DE2549551C3 - Pneumatisch arbeitender Klopfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatisch arbeitenden Klopfer, insbesondere für das Abklopfen von staubförmigem Material von Behälterwandungen, beispielsweise Bunkerwandungen, mit einem mit Prallplatte und Deckel verschlossenen Zylinderrohr und einem gegen den Druck einer Feder mittels Druckluft zum Deckel hin bewegbaren Kolben.

Ein derartiges Abklopfen hat sich als zweckmäßig und gegebenenfalls erforderlich erwiesen, wenn das staubförmige Material nicht ganz trocken ist und auch zu Brückenbildungen neigt. Durch einen kräftigen Schlag gegen die Außenwandung des Behälters kann das staubförmige Material gelockert und zum Ausfließen gebracht werden.

Abgesehen von manuellen Klopfern mittels eines Hammers sind für diesen Zweck schon verschiedene Geräte bekannt. Bei dem einfachsten Gerät handelt es sich um einen Hammer, der an einem Gelenk aufgehängt ist und mittels eines in einem Zylinder gleitbaren Kolbens pneumatisch in Bewegung gesetzt wird. Diese und auch die im folgenden beschriebenen Geräte haben zwar den Vorteil, daß der Luftverbrauch gering ist, da ein Schlag gegen die Behälterwandung nur nach Anforderung in größeren Abständen zu erfolgen braucht.

Der Nachteil bei diesen Geräten liegt aber darin, daß der Druck in dem Zylinder nicht schlagartig auftritt, sondern je nach der Nennweite des Betätigungsventils, dem Durchmesser und der Länge der Zuführleitung sowie sonstigen Widerständen in der Zuleitung verzögert ansteigt. Der Kolben setzt sich also bereits in eine langsame Bewegung, sobald die Reibkraft der Dichtung auf die Zylinderwand überschritten ist. Hinter dem Kolben (in Bewegungsrichtung gesehen) kann sich also nie der volle Netzdruck aufbauen. Der stets ausweichende Kolben läßt einen vollen Druckaufbau nicht zu.

Um einen genügend schnellen Druckaufbau im Zylinder zu ermöglichen, sind Druckleitungen und Ventile mit entsprechend größeren Querschnitten erforderlich. Diese sind aber kostspieliger als Armaturen mit kleineren Querschnitten.

Es sind auch Druckluftklopfer mit freiliegenden Kolben bekannt, wobei der Kolben mittels Druckluft unmittelbar gegen die Behälterwand oder über eine mit der Behälterwand verbundene Schlagplatte getrieben wird. Die Kolbenrückführung erfolgt bei diesen Geräten je nach Lage des Zylinders durch Schwerkraft, durch eine Feder oder ebenfalls durch

ίο Druckluft. Auch diese Geräte haben die obenerwähnten Nachteile.

Ferner sind Klopfvibratoren bekanntgeworden, bei denen der Klopfer zunächst durch einen Magneten gehalten wird und sich erst löst, wenn die Kraft der Druckluft die Haltekraft des Magneten übersteigt. Hierin liegt zwar insofern eine Verbesserung, als der Klopfer erst dann in Bewegung gesetzt wird. Für die verbleibende Druckdifferenz, und zwar Netzdruck minus Magnetkraft, gelten aber ebenfalls die genann-

2<t ten Nachteile. Dazu wirkt sich als ungünstig aus, daß entsprechende Geräte bei niedrigem Netzdruck nicht arbeiten, weil die Magnetkraft relativ stark sein muß. Eine stufen'ose Regelung ist also nur sehr begrenzt möglich.

Schließlich sind Geräte bekannt, bei denen der Schlagkolben durch ein Druckvolumen aus einer Kammer durch öffnung eines eingebauten Ventils plötzlich beaufschlagt wird. Diese Geräte haben an sich den Vorteil, daß die Ventil- und Leitungsquer-

JO schnitte keinen ungünstigen Einfluß auf die Schlagkraft ausüben. Auch können durch große Ventilöffnungen bei der Druckkammer zum Kolbenraum und vom Kolbenraum nach außen Strömungsverluste weitgehend vermieden werden. Die Herstellung sowie der Betrieb solcher Geräte ist jedoch sehr kostspielig, da in jedem Gerät entsprechende Ventile oder ähnliche Vorrichtungen eingebaut werden müssen.

Ein besonderer Nachteil aller beschriebenen Geräte liegt darin, daß bei der Ausübung des Schlages ein sehr lautes Geräusch entsteht. Man kann zwar durch eine Platte aus dämpfendem Material in manchen Fällen das Geräusch des Schlages selbst vermindern. Es bleibt jedoch stets das Geräusch der schlagartig vor dem Kolben entweichenden Luft. Ein hier eingebauter Schalldämpfer würde den Strömungswiderstand und die Kosten des Gerätes vergrößern.

Durch die DE-OS 2439586 ist ein pneumatischer Vibrator bekanntgeworden, der ein auf der einen Seite mit einer Prallplatte und auf der anderen Seite mit einem Deckel verschlossenes Zylinderrohr aufweist, in dem sich ein gegen eine Feder durch Druckluft zum Deckel hin vorspannbarer Kolben befindet.

Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus.

Im bekannten Fall besitzt der Zylinder oberhalb des Kolbens im Federraum eine Schnellentlüftungsöffnung in die Umgebung, die im Gerät über Strömungsöffnungen im Kolben und der Zylinderwand mit dem Raum oberhalb der Prallplatte, d. h. unterhalb des Kolbens, verbunden ist. Durch Zufuhr von Druckluft unterhalb des Kolbens wird dieser gegen die Federkraft bewegt, d. h. die Feder wird gespannt, die dann nach Entlüftung der Unterseite den Kolben schnell gegen die Prellplatte bewegt, wobei die Luft über die Strömungsöffnung und die Schnellentlüftungsöffnung in die Umgebung entweicht.

Bei diesem bekannten Gerät entweicht bei jedem

Hub Arbeitsluft ins Freie, ohne Arbeit zu leisten. Auch muß der Kolben beim Anschlag einen bestimmten Weg bei geschlossenen Entlüftungskanälen zurücklegen, wobei er durch die Arbeitslufl gebremst wird. Die theoretisch mögliche Federkraft kann daher nie ausgenutzt werden. Wegen dieser Verluste ist der Verbrauch an Luft sehr hoch. Weiterhin ist bei dem bekannten Gerät durch das schnelle Entweichen der Luft aus der Schnellentlüftungsöffnung der G<>räuschepegel verhältnismäßig hoch. Schalldämpfer würden auch hier den Strömungswiderstand und die Kosten erhöhen.

Der Erfindung lieg! die Aufgabe zugrunde, den pneumatisch arbeitenden Klopfer der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Geräuschepegel '⁵ ohne negative Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse und zusätzliche Kosten gering gehalten werden kann und der Wirkungsgrad möglichst hoch ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der -° Erfindung dadurch, daß ein Umsteuerventil vorgesehen ist, das den Innenraum des Zylinderrohres zwischen Prallplatte und Kolben über eine Leitung in den Innenraum des Zylinders zwischen Kolben und Deckel entlüftet, sobald die Antriebsluft abgeschaltet ist.

Bei dem Klopfer nach der Erfindung tritt die Druckluft, die den Kolben zunächst in seiner vorgespannten Lage hielt, nicht bei der plötzlichen Entlüftung nach außen in die Umgebung aus, sondern wird in den Raum oberhalb des Kolbens umgeleitet, wo sie zunächst verharrt. Sie unterstützt somit die Schlagbewegung des Kolbens, wodurch der Wirkungsgrad hoch ist. Die Federkraft wird optimal voll ausgenutzt. Dieser Vorteil ist auch dadurch bedingt, daß der » Klopfer nach der Erfindung keine automatische Umsteuerung über wechselseitig geöffnete/geschlossene Strömungskanäle in bestimmten Positionen aufweist, sondern der Kolben wird bis zum Druckausgleich des Systems: Feder-Druckluft bewegt. Durch Wahl einer geeigneten Feder ist somit eine Anpassung an die verschiedenen Betriebsluftdrücke mit opitmalem Wirkungsgrad möglich.

Der pneumatisch arbeitende Klopfer gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in welcher ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist, näher erläutert.

Der Klopfer besitzt das Zylinderrohr 1, in welchem der Kolben 2 bewegbar gelagert ist. In der Ruhestellung wird der Kolben 2 durch gegen den Kolbenboden wirkende Druckluft an die Feder 3 gepreßt und diese gespannt.

Die Feder ist an dem Deckel 6 des Zylinderrohres 1 angebracht. Der Deckel ist über eine weite öffnung mit einem Umsteuerventil 5 verbunden. Die Druckluftzufuhr zu diesem Ventil 5 erfolgt durch die Zuleitung 4.

An dem dem Deckel 6 entgegengesetzten Ende des Zylinderrohres 1 befindet sich die Prallplatte 7, die mittels der Abdichtung 9 in gewissen Grenzen gleitbar in der Innenwandung des Zylinderrohres 1 eingesetzt ist.

Der Deckel 6 und die Prallplatte 7 werden durch Ankerschrauben 10 zusammengehalten. Zwischen den auf die Enden der Ankerschrauben 10 aufgesetzten Muttern und dem Deckel 6 befinden sich die Federn 11, die bei Betätigung den Schlag auffangen. Die Schlaeolatte ist mit der Behälterwand entweder unmittelbar oder über ein dämpfendes Material verbunden. Zur Befestigung dienen die zum Einsetzen von Schrauben bestimmte öffnungen 13. Der Raum über der Prallplatte steht über einen Stutzen und eine Rohrleitung 12 mit dem Umsteuerventil in Verbindung.

Die Wirkungsweise des pneumatisch arbeitenden Klopfers gemäß der Erfindung ist folgende: Bei Zufuhr von Druckluft durch die Zuleitung 4 gelangt diese über das Umsteuerventil 5 und die Zuleitung 12 in den Raum unter dem Kolben 2 und drückt diesen gegen die Feder 3. Bei Entlüftung der Zufuhrleitung 4, z. B. mittels eines in beliebiger Entfernung vom Gerät angebrachten V₂-Wege-Ventils, öffnet sich das Umsteuerventil 5. Damit wird schlagartig der Raum zwischen dem Kolben 2 und der Prallplatte 7 entlüftet. Der Kolben 2 wird durch den Druck der Feder 3 gegen die Prallplatte 7 geschossen. Die unter dem Kolbenboden befindliche Luft strömt über die Leitung 12 und das Umsteuerventil S in den Raum über dem Kolben 2 ein. Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit erhöht, da ja ein Überdruck gegen den Unterdruck arbeitet. Nach erfolgtem Schlag entweicht die Luft durch eine Entlüftungsbohrung 8 im Dekkel 6. Der sonst durch explosionsartig entweichende Luft verursachte Knall wird erfindungsgemäß also völlig vermieden. Durch die Dichtung 9 ist eine Relativbewegung zwischen der Prallplatte 7 und dem Zylinderrohr 1 ohne Druckverlust möglich. Der Schlag überträgt sich also nicht auf das Gehäuse einschließlich der Öffnungsventile und anderer Armaturen.

Zu erwähnen ist noch, daß durch den sich gegen die Feder 3 bewegenden Kolben eine Steuerleitung oder unmittelbar ein V₂-Wege-Ventil betätigt werden kann, so daß die Zufuhrleitung 4 entlüftet und damit der Schlag ausgelöst wird. Die Ansteuerung kann z. B. durch eine Stange oder einen Steuerstift am Kolben erfolgen. Wird die Druckluft über ein in die Zufuhrleitung 4 eingebautes Drosselventil geleitet, so ist auch eine automatische Taktsteuerung der Kolbenschläge möglich.

Als optische Anzeige für die Funktion des Klopfers kann ein Steuerstift zweckmäßig durch die Entlüftungsbohrung 8 geführt werden, der beim Schlag durch eine Feder wieder zurückgedrückt wird. Dieser Steuerstift kann auch zur Betätigung einer Fernanzeige führen.

Das Schlagelement muß sich nicht innerhalb des Zylinders 1 befinden. Es kann vielmehr auch ein in an sich bekannter Weise in einem Gelenk aufgehängter Hammer durch den Kolben 2 betätigt werden.

Zusammenfassend ist noch festzustellen, daß der pneumatisch arbeitende Klopfer gemäß der Erfindung folgende Vorteile aufweist:

1. Der Klopfer arbeitet bei jedem Druck.

2. Es ist eine stufenlose Regelung der Schlagkraft über den eingestellten Druck möglich.

3. Die Versorgungsleitung sowie das Steuerventil können geringe Querschnitte aufweisen und sind damit billig herzustellen. Ein einziges Steuerventil kann praktisch eine beliebige Anzahl von pneumatisch arbeitenden Klopfern mit Druckluft versorgen.

4. Es entsteht praktisch kein Auspuffgeräusch.

5. Die Kolbengeschwindigkeit und damit die Schlagkraft des Kolbens werden durch eine ver-

besserte Strömungsgeschwindigkeit erhöht,
ft. Der Schlagimpuls wirkt nur auf die Grundplatte, die sich in gewissen Grenzen in dem Zylinderrohr

bewegen kann.
7. D'c Zuführleitung braucht nur kurzfristig unter Druck zu stehen.

Über einen Druckregler ist ein gleichmäßig starker Schlag einstellbar. Geringe Leitungs- und Ventilquerschnitte haben auf die Schlagkraft keinen Einfluß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   Pneumatisch arbeitender Klopfer, insbesondere für das Abklopfen von staubförmigem Material von Behälterwandungen, beispielsweise Bunkerwandungen, mit einem mit Prallplatte und Deckel verschlossenen Zylinderrohr und einem gegen den Druck einer Feder mittels Druckluft zum Deckel hin bewegbaren Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umsteuerventil (5) vorgesehen ist, das den Innenraum des Zylinderrohres (1) zwischen Prallplatte (7) und Kolben (2) über eine Leitung (12) in den Innenraum des Zylinders zwischen Kolben (2) und Deckel (6) entlüftet, sobald die Antriebsluft abgeschaltet ist.
2. 2. Klopfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Bohrung im Deckel (6) ein gegebenenfalls mit einer Feder für die Rückführung versehener Steuerstift zur optischen Funktionsanzeige oder zur Betätigung einer Fernanzeige geführt ist.