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Betr.: L 192/A/em " Verfahren zur dosierten Abgabe von feinkörnigem
oder zähflüssigem Material sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens " Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur dosierten Abgabe von feinkörnigem oder zähflüssigem
Material und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Ein solches Verfahren soll erfindungsgemäß dadurch verbessert werden,
daß das Material ununterbrochen in das breitere Ende einer rotierenden, kegelstumpfförmigen
Kammer geführt wird, die mit ihrer Achse unter einem solchen Winkel zur Horizontalen
angeordnet ist, daß der Teil der kegelstumpfförmigen Kammerwand, der in jedem Augenblick
am tiefsten liegt, einen Kanal bildet, der entweder horizontal oder vom breiteren
zum schmaleren Ende der Kammer leicht ansteigend
verläuft, wodurch
es dem Material ermöglicht wird, durch einen Auslaß am schmaleren Ende auszufließen.
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Die Größe des Materialflusses durch die Kammer kann vorzugsweise durch
Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Kammer gesteuert werden oder alternativ
dazu durch Änderung des Steigungswinkels in Bezug auf die Horizontale der Kammerachse.
Für nicht frei fließende als Materialien werden Drehzahlen von weniger/40 Umdrehungen
pro Minute bevorzugt. Das Material kann in das breitere Ende der Kammer auf verschiedene
Weise eingeleitet werden.
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Zum Beispiel kann ein Hohlzylinder, der feinkörniges Material enthält,
am breiteren Ende der Kammer angeordnet sein und koaxial zu ihr verlaufen, so daß
der Hohlzylinder vorzugsweise wenigstens mit 250 zur Horizontalen geneigt ist. Die
Kammer wird durch eine kreisförmige Platte mit einer schmalen kreisförmigen Öffnung
am Boden des breiteren Teils der Kammer abgetrennt. Der Hohlzylinder kann von der
Platte,z.B. durch einen Nylonring zur Reibungsverminderung getrennt werden, wobei
dieser Nylonring zwischen dem Hohlzylinder
und der kreisförmigen
Abschlußplatte angeordnet ist.
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Ferner kann eine feste Prallplatte stromaufwärts vom Auslaß in der
Kammer angeordnet werden. Sie hat entweder eine kreisförmige Öffnung oder einen
Ausschnitt am Boden oder sie ist mit Abstand von der Kammerwand angeordnet, so daß
das Material zum Auslaß weiterfließen kann.
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Diese Prallplatte, die fest angeordnet ist und mit der Kammer nicht
rotiert, unterstützt die genaue Abgabe des Materials durch den Auslaß, indem die
Tendenz des Materials sich zu überstürzen reduziert wird und ebenso die Bildung
von Staub, der durch den Auslaß austritt, verringert. Die Prallplatte ist zusammen
mit der vorgenannten kreisförmigen Abschlußplatte an einem gewöhnlichen Schaft befestigt,
der sich koaxial zur Kammer erstreckt und durch das schmalere Ende der Kammer bis
zu einer festen Halterung führt. Die Prallplatte kann entweder mit einem festen
Abstand zur Abschlußplatte angeordnet sein oder sie kann alternativ dazu axial verschiebbar
innerhalb der Kammer befestigt sein. Durch die Verschiebung der Prallplatte in der
kegelstumpfförmigen Kammer
kann der Abstand zwischen der Kante der
Prallplatte und der Kammerwand variiert werden, so daß die Durchflußmenge des Materials
durch die Kammer zusätzlich kontrolliert werden kann. Die Prallplatte kann mit Hilfe
eines in mehrere im Schaft angeordnete Löcher steckbaren Stift; auf dem Schaft befestigt
werden. Die Prallplatte kann gleichfalls gegen eine andere ausgetauscht werden.
Die Prallplatte kann ferner zur Stützung von ggf. vorgesehenen Reinigungselementen
dienen.
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Bei einer anderen Ausbildungsform kann die Prallplatte fest auf dem
Schaft angeordnet sein und die kegelstumpfförmige Kammer ist dafür in bezug auf
den Schaft und die Prallplattenanordnung axial versetzbar. Durch die axiale Versetzung
des Kegels kann die Öffnung zwischen der Kante der Prallplatte und der Innenseite
des Kegels vergrößert oder verkleinert werden. Bei einer solchen Ausführungsform
kann der Teil des Schaftes, der sich von dem schmaleren Ende der kegelstumpfförmigen
Kammer erstreckt kalibriert werden, so daß durch genaue Ausrichtung eine Öffnung
zwischen der Prallplatte und der Innenseite der Kammer von einer gewünschten Größe
erzielt werden kann. Das Innere der Kammer ist vorzugsweise aus
rostfreiem
Stahl oder anderem hochpolierbarrm Material, so.daß die Möglichkeit des feinkörnigen
Materials zum Ankleben daran soweit wie möglich herabgesetzt wird.
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Die Kammer und,sofern benutzt, der koaxiale, materialenthaltende .
Hohlzylinder können mechanisch gedreht werden1 vorzugsweise durch einen drehzahlregelbaren
Elektromotor. Der Antrieb des Motors kann durch übliche Mittel auf die Kammer übertragen
werden, vorzugsweise jedoch durch ein Reibrad, das mit der Kammer oder dem Hohlzylinder
in Verbindung steht oder in Form von Zahnradübertragungen. Um eine genügend niedrige
Drehzahl der Kammer zu erreichen können Untersetzungsgetriebe eingesetzt werden.
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Die Kammer bzw. die Kammer und Hohlzylinderanordnung kann mit einem
genügenden Winkel versehenen Rahmen unter Verwendung von Führungsrollen, die eine
Rotation erlauben, gestützt werden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung schematisch
dargestellt und näher erläutert. Hierin zeigen:
Fig. 1 die schaubildliche
Seitenansicht einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 einen Längsschnitt eines Teils
der Vorrichtung nach Fig. 1 in größerem Maßstab, Fig. 3 einen Längsschnitt einer
zweiten Ausführungsform, Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie TV - IV gemäß
Fig. 3, Fig. 5 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Kammer, Fig.
6 einen Längsschnitt durch die Kammer einer weiteren Ausführungsform und Fig. 7
einen Längsschnitt eines Teiles einer weiteren Ausführungsform, die den Ausführungsformen
nach den Fig. 1 und 2 ähnlich ist, jedoch mit einem Nylonring, der die Endplatte
und den Zylinder voneinander trennt.
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Die Vorrichtung besteht aus einer kegelstumpfförmigen Kammer 1 mit
einem Auslaß 2 am schmaleren Ende. Der Kegelwinkel beträgt etwa 700. Die Kammer
ist so angeordnet, daß der untere Teil der kegelstumpfförmigen Wand horizontal oder
geringfügig bis zu 50 von innen nach außen ansteigt.
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Eine Abschlußplatte 3 ( Fig. 2 ) befindet sich am breiteren Ende der
Kammer. Diese Platte ist kreisförmig, nicht bewegbar und koaxial zur Kammer.
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Sie hat eine schmale Öffnung am Boden, die als Einlaß 4 für feinkörniges
Material wirkt. Diese Abschlußplatte 3 ist an einem Schaft 5 befestigt, der gleichzeitig
eine Prallplatte 6 innerhalb der Kammer 1 hält. Der Schaft und die Prallplatte sind
gleichfalls koaxial zur Kammer, wobei zwischen der Prallplatte und der Kammerwand
eine Öffnung besteht, so daß der untere Teil 7 der Kammerwand dem Material das Passieren
der Prallplatte auf seinem Weg vom Einlaß 1t zum Auslaß 2 der Kammer ermöglicht.
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Der Schaft 5 hat eine horizontale Fortsetzung 8 außerhalb der Kammer,
die zur Stützung der Platten 3 und 6 an einer Halterung festgeklemmt werden kann.
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Eine Bürste 9 mit steifen Nylonfäden lo ist am Schaft 5 starr befestigt.
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Die Fäden lo berühren die Kammerwand, so daß, wenn die Kammer rotiert,
an der Kammerwand haftende Materialreste abgebürstet werden.
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Mit dem breiteren Ende der Kammer 1 hängt eine Zylinderhülse 11 zusammen,
wobei die Abschlußplatte 3 die Kammer 1 von dieser Hülse trennt. Die Figuren der
Zeichnung zeigen einen offen endenden Hohlzylinder 12 ( z.B. aus Karton ), der als
Behälter für das feinkörnige Material dient und innerhalb der Hülse 11 gehalten
ist. Die Anordnung ist hergestellt, daß der Schlitz 4 im untersten Teil der Zylinderwand
des Hohlzylinders 12 liegt.
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Die Hülse 11 und der Zylinder 12 können durch eine oder mehrere Klemmschrauben
15 fest miteinander verbunden sein.
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Ein großes Nylon-Getrieberad 13 ist koaxial um die Hülse 11 angeordnet
und mit dieser fest verbunden.
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Dieses Getrieberad wirkt mit einem Ritzel 14 zusammen, welches durch
einen Elektromotor 16 über einen Getriebekasten 17 antreibbar ist. Das Ritzel hat
weniger Zähne als das Getrieberad 13, so daß während des Betriebes das Getrieberad
wesentlich langsamer rotiert als das Ritzel, vorzugsweise nicht schneller als mit
40 Umdrehungen pro Minute bei nicht freifließendem Material. Der Zylinder 12 wird
durch Führungsrollen 18 gestützt.
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Während des Betriebes ist der das feinkörnige Material enthaltende
Hohlzylinder 12 an der Hülse 11 wie oben beschrieben befestigt und kann sich, angetrieben
durch den Motor zusammen mit der Kammer 1 drehen. Unter der Schwerkraft bewegt sich
das Material zum tiefsten Teil des Hohlzylinders, um durch den Einlaß 4 in die Kammer
1 zu fließen. Die relative Drehung zwischen der Abschlußplatte 3 auf der einen Seite
und dem Hohlzylinder 12 und der Kammer 1 auf der anderen Seite hilft das Material
zu bewegen und zu verhindern, daß sich Klumpen in dem unterenXeil des Hohlzylinders
12 bilden. Sobald das Material durch den Einlaß 4 in die Kammer 1 fließt wird es
weniger kompakt und fließt
daher gleichmäßig gegen di.e Prallplatte
6. Die Bürste 9 fegt alLes Material, das während des Rotierens an der Kammerwand
hängt, ab. Die Prallplatte 6 hilft der Steuerung eines ständigen Materialflusses
zum Auslaß 2. Das Material fließt dabei durch die Öffnung 7 zwischen der Prallplatte
und der Kammerwand.
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Die Stärke des Materialflusses kann durch Änderung der Drehzahl der
Kammer und des Hohlzylinders gesteuert werden. Je starker die Rotation um so stärker
der Durchfluß.
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Wenn der untere T&il der Kammer zum Auslaß leicht ansteigt, wird
ein gleichmäßiges Fließen erreicht, wobei starke Schwankungen verhindert werden,
ebenso wie das Austreten von Material aus dem Auslaß, wenn die Kammer stillsteht.
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Wird eine Mischung von verschiedenen feinkörnigen Materialien verlangt,
können mehrere erfindungsgemäß gestaltete Apparate in einen gemeinsamen Behälter
dosieren. Ein wichtiger Anwendungsfall ist die Ausgabe von pudrigen Farbstoffen
oder Farbmischungen, wobei eine genaue Dosierung der Teilmengen der verschiedenen
Farben
oder Farbmischungen notwendig ist.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in den Figuren
3 und 4 gezeigt. Bei dieser Vorrichtung ist das untere Ende des Hohlzylinders 20
mit einem inneren, kreisförmigen Flansch 21 versehen, der eine schmale Öffnung 22
hat. Der Hohlzylinder rotiert nicht, obgleich die kegelstumpfförmige Kammer 23 um
ihre Symmetrieachse rotiert. Die Abschlußplatte 24 ist an der Innenseite der Kammer
an deren breiterem Ende befestigt, und zwar durch schmale Bänder 25. Sie ist mit
Abstand zur Kammerwand angeordnet, so daß Material immer die Endplatte auf seinem
Weg zum Auslaß passieren kann. Eine genügend große Öffnung ist zwischen der Zylinderwand
des Hohlzylinders 20 und der zylindrischen Hülse 28 vorgesehen, welche mit der Kammer
und einem Teil besteht, um zu verhindern, daß feinkörniges Material zwischen der
Zylinderwand und der Hülse festgehalten wird.
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Der Fühler 27, der wahlweise eingesetzt werden kann, erstreckt sich
in die Kammer, dient zur Lockerung des Materials und zur Erzeugung eines gleichmäßigen
Durchflusses.
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Die Figur 5 zeigt eine kegelstumpfförmige Kammer 30 und einen mit
dieser aus einem Stück bestehenden Hülse 31, die mit solchen der vorgenannten Art
ausgewechselt werden kann. Sie zeigt einen Unterschied dadurch, daß der Auslaß 32
in der kegelstumpfförmigen Wand der Kammer angeordnet ist und das schmale Ende 33
der Kammer geschlossen ist.
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Feinkörniges Material wird durch diesen Auslaß nur dann abgegeben,
wenn der Auslaß nach unten zeigt, so daß einzelne getrennte Materialdosen ausgegeben
werden, sobald die Kammer rotiert. Vorrichtungen, die mit einer solchen Kammer ausgerüstet
sind, können benutzt werden um eine Reihe von Behältern mit genauen Materialdosierungen
zu füllen.
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Die Figur 6 zeigt eine weitere Vorrichtung entsprechend der Erfindung,
wobei die Kammer 40 und der daran anschließende Hohlzylinder 41 für feinkörniges
Material so angeordnet sind, daß sie um einen Drehzapfen 72 schwenkbar sind. Dadurch
kann die Durchflußmenge durch den Auslaß 43 geändert werden, so daß für diese Vorrichtung
ein Motor mit gleichmäßiger Geschwindigkeit ( nicht näher dargestellt ) verwendet
werden kann. Der Zylinder 41 ist
nicht drehbar, das untere Ende
wird durch eine Abschlußwand 44 geschlossen, die einen schmalen Auslaß 45 zeigt.
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Die Figur 7 zeigt eine Vorrichtung, die im wesentlichen den Ausführungen
nach den Figuren 1 und 2 ähnlich ist. Sie differiert nur insofern, als das Getrieberad
13 durch einen Ring 50 aus Nylon ersetzt ist. Dieser Nylonring 50 ist zu beiden
Seiten seines Zahnkranzes 131 mit bundförmigen Ansätzen versehen. Mit einem Bund
dieses Ringes wird die Hülse 11 gehalten, die durch eine Schraube 51 unverrückbar
auf dem Bund gehalten wird. Diese Schraube und zwei ähnliche Verblockungsschrauben
( nicht dargestellt ) sind mit gleichmäßigem Abstand voneinander am Umfang des Ringes
verteilt angeordnet. Der gegenüberliegende Bund des Ringes 50 umfaßt das Ende des
Hohlzylinders 12. Die Kante des Hohlzylinders stößt gegen einen ringförmigen vorspringenden
Flansch 52 an einem Bund des Ringes 50. Der Hohlzylinder wird durch Verschlußschrauben
53 unverrückbar festgehalten. Diese Schrauben und zwei ähnliche Verschlußschrauben
( nicht dargestellt ) sind wieder mit gleichmäßigem Abstand voneinander
am
Umfang des Ringes verteilt angeordnet.
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Zwischen diesen zwei Schraubensitzen ist der Zahnkranz 13' angeordnet,
der mit dem Ring 50 aus einem Teil besteht. Ein Fühler 54 in Form einer kurzen,
aus rostfreiem Stahl bestehenden Klaue 54 erstreckt sich lotrecht von der Abschlußplatte
3 an einer Seite des Schlitzes 4 in das Innere des Hohlzylinders 12 und berührt
den Innenumfang des Flansches 52.
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Der Fühler dient zwei verschiedenen Zwecken: 1) Er hilft das feinkörnige
Material am Schlitz zu bewegen und dadurch Verstopfungen zu verhindern, insbesondere,
wenn ein nicht freifließender Puder ausgegeben werden soll, 2) da er diametral zur
Bürste 9 angeordnet ist, können die Bürste und der Fühler zusammen die Vorrichtung
gestalten und verleihen ihr eine genügende Steifheit.
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Bei jeder anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein Element zum
Bewegen des Materials bzw.
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ein Fühler an der Abschlußplatte befestigt sein,
so
daß diese Teile sich in den Hohlzylinder erstrecken, der das feinkörnige Material
abzugeben hat. Ein solcher Fühler kann als ein paar gegenüberliegender Klauen ausgeführt
sein, die sich lotrecht von der Abschlußplatte erstrecken und die Innenseite des
Hohlzylinders berühren. Die Klauen können durch Querstege miteinander verbunden
sein.
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- Patentansprüche -