DE1786020A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Fuellen von Beuteln - Google Patents

Description

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H. SCHROETER · K. LEHMANN-patentanwälte 06.08.1968 8 München 25 ■ Lipowskystr.lO · Tel. 778956

Black Products Co.

Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Beuteln

Die Erfindung" betrifft Verbesserungen an dem Yerfahren und den Vorrichtungen zum 2¹UlIen von Beuteln und ist von besonderem Vorteil beim Abpacken bestimmter sehr feiner Pulver- | arten, die mit heute zur Verfügung stehendem Gerät schwer abzupacken sind_o

Hei feingemahlenem Graphit ist beispielsweise das Material sehr schwierig zu behandeln und es fliesst nicht so rasch wie andere Pulverarten. Bei einer Fliessbewegungsmaschine der im TJ. S.Patent Nr.2,936,994 gezeigten Art brauchte man zur i.^(>üllung eines 27-kg-Beutels Graphit beispielsweise
54 .Sekunden, während dieselbe Maschine einen 45-kg-Beutel

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mit gröberem Pulver und kürnigen Materialien in etwa der halben Zeit, d.h. 17 Sekunden füllt. Andere Materialien wie •Eaolinerde, Talkum und Kieselgur sind ähnlich schwer abzupacken. Charakterisch bei all diesen vier Materialien ist, dass sie leicht und lose und von geringerer Teilchengrüsse als· üolicnes pulver sind. Eine Erhöhung der Menge an ITliessbewegungsluft erhöht die Abpackgeschwindigkeit nicht wesentlich, ebensowenig wie ein Unterdrucksetzen der Kammer mit Oberluft wie in der deutschen Patentschrift 1.241.338 Q?b-b-3).

Das fliessbeweglich gemachte Material bewegt sich infolge der Schwerkraft. Nach meiner Erfindung ersetze ich nun die auf das zu verpackende Material wirkende Schwerkraft durch eine mechanische Kraft, Diese mechanische Kraft drückt das Material durch die Ausstossöffnung. Demzufolge verringert sich die Mange an Fliessbeweguncslu.it ganz erheblich und in manchen Fällen kann man sogar ganz darauf verzichten. Die starke Verringerung der erforderlichen Menge an Fliessbewegun^sluft führt auch zu viel dichterem Zusammenpacken im Beutel.

Nach einem Ausführungsbeispiel meiner Erfindung erziele ich die Ausstosswirkung, indem ich das Material in ein sackähnliches Muffenstück fliessen lasse und sodann dieses Muffenstück durch Luftdruck zusammendrücke. Beim Zusammenziehen sperrt das Muffenstück die Bewegung von Material von dem Vorratsbehälter zur Zuführungskammer. Das Muffenstück ist

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daher von solcher Grosse, dass ede !"enge pn verschobenem TTnteris?.! etwp.s grosser lot als was zum Pullen des Beutels benötigt wird* Wenn die vfeage anspricht, wird der Luftdruck auf das Muffenstück aufgehoben und beim Wiederausdehnen des Muflenstiickes fällt eine neue Ladung Material aus dem Vorratsbehälter in das Huff ens tuck«,

ITach einem anderen Ausfvhrtmgsbeispiel meiner Erfindung wird aas Ausstossen durch „tollen bewirkt, die an dem Muff enstück angreifen und sich nach unten bewegen,.

In den Zeichnungen ist

Bild T eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbei* Spieles meiner Erfindung,

Bild 2 eine Hncke.nsicht davon,

Bild 3 eine Vorderansicht des Klemmventils,

Bild 4 ein senkrechter Schnitt, der die obere Kragenplp.tte seigt,

Bild 5 ein senkrechter Schnitt, der die untere Kragenplatte zejgt, ■ ■ ■ .

Bild 6 eine Seitenansicht eines abgewandelten Zuführungs behäXT/ers,

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Bild 7 bis 10 Rückansichten ähnlich Bild. 2, jedoch ist das Gehäuse ausgebrochen, um das Arbeiten des Muffenstücks zu zeigen,

Bild 11 ein Schaltbild zur Erläuterung der Arbeitsweise und

Bild 12 bis 16 schematische Ansichten ähnlich Bild 7 bis 10, die eine Abwandlung meiner Erfindung zeigen·

Bild 1 und 2 zeigen eine Beutelfüllmaschine 18, die zur Aufstellung unterhalb eines Vorratsbehälters 19 eingerichtet ist. Die Beutelfüllmaschine besitzt am unteren Ende einen Zuführungsbehälter 20, Einlassmittel am oberen Ende mit einem Ansatzstück 21 zur Verbindung mit dem Vorratsbehälter

19 und ein sich zwischen den beiden erstreckendes elastisches Muffenstück 23. Ein Gehäuse 22 umgibt, das Muffenstück·

Die Beutelfüllmaschine 18 besitzt auch einen Stützrahmen 25 und eine Wiegeeinriehtung, die ganz allgemein durch die Hinweisnummer 26 angedeutet ist. Eine Ausstossöffnung 27 steht in Verbindung mit dem unteren Ende des Zuführungsbehälters

20 über ein elastisches Gummirohr 28. Ein passender die A&sstossöffnung haltender Mechanismus 28 wie etwa die Schweberahmeneinrichtung des obengenannten früheren Patentes ist ,

■ vorgesehen und stellt auch eine Verbindung mit der Wiegeeinrichtung 26 dar·

Ein JFliessbewegungskissen 30 befindet sich unten an dem Zuführungsbehälter 20 und ist mit einem Luftzuführungsrohr 31

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verbinden. Ein ventilartiger Beutel 32 lässt sich über die Ausstossöffnung 27 schieben und -wird yon ihr gehalten.

Das Material 24 fliesst in horizontaler Richtung durch die Ausstossöffnung 27 und in den Beiitel 32· Wenn das Gewicht des "Betiteis und seines Inhalts eine bestimmte Höhe, beispielsweise 50 kg, erreicht hat, spricht die Wiegeeinrichtung 26 an und ein druckluftbetätigtes Klemmventil 33 (Bild 3) packt das elastische Gummirohr 28 und stellt den Materialstrom ab.

Am oberen Ende ist das elastische Muffenstück 23- mit dem Ansatzstück 21 durch eine obere Kragenplatte 37 verbunden und am unteren lande mit dem Zuführungsbehälter 20 durch die untere Kragenplatte 50. Die obere Kragenplatte 37 bildet die obere Wand des Gehäuses 22, wobei letzteres Seitenwände 35 und Endwände 36 hat. Rohreinrichtungen 38 auf den Seitenwänden 35 gestatten das Einlassen von Luft in den Raum 39 zwischen den Wänden des Gehäuses 22 und dem elastischen Muff ens tiick 23.

7/enn nun Luft in den Raum 39 eingelassen wird, so wird das Muffenstück in fortschreitendem Masse zusammengedrückt, wie in Bild 7 bis 10 gezeigt? dies drückt das Material 24 nach unten in den Zuführungsbehälter 20, von wo aus es waagerecht durch die Ausatossoffnung 27 und in den Beutel 32 fliesst. Die waagerechte Bewegung des Materials durch die Aiuj α to :3 π öffnung 27 wird unterstützt, indem das Material fliessbevzeglich gemacht wird, das am Kissen 30 im Zuführungs-

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. behälter anliegt. Die die fliessbewegliehkeit bewirkende luftzufuhr zum Kissen 30 wird vorzugsweise durqh sin Ventil 34 zum gleichen Zeitpunkt abgestellt, wenn sieh das Klemmventil 33 schliesst·

Die obere Kragenplatte 37 besteht aus einem aufreehtstehenderi Kragen 44, vorzugsweise von ovaler form, und hat einen Wulst oder eine Iaht 45 an ihrer Oberkante (Bild 4). Das elastische Muffenstück 23 erstreckt sich nach olaen durch die von dem Kragen 44 gebildete Öffnung und sein Side 46 ist in Abwartarichtung über den Kragen gelegt und durch El8ini|jnittel an ihn festgeklammert, die aus einem Band 47 und mit gewinde versehenen Spannmitteln 48 einer üblichen Art "bestehen* Der obere Teil des Gehäuses ist somit gegenüber dem elastischen Muffenstück 23 sicher abgedichtet.

In ähnlicher weise ist das untere.Ende des Muffenstüekes 23 an der unteren Kragenplatte 50 angebracht (Bild 5).

Die Einrichtung, um an das Muffenstüek 23 abwechssind Druck anzulegen und ihn abzulassen, ist in Bild 7 schematisch gezeigt j sie besteht aus einem Zweiwegventil 62, das zwischen den Rohreinriehtungen 38 und einer Wiederdruckluftquelle 63 (z.B. 0,4 kg/q.cm) einerseits und einer Bat lüftungsöffnung 64 andererseits liegt. Das Tentil wird durch Solenoids 65 bzw» 66 in den beiden■Richtungen verschoben.

Wie in Bild 11 gezeigt* ist das Druckleitungs-Solenoid 65 so in'den Betriebsstromkreis 67 eingeschaltet, dass ein

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Druck auf den Stärtknopf 67 den Stromkreis für das Druckleitungs-Solenoid 65 schliesst, sodass der Raum 39 unter Druck gesetzt wird und gleichzeitig das Solenoidventil 73 eingeschaltet wird, um das Klemmventil 33 zu öffnen·

ψβηη die Wiegeeinriehtong 26 anspricht und den Mikroschalter 69 öffnet, sodass sich das druckluftbetätigte Hemmventil 33 schliesst (infolge Abschaltung des Solenoidventils 73)» so schliesst ein Relaisschalter 70 den Stromkreis für das Entlüftimgsleitungs-Solenoid 66, um den Brück im Raum 39 abzulassen· Das Solenoidventil 34 zur Zufuhr von liuft zu dem Pliessbewegungskissen 30 kann zweekmässigerweise in den Betriebsstromkreis 67 eingeschaltet sein, sodass ]?liessbevyegungsluft nur zugeführt wird, solange das Klemraventil offen ist»

Die Abmessungen des ovalen Kragens 43 sind so bemessen, dass sein Umfang gleich dem des kreisförmigen Kragens an der unteren Kragenplatte 50 ist, sodass man das elastische Muffenstück 23 aus schlauchf örmigem Material von gleichmässigem Durchmesser schneiden kann»

Die durch die Rohreinrichtungen 38 vorgesehenen üufteinlässe befinden sich am oberen feil der Seitenwände 35, sodass sie den Flachseiten des Ovals gegenüberliegen· EoLe kinetische Energie der einströmenden loft veranlasst daner ein Zusammenziehen des Muffenstiickes zunächst in seinem oberen !Dell, wie in Bild 8 gezeigt· In dem Masse, wie dann der Druck zu-

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nimmt, zieht sich das Mittelteil und sodann das Unterteil zusammen, wie in Bild 9 und 10 gezeigt, und es 'entsteht so ein nach unten fortschreitendes Zusammenziehen, das mehr Material nach unten drückt, als wenn das Zusammenfallen im Mittelteil des Huffenstückes beginnen würde. Das Fortschreiten des Vorganges wird dadurch unterstützt, dass das Muffenstück. oben oval und unten kreisförmig ist, sodass bei Betrachtung von vorne oder hinten eine nach unten divergierende Form entsteht, wie in Bild 7 gezeigt. Daher besteht die Tendenz, dass das erste Yerschliessen sich im engeren Teil des Muffenstückes vollzieht, der in Bezug auf die flachen Seiten des Ovals oben ist_o Gegebenenfalls kann ein speziell geformtes Muffenstück verwendet werden, dessen Wand oben dünner ist, um.das fortschreitende Zusammendrücken zu erleichtern. Die Fliessbewegungsluft wird dem Kissen 30 mit etwa 0,05 cbm/min zugeführt, im Gegensatz zu zwischen 0,15 und 0,35 cbm/min bei dem Kissen in Fliessbew'egungsmaschinen der früheren Technik, wenn, gröberes Pulver und körnige Materialien rasch zu verpacken waren«,

Bild 6 zeigt einen abgewandelten Zuführungsbehälter 71, der von konischer Form und an einem zylindrischen Gehäuse 22· angebracht ist. Infolge der konischen Form kann das Fliessbewegungskissen 30 wegfallen, denn hinreichend rasches Flies-• sen feiner Pulverarten lässt sich schon durch Benutzung des Muffenstückes 23 allein erzielen. Ein Krümmer 72 verbindet den Zuführungsbehälter 71 mit dem Gummirohr 28«„

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Der Grand, warum man schon mit einer geringen Menge von Elisssbewegungsluft rasches Fliessen erreicht, ist nicht recht lclsr j man vermutet indessen, dass in den Fliessbewegun^skammern der üblichen Beutelfüllmaschine der grösste Teil den I/utft dahingehend wirkt, dass der ganze untere Teil der Materialsäule fliessbeweglich wird₀ Wenn der untere Teil der Säule niaht die Eigenschaft der Fliessbeweglichkeit hat, wäre das Gewicht der Materialsäule nicht gleichmässig über den Querschnitt der Kammer verteilt und die Schwerkraft wäre nicht hinreichend, um waagerechtes Pliessen durch die Ausstossöffnung mit der gewünschten Geschwindigkeit zu veranlassen·

Ein kleinerer Teil der Luft wird in dem unmittelbar am Kissen anliegenden Material mitgenommen, bewegt sich waagerecht mit letzterem weiter und verringert so die Reibung zwischen den Teilchen; dies bewirkt eine Schmierwirfcung für das sich. in waagerechter Richtung bewegende Materialo

Y/o mechanische Kraft an die Stelle der Schwerkraft tritt, braucht man nur noch für die Schmierung Hiessbewegungsluft, und die erforderliche Menge ändert sich je nach der bereits in losem Pulver mitgenommenen luft und auch nach den selbst- »chmi.erenden Eigenschaften der Teilchen,, Es folgt daher, dass durch Anwendung mechanischer Kraft vorbestimmter Grösse anstelle der üblichen Schwerkraft die Menge an Pliessbe— wegun^sluft vor allem durch die Stärke der erforderlichen Schmierung bestimmt und daher ganz wesentlich verringert ist.

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Bei der in Bild 12 bis 16 gezeigten. Abwandlung ist das Gehäuse weggelassen und ein Paar Hollen 75f76 ist; zum Zusammendrücken des Muffenstückes 23 · vorgesehen. Bas Huffenstück ist oben bzw. unten an einer oberen Eragenpl^tte 37' und unteren Kragenplatte 50* befestigt. Diese werden durch. Stangen 77 auseinandergehalten, die auch einen üteil des Aufbaue der Maschine 18^r bilden. Niehtgezeichnete passende Mittel sind vorgesehen, um die Rollen aus der Stellung Bild 12 nach in— neu in die Stellung Bild 13 zu bewegen, um das Muffenstück 23* zusammenzudrücken und sie dann abwärts über die Stellung Bild 14 infdie Stellung Bild 15 su bewegen, sodass das Material aus der Kammer 20 heraus in derselben Weise wie in Bild 7 bis 10 in einen Beutel gedruckt wird. Wenn die Waageneinrichtung anspricht, Bind Mittel vorgesehen, um die Hollen 75 und 76 nach aussen in die Stellung Bild 16 zu bewegen, sodass der Ausstossvorgang aufhört· Biese nach aussen gehende Bewegung kann bei beliebiger vertikaler Lage der RoI-len einsetzen, wie durch die gestrichelten Linien in Bild 14 gezeigt, je nach dem Zeitpunkt, an dem die Wiegeeinrichtiing anspricht, was seinerseits von dem gewünschten Gewicht oder dem Fassungsvermögen des Beutels abhängt»

Nach dieser Abwendlung zieht sich das Huf fens tuck zunächst am oberen Ende energischer zusammen, was die nach unten fortschreitende Eigenschaft des Abwartsdrüekvorgangs verbessert? sonst ist die Wirkungsweise praktisch dieselbe wie im Zusammenhang mit Bild 7 bis 10 beschrieben»

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Claims (1)

PatentansBriiehe

1. Verfahren zum Sullen von Beuteln mit leichten und losen pulverisierten Materialien wie feingemahlenem Graphit, Kaolinerde, Talkum, Kieselgur und anderen Materialien von ähnlichen Eigenschaften, das Arbeitsstufenumfasst, wobei sich Material unter dem Einfluss der Schwerkraft vom unteren Teil eines Vorratsbeiaälters in eine längliche Kammer bewegt und wobei dann ans Material veranlasst wird, sich von einer länglichen Kammer durch eine horizontale Auss toss öffnung und in einen Beutel zu bewegen, der über die Auss toss öffnung geschoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Kraft auf das Material wirkt, während es sieh in der Kammer befindet, um das Material durch die längliche Kammer nach unten und durch die waagerecht angeordnete Auss toss öffnung und in den Beutel zu treiben, und dass dann diese mechanische Kraft abgestellt wird und eine nach unten gehende der Schwerkraft folgende Bewegung des Materials aus besagter Kammer in diese längliche Kammer ermöglicht wird, um dieselbe zu füllen·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die längliche Kammer elastische Hände hat und die mechanische Kraft dadurch, erzielt wird, dass die elastischen Wände zusammengedrückt werden»

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es auoh, eine Arbeitsstufe einschliesst, bei der der Materialfluss von einer länglichen Kammer in den Beutel gestoppt wird, wenn eine vorbestimmte Menge Material in dem Beutel

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aufgenommen worden ist, wobei der IDrückvorgang gleichzeitig unterbrochen wird»

4· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände nach unten fortschreitend zusammengedrückt werden«,

5ο Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Arbeitsstufe einschliesst, wo das Material an einem Punkt zwischen der Kammer und dem Beutel fliessbeweglich gemacht wird.

6β Beutelfüllmaschine mit Materialeinlassmittel, einem Zuführungsbehälter, der sich unter besagten Einlassmitteln befindet, eine den Beutel aufnehmende Ausstossöffnung, die mit dem Zuführungsbehälter in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass ein elastisches Muffenstück 23, das sich in senkrechter Richtung erstreckt, die Einlassmittel 21 mit dem oberen Teil des Zuführungsbehälters 20 verbindet, und dass Mittel vorhanden sind, um das Muffenstück so zusammenzudrücken, dass in dem Muffenstück enthaltenes Material nach unten in und durch den Zuführungsbehälter und die Ausstossöffnung und in den Beutel gedrückt wird.

7. Beutelfüllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das das Muffenstück zusammendrückende Mittel ein Paar einander gegenüber angeordnete Rollen umfasst, die so angebracht' sind, dass sie sich horizontal zwischen einer ersten Stellung, in der das Muffenstück praktisch nicht zusammengedrückt wird und einer zv;eiten Stellung bewegen kön-

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," iii der die Hollen das Huf fens tuck erfassen, um es amm'enzudrücken, wenn sie. in dieser zweiten Stellung sind.

8. Beutelfüllmaschine nach Anspruch 6, dadurchgekennzeiehnet, dass zu den das iiuffenstück zusammendrückenden Mitteln ein Gehäuse gehört, das des Huffenstuck umgibt, und Mittel, um in dem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Muffenstück einen Luftdruck zu erzeugen.

9. Beutelfüllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, -dass sie Mittel enthält, um die Einwirkung der zusammendrückenden Mittel zu beenden, wenn eine vorbestimmte Menge TTateris-l in den 'Beutel eingefüllt worden ist, wobei eine neue Ladung Material von den Einlassmitteln in das Muffenstück einfliessen kann_o ■

IQ. .Beutelfüllmasciiine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel enthält, um den Materialfluss durch die Aussto.ωsöffnung abzustellen'und Mittel, die auf das Gewicht des Beutgls; anspreoiiqn und die Wirkung der Abstellmittel und Beendigungsmittel

*J1o Bgutglfüllm?as,Qhin.3 nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass öiq q|ne. Qbg5§ ICragenplatte enthält, die an den Binlassmitteln befestigt ist und einen sich nach oben erstreckenden Kragen hot, Qiwe untere Platte» die an dem Zuführungsbehalter befestigt int unu einen sich nach unten erstreckenden. Krr'gen h? L, wobei sich d'flts obere JJtide des Muffenstückes durch

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den Kragen erstreckt und über die äussere Hache desselben umgelegt ist, sowie erste Klemm-Mittel, die das umgelegte. Ende umgeben und eg an den Kragen enklemii-en, während sich dap untere Ende des lluffenstückes durch d§n sich nach unten erstreckenden Kragen erstreckt und über dessen äusaere Fläche umgelegt wird, und zweite Klemm-Mittel, die das umgelegte Endstück umgeben und es an den Kragen anklemmen.

12ο Beutelfüllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet γ dass sie 3?liessbeweglichk§it "bewirkende Mittel enthält, die sich in dem Zuführungsbehälter befinden.

13 ο Beutelfüllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass besagter ZufüJhrungsbehälter trichterförmig mit einem sich nach unten erstreckenden Auslass gestaltet ist, und dass Erümmereinrichtungen zwischen dem Auslass und der den Beutel aufnehmenden Ausstoßeinrichtung angebracht sind»

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