DE2356115A1 - Dosiervorrichtung fuer ein trockenes, koerniges material - Google Patents

Description

Patenten w ä 11 β

Dipi.-ing. Walter Meissner Dipi.-ing. Herbert Tischer BERUN-6RUNEWALD MÜNCHEN

8 München 2, den 9. Nov. 1973

Tal 71

Fernspr.221298

Ke/rö

AG für Beratungstechnik Chur (Schweiz)

Dosiervorrichtung für ein trockenes, körniges Material

Die Erfindung "befaßt sich mit einer Dosiervorrichtung für ein trockenes, körniges Material.

Bei Kästen, die ein körniges Material oder unter bestimmten Bedinungen ein pulverformiges Material enthalten, ist bekannt, in der Nähe des oberen Bandes eine durch eine Wand führende Öffnung vorzusehen, die sich schließen läßt und durch die ä&m Material bein Neigen des betreffenden Kastens oder der Schachtel herausfällt und damit ausgeteilt wird.

Eine solche Anordnung der öffnung ermöglicht eine bequeme Produktabgabe in dem Sinne_y daß das Produkt etwa wie eine..Flüssigkeit unter steuerbarenStrömungsbedingungen ausgegossen werden kann· Dadurch wird die Notwendigkeit vermieden, den Easteninhalt mit einem Hilfsmittel, beispiels-

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weise in einfachster lOrm mit einem Löffel, herauszuziehen, wodurch sich offensichtlich Vorteile hinsichtlich der praktischen Verwertung und der Hygiene bei der Behandlung des Behälterinhalts ergeben, vor allem dann, wenn es dabei um Nahrungsmittel handelt·

Bas auf diese Weise durch eine Kastenöffnung ausgegossene Produkt läßt sich aber nicht dosieren, so daß es, um eine Dosiereinheit zu erhalten, erforderlich ist, beim Ausgießen aus der Kastenöffnung eine Zwischenstufe einzuführen, bei der das Produkt zunächst in einen Behälter bekannten Volumens abgefüllt wird, wodurch die Vorteile des Kastens, der mit einer kleinen, verschließbaren öffnung versehen ist, verlorengehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Dosiervorrichtung zu schaffen, die den Fluß eines körnigen Materials durch eine öffnung des Kastens oder der Schachtel steuert, wobei diese Vorrichtung das Material in einer Weise enthält, die es ermöglicht, jeden Ausgießoder Ausschüttschritt auf eine Dosiereinheit zu beschränken, die ein gewähltes Volumen aufweist. Diese zu schaffende Vorrichtung soll außerordentlich einfach aufgebaut sein und aus einer Vielzahl von Materialien geformt werden können, insbesondere solchen, die sich für den jeweiligen Produkttyp eignen. Da darüber hinaus die Ausgußöffnungen mit Hilfe von Maschinen ausgebildet werden sollen, die mit außerordentlich schnellen Arbeitszyklen arbeiten, wobei möglicherweise die öffnungen auch mit einem Verschluß versehen werden sollen, soll desweiteren erfindungsgeaäß eine Austeilvorrichtung geschaffen werden, die sich außerordentlich leicht in einem Kasten bzw. einer Schachtel ausbilden läßt.

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Bekanntermaßen ordnet sich ein kohärentes Material unter Schwerkrafteinwirkung gemäß einer konischen Oberfläche, spontan selbst, deren Scheitelwinkel um so größer ist, je kleiner die zwischen den einzelnen Teilen, in die das Material unterteilt ist, hellsehende Kohäsionskräft ist. In der folgendenBeschrefoung wird der halbe Scheitelwinkel des natürlichen Böschungskegels kurz Böschungswinkel genannt.

Erfindungsgemäß wird eine Meß- und Dosiervorrichtung für ein trockenes, körniges Material geschaffen, die sich in einem Behälter befindet. Diese Vorrichtung weist eine in dem Behälter vorhandene Kammer auf, die von einer ersten Wand begrenzt wird, durch die hindurch sich in Richtung auf die Außenseite ein Ausschüttmundstück erstreckt, das durch die Behälterwand hindurchgeführt ist. Desweiteren ist diese Kammer von einer zweiten Wandung begrenzt, die das Mundstück von dem Innenraum des Behälters abtrennt und eine DurchgangsÖffnung aufweist, wobei darüber-hinaus eine dieser Öffnung zugewandte und von ihr mit Abstand getrennte Prallplatte vorgesehen ist. Die Relatiylagen der genannten Teile dieser Kammer werden durch die Tatsache bestimmt, daß wenigstens ein natürlicher Schütt- oder Böschungskegel des Materials, der eine senkrechte Achse und eine Winkelspitze aufweist, die mit der Öffnung der zweiten Wand fluchtend ausgerichtet ist , nur teilweise von der Prallplatte geschnitten wird, und daß jeder natürliche Böschungskegel dieses Materials, der eine senkrechte Achse aufweist und dessen Scheitel oder Spitze auf dem freien Rand der Prallplatte liegt, von dem Mundstück nicht geschnitten wird. Darübeajhinaus wird die Relativlage der genannten Teile auch noch durch die Tatsache bestimmt, daß der natürliche Böschungskegel, dessen Scheitel auf der Öffnung liegt und der eine minimale Ausbiegung seiner Achse in bezug auf die Senkrechte aufweist und im Inneren von der Prallplatte geschnitten wird, mit seiner Achse in

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bezug auf die Senkrechte weniger abgebogen ist als dies bei einem natürlichen Böschungskegel der Fall ist, dessen Scheitel auf dem freien Rand der Prallplatte liegt und das Mundstück schneidet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig.1 eine Draufsicht eines Behälters, dessen oberer Deckel abgenommen ist und in dem sich eine Ausschüttvorrichtung befindet,

F-ig. 2 eine Querschnittsansicht des Behälters

von Fig. 1 längs der Linie H-II in Fig. 1,

Pig. 3 und 4 der Fig. 2 ahnIide Ansichten, die andere Arbeitsstellungen der Ausschüttvorrichtung zeigen,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Behälters mit eingebauter Ausschüttvorrichtung,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht längs der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 und 8 der Fig. 6 ähnliche Ansichten,

die verschiedene Arbeitsstellungen der Ausschubvorrichtung zeigen,

Fig. 9 eine perspektivische Teilansicht eines

kastenähnlichen Behälters, der teilweise geöffnet ist, so daß in seinem Inneren eine weitere Ausführungsform der Ausschütt- und Dosiervorichtung sichtbar ist,

Fig. 1o eine schematische Seitenansicht des Kastens von Fig«, 9 in einer anderen Stellung,

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Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines teilweise offenen Kastens mit einer weiteren Ausführungsform, der Ausschüttvorrichtung,

Fig. 12 eine Querschnittansicht des Kastens von Fig. 11 in aufrechter Stellung und

Fig. 1$ und 14 der Fig. 12 ähnliche Ansichten,

die andere Arbeitsstellungen des Kastens

zeigen.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist ein allgemein mit 1o bezeichneter Behälter eine im wesentlichen zylindrische äußere Form auf und besitzt eine Seitenwand 11 sowie eine Bodenwand 12. In der Nähe der Bodenwand ist an dem Behälter 1o in an sich bekannter Weise eine im wesentlichen kastenähnliche Dosierausschüttvorrichtung 13 befestigte Diese Dosierausschütt- oder Abgabevorrichtung weist eine Wand 14 an der Bodenwand 12 des Behälters auf, ferner eine hintere senkrechte Wand 15 und zwei Seitenwände 16 auf _o Sie wird oben durch eine Wand 17 verschlossen, in der sich eine öffnung 18 befindet. Die Vorderwand 19 der Ausschüttvorrichtung hat eine Öffnung 2o, die mit einer öffnung 21 in der Wand 11 des Behälters in Überdeckung steht. Von dem oberen Rand der Wand 19 erstreckt sich in Richtung in das Innere der Aussschüttvorrichtung hinein eine Prallplatte 22, die überhängt und einen freien Rand 23 aufweist«, In dem Behälter 1o ist schematisch als Inhalt ein körniges Material 24 angedeutet.

¥enn sich der Behälter 1o in der in Fig. 2 gezeigten aufrechten Stellung befindet, tritt das körnige Material 24 in die Ausschüttvorrichtung. 13 durch die Öffnung 18 ein, itfobei hier angenommen werden soll, daß das körnige Material einen natürlichen Böschungs-.oder Schüttkegel aufweist, dessen Scheitelwinkel 2 <*· ° groß ist. Ein solcher Kegel ist mit seiner Spitze auf dem Rand der öffnung 18 liegend in Fig_o 2 " ' ■ 409821/0375

eingezeichnet. Es leuchtet ein, daß dann, wenn die Prallplatte 22 nicht alle Kegel vollständig schneidet, deren Spitzen oder Scheitel entsprechend zur öffnung 18 angeordnet sind und die vertikale Achsen aufweisen, das körnige Material über die Prallplatte hinwegläuft und in die Vorrichtung 13 eintritt und sich im wesentlichen in der in Fig. 2 gezeigten Weise anordnet. Es wird darauf hingewiesen, daß selbst dann, wenn das Material über die Kandkante 23 hinwegläuft, es unter der Wirkung der Schwerkraft immer noch längs seines Böschungskegels angeordnet wird, der schematisch in I¹Ig. 2 dargestellt ist, da sich die Öffnung 2o nicht innerhalb dieses Kegels befindet, so daß kein Material durch diese öffnung hindurchfallen kann, wenn sich der Behälter in der in Fig. gezeigten Lage befindet. Dagegen sollte beim Ausschütten des Materials der Behälter gekippt werden, indem man ihn aufeinanderfolgend durch die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Lagen bewegt. Die Lage von Fig. 3 zeigt im einzelnen, daß alle Böschungskegel, deren Scheitel mit deröffnung 18 in Überdeckung stehen, vollständig von der Prallplatte 22 geschnitten werden, so daß jeglicher weiterer Materialfluß durch diese öffnung liindurch verhindert wird. Es ist erforderlich, daß alle Böschungskegel, die eine vertikale Achse und einen Scheitel aufweisen, der der öffnung 18 zugeordnet ist, von der Prallplatte 22 "beim Kippen oder Neigen des Behälters geschnitten werden, bevor die Böschungskegel, deren Achsen vertikal verlaufen und deren Scheitel auf dem Rand 23 der Prallplatte liegen, die Öffnung 2o schneiden. Dadurch wird erreicht, daß das Material aufhört, aus dem Behälter 1o in die Ausschubvorrichtung einzutreten, bevor es an der Außenseite austreten kann. Diese Bedingung ist für die Konstanz der Dosiereinheit en erforderlich.

Wenn der Behälter noch weiter gekippt w±rd_; wie di®S-in Fig.. 4 dargestellt ist, dann hat dies zur folge, äaB die

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Böschungskegel, deren Achsen vertikal ausgerichtet sind und deren Seheitel auf dem Rand 23 liegen, die öffnung 2o schneiden. Unter diesen Bedingungen beginnt dann das Material durch die öffnung hindurchzutreten«, Ein angemessenes Kippen oder Ke±gen des Behälters ermöglicht also, daß die zur Dosierung dienende Ausschüttvorrichtung 13 vollständig entleert wird.

Durch Wiederaufrichten des Behälters 1o_s wodurch er in die XnJ¹Xg. 2 gezeigte Lage zurückgeführt wird, tritt wieder Material in die öffnung 18 ein und füllt die Ausschüttvorriehtung 13 in-der gezeigten Weise*,

Fig. 6 zeigt, wie eine zur Dosierung dienende Ausschüttvorrichtung der hier beschriebenen Art in einen Behälter eilgebaut werden kann, der als Kasten mit parallelen Wänden ausgebildet ist_o Der Kasten 3o ist nur zum Teil dargestellt und seine Wand 31 weist eine öffnung 32 auf, die durch einen Schieber 33 gesteuert wird, der sich von Hand zwischen Führungen 34- bewegen läßt» Der Kasten hat Seitenwände 35 und eine Bodenwand 36· Die Wand 37 begrenzt die Dosierkammer 38, die mit dem übrigen Teil des Kastens durch eine Öffnung 39 in Verbindung steht. Eine Prallplatte 4o erstreckt sich von der Wand 31 ins Innere der Wand 38 hinein. In diesem lalle leuchtet ein, daß ein Teil der Wand 36, der Wand 31 und der Wände 35 des Kastens auch Wände der Kammer 38 der Dosiervorrichtung sind.

Die Betriebsweise der in I¹Xg. 6 gezeigten. Dosierbzw,, Ausschüttvorrichtung ist im wesentlichen der in 3Fig» gezeigten Vorrichtung gleich, und S¹Xg. 7 zeigt die Grenzstellung der Neigung' für den Kasten, bei der ein Materialfluß aus dem Kasten in die Kammer 38 stattfindet. "Fig. 8 zeigt eine Stellung des Kastens, bei der das körnige Material, das an der Kammer 38 angekommen ist, durch die

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öffnung 32 herausfällt, sobald der Schieber 33 geöffnet worden ist. Es wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn der Kasten 30 stark geneigt wird, wobei die Wand 31 fast waagerecht liegt, sich das körnige Material auf dieser Wand ablagert, so daß das Aufrichten des Kastens zur Folge hat, daß das Material in die Kammer 38 solange eintritt, bis kein Material mehr vorhanden ist.

Fig. 1o zeigt einen Teil eines noch offenen parallelepipedischen Kastens vor dem vollständigen Zusammenbau. Der Kasten weist eine Wand 41 auf, die mit den Wänden 42 verbunden ist, sowie eine Bodenwand 43, auf der Verlängerungen 44 der Seitenwände 42 liegen, die umgebogen werden sollen. Ein Streifen 45, dessen Breite gleich der Kastenbreite ist, ist mit einem Rand 46 an den Wänden 41 befestigt. Der andere Hand 47 ist an der Wand 43 angebracht, wobei dazwischen das Ende 48 eines Streifens 49 liegt, der die Ausschüttprallplatte bildet. Der Streifen 45 hat eine öffnung 5o, während die Prallplatte 49 eine Öffnung 51 aufweist. Schließlich ist in der Wand 41 des Kastens eine Ausschüttöffnung 52 ausgebildet. Die Arbeitsweise der in Fig. 1o dargestellten Dosier- bzw. Ausschüttvorrichtung ist der in E¹Ig. 2 beschriebenen Vorrichtung ähnlich, obgleich ihre Form erhebliche Vorteile bei der Handhabung des Kastens bietet, in dem sie sich befindet. Der Streifen 43 läßt sich nämlidi , wie aus Fig. io hervorgeht, selbst dann mit der Vand 41 ausrichten, wenn der Streifen 45 und der Streifen 49 auf der Wand angebracht werden und zusätzliche Wände der Ausschüttvorrichtung bilden. Man erkennt, daß auf diese Weise das dünnwandige Material, insbesondere Pappe, aus dem der Kasten axt gebaut ist, seine Eigenschaften und insbesondere die Fähigkeit behält, auf einer ebenen Oberfläche abgewickelt zu werden, so daß der Kasten einschließlich der Ausschüttvorrichtung auf herkömmlichen Maschinen hergestellt

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werden kann, die dem Kasten automatisch die gewünschte Form geben, und sich der Kasten dann auch für die bekannten Füllvorgänge und dgl. eignet.

Die Befestigung des Streifens 47 an dem Streifen mit dem Einsetzen des Streifens 49 zwischen die beiden genannten Streifen sowie die Befestigung des Streifens an der Wand 41 läßt sich durch Heften, Kleben, Schweißen

unter
oderVAnwendung von Verfahren erreichen, die durch das Material, das die Kastenwände und die Ausschüttvorrichtungswände bildet, bestimmt werden.

In den Fig* 11 bis 14 ist eine andere Ausführungsform der Dosiervorrichtung dargestellt. Hierbei weist ein ganz allgemein mit 6o bezeichneter Kasten auf seiner Fläche 61 eine öffnung 62 auf, die sich durch eine Tür 63 verschließen läßt, welche gewöhnlich Schnepfe genannt wird und daher nicht im einzelnen beschrieben wird, weil sie den einschlägigen Fachleuten bekannt ist.

Entsprechend der öffnung 62 ist im Inneren des Kastens zwischen den Seitenwänden 64 ein Streifen 65 eingesetzt und befestigt, der eine Dosierkammer 66 begrenzt, die sich ins Kasteninnere hinein bei 68 öffnet.

Eine Prallplatte 67 ist an den Wänden des Kastens 6o entsprechend der öffnung 68 befestigt, um das durch die Öffnung hindurchströmende Material zu steuern.

Die Fig.'12, 13 und 14 zeigen nacheinander die Hauptsteilungen der Vorrichtungen, die diese während des fortschreitenden Materialausschüttens einnimmt. Dabei zeigt Fig. 12 die Anordnung des losen Materials in dem Kasten, der sich in der normalen, aufgerichteten Buhelage befindet. '

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Der Kasten 60 wird zwecks Ausschütteiis in der in Fig. 13 "und dann in der in Fig. 14 gezeigten Weise gekippt. Fig. 13 zeigt den Zustand, "hei dem das Material in der Kammer 66 beginnt, an der Außenseite" des Kastens in Erscheinung zu treten, und die Prallplatte 67 verhindert, daß das in dem Kasten "befindliche Material in die Kammer 66 einströmt. Somit wird eine Materialmenge ausgeschüttet, die durch das Volumen der Kammer 66 bestimmt wird.

Wenn dann der Kasten wieder aufrechtjgestellt wird, fällt das in dem oberen Teil des Kastens "befindliche Material wieder in der öffnung 68 und füllt die Kammer auf, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist, wonach das dosierte Ausschütten wiederholt werden kann.

Die Herstellung der Dosierkammer an der Seite und im oberen Teil des Kastens macht es sehr leicht, die abgemessene Materialmenge mit großer Genauigkeit auszuschütten, wenn dies gewünscht wird, und zwar auch in kleine Behälter.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind zur Vereinfachung der Konstruktion die Sextenwände des Kastens auch die Seitenwände der Kammer 66. Die Kammer kann jedoch ihre eigenen Seitenwände haben, beispielsweise dann, wenn sie in einem zylindrischen Behälter angeordnet ist.

Der Abstand der Kammer von dem oberen Deekel läßt sich nach Belieben wählen, vorausgesetzt allerdings, daß er so groß ist, daß er über der öffnung 68 einen Raum läßt, der ausreichend groß ist, um die gewünschte Materialmenge durch ihn hindurch genau in die Kammer einführen zu können.

Die obigen Ausführungsformen sind nxa? An ihnen sind mancherlei Inderungea denkibar» Se Können

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"beispielsweise die Wände, die die Dosierkammer "begrenzen, so geformt sein, daß sich eine Kammer ergibt, cLe das gewünschte Volumen aufweist. Gfeichermaßen läßt sich die
Ausschüttöffnung der Dosiervorrichtung durch jede beliebige bekannte öffnungs- und Schließvorrichtung steuern.

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Claims (7)

1. P at entansprüche

   \ 1. Dosiervorrichtung für ein trockenes, körniges Material, das sich, in einem Behälter befindet, gekennzeichnet durch eine Kammer die von einer ersten Wand (19) begrenzt wird, durch die hindurch sie sich zur Außenseite einer Ausschüttöffnung (21) öffnet, die sich in der Behälterwand (11) befindet, eine zweite Wand (17)» die die Ausschüttöffnung (21) vom Inneren des Behälters abtrennt und eine Durchtrittsöffnung (18) aufweist, und durch eine Prallplatte (22), die der öffnung (21) gegenüberliegt und von ihr mit Abstand getrennt ist, wobei die Eelativlage der einzelnen Teile der Kammer (1J) durch die Tatsache bestimmt ist, daß wenigstens ein natürlicher Böschungskegel des Materials (24), der eine vertikale Achse aufweist, und dessen Scheitel mit der öffnung (18) der zweiten Wand (17) in Überdeckung steht, nur teilweise durch die Prallplatte (22) geschnitten wird, und' daß jeder natürliche Böschungskegel des Materials (24), der eine vertikale Achse aufweist und dessen Scheitel auf dem freien Rand (23) der Prallplatte (22) liegt von der Ausschüttöffnung (21) nicht geschnitten wire, und daß ferner der natürliche Böschungskegel, dessen Scheitel auf der öffnung (18) liegt und der eine minimale Auslenkung seiner Achse in bezug auf die vertikale Richtung aufweist und im Inneren von der Prallplatte (22) geschnitten wird eine Achsenauslenkung oder Ausbiegung in bezug auf die Vertikale aufweist, die kleiner ist als "bei einem natürlichen Böschungskegel, dessen Scheitel

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   auf dem freien Rand (23) der Prallplatte (22) liegt und die Ausschüttöffnung (21) schneidet.
2. 2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wand (31) der Kammer (38) ein Teil der Behälterwand ist.
3. 3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k en nzeichnet, daß die Kammer (38) eine seitliche Abmessung hat, die gleich der Abmessung des Behälters (3o) ist, und zwar in dem Teil des Behälters, in dem sie sich befindet, und.daß die zweite Wand einen Streifen (45) bildet, der sich von einem Teil der Behälterbodenwand (43) aus erstreckt und den oberen Rand des Wandbereiches des Behälters erreicht, der die erste Wand der Kammer bildet, wobei die Seitenränder des Streifens (45) mit der Behälterwand in Berührung stehen.
4. 4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3» d a du r c h g e k e η η ζ ei c h η e t, daß der Streifen (45) verformbar ist, und daß der Teil der Behälterbodenwand (43), mit dem der Streifen eine Einheit bildet, so gefaltet werden kann, daß er mit der Wand des Behälters fluchtend ausgerichtet ist, die mit einem ihrer Teile die erste Wand der Kammer bildet, wobei die Abwicklung des Streifens (45) gleich dem Abstand zwischen seinen Verbindungspunkten mit der Behälterwand (41) ist, sobald der Bodenteil so gebogen ist, daß er mit der Seitenwand in einer Linie liegt.
5. 5· Dosiervorrichtung nach Anspruch 4, d a du r c h g e ke η η ζ e ic h ή e t, daß die Prallplatte mit der Behälterwand an einer Verbindungsstelle des Streifens (45) mit der Behälterwand in Verbindung steht.

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6. 6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei chn et, daß die Kammer (13, 38, 66) im oberen Teil des Behälters (io, 3o, 6o) angeordnet ist.
7. 7. Dosiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschüttöffnung (62) für das den Behälter verlassende Material durch eine · verschwenkbare Klappe (63) des Schnepfentyps steuerbar ist-

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