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Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiermaschine für körniges,
viskoses oder pastenförmiges Gut, bestehend aus einem Dosierförderer mit einem Trog
und einer rotierenden Schnecke sowie einem Antriebsaggregat für den Dosierförderer,
wobei das Antriebs aggregat über eine Freilaufkupplung mit dem Dosierförderer verbunden
ist Dosiermaschinen des vorstehend beschriebenen Aufbaus sind bekannt (vgl. deutsche
Patentschrift 500 498 und französische Patentschrift 429 496). Bei diesen bekannten
Dosiermaschinen erfolgt der Antrieb der Schneckenwelle über einen Klinkentrieb,
der gleichzeitig die Freilaufkupplung darstellt.
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Gleichzeitig wird der Schneckenwelle und damit der Schnecke eine in
ihrer- Achsrichtung hin- und hergehende Bewegung dadurch erteilt, daß über einen
Kurbeftrieb od. dgl. ein am Maschinengestell angelenkter Schwenkhebel in Richtung
der Schneckenwelle hin und her verstellt wird und dieser über Kulissen oder Langlochführungen
und ein zugeordnetes Lager an einem Bund zugeordneten Anschlägen an der Schneckenwelle
angreift. Das führt zu einer Vielzahl von einander zugeordneten Hebelanordnungen.
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Darüber hinaus ist ein Antriebsmotor mit zugeordnetem Getriebe erforderlich.
Der Aufbau ist somit kompliziert und störanfällig. Im übrigen ist die Dosierung
(als aufgegebene oder dosierte Menge pro Zeiteinheit) durch die Konstruktion festgelegt
und nicht einfach sowie unabhängig vom zu dosierenden Gut in weiten Grenzen einstellbar.
Das wird jedoch in der modernen Verfahrenstechnik und Chemie häufig verlangt.
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Bei einer anderen Dosiermaschine ist es bekannt (vgl. deutsche Auslegeschrift
1 126 804), den Antrieb aus Antriebsmotor mit Getriebe über eine Kardanwelle an
die Schneckenwelle anzuschließen und den Dosierförderer schwingungsfähig zu lagern,
wobei dem Dosierförderer über einen Schwingmagneten zusätzliche Schwingungen erteilt
werden. Auch bei dieser bekannten Konstruktion sind einerseits zu Erteilung der
Drehbewegung der Schneckenwelle und andererseits zur Axialverschiebung der Schneckenwelle
zwei getrennte Antriebe vorgesehen. Insbesondere ist auch bei dieser Ausführungsform
die Dosierung nicht in weiten Grenzen einstellbar. Darüber hinaus ist der bauliche
Aufwand erheblich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiermaschine des
eingangs beschriebenen Aufbaus in einfachster Weise so zu gestalten, daß bei wesentlicher
Vereinfachung des Antriebs unabhängig vom zu dosierenden Gut mit hoher Dosiergenauigkeit
gearbeitet werden kann und insbesondere die Dosierung ohne Schwierigkeiten in weiten
Grenzen einstellbar ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Antriebsaggregat
in an sich bekannter Weise aus einem Schwingmagneten besteht und die Freilaufkupplung
mit einer oder mehreren der Anzugskraft des Schwingmagneten entgegenwirkenden Rückstellfedern
ausgerüstet ist und die Federn und die Massen des aus dem Dosierförderer mit der
Freilaufkupplung und den Rückstellfedern bestehenden System eine der Antriebsfrequenz
entsprechende Eigenfrequenz aufweisen.
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Schwingmagnet bezeichnet im Rahmen der Erfindung einen elektromagnetisch
erregten Einzelmagneten oder Magnetsysteme, deren Anzugskraft periodisch schwankt,
wobei die Erregung durch die Fre-
quenz des erregenden Wechselstroms bestimmt oder
über einfache Unterbrecher oder vorgeschaltete Schwingkreise gesteuert ist und die
Feldstärke, z. B. durch Beeinflussung der Stromstärke der Erregung, wählbar ist.
Nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung greifen an der Freilaufkupplung zusätzliche
Speicherfedern an. Die Anordnung solcher Federn macht aus der erfindungsgemäßen
Dosiermaschine eine Schwingmaschine, bei der ohne weiteres die Möglichkeit besteht,
die Federn und die Massen des Systems aus Dosierförderer und Freilaufkupplung mit
Rückstell- und Speicherfedern auf Resonanzbetrieb abzustimmen. Das ist dann vorteilhaft,
wenn die erfindungsgemäße Dosiermaschine hauptsächlich für ein spezielles Dosierproblem
auszulegen ist. Im übrigen kann die Frequenz den speziellen Verhältnissen angepaßt
werden, wobei nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Anordnung so getroffen
ist, daß der Schwingungsmagnet mit einer Steuervorrichtung für die Amplitude ausgerüstet
ist. Die Freilauflcupplung besteht zweckmäßig in bekannter Weise aus einem Kupplungsgehäuse
mit den Schwingmagneten zugeordnetem Anker, am Kupplungsgehäuse und in einem Kupplungsring
geführten Kugeln oder Rollen sowie an den Kupplungsring angeschlossener Antriebswelle,
die auf dem Dosierförderer arbeitet. Ferner können den Kugeln oder Rollen der Freilaufkupplung
entgegen der Freilaufrichtung wirkende Andrückfedern zugeordnet sein. Zweckmäßig
ist die Steuervorrichtung für den Schwingmagneten als Regeltransformator ausgebildet.
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Ein anderer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß die Steuervorrichtung
für den Schwingmagneten als Potentiometer im Eingangskreis des Schwingmagneten ausgebildet
ist. Im übrigen kann der Dosierförderer als Dosierrinne mit darin rotierender Dosierschnecke
ausgebildet sein und die Freilaufkupplung über ein zwischengeschaltetes Getriebe
auf die Dosierschnecke arbeiten.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die
Freilaufkupplung über Lenkerfedern an den dem Schwingmagneten zugeordneten Anker
angeschlossen und dieser mit als Blattfederpakete ausgebildeten Speicherfedern schwingungsfähig-
gelagert ist. Zwischen Freilaufkupplung und Dosierschnecke kann eine Rücklaufsperre
angeordnet sein. Ferner empfiehlt es sich, daß der Schwingmagnet als Gegenschwingmasse
zum schwingenden Anker im Sinne eines Massenausgleichs eingesetzt und wie der Anker
mit als Blattfederpakete ausgebildeten Speicherfedern schwingungsfähig gelagert
ist. Hierzu können an dem Anker und an dem Schwingmagneten zusätzliche Massen angebracht
sein.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin
zu sehen, daß die erfindungsgemäße Dosiermaschine, unabhängig vom zu dosierenden
Gut, mit hoher Dosiergenauigkeit arbeitet und die Einstellung der Dosierung in sehr
weiten Grenzen möglich ist. Darüber hinaus ist der Antrieb gegenüber den bekannten
Ausführungsformen wesentlich vereinfacht und damit weniger störanfällig und insbesondere
mit einem geringeren Platzbedarf verbunden.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt in schematischer Darstellung
Fig.
1 die Ansicht eines Antriebsaggregats für eine Dosiermaschine, F i g. 2, 3 eine
andere Ausführungsform eines solchen Antriebsaggregats, F i g. 4 die Seitenansicht
einer Dosiermaschine, F i g. 5 eine Ansicht des Gegenstandes nach F i g. 4 aus Richtung
des Pfeiles A und Fig. 6 eine weitere Ausführungsform nach Fig. 5.
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Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Antriebsaggregate 2 sind für
Dosiermaschinen bestimmt, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau bestehen aus einem
Dosierfördererl und eben dem Antriebsaggregat 2.
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Das Antriebsaggregat 2 besteht dabei aus zumindest einem Schwingmagneten
3, der über eine Freilaufkupplung 4 auf den Dosierförderer 1 arbeitet. Im Ausführungsbeispiel
und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Schwingmagnet 3 mit einer
Steuervorrichtung für Amplitude und/oder Frequenz ausgerüstet. Im übrigen ist in
der Ausführungsform nach Fig. 1 die Freilaufkupplung 4 mit einer Riickstellfeder5,
welche der Anzugskraft des Schwingmagneten 3 entgegenwirkt, versehen. Zusätzlich
können, wie die F i g. 2 und 3 erläutern, der Freilaufkupplung 4 eine oder mehrere
Speicherfedern 6 zugeordnet sein. Auch kann an Stelle eines einzigen Schwingmagneten
3 ein zweiter Schwingmagnet 3 a vorgesehen sein. Dabei besteht die Möglichkeit,
die Federn und Massen des Systems als Dosierförderer und Freilaufkupplung mit Rückstell-
und Speicherfedern 5, 6 auf Resonanzbetrieb abzustimmen.
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Im Ausführungsbeispiel und nach der in den Fig. 1 bis 3 erläuterten
bevorzugten Ausführungsform besteht die Freilaufkupplung aus einem Kupplungsgehäuse7
mit dem Schwingmagneten zugeordnetem Anker 8 und in dem Kupplungsgehäuse 7 sowie
in einem besonderen Kupplungsring 9 geführten Kugeln und Rollen 10. An den Kupplungsring
9 ist die Antriebswelle 11 angeschlossen, die auf den Dosierförderer 1 arbeitet.
Im Ausführungsbeispiel ist sie mit dem Kupplungsring 9 mit Hilfe des Keiles 12 verkeilt.
Den Kugeln oder Rollen 10 der Freilaufkupplung sind entgegen der Freilaufrichtung
wirkende Andrückfedern 13 zugeordnet, die über eingesetzte Bolzen 14 in die Kugeln
oder Rollen 10 abgestützt sind.
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Die schon erwähnte Steuervorrichtung für den Schwingmagneten 3 ist
im Ausführungsbeispiel als Regeltransformator 15 ausgebildet. Sie könnte grundsätzlich
auch als Potentiometer gestaltet sein.
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Die Arbeitsweise des in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Antriebsaggregats
für erfindungsgemäße Dosiermaschinen ist wie folgt: Der Schwingmagnet 3 wird über
Wechselstrom erregt und erfährt dabei eine periodische Erregung. Im Rhythmus dieser
Erregung zieht er den Anker 8 der Freilaufkupplung 4 an. Dabei wirken die Kugeln
oder Rollen 10 der Freilaufkupplung als Sperrelemente, so daß der Kupplungsring
9 mitgenommen wird und folglich auch die Antriebswelle 11 nach Maßgabe dieser Bewegung
in Richtung des in den Figuren eingezeichneten Pfeiles 16 mitgenommen wird. Fällt
die Erregung des Schwingmagneten 3 ab, so bewegt sich im Ausführungsbeispiel über
die Rückstellfedern 5 das Kupplungsgehäuse 7 der Freilaufkupplung 4 in die in den
Figuren gezeichnete Ausgangsstellung zurück. Dabei sind die Kugeln oder Rollen 10
der Freilaufkupplung 4 entsperrt, so daß der
Kupplungsring 9 und damit die Antriebswelle
11 nicht mitgenommen wird. In der nächsten Erregungsperiode des Schwingmagneten
3 wiederholt sich die beschriebene Anziehung, so daß im Ergebnis der Kupplungsring
9 und die Antriebswelle 11 eine intermittierende Rotationsbewegung beschreiben.
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Im Mittel läßt sich dieser intermittierenden Rotationsbewegung ohne
weiteres eine Umdrehungszahl pro Minute zuordnen. Diese ist einstellbar über die
Steuervorrichtung 15 des Schwingmagneten 3. Wird die Erregungsstromstärke des Schwingmagneten
3. reduziert, so ist auch die Feldstärke, mit der der Schwingmagnet auf den Anker
8 einwirkt, vergleichsweise gering. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß bei
dieser Anzugsbewegung die Trägheitskräfte des angeschlossenen Dosierförderers 1
überwunden werden müssen, wird bei reduzierter Erregungsstromstärke nicht die volle
Amplitude ausgeführt, sondern die Amplitude auf beispielsweise die Hälfte oder weniger
reduziert. Folglich wird die ermittelte Umdrehungszahl pro Minute herabgesetzt.
Immer ist jedoch die intermittierende Bewegung eine Bewegung, bei der die in Richtung
der in die Fig. 1 bis 3 eingezeichneten Pfeile 16 erfolgende positive Beschleunigung
vergleichsweise allmählich ist zu der mit Abfall der Erregung des Schwingmagneten
3 einsetzenden negativen Beschleunigung, die sich auf dem Dosierförderer 1 praktisch
als plötzliche Abbremsung auswirkt. Gleichzeitig wird das Kupplungsgehäuse 7 der
Freilaufkupplung 4 über die Rückstellfeder 5 vergleichsweise plötzlich zurückbewegt.
Selbstverständlich kann über eine geeignete Steuervorrichtung auch die Frequenz
des Schwingmagneten 3 beeinflußt werden, so daß die Möglichkeit besteht, bei einer
erfindungsgemäßen Dosiermaschine Amplitude und Frequenz unterschiedlichen Verhältnissen
anzupassen. Immer bewirkt dabei die beschriebene Kinematik eine einwandfreie Dosierung,
die auch durch Brükkenbildungen u. dgl. nicht gefährdet wird.
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Von besonderer Bedeutung ist die in den Fig.4 -und 5 erläuterte Dosiermaschine,
bei der in Kombination zu den beschriebenen Merkmalen des Antriebsaggregats der
Dosierförderer 1 als Dosierrinne 17 mit darin rotierender Dosierschnecke 18 ausgebildet
ist, wobei die Freilaufkupplung 4 über ein zwischengeschaltetes Getriebe 19 auf
die Dosierschnecke 18 arbeitet. Folglich vollführt die Dosierschnecke 18 die schon
beschriebene intermittierende Rotationsbewegung.
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Die Freilaufkupplung 4 ist dabei über Lenkerfedern 20 an den dem
Schwingmagneten 3 zugeordneten Anker 8 angeschlossen, und dieser ist mit als Blattfederpakete
ausgebildeten Speicherfedern 6 schwingungsfähig gelagert. Die Lenkerfeder 20, die
beim Anzug des Ankers 8 sich gleichsam ausbiegt, überlagert der positiven Beschleunigungsbewegung
noch eine ruckartige Bewegung, was sich auf den Fördervorgang in der erfindungsgemäßen
Dosiermaschine nach den Ansprüchen 4 und 5 besondcrs vorteilhaft auswirkt. Allerdings
kann es hier zweckmäßig sein, zwischen Freilaufkupplung 4 und Dosierschnecke 18
eine Rücklaufsperre 21 anzuordnen, die im Ausführungsbeispiel auf die zwischen Freilauf
4 und Getriebe 19 angeordnete Welle 11 wirkt und als der beschriebenen Freilaufkupplung
4 entgegenwirkende Freilaufsperre ausgebildet sein kann.
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Um das beschriebene Aggregat insgesamt ruhig zu lagern, empfiehlt
es sich, entsprechende, z. B. zylindrische
Gümmimetallelemente
22 unter der Grundplatte 23 vorzusehen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, der
Ankerschwingung eine Gegenschwingung zuzuordnen, so daß das Gesamtsystem in Ruhe
bleibt. Das ist in F i g. 6 erkennbar, wo der Schwingmagnet 3 als Gegenschwingmasse
im Sinne eines Massenausglèichs zur Ankerschwingung eingesetzt und dazu wie der
Anker 8 mit als Blattfederpakete ausgebildeten Speicherfedern 6 schwingungsfähig
gelagert ist. An dem Anker 8 und auch im Bereich des Schwingmagnetefl 3 sind zusätzliche
Massen 25 angebracht.