DE2165230C3 - Dosiervorrichtung für rieselfähiges Material - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dosiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptan-Spruchs.

Solche Dosiervorrichtungen dienen beispielsweise dazu, Bestandteile von Mischungen in vorbestimmtem Verhältnis abzufüllen, die dann zu einem Mischer transportiert und dort verarbeitet werden. Die Dosiervorrichtung kann durch eine Waage gesteuert sein, die nach Erreichen eines bestimmten Gewichts die Dosiervorrichtung so beeinflußt, daß sie den Materialfluß unterbricht; sie kann entsprechend auch von einem volumetrischen oder Zeitmeßglied gesteuert sein. Dabei kommt es meist darauf an, einerseits rasch große Mengen abzufüllen, andererseits der geforderten Bedingung nach Gewicht, Volumen oder Zeit möglichst genau nachzukommen.

Es ist, z. B. aus der DE-PS 3 81 304 bekannt, eine grob und eine fein zumessende Schnecke mit parallelen Achsen und wechselweise mit einem Antrieb kuppelbar anzuordnen, die Gänge der fein zu messenden Schnecke in ihrem Auslauf hin enger werden zu lassen und an ihrem Auslauf ein Rad mit zahlreichen schräg gestellten Flügeln anzuordnen. Diese Maßnahmen dienen dazu, das Material in gleicnmäßigem Strom ausfließen zu lassen.

Zunächst wird mit der grob zu messenden Schnecke der größte Teil des Materials ausgebracht, dann mit der fein dosierenden Schnecke nachgefüllt, bis die gewünschte Menge genau erreicht ist. Die Geschwindigkeit der letztgenannten Schnecke muß je nach den Eigenschaften des zu messenden Werkstoffs, den Maßen der Vorrichtung und der Art der angeschlossenen Waage bemessen werden. Sie ist daher verhältnismäßig gering, da sonst kein genaues Abmessen möglich ist, sondern die ausfließende Menge zu rasch über das vorgeschriebene Maß hinausgeht.
Aus diesem Grunde ist das feinfühlige Zumessen nur so lange möglich, als das Material uneingeschränkt rieselfähig ist. Sobald aber dessen Teilchen aneinander reiben oder etwas kleben, wird sich der Durchgang rasch mindestens teilweise verstopfen und der Abfluß

wird unregelmäßig oder unterbrochen. Das gilt besonders bei kleinen Mengen.

Entsprechend liegen die Verhältnisse, wenn als Zündeinrichtung der Verschluß einer Ausflußöffnung auf der Unterseite eines Behälters dient Dabei ist es bekannt, unter dieser Klappe Vor- und Nachfüllwalzen anzuordnen Das erfordert die Steuerung sowohl von zwei Klappen als auch zwei Antriebswellen, ist also verhältnismäßig umständlich und teuer. Sobald das Material nicht ausreichend rieselt, läuft es trotzdem — besonders hc-i kleinen Mengen — nicht mehr ausreichend ab.

Es besteht also die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die auch für weniger leicht rieselndes Material rasches Abfüllen und genaues Einhalten einer verlangten Menge erlaubt, insbesondere das Material zerteilt oder seine Beweglichkeit sonstwie erhöht, dabei aber noch einfach im Aufbau, in der Funktion und in der Steuerung ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit den Merkmalen im Kennzeichnungsteil des Hauptanspruchs gelöst

Das hat insbesondere den Vorteil, daß die Geschwindigkeit der Mittel, welche der fein dosierenden Zumeßeinrichtung zugeordnet sind, unabhängig von der Geschwindigkeit dieser Einrichtung so gewählt werden kann, daß diese Mittel das Material mit Sicherheit zerteilen und auch in kleinsten Mengen gleichmäßig abfließen lassen. Diese Geschwindigkeit kann insbesondere wesentlich größer als die Geschwindigkeit der Zuteileinrichtung sein, auch statt einer gleichgerichtet^ π eine hin und her schwingende Bewegung verursachen.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Zumeßeinrichtungen aus Förderschnecken bestehen, von denen die fein dosierende Schnecke ein kleineres Arbeitsvermögen als die grob dosierende hat, daß in der Nähe von deren Ausflußöffnung ein im Vergleich zur Geschwindigkeit der Schnecke rasch bewegter Rührer angebracht ist, der das durch die Schnecke geförderte Material auflockert und in Bewegung hält.

Wenn kurz vor Erreichen der gewünschten Menge die große Förderschnecke angehalten wird, stört es nicht, wenn zunächst aus dieser noch Material nachrutscht. Die Schnecke kann so frühzeitig angehalten werden, daß erfindungsgemäß auch dadurch die gewünschte Menge noch nicht erreicht wird. Die kleinere Förderschnecke wird darauf so lange betrieben, bis die gewünschte Menge abgeflossen ist, wobei der mit der Schnecke zusammenwirkende Rührer den Materialstrom gleichmäßig hält, so daß die gewünschte Menge langsam genug erreicht wird und kein Material angestaut wird, das nach Abstellen der Schnecke nachrutschen könnte.

Der Rührer wird vorteilhaft auf einer Welle angeordnet, welche durch die fein dosierende Förderschnecke hindurch geführt ist und besteht zweckmäßigerweise aus Stiften oder ähnlichen Organen, die in das von der Schnecke geförderte Material greifen. Das erlaubt eine kompakte Bauweise und zweckmäßige Anordnung des Antriebs von Schnecke und Rührer.

Weiter ist es von Vorteil, beide Förderschnecken und insbesondere auch die Welle des Rührers von einer gemeinsamen Antriebswelle aus anzutreiben und insbesondere die grob dosierende Förderschnecke mit der Antriebswelle über eine lösbare Kupplung zu verbinden. Dadurch kommt man mit einem einzigen Antriebsmotor aus; nach Ende der Grobzumessung wird die größere Förderschnecke ausgekuppelt und die andere läuft zusammen mit dem Rührer weiter.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist es auch, wenn die grob dosierende Zumeßainricchtung ein an einer Ausflußöffnung auf der Unterseite des Behälters angebrachter Verschluß ist, der in Schließlage noch eine im Verhältnis zu der von ihm gesteuerten Ausflußöffnung kleine HilfsÖffnung freiläßt daß dieser HilfsÖffnung ein Stauraum nachgeschaltet ist, der durch diese tretendes Material aufnimmt und dem ein besonderer, steuerbarer Antrieb zugeordnet ist bei dessen Betätigung Material aus dem Stauraum ausfließt

Der Verschluß wird dann geschlossen, wenn die gewünschte Menge noch nicht abgeströmt ist Durch die HilfsÖffnung fließt dann weiter Material in den Stauraum. Aus diesem wird es durch den besonderen Antrieb in langsamem Fluß ausgebracht, bis das gewünschte Maß genau stimmt

Vorteilhaft ist es, wenn der Stauraum nach drei Seiten geschlossen ist und einen Boden hat, der sich mindestens nach der offenen Seite hin so weit über die HilfsÖffnung hinaus erstreckt, daß sein Rand noch außerhalb des Schüttkegels des unbeeinflußt aus der HilfsÖffnung fließenden Materials liegt.

Dadurch läßt sich ein freier Schüttkegel unterhalb der HilfsÖffnung bilden, dessen Material ohne Zuhilfenahme besonderer Verschlußglieder liegen bleibt so lange es nicht beeinflußt wird. Durch den besonderen Antrieb wird es aber leicht aus diesem Schüttkegel in kleinen Mengen und gleichmäßigem Strom zum Abfließen gebracht. Als solcher besonderer Antrieb ist gut ein Rüttler geeignet, unter dessen Einwirkung das Material leicht fließt An seine Stelle könnten auch z. B. eine kleine Förderschnecke, ein Förderschieber oder andere Fördereinrichtungen kleiner Kapazität treten.

Für die Fälle, bei denen zeitweise die Feindosierung nicht gebraucht wird, kann an der HilfsÖffnung zweckmäßigerweise eine sie abdeckende Platte zusätzlich angebracht werden. Eine besonders zweckmäßige Anordnung ergibt sich, wenn der Stauraum elastisch an einem die Behälteröffnung abgrenzenden Wandteil angebracht ist und den Rüttler trägt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 1 einen teilweisen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform nach I-I der F i g. 3,

Fig.2 einen teilweisen Längsschnitt nach H-II der Fig. 3.

Fi g. 3 einen Querschnitt nach III-III der Fig. 1 und2, F i g. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Schnitt.

Beim ersten Ausführungsbeispiel ist am unteren Ende eines (verkleinert dargestellten) Behälters 1 eine größere Förderschnecke 2, parallel dazu und im wesentlichen neben ihr eine kleinere Förderschnecke 3 untergebracht. Seitlich sitzt an dem Behälter 1 ein Gehäuse 4, das einen Antriebsmotor 5 trägt. Mit diesem ist eine Antriebswelle 6 verbunden, auf der drei Zahnräder 7, 8, 9 sitzen, von denen das Zahnrad 7 das größte ist. Die Antriebswelle 6 setzt sich fort in eine Hilfswelle 10, die sich quer durch den Behälter 1 erstreckt und Arme 11 trägt. Diese bestehen aus dünnen Stäben, welche das im Behälter 1 befindliche Material 12 auflockern. Die Hilfswelle 10 liegt parallel zu den Förderschnecken.

Die Welle 13 der Förderschnecke 2 ist einerseits in einem Rollenlager 14 am Gehäuse 4, andererseits in einem Lager 14' gelagert, der sich an einem Schüttblech

15 befindet. Dieses ist seinerseits an einem Rohrstutzen

16 befestigt, der aus dem Behälter 1 herausragt und

einen Teil der Förderschnecke 2 umschließt.

Das in das Gehäuse 4 ragende Ende der Welle 13 trägt drehbar ein Zahnrad 17, welches mit dem Zahnrad 8 der Antriebswelle 6 durch eine Kette 18 verbunden ist. Auf der Welle 13 ist ferner eine elektromagnetische Kupplung 19 befestigt. Ist sie geschlossen, so wird die Welle 13 von dem Zahnrad 17 mitgenommen; ist sie geöffnet, so steht die Welle still.

Die Welle 20 der Schnecke 3 ist hohl und einerseits mit einem Lager 21 am Gehäuse 4, andererseits auf einer Welle 22 gelagert, die ihrerseits in einem Lager 23 gelagert ist, das an einem Schüttblech 24 sitzt. Dieses ist an einem Rohrstutzen 25 befestigt, der aus dem Behälter

1 vorragt und einen Teil der Förderschnecke 3 umschließt. Das in das Gehäuse 4 ragende Ende der Welle 22 ist in der Welle 20 gelagert und trägt ein Zahnrad 26. Dieses ist durch eine Kette 27 mit dem großen Zahnrad 7 der Antriebswelle 6 verbunden. Das im Gehäuse 4 liegende Ende der hohlen Welle 20 trägt ein Zahnrad 28, das mit Hilfe einer Kette 29 mit dem Zahnrad 9 der Antriebswelle 6 verbunden ist. Die durch die verschiedene Größe der Zahnräder bewirkten verschiedenen Übersetzungen haben zur Folge, daß sich im Vergleich zur Antriebswelle 6 die Schnecke 3 langsamer, die Schnecke 2 noch langsamer, die Welle 22 aber wesentlich schneller dreht.

Nahe ihrem äußeren Ende wird die Welle 22 von Stiften 30 durchdrungen, die einen Rührer bilden. Er grenzt an die Ausflußöffnung 31 des Rohrstutzens 25. Statt der Stifte können auch ähnliche Organe, wie z. B. Flügel, verwendet werden.

Soll Material 12 aus dem Behälter 1 abgefüllt werden, so wird der Motor 5 eingeschaltet. Die Kupplung 19 ist geschlossen. Die Hilfswelle 10 und die Förderschnecken

2 und 3 drehen sich, aus beiden Rohrstutzen 16 und 25 tritt Material aus und fällt durch die Schüttbleche 15 und 24 in darunter liegende Auffang- oder Meßgefäße, oder Fördereinrichtungen. Dabei wird in verhältnismäßig kurzer Zeit eine große Menge ausgebracht

Die abfließende Menge wird gemessen. Kurz bevor das vorgesehene Maß erreicht ist, wird die Kupplung 19 abgeschaltet und die Förderschnecke 2 stillgesetzt Dort tritt also kein Material mehr aus; was in der äußersten Windung war, fällt unter Umständen noch nach.

Die allein weiterlaufende Förderschnecke 3 fördert nun nur noch kleine Mengen. Damit sie gleichmäßig abfließen, werden sie von den als Rührer dienenden Stäben 30 fein verteilt und stetig ausgeworfen. Dadurch nähert sich das ausgebrachte Material langsam dem gewünschten Maß, und wenn dieses genau erreicht ist wird der Motor 5 abgestellt Augenblicklich hört auch die Förderung auf, da sich an der Ausflußöffnung 31 kein Material angestaut hat Die Dosierung ist also sehr genau möglich.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist an einem Behälter 32, der in der Zeichnung nur zu einem Teil wiedergegeben ist und der Material 33 enthält, ein Rahmen 34 angebracht An die Ränder der Ausflußöffnung 35 des Behälters schließen sich an dem Rahmen befestigte Wandteile 36,37,38, die einen Auslaufkasten 39 bilden. Der Wandteil 38 verläuft schräg, die anderen Wandteile sind senkrecht zum Rahmen. An den Wandteilen 37 sind auf ihrer Außenseite schwenkbare Sektorbleche 40 gelagert, die eine als Verschluß dienende Bodenklappe 41 tragen. In der dargestellten Schließlage deckt diese den Auslaufkasten nach unten ab. Zwischen ihr und dem Wandteil 38 bleibt jedoch eine HilfsÖffnung 42 offen.

Der Wandteil 38 trägt am unteren Ende einen Fortsatz 43 aus elastischem, nachgiebigem Werkstoff und schließt damit eng an die Bodenklappe 41 an. Ähnlich besteht der Unterteil der Wandteile 37 aus je einer Gummiplatte 44, die einerseits eng an die Bodenklappe 41 anschließt, andererseits etwa zwischen einem Sektorblech 40 und dem Wandteil 37 angestautes Material in den Auslaufkasten 39 austreten läßt und so ein Verklemmen der Teile vermeidet.

ίο An dem Wandteil 38 ist mit gummielaslischen Stützen 45 und 46 ein Stauraum 47 befestigt, der aus einer Rückwand 48, Seitenwänden 49 und einem Boden 50 besteht. An der Rückwand 48 ist ein Rüttler 51 befestigt. Der Boden 50 befindet sich ein Stück unterhalb der geschlossenen Bodenklappe 4t, so daß eine Überströmöffnung 52 zwischen diesen Teilen besteht.

An jedem Sektorblech 40 ist eine Zugstange 53 angelenkt. Die Zugstangen sind über ein Joch 54 mit der Kolbenstange 55 eines hydraulisch betätigten Hubzylinders 56 verbunden. Dieser ist mit einem Ende gelenkig an einer Querstrebe 57 des Rahmens 34 angebracht. An dieser ist ferner eine Schraubenspindel 58 gelagert und abgestützt, deren inneres Ende von einem Lager 59 am Wandteil 38 gehalten wird. Auf der Schraubenspindel 58 sitzt eine Mutter 60, die mit einem Einstell-Verschluß 61 verbunden ist. Dieser gleitet auf seitlich an dem Rahmen 34 angebrachten Führungsleisten 62. Durch Verdrehen der Schraubenspindel 58 läßt sich der Einstell-Verschluß 61 mehr oder weniger weit in die Ausflußöffnung 35 hinein verschieben; er bestimmt dadurch deren wirksame Größe. Dadurch läßt sich die bei geöffneter Bodenklappe 41 maximal abfließende Menge einstellen. Wenn Material 33 aus dem Behälter 32 abgefüllt werden soll, erhält der Hubzylinder 56 Druck; er schwenkt die Bodenklappe 41 in die strichpunktiert gezeichnete Lage hoch. Dadurch wird der Auslauf freigegeben und eine große Menge strömt rasch aus. Das Material fällt in einen Wiegebehälter oder eine sonstige messende Einrichtung. Diese gibt Signal, wenn die gewünschte Menge nahezu erreicht ist; dann schließt der Hubzylinder 56 die Bodenklappe wieder. Durch die HilfsÖffnung 42 kann zwar noch Material abfließen. Dieses sammelt sich aber im Stauraum 47 an. Dessen Boden 50 ist so weit unter der HilfsÖffnung vorgezogen, daß der dabei entstehende Schüttkegel 63 den Rand des Bodens nicht erreicht also kein Material auf Grund der Schwerkraft abfließt

Hat das ausfließende Material das gewünschte Maß noch nicht erreicht so wird der Rüttler 51 in Gang gesetzt Er versetzt den ganzen Stauraum 47 in Schwingungen und bringt dadurch das dort angehäufte Material in gleichmäßigem, langsamem Strom zum Ausfließen. Dadurch läßt sich die Menge des nun durch die Überströmöffnung 52 ergänzten, insgesamt abgeflossenen Materials sehr genau messen, und wenn das gewünschte Maß genau erreicht wird, so wird der Rüttler 51 wieder abgestellt Die Dosierung ist also sehr fein, auch wenn zunächst rasch sehr große Mengen entnommen werden.

Wenn aus besonderen Gründen diese Feindosierung nicht gewünscht wird, läßt sich die HilfsÖffnung 41 durch eine als Hilfsverschluß dienende zusätzliche Platte 64 verschließen.

In entsprechender Weise lassen sich als Dosiervorrichtung eine größere Mengen durchleitende Dosiereinrichtung an sich bekannter Bauart mit einer kleinere Mengen durchlassenden, fein dosierenden Einrichtung gleicher oder anderer an sich bekannter Bauart

verbinden, ζ. B. Förderbänder oder Kratzer. Bei der fein dosierenden Einrichtung ist besonderes darauf zu achten, daß das durchtretende Material gleichmäßig und restlos abfließt. Dazu ist es zweckmäßig, besondere Mittel wie die dargestellten Rüttler oder Rührer, aber auch, mit anderer Bauart wie etwa Druckmittel einleitende Düsen oder Verwirbler einzusetzen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

1 Patentansprüche:

1. Dosiervorrichtung für rieselfähiges Material, die das Ausströmen des Materials aus einem Behälter auf bestimmte Mengen begrenzt erlaubt, mit einer grob dosierenden und einer für den Durchsatz kleinerer Mengen bestimmten fein dosierenden Zündeinrichtung und mit der fein dosierenden Zumeßeinrichtung zugeordneten Mitteln, welche der feinen Zerteilung des Materials dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel (30,51) sich mit einer von der Geschwindigkeit der fein dosierenden Zumeßeinrichtung abweichenden, wesentlich größeren Geschwindigkeit bewegen, so daß auch bei kleinem Durchsatz infolge einer beträchtlichen Relativbewegung zwischen dieser Zumeßeinrichtung und den zerteilenden Mitteln noch gleichmäßiges Abfließen erfolgt

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 mit Förderschnecken als Zumeßeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit größerer Geschwindigkeit bewegten Mittel durch einen Rührer realisiert sind.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 2 mit einer grob und einer fein dosierenden Schnecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer aus Stiften (30) besteht, die an einer die fein dosierende Schnecke (3) durchdringenden Welle (22) sitzen.

4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Wellen der beiden Schnecken parallel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wellen (13, 20) wie auch die die fein dosierende Schnecke (3) durchdringende Welle (22) von einer gemeinsamen Antriebswelle (6) angetrieben sind.

5. Dosiervorrichtung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (6) mit einem Antriebsmotor (5) verbunden ist und verschiedene Zahnräder (7, 8, 9) trägt, die verschiedene Übersetzungen zu den Förderschnecken (2,3) und der Welle (22) des Rührers bilden.

6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (6) mit einer Hilfswelle (10) verbunden ist, welche das im Behälter (1) befindliche Material (12) auflockernde Arme (11) trägt.

7. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die grob dosierende Förderschnecke (2) mit der Antriebswelle (6) über eine lösbare Kupplung (19) verbunden ist.

8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (19) eine elektromagnetische Kupplung ist.

9. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe der Förderschnecken (2, 3) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, das einen Antriebsmotor (5) trägt und als Ganzes an den Behälter (1) ansetzbar ist.

10. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 mit einem als grob dosierende Zumeßeinrichtung dienenden Verschluß an einer Ausflußöffnung auf der Unterseite eines Behälters und einer auch in dessen Schließlage offenen, als fein dosierende Zumeßeinrichtung dienenden HilfsÖffnung, dadurch gekennzeichnet, daß der HilfsÖffnung (42) ein Stauraum (47) nachgeschaltet ist mit einem besonderen, steuerbaren Antrieb, der den Stauraum relativ zur Hilfsöffnung (42) bewegt und bei dessen Betätigung Material aus dem Stauraum ausfließt.

11. Dosiervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauraum (47) nach drei Seiten geschlossen ist und einen Boden (50) hat, der sich mindestens nach der offenen Seite hin so weit über die HilfsÖffnung (42) hinaus erstreckt, daß sein Rand noch außerhalb des Schüttkegels (63) des unbeeinflußt aus der HilfsÖffnung (42) fließenden Materials (33) liegt.

12. Dosiervorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stauraum (47) als besonderer Antrieb ein Rüttler (51) befestigt ist

13. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß eine schwenkbar gelagerte Bodenklappe (41) ist

14. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Ausflußöffnung (35) des Behälters (32) mindestens auf einer Seite abgrenzendes Wandteil (38) mit dem Behälter verbunden ist, und daß zwischen diesem und dem Verschluß (41) die HilfsÖffnung (42) gebildet ist und der Wandteil (38) den elastisch mit ihm verbundenen Stauraum (47) trägt.