konstante Anzahl von Schneckenumdrehungen
je Dosierung, so daß die Gewichte der abgefüllten Mengen mehr oder weniger große
Differenzen aufweisen. Man ging deshalb dazu über, die Kupplung für die Dosierschnecke
in Abhängigkeit von der gewünschten Drehzahl derselben zu steuern, was über eine
an die Schneckenwelle angeschlossene Zähleinrichtung erfolgt. Diese Ausführungsform
benötigt jedoch einen großen technischen Aufwand und ist dadurch verhältnismäßig
kostspielig.
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Um diese Nachteile bei Schneckendosiermaschinen auszuschalten, ist
nunmehr gemäß dem wesentlichen Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß jeder Kupplung
der Dosierschnecken eine zwangläufig steuerbare Synchronisiereinrichtung zugeordnet
ist, welche vor dem Eingreifen der angetriebenen und anzutreibenden Kupplungsteile
entweder den mit der Schnekkenwelle verbundenen Kupplungsteil in bekannter Weise
bis auf die Antriebsdrehzahl beschleunigt, oder den mit dem Antrieb verbundenen
anderen Kupplungsteil bis zum Stillstand oder nahezu zum Stillstand verzögert.
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Mittels einer solchen Synchronisiereinrichtung wird einmal erreicht,
daß z. B. eine Reibungskupplung nur noch durch geringe oder gar keine Drehzahldifferenzen
zwischen getriebenen und treibenden Teilen belastet wird und somit auch kein nennenswerter
Schlupf entsteht. Diese Synchronisiereinrichtung ermöglicht jedoch außerdem auch
die Verwendung von formschlüssigen Kupplungen, die man bisher infolge ihres harten
Eingriffs nur selten verwendet hat. Der neue synchronisierte Antrieb der Erfindung
ermöglicht damit sowohl für form- wie auch für kraftschlüssig arbeitende Kupplungen
die Verwendung einfacher Zeitsteuerungen, ohne daß deren obengenannten Nachteile
in Kauf genommen werden müssen.
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Es ist zwar nicht mehr neu, zur Verhinderung von Stößen beim Zusammenkuppeln
von umlaufenden Getriebewellen den Kupplungsvorgang erst im Augenblick des Gleichlaufs
der Wellen vorzunehmen. Es
handelt sich jedoch in diesem Fall um eine Vorrichtung
zum selbsttätigen Einrücken von Klauenkupplungen, die zur Verbindung von zwei sich
gleichsinnig drehenden Wellen dienen, insbesondere für Schiffsmaschinen, mit der
erreicht werden soll, daß der Kupplungsvorgang erst in dem Augenblick vor sich geht,
wenn die Klauen der einen Kupplungshälfte sich mit den zugeordneten Lücken der anderen
Kupplungshälfte decken. Ein Gleichlauf der Wellen ist nicht vorgesehen, da die bekannte
Einrichtung nicht arbeitet, wenn beide Kupplungshälften die gleichen Drehzahlen
haben. Bei Schneckendosiermaschinen kommt es dagegen darauf an, den Schlupf beispielsweise
einer Reibungskupplung beim Einkuppeln entweder möglichst zu verhindern oder aber
möglichst konstant zu halten. Nur dann kann das Ziel der Erfindung erreicht werden,
bei zeitabhängiger Steuerung der Dosierschnecke eine ausreichende Genauigkeit der
abgemessenen Füllmengen zu erreichen, wobei die Erfindung davon ausgeht, daß das
genaue Konstanthalten des Schlupfes praktisch unmöglich ist, man also den Schlupf
auf ein praktisch vernachlässigbares Minimum begrenzen muß. Diese Aufgabenstellung
ist auch nicht bei Kraftfahrzeuggetrieben vorgesehen, bei denen zur Erzielung eines
Gleichlaufs der treibenden und angetriebenen Wellen vor dem Zusammenkuppeln den
Kupplungen eine Synchronisationseinrichtung zugeordnet ist. Beim Kraftfahrzeuggetriebe
wird überhaupt erst durch die Synchronisiereinrichtung das Einkuppeln der zwischen
den einzelnen Zahnradsätzen angeordneten Kupplungen störungsfrei ermöglicht, wobei
der Begriff des Schlupfes in keiner Weise in Erscheinung tritt. Bei einer Schnekkendosiermaschine
wird
demgegenüber mit der Synchronisiereinrichtung der Erfindung erreicht, daß der die
Meßgenauigkeit beeinflussende Schlupf zwischen den Kupplungsteilen ausgeschaltet
wird. Dieser Vorteil ergibt sich dadurch, daß dem betreffenden Kupplungsteil mittels
der zwangläufig arbeitenden Synchronisiereinrichtung eine bei jedem Kupplungsvorgang
gleich große positive oder negative zusätzliche Drehbewegung erteilt wird, die dem
Kupplungsteil vorübergehend die Drehzahl des Gegenstücks verleiht.
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Diese »Anlaufbewegung« bildet also einen konstanten Anteil der das
Abfüllvolumen bestimmenden Dosierdrehzahl der Schnecke und beeinflußt somit die
Abmeßgenauigkeit nicht, im Gegensatz zu beispielsweise einer Reibungskupplung ohne
Synchronisiereinrichtung, bei der der Schlupf bekanntlich dazu benutzt wird, um
eine allmähliche Anpassung der Umlauf geschwindigkeiten der Kupplungsteile zu erzielen.
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Besondere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand schematischer Zeichnungen.
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Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schneckendosiermaschine
mit umlaufenden Dosiervorrichtungen; Fig. 2 ist ein Teilschnitt gemäß Linie A-A
der Fig. 1; Fig. 3 und 4 sind weitere Ausführungsbeispiele für den Antriebsteil
von Dosierschnecken im Querschnitt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind mehrere aus Dosierschnecke
1, Füllstutzen 2 und Trichter 3 bestehende Schneckendosiervorrichtungen kreisförmig
an einer kontinuierlich umlaufender Trommel 4 angeordnet. Die Trommel 4 ist gleichachsig
zur Umlenktrommel 5 einer ebenfalls stetig umlaufenden Fördereinrichtung bekannter
Art angeordnet, welche die zu füllenden Verpackungsbehälter P der Maschine fortlaufend
zuführt. Das abzufüllende Gut gelangt durch ein zentrales Zuführrohr 40 in die Trommel
4 und von dort aus in die Trichter 3 zu den Dosierschnecken 1.
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Der zum Abfüllen und Abmessen der gewünschten Füllgutmengen erforderliche
Antrieb der Dosierschnecken 1 erfolgt mittels der umlaufenden Trommel 4 und einen
ortsfest am Maschinengestell 6 angeordneten Zahnkranz 7 über - je Dosiervorrichtung
- ein Zahnrad 8, eine Klauenkupplung 9, 10 sowie weitere miteinander kämmende Zahnräder
11, 12 auf die Welle 13 der betreffenden Dosierschnecke 1. Der treibende Teil 9
der genannten Kupplung ist auf einer mit dem getriebenen Teil 10 dieser Kupplung
gemeinsamen Achse 14 axial verschiebbar gelagert und wird von einem ortsfest am
Maschinengestell 6 angebrachten Kurvenring 15 über einen mit einer Rolle 16 versehenen
Hebel 17 gesteuert, welcher an der Trommel 4 schwenkbar gelagert ist und an einem
in einer Muffe 18 des verschiebbaren Kupplungsteils 9 gelagerten Gleitring 19 angreift.
Das Einkuppeln erfolgt unter der Wirkung einer Zugfeder 20, die den Hebel 17 und
damit den zugeordneten Kupplungsteil 9 im Verlauf des niedrigen Teils des Kurvenringes
15 auf der Abfüllstrecke nach unten zieht und mit dem Kupplungsteil 10 in Eingriff
bringt.
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Damit das Einkuppeln der beiden Kupplungsteile 9 und 10 stoßfrei
und ohne Auftreten von Schlupf oder Rutschen erfolgen kann, erhält der vor dem Einkuppeln
stillstehende Kupplungsteil 10 und damit auch die ebenfalls in Ruhe befindliche
Dosierschnecke 1 bereits vor dem Einsetzen des Kupplungsvorgangs
eine der Umiaufzahl
des treibenden Kupplungsteils 9 angepaßte Umlaufbewegung. Zu diesem Zweck ist der
getriebene Kupplungsteil 10 über einen Freilauf 21 mit einem Hebel 22 verbunden,
der eine Rolle 23 hält, so daß diese Rolle 23 beim Umlauf der Trommel 4 auf den
erhöhten Teil einer Kurvenschiene 24 (Fig. 2) aufläuft und derart dem Hebel 22 eine
Schwenkbewegung erteilt wird. Diese Schwenkbewegung wird über den in diesem Drehsinn
sperrenden Freilauf 21 auf den getriebenen Kupplungsteil 10 übertragen, so daß bei
nur geringer Relativbewegung der beiden Kupplungsteile 9 und 10 gegeneinander ein
stoßfreies und außerdem genau geregeltes Einrücken der Kupplung 9, 10 erzielt wird.
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Um ein Abfüllen bei fehlendem Verpackungsbehälter P zu vermeiden,
ist vorgesehen, daß die Kurvenschiene 24 aus dem Bereich der Rollen 23 der Hebel
22 herausschwenkbar ist. Außerdem ist es zu diesem Zweck möglich, den Hebel 17 für
das Einrücken des Kupplungsteiles 9 entgegen der Kraft der Zugfeder 20 mittels eines
nicht dargestellten verschwenkbaren Anschlages zu sperren.
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Die Größe der durch die Schwenkbewegung der Hebel 22 eingeleiteten
Umlaufzahl der zunächst noch stillstehenden Kupplungsteile 10 kann für höhere Drehzahlen
dieses umlaufenden Kupplungsteiles noch dadurch gesteigert werden, daß zwischen
jeden Hebel 22 und zugeordneten Kupplungsteil 10 ein geeignetes Übersetzungsgetriebe
eingeschaltet wird.
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Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4 erfolgt das Synchronisieren
durch die Einrückbewegung der axial verschiebbaren treibenden Kupplungsteile 26
bzw. 27 selbst. Zu diesem Zweck sitzt jeder Kupp lungsteil 26 bzw. 27 auf einem
zugeordneten Schraubenstück 29 bzw. 30 und ist mit einem entsprechenden Muttergewinde
versehen.
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Im einzelnen erhält beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 der getriebene
Kupplungsteil 26 bei seiner Abwärtsbewegung auf der mit der in üblicher Weise abgebremsten
Dosierschneckenwelle verbundenen und damit noch stillstehenden Schraube 29 eine
sich steigernde Drehbewegung, wird anschließend mit dem treibenden Kupplungsteil
31 formschlüssig verbunden und überträgt dann die Drehbewegung über die Schraube
29 auf die unmittelbar mit letzterer verbundene Dosierschneckenwelle 13. Demgegenüber
wird beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 die Umlaufbewegung des treibenden Kupplungsteils
27 durch die Einrückbewegung auf der Schraube 30 zunächst verzögert, bis seine Klauen
oder Zähne mit denen des vorerst noch stillstehenden Kupplungsteils 32 gerade ineinandergreifen,
und dann durch eine Verlangsamung der Einrückbewegung wieder gemeinsam mit dem anlaufenden
Kupplungsteil 32 auf die Betriebsdrehzahl der Förderschnecke beschleunigt. Der Antrieb
der Dosierschneckenwelle 13 erfolgt dabei über eine Antriebswelle 33, mit welcher
die Schraube 30 fest verbunden ist.
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Gegenüber den in den Ausführungsbeispielen verwendeten Klauen- oder
Zahnkupplungen können mit demselben Ergebnis auch Reibungskupplungen Verwendung
finden. Hierbei tritt dann infolge der Synchronisierung der beim Kuppeln normalerweise
vorhandene Schlupf nicht auf, so daß auch hier eine hohe Abmeßgenauigkeit erzielt
wird.
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Ergänzend wird bemerkt, daß die erfindungsgemäße Synchronisierung
ohne weiteres auch bei einer stationären Schneckendosiervorrichtung vorgesehen
werden
kann, wobei die Bewegungen zum Eingreifen der Kupplungsteile ineinander und zum
Erzeugen der Anlaufdrehung dann zweckmäßig von umlaufenden Kurvenscheiben abgeleitet
und gesteuert werden.