DE3146094C2 - Vorrichtung zum Verdichten und Verpacken pulverförmiger, lufthaltiger Stoffe - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (10) zum Verdichten und Verpacken pulverförmiger lufthaltiger Stoffe wie z.B. von Quarzmehlen vorgeschlagen, bei der das Pulver (28) in einem Klapprahmen (30) eingefüllt und mittels eines Verdichtungskolbens (32) zu einem Preßkörper (46) verdichtet wird. Nach Hochklappen der den unteren Rahmenabschnitt (40) bildenden Rahmenteile (38) in die Horizontale, kann der Preßkörper (46) vom Förderband (18) unter der Klappform (30) hinweg zu einer Abpackstation (14) befördert werden, in der der Preßkörper (46) von Verpackungsmaterialbahnen (36 und 38) allseits dicht anliegend umschlossen wird. Man erhält auf diese Weise abgepackte Preßkörper mit geringem Luftanteil.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten und Verpacken pulverförmiger, lufthaltiger Stoffe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer nach der DE-OS 28 10 2<4 bekannten Vorrichtung dieser Art ist nachteilig, daß anschließend an den Preßvorgang die Preßkörper aus dem Formrahmen herausgedrückt werden müssen, mit der Gefahr, daß sie aufgrund der zwischen ihnen und dem Formrahmen auftretenden Reibungskräfte mehr oder weniger stark zerbröckeln.

Nach der FR-PS 6 80 716 ist es bekannt, bei einer Vorrichtung zum Verdichten von Eisenabfällen einen Formrahmen mit einer klappbaren Seitenwand zu versehen und Preßkörper mittels Hilfskolben aus dem in dieser Weise aufgeklappten Formrahmen herauszudrücken. Hierbei treten scherende Reibungskräfte zwischen den zur Klappachse der Seitenwand senkrechten anderen Seitenwänden des Formrahmens und den Preßkörpern auf, die ein Bröckeln der Preßkörper verursachen können.

Nach der FR-PS 22 02 498 ist es bekannt, in einer luftdurchlässigen Hülle bereits verpackte lufthaltige Preßkörper '.wischen zwei luftundurchlässigen Verpakkungsbahnen anzuordnen, sodann zwischen einem beweglichen Stempel und einem Gegenlager zu komprimieren und schließlich die beiden luftundurchlässigen Bahnen rings um den Preßkörper zu verschweißen. Das Problem des Abbröckeins der Preßkörper tritt hierbei nicht auf.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung gattungsgemäßer Art dahingehend zu verbessern, daß sie bei einfachem Aufbau und zuverlässiger Funktion die laufende Fertigung hoch verdichteter, verpackter Preßkörper erlaubt ohne die Gefahr eines Zerbröckeins i*es Preßkörpers beim Lösen des Preßkörpers von der Form.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst. Nach dem Pressen des pulverförmigen. lufthaltigen Stoffs zum Preßkörper folgt die kombinierte Bewegung der Formrahmenwände rings um den Preßkörper radial nach außen und weg vom Formboden, so daß keine das Zerbröckeln des Preßkörpers fördernden Reibungskräfte zwischen Formrahmenwänden und Preßkörper auftreten. Eine fortlaufende Fertigung der abgepackten Preßkörper wird in einfacher Weise dadurch erhalten, daß das den Formboden bildende Transportband den Preßkörper am abgehobenen Formrahmen vorbei zur Abpackeinrichtung befördert, die i'sn Preßkörper entweder einschlägt oder diesen zwischen zwei Bahnen einpackt.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Abpackeinrichtung zur Belegung des Preßkörpers mit wenigstens einer am Preßkörper im wesentlichen dicht anliegenden Verpackungsmaterialbahn ausgebildet ist Mit einfachen Mitteln erreicht man also, daß sich in der Verpackung des Preßkörpers kein ungenutzter Raum ausbildet Bei der aus der genannten DE-OS 28 10 244 bekannten Vorrichtung ist dagegen ein Totraum innerhalb der Verpackungssäcke unvermeidlich, der dem Volumen des beim Füllen und Verdichten innerhalb des Sackes angeordneten Abschnittes der Zylinderwand entspricht Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil liegt darin, daß beim Belegen des Preßkörpers mit Verpackungsmaterialbahnen Volumenänderungen des Preßkörpers aufgrund unterschiedlicher Pulvereinwaagen ohne Schwierigkeiten ausgeglichen werden können, wohingegen bei der bekannten Vorrichtung die vorgegebene Sackgröße das Preßvolumen-festlegt und damit eine Variierung der Pulvereinwaage nur in engen Grenzen, wenn überhaupt, möglich ist.

Die Aufweitbarkeit des Rahmens-vird bevorzugt dadurch erreicht, daß der Formrahm<:n gesonderte schwenkbare und/oder linear verschiebbare Rahmenteile umfaßt. Hierbei reicht es aus, wenn die beweglichen Rahmenteile als Teile eines unteren Rahmenabschnitt, sich in ihrer Preßstellung wenigstens über den Bereich zwischen Formboden und dem sich in seiner Verdichtungsstellung befindlichen Kolben erstrecken. Die Reduzierung der axialen Länge der bewegbaren Rahmenteile auf den Bereich des Preßvolumens reduziert den konstruktiven Aufwand, vor allem dann, wenn wie weiterhin vorgeschlagen, der Formrahmen in einem oberen Rahmenabschnitt starr ausgebildet ist, und die beweglichen Rahmenteile des unteren Rahmenabschnitts am oberen Rahmenabschnitt beweglich, vorzugsweise drehbar, gelagert sind.

Eine einfache zuverlässige Verbindung zwischen dem starren oberen Rahmenabschnitt und den beweglichen Rahmenteilen erhält man dadurch, daß jedes bewegliche Rahmenteil über wenigstens ein an der Rahmenaußenseite angebrachtes Klappscharnier am oberen Rahmenabschnitt angelenkt ist

Um einen dichten Abschluß zwischen den Rahmen und dem Rahmenboden bzw. der auf dem kahmenboden aufliegenden Verpackungsmaterialschicht zu erhalten unter Vermeidung größerer Punktbelastungen wird vorgeschlagen, daß die beweglichen Rahmenteile an ihrem am Formboden anliegenden Rand mit einem radial nach außen abstehenden Randsteg versehen sind.
In einer einfachen, mechanisch robusten Ausführungsform ist vorgesehen, daß jedem Rahmenteil eine Betätigungseinrichtung zugeordnet ist, die eine an das jeweilige Rahmenteil vorzugsweise über ein am Randsteg angeordnetes Gelenk angreifende Zugstange umfaßt. Die Zugstange kann dabei elektromagnetisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar sein.

Der Formrahmen kann aus Teil-Hohlzylindern gebildet sein; die Herstellung und Handhabung der Vorrichtung vereinfacht sich jedoch für den Fall, daß, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Formrahmenwände in einer zur Bewegungsachse senkrechten Schnittebene einem Polygon, vorzugsweise einem Rechteck folgen und daß jeder Polygonseite ein gesondertes, bewegliches Rahmenteil zugeordnet ist. Werden die Rahmenteile beispielsweise rechtwinklig nach außen ge-

o5 schwenkt, so kann der Preßkörper in horizontaler Richtung aus dem Bereich des Formrahmens zur Abpackeinrichtung verschoben werden ohne am Formrahmen anzustoßen. Hierbei wird angenommen, daß die Bewe-

gungsachse des Kolbens lotrecht verläuft.

Um spitze Polygonecken des Preßkörpers zu vermeiden, bei denen die Gefahr eines Abbröckeins besteht, wird vorgeschlagen, daß die Innenfläche des Formrahmens im Bereich der Polygonecken angefast oder abgerundet ist, vorzugsweise mittels entsprechend ausgebildeter Eckeneinsatzstücke.

Eine mechanisch stabile, dennoch leichte und im wesentlichen pulverundurchiässige Ausführungsform des Kolbens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben doppelbödig ausgebildet ist mit einem dem Formboden nahegelegenen für Luft durchlässigen und für das Pulver im wesentlichen undurchlässigen Siebboden und einem vom Formboden entfernteren, formstabilen luftdurchlässigen Tragboden, an dem sich der Siebboden ggf. über Abstandsstege abstützt. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, daß der Siebboden schlitzblechartig ist. Um ein t-niFCiiiFcicFi VGFi rüiVcF uüfCfi uen Kolben ifh wesentlichen völlig auszuschließen, besteht eine Weiterbildung der Erfindung darin, daß am Kolben ein Papieroder Stoffilter angebracht ist, vorzugsweise auf der vom Siebboden abgewandten Seite des Tragbodens.

Wie bereits angegeben, besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit unterschiedliche Pulvermengen zu verdichten und abzupacken, womit entsprechenden Kundenwünschen Rechnung getragen werden kann. Es ist daher von Vorteil, wenn eine Vorwiege- und Einfülleinrichtung zur Zufuhr abgewogener Pulvermengen in den Zylinder vorgesehen i '. Hierbei wird vorgeschlagen, daß die Vorwiege- und Einfülleinrichtung derart gegenüber dem Formrahmen beweglich ausgebildet ist, daß ein Einfüllrohr der Vorwiege- und Einfülleinrichtung bei außerhalb des Formrahmens befindlichem Kolben in eine Einfüllstellung oberhalb des Formrahmens bewegbar ist Der Formrahmen wird daher nicht durch eine PuI-spielen anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt

Fig. IA bis IG schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Arbeitsschritte der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verdichten und Verpacken pulverförmiger, lufthaltiger Stoffe;

F i g. 2 eine isometrische, teilweise abgebrochene Darstellung der Vorrichtung beim Abfüllen gemäß Fig. IA;

ίο Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 2 nach dem Verdichten und Aufklappen des Formrahmens gemäß F i g. 1 F;

F i g. 4 eine geschnittene Seitenansicht des in der Vorrichtung gemäß F i g. 2 und 3 eingesetzten Formrahmens samt Kolben im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig.5;

F i g. 5 eine Draufsicht der Anordnung nach F i g. 4 im Schnitt entlang der Linie V-V; und

F i g. 6A bis 6G eine schematische Darstellung aufeinanderfolgender Arbeitsschritte einer abgewandelten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verdichten und Verpacken pulverförmiger lufthaltiger Stoffe.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung zum Verdichten und Verpacken pulverförmiger, lufthaltiger Stoffe ist allgemein mit 10 bezeichnet und besteht im wesentlichen aus einer in Fig. 2 links dargestellten Abfüll- und VerdichC^ngsstation 12 und einer Abpackstation 14, die mit der Station 12 über ein auf Rollen 16 gelagertes Transportband 18 verbunden ist. Die Abfüll- und Verdichtungsstation 12 besteht im wesentlichen aus einem Vorwiegebehälter 20 mit schräg nach unten abstehenden, absperrbaren Einfüllrohr 22 und einer durch ein Zeigermeßgerät 24 symbolisierte Wägeeinrichtung zum Abwiegen des in den Vorwiegebehälter 20 über einen oberen Einfüllstutzen 26 eingefüllten Pulvers 28. Die Akr.-.jL ^r,A Verdichti;r:"ss!o;icr: 12 umfsßi weiterhin

lassen sich bei dieser Anordnung schneller entsprechende Formrahmen austauschen.

Da, wie ebenfalls bereits erwähnt, der Preßkörper seitlich aus der hochgeklappten Preßform herausbewegt werden kann, wird vorgeschlagen, ein Transportband einzusetzen, welches den Preßkörper der Abpackeinheit zuführt und gleichzeitig als Formboden dient.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abpackeinrichtung zum Einschlagen des Preßkörpers in die jeweils darunterliegende Verpackungsmaterialbahn ausgebildet ist. Der Preßkörper wird daher, einem Butterstück vergleichbar, in ein Bahnstück der Verpackungsmaterialbahn eingepackt. Der Verpackungsvorgang wird durch die Polygonform des Preßkörpers vereinfacht,

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abpackeinrichfjng eine Zuführung einer zweiten Verpackungsmaterialbahn umfaßt, die diese Bahn auf den Preßkörper ablegt, und daß eine Einrichtung zum Verbinden, vorzugsweise Verschweißen, der unter dem Preßkörper liegenden Bahn mit der zweiten Bahn rings um den Preßkörper vorgesehen ist Bei dieser Ausführungsform bereitet es keinerlei Schwierigkeiten Preßkörper mit stark unterschiedlicher PuI verein waage und dementsprechend unterschiedlicher Preßkörperhöhe abzupacken, da lediglich mehr oder weniger große Stücke an zweiter Verpackungsmateriäibähn auf dem Preßkörper abzulegen sind; im FaHe eines Aufschweißens elastischer und/oder thermoplastischer Folie brauchen die Folienabmessungen im allgemeinen überhaupt nicht verändert werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeieine Verdichtungskolben-Anordnung 29 aus einem klappbaren Formrahmen 30 und einem Verdichtungskolben 32, der von einer in lotrechter Richtung (Bewe- gungsachse X) hin und her bewegbaren Kolbenstange 34 in den nach oben offenen Formrahmen 30 bewegbar it Der Umriß des Kolbens 32 ist an die Öffnung des Formrahmens 30 angepaßt, so daß im Formrahmen 30 befindliches Pulver 28 vom Kolben 32 verdichtet werden kann. Das eingeschlossene Volumen wird dabei nach oben hin vom Kolben 32 und nach unten hin von einer auf das Transportband 18 abgelegten Verpakkungsmaterialbahn 36 begrenzt da der Rahmen 30 nach unten hin offen ist und auf die allseits überstehende Verpackungsmaterialbahn 36 abgelegt ist Wie später noch genauer erläutert werden wird, besteht die untere Hälfte des Formrahmens 30 aus insgesamt vier Rahmenteilen 38, von denen jede eine Seitenwand des unteren Rahmenabschnitts 4Ci des im Horizontalschnitt rechteckigen Formrahmens 30 bildet Diese vier Rahmenteile 38 sind am oberen Rahmenabschnitt 42 über Klappscharniere 44 derart angelenkt daß die Rahmenteile 38 in bezug auf die Bewegungsachse X radial nach außen, z. B. um 90° geklappt werden können, wie dies aus den schematischen F i g. 1E und 1F hervorgeht

Die in F i g. 2 vereinfacht dargestellte Abpackstation 14 dient der Verpackung eines über das Band 18 herantransportierten Preßkörpers 46. Hierbei wird gemäß F i g. 6G eine zweite Verpaekungsniateriaibahn 48 von oben her auf den Preßkörper 46 gelegt und anschließend mit der unterhalb des Preßkörpers 46 liegenden Verpackungsmaterialbahn 36 rund um den Preßkörper 46 verbunden, vorzugsweise verschweißt Dies kann

beispielsweise durch den in F i g. 2 angedeuteten, an die Außenkontur des Preßkörpers 46 angepaßten Verschweißrahmen 50 erreicht werden, der nach unten abgesenkt wird und, den Preßkörper 46 umgreifend, beide Materialbahnen 36 und 48 entweder durch unmittelbare Wärmezufuhr oder mittels Mikrowellen verschweißt. In F i g. 2 >st ferner noch ein symbolisch dargestellter Abschncidrstab 52 erkennbar, der den auf diese Weise eingeschweißten Preßkörper nach entsprechendem Weitertransport durch das Band 18 in F i g. 2 nach rechts an dessen hinterer Querkante von den nachlaufenden Bahnen 36 und 48 abschneidet. Die Bahnen 36 und 48 können beispielsweise von an der Vorrichtung 10 gelagerten Rollen 54 und 56 abgegeben werden.

Wie in F i g. 3 und in F i g. IG angedeutet ist, kann der Preßkörper 46 jedoch auch dadurch abgepackt werden, daß er in die unter ihm liegende Verpackungematerialbahn 36 eingeschlagen wird, wie z. B. ein Butterstück. Dieses Einschlagen kann von Hand vorgenommen werden; das Abpacken an der in Fig.3 und IG mit 14' bezeichneten Abpackstation kann jedoch auch mit an sich bekannten, nicht dargestellten, Verpackungsmaschinen vorgenommen werden.

Im folgenden wird anhand der Fig. IA bis IG der prinzipielle Arbeitsablauf der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verdichten und Verpacken pulverförmiger Stoffe erläutert. Anschließend werden bauliche Einzelheiten der Abfüll- und Verdichtungsvorrichtung 12 unter Zuhilfenahme der F i g. 4 und 5 behandelt.

F i >7.1A zeigt den noch leeren Formrahmen 30, der auf der Verpackungsmaterialbahn 36 ruht. Der Vorwiegebehälter 20 ist mit einer abgewogenen Menge an Pulver 28 gefüllt. Aus der in Fig. IA mit durchgezogener Linie dargestellten Ausgangsstellung wird der Vorwiegebehälter 20 in Richtung des Pfeils A horizontal verschoben, bis sein Einfüllrohr 22 über der öffnung des Formrahmens 30 liegt (mit unterbrochener UmriBlinie angedeutete Einfüllstellung 20' des Vorwiegebehälters 20). Nunmehr kann das Pulver 28 in den Formrahmen 30 eingefüllt werden (Bewegungsrichtung B des Pulvers 28).

F i g. 1B zeigt den mit Pulver 28 angefüllten Formrahmen 30 sowie den leeren Vorwiegebehälter 20.

Daraufhin wird der Vorwiegebehälter 20 wieder in seine Ausgangsstellung verschoben (Bewegungspfei! C in Fi g. IC), in welcher Ausgangsstellung bereits Pulver für die nächste Charge eingefüllt (Pfeil D) und eingewogen werden kann. Währenddessen wird der Verdichtungskoiben 32 in die obere Mündung des Formrahmens 30 eingesetzt. Hierzu kann es notwendig sein, den Kolben 32 von einer nicht dargestellten Ausgangsstellung seitlich des Formrahmens 30 zum Formrahmen 30 hin zu verschieben (Bewegungspfeil N). In der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform entfällt eine derartige Querbewegung, da der Verdichtungskolben 32 in seiner in den F i g. 2 und 3 abgebildeten Ausgangsstellung soweit nach oben hin vom Formrahmen 30 weg bewegt ist, daß ein Einfüllen des Pulvers 28 über das schräg verlaufende Einfüllrohr 22 möglich ist

Nun kann der Verdichtungskolben 32 mittels der Kolbenstange 34 nach unten gedruckt werden (Bewegungsrichtung E in Fig. ID), um das Pulver zu verdichten. Der Verdichtungskolben 32 ist luftdurchlässig ausgebildet, so daß die im Pulver eingeschlossene (okldudierte) Luft nach oben entweichen kann (strichlierte Pfeile F). In der in F i g. 1D dargestellten, als Verdichtungsstellung bezeichneten unteren Totpunktlage des Verdichtungskolbens 32 befindet sich die Unterseite 57 des Verdichtungskolbens 32 zumindest geringfügig unterhalb der Trennlinie zwischen dem klappbaren unteren Abschnitt 40 und dem starren oberen Abschnitt 42 des Formrahmens 30.

Anschließend wird der Verdichtungskolben 32 wieder angehoben (Pfeil G in Fig. IE) und in seine Ausgangsstellung zurückbewegt. Gleichzeitig werden die den unteren Abschnitt 40 bildenden Rahmenteile 38 nach auswärts geklappt (Pfeile O in Fig. IE) bis sie die in

ίο Fig. IF dargestellte horizontale Lage 38' einnehmen. Der aus dem im Formrahmen 30 auf diese Weise verdichteten Pulver 28 gebildete Preßkörper 46 ist nunmehr sowohl nach oben als auch nach allen Seiten hin frei und kann daher vom Formrahmen 30 weg zur Weiterverarbeitung, insbesondere zum Abpacken befördert werden, vorzugsweise dadurch, daß der Preßkörper 46 in horizontaler Richtung (Pfeil H in Fig. 1 F) vom hochgeklappten Formrahmen mit Hilfe des Förderbands 18 weg bewegt wird; der Formrahmen 30 wird dabei mit Hilfe einer noch zu erläuternden Rahmenkonstruktion mit Abstand oberhalb des Bandes 18 gehalten.

Innerhalb der Abpackstation 14' gemäß Fig. IG (bzw. Abpackstation 14 gemäß F i g. 2 und 6G) wird der vom Band angelieferte Preßkörper 46 dann abgepackt.

In Fig. IG ist mit Pfeilen K der Bewegungsweg der Ränder der Verpackungsmaterialbahn 36 beim Einschlagen des Preßkörpers 46 angedeutet. Mit unterbrochener Linie ist eine Zwischenstellung 36' der Bahn 36 eingezeichnet.

Die Abfüil- und Verdichtungsstation 12 umfaßt eine Rahmenkonstruktion 60, die sich beidseits des Förderbandes 18 auf dem Untergrund abstützt. Dei Rahmenkonstruktion 60 ist nur teilweise abgebildet. Man erkennt in F i g. 2 zwei vertikale Stützen 62 beidseits des Bandes 18, die durch ein Querprofil 64 miteinander verbunden sind. Ein in horizontaler Ebene angeordneter quadratischer Halterahmen 66 aus gehrungsartig zusammengeschweißten, nach außen offenen U-Profilen 68 ist an der Rahmenkonstruktion 60 in nicht dargestellter Weise starr befestigt. An jedem U-Profil 68 ist der Zylinderboden einer hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinderanordnung 70 angelenkt mit zur U-Profil-Längsrichtung paralleler Drehachse. Die jeweilige Kolbenstange 72 ist mit ihrem freien Ende jeweils am unteren Rand eines Rahmenteils 38 angelenkt, wie noch in Verbindung mit den F i g. 4 und 5 näher beschrieben werden wird.

An der Rahmenkonstruktion 60 ist ferner ein Verschieberahmen 74 befestigt, beispielsweise über in den Fig.2 und 3 angedeutete Verbindungsstege 76. Der Verschieberahmen 74 besteht aus zwei horizontal, parallel und mit Abstand voneinander angeordneten, quer zur Verschieberichtung H des Bandes 18 verlaufenden U-Profilen 78, deren Profilöffnungen einander zugewandt sind. Eine horizontale, beidseits in die Profilöffnungen der Profile 78 eingreifende Tragplatte 80 kann folglich in Richtung der U-Profile hin und her verschoben werden. In eine zentrale Öffnung der Tragplatte 80 ist der Vorwiegebehälter 20 eingesetzt Dieser kann daher aus seiner in F i g. 3 dargestellten Ausgangsstellung, die der in F i g. 1A links dargestellten Stellung entspricht, in Richtung zum Formrahmen 30 verschoben werden (Richtung A) bis er schließlich die in Fig.2 dargestellte Einfüllstellung 20' erreicht, in der das Einfüllrohr 22 oberhalb des Fonnrahmens 30 endet Das Einfüilrohr 22 ist mit seinem unteren Ende in einer vertikalen, die Richtung A enthaltenden Ebene in Richtung A verschwenkt, derart, daß es bei seiner Einfüllstellung

öl

gemäß F i g. 2 bzw. F i g. 1B nicht mit dem Verdichtungskolben 32 kollidiert, der in seine Ausgangsstellung genau oberhalb des Formrahmens 30 hochgezogen worden ist. Damit das schräg verlaufende Einfüllrohr 22 nicht mit dem Halterahmen 66 zusammenstößt, ist dieser mit einem entsprechenden Schlitz 82 versehen, in den das Rohr 2? einfahren kann. Man könnte zwar auch das Rohr 22 unter noch stärkerer Abwinklung unterhalb des Rahmens 66 vorbeiführen, was jedoch aufgrund der weiter verminderten Rohrneigung eine Verstopfung des Rohrs 22 mit Pulver zur Folge haben könnte. An der Rahmenkonstruktion 60 ist schließlich noch eine Kolben-Zylindereinheit 84 befestigt, und zwar über eine am Zylinder 86 befestigte Flanschplatte 88. Die Flanschplatte 88 liegt sowohl auf dem Querprofil 64 als auch auf dem in F i g. 2 linken U-Profil 78 auf. Während des normalen Betriebes behält die Flanschplatte ihre Lage bei, da der Verdichtiingskolhen 32 leHiglich in vertikaler Richtung X hin und her verschoben wird. Zur Serviceoder Umbauzwecken kann die Flanschplatte 88 jedoch mit samt der Kolben-Zylindereinheit 84 längs der sie tragenden Profile verschoben werden.

Der klappbare Formrahmen 30 ist ebenfalls an der Rahmenkonstruktion 60 befestigt. Zwei vertikale Vierkantrohre 90 sind in den F i g. 2 und 3 angedeutet, deren jeweils untere Enden an einander diagonal gegenüberliegenden Ecken des Rahmens an der Rahmenoberseite befestigt (angeschweißt) sind und deren jeweils obere Enden an der Rahmenkonstruktion 60 befestigt sind. Wie insbesondere F i g. 4 zeigt, gehen die Vierkantrohre 90 dabei jeweils von einem Randsteg 92 aus, der am oberen Rand des Formrahmens horizontal nach außen absteht Der Randsteg 92 erhöht die Stabilität des im übrigen aus vier vertikalen, in der Draufsicht ein Rechteck bildenden Seitenwänden 96 bestehenden oberen Abschnitts 42 des Formrahmens 30. An jeder Seitenwand 96 im Bereich des unteren Horizontalrandes sind jeweils zwei Klappscharniere 44 befestigt, die die Seitenwände 96 jeweils mit einem Rahmenteil 38 gelenkig verbinden. In der Preßstellung der Rahmenteile 38 gemäß Fig. 2 (siehe auch F^;.g. IA bis IE sowie die strichpunktierte Umrißlinie in F i g. 4) bilden die Rahmenteile 38 die Fortsetzung der Seitenwände 96 nach unten zum Band 18 hin. Der Formrahmen 30 besitzt in dieser Stellung also eine glatt durchgehende, stufenfreie, vertikale Innenumfangsfläche vom Randsteg 92 bis zur Auflagefläche hin, die beispielsweise von der Verpackungsmaterialbahn 36 gebildet sein kann. In dieser Stellung stoßen die oberen Horizontalränder der vertikalen Rahmenteile 38 dicht an die jeweiligen unteren Horizontalränder der Seitenwände 96 an; ebenso liegen auch in den Eckbereichen des Formrahmens 30 die vertikalen Ränder aufeinanderfolgender vertikaler Rahmenteile 38 dicht aneinander. Hierbei ist es nicht erforderlich, daß die Rahmenteile luftdicht abschließen; es genügt, wenn beim Preßvorgang kein oder nur wenig Pulver aus dem geschlossenen Formrahmen 30 dringt.

Um die Abdichtung des Formrahmens 30 gegenüber dem Untergrund, d. h. gegenüber der Verpackungsmaterialbahn 36 unter Vermeidung von Punktbelastungen der Bahn zu verbessern, ist an den unteren Horizontalrändern der vertikalen Rahmenteile 38 ähnlich dem Randsteg 92 jeweils ein nach außen abstehender horizontaler Randsteg 98 vorgesehen. Im Winkel zwischen Randsteg 98 und anschließender Wand 100 jedes Rahmenteils 38 ist ein Schwenkgelenk für das Ende der erwähnten Kolbenstange 72 der jeweiligen Kolben-Zylindereinheit 70 vorgesehen. Dieses Schwenkgelenk

kann beispielsweise aus zwei voneinander beabstandeten Blöcken 102 bestehen, zwischen die der Kopf der in Fig.4 strichlieri angedeuteten Kolbenstange 72 einzusetzen ist mit einem die Blöcke 102 sowie den Kopf der Kolbenstange 72 quer durchsetzenden Drehlagerbolzen 104.

Insbesondere die F i g. 4 und 5 zeigen, daß die Innenumfangsecken des Formrahmens 30 abgeschrägt sind, um dementsprechend angefaste Vertikalkanten des Preßkörpers 46 (siehe z. B. F i g. 2 rechts) zu erhalten. Hierzu sind in den oberen Abschnitt 42 des Formrahmens 30 jeweils prismenartige Eckeneinsatzstücke 106 eingesetzt, die sich in dementsprechend ausgebildeten, in vertikaler Ebene halbierten Eckeneinsatzstückhälften 108 nach unten hin fortsetzen.

Die Eckeneinsatzstückhälften 108 sind jeweils an eine der beiden in dieser Ecke aneinander stoßenden Rahmenteile 38 befesti^crt. Die Trennun^CTslinie zwischen zwei Eckeneinsatzstückhälften 108jst in Fig.4 mit 110 bezeichnet. Bei nach außen geklappten Rahmenteilen 38 stehen die Eckeneinsatzstückhälften geringfügig nach unten vor; die Höhe a des Preßkörpers ist jedoch derart festgelegt, daß der Preßkörper 46 ohne an den Einsatzstückhälften 108 anzustoßen quer aus dem aufgeklappten Formrahmen 30 heraus bewegt werden kann.

Wie F i g. 4 zeigt, ist der Verdichtungskolben 32 doppelbödig ausgebildet. Ein formstabiler (Metallblechstärke 10 mm) Tragboden 111 ist über eine Flanschplatte 112 am unteren, freien Ende der Kolbenstange 34 befestigt. Auf der von der Kolbenstange 34 abgewandten Unterseite des Tragbodens 111 ist ein zu diesem paralleler Siebboden 114 vorgesehen, der sich über in Fig.4 erkennbare Abstandsstege 116 am Tragboden 111 abstützt. Die Seitenränder 118 des Siebbodens 114 sind vertikal nach oben bis zum Tragboden 111 hin hochgezogen. Trotz der relativ geringen Blechstärke des Siebbodens 114 von ca. 1 mm ergibt sich ein relativ hoch belastbarer, verwindungssteifer Verdichtungskolben 32. Aufgrund der geringen Blechstärke des Siebbodens 114 bereitet es keine größeren Schwierigkeiten h den Siebboden 114 für das Pulver im wesentlichen undurchlässige Schlitze 120 einzuarbeiten, beispielsweise mit einer Schlitzgröße von 10x0,75 mm. Im Tragboden 111 sind einzelne, relativ große Entlüftungsbohrungen 122 eingearbeitet. Der Verdichtungskolben 32 ist demnach zwar luftdurchlässig, jedoch im wesentlichen undurchlässig für das zu verdichtende Pulver. Um auszuschließen, daß Pulver beim Verdichten entweicht, kann auf der Oberseite des Verdichtungskolbens 32 noch eine Stoff- oder Papierfilterbahn 124 aufgespannt werden.

Die prinzipielle Funktion der Vorrichtung 10 zur Verdichtung und Verpackung pulverförmiger Stoffe wie Kieselsäure, Tonerde, Kaoline, feine Mehle, Quarzmehle, insbesondere mit Teilchengröße zwischen 2 und 6 μιτι geht zum größten Teil bereits aus vorstehender Beschreibung hervor. Im weiteren soll daher lediglich kurz das Zusammenwirken der Teile der speziellen Bauform gemäß F i g. 2 bis 5 geschildert werden.

Zum Füllen des Formrahmens 30 mit Pulver wird der Vorwiegebehälter 20 aus seiner in F i g. 3 dargestellten Ausgangsstellung in Richtung A in seine Einfüllstellung 20' verschoben, wobei sich dementsprechend die Tragplatte 80 innerhalb des Verschieberahmens 74 ve/lagert ;Fig. 21 Nach erfolgten Einfüllen des Pulvers wird der Vorwiegebehälter 20 wiederum zurückverschoben. Nun wird die elektromechanische, pneumatische oder hydraulische Kolbenzylindereinheit 84 betätigt, woraufhin sich der Kolben 34 nach unten auf den Formrahmen 30

in bewegt. Der Verdichtungskolben 32 taucht nunmehr in den Formrahmen 30 ein. Der Verdichtungskolben 32 ist in den Formrahmen 30 eingepaßt, so daß es bei der weiteren Bewegung des Verdichtungskolbens 32 innerhalb des Formrahmens 30 nach unten zu einer Verdichtung des umschlossenen Pulvers kommt. Die eingeschlossene Luft kann durch die Schlitze 120 sowie die Entlüftungsöffnungen 122 nach oben entweichen. Schließlich erreicht der Verdichtungskolben 32 seinen in Fig.4 mit strichpunktierter Linie angedeutete untere Totpunktstellung, die Preßstellung. Das hierdurch definierte Preßvolumen, welches im wesentlichen dem Volumen des hierdurch hergestellten Pfeßkörpers 46 entspricht, betrag; etwa die Hälfte des Ausgangsvolumens des in dem Formrahmen 30 eingefüllten Pulvers; der Preßdruck beträgt etwa 0,6 MPa (6 bar). Nunmehr wird die Kolbenstange 34 mit samt dem Verdichtungskolben 32 wieder nach oben bewegt und der Formrahmen 30 aufgeklappt. Letzteres geschieht dadurch, daß die vier elektromechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Kolben-Zylindereinheiten 70 betätigt werden, woraufhin die jeweiligen Kolbenstangen 72 nach oben in den Zylinder einfahren und dabei die Rahmenteile 38 um 90° nach außen hochklappen. Nun kann der Preßkörper 46 vom Förderband 18 in Richtung H aus dem Bereich des Formrahmens 30 heraus und zur jeweils vorgesehenen Abpackstation 14 bzw. 14' bewegt werden. Bei der Verpackungsart durch Einschlagen des Preßkörpers (Fig. IG und 3) ist zu beachten, daß vor dem Einschlagen das entsprechende Bahnstück von der nachfolgenden endlosen Bahn abzutrennen ist (Trennspalt 130 in F ig. 3).

In den F i g. 6A bis 6G ist der Arbeitsablauf bei einer erfindungsgemäß abgewandelten Vorrichtung zum Verdichten und Verpacken pulverförmiger lufthaltiger Stoffe dargestellt. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der anhand der Fi g. 1 bis 5 beschriebenen Vorrichtung lediglich darin, daß anstelle des Formrahmens 30 mit einem starren oberen Rahmenabschnitt 42 und an diesem gelenkig angebrachten, den unteren Rahmenabschnitt 40 bildenden Rahmenteilen 38 ein mit 230 bezeichneter Formrahmen eingesetzt wird, dessen Seitenwände 231 als ganze vom Preßkörper 46 linear weg bewegbar sind. Der sonstige Betriebsablauf ist der gleiche. Es wird demnach gemäß Fig.6A als erstes der Vorwiegebehälter 20 zum Formrahmen 230 in Richtung A verschoben und das Pulver 28 in den Formrahmen 230 eingefüllt (F i g. 6B). Anschließend wird der Vorwiegebehälter 20 wieder weg bewegt und der Verdichtungskolben 32 in die obere Öffnung des Formrahmens

230 abgesenkt (Fig.6C). Nach der in Fig.6D dargestellten Verdichtung des Pulvers wird der Verdichtungskolben 32 wieder naco oben bewegt unter Zurücklassung des Preßkörpers 46. Nun werden die Seitenwände

231 in horizontaler Richtung L vom Preßkörper 46 weg nach außen verschoben und anschließend nach oben angehoben (Bewegungspfeile M). Beide Bewegungen können jedoch auch überlagert werden, so daß man eine schräg nach oben und auswärts gerichtete Bewegung der Wände 231 erhält Der Preßkörper 46 kann nunmehr in Richtung //zur jeweils vorgesehenen Abpackstation (hier beispielsweise 14) auf dem Band 18 verschoben werden. Die Seitenwände 231 werden dann aus ihrer in F i g. 6G mit durchgezogener Linie dargestellten Freigabestellung in ihre strichliert dargestellte Preßstellung zurückbewegt, woraufhin ein neuer Zyklus beginnen kann. Währenddessen wird der Preßkörper 46 verpackt, beispielsweise dadurch, daß eine zweite Verpak· kungsmaterialbahn 48 auf den Preßkörper 46 abgelegt und mit der unten liegenden Bahn 36 verschweißt wird. Dies wurde bereits in Verbindung mit F i g. 2 näher erläutert.

Anzumerken ist, daß das Transportband 38 beim P.-eßvorgang als Formboden dient. Um hierbei ein Durchbiegen des Bandes 18 zu verhindern, sind die Rollen 16 unterhalb des Bandes 18 dicht nebeneinander angeordnet; falls dies nicht ausreicht, kann auch eine

ίο Andruckplatte zwischen Band 18 und Rollen 16 unterhalb des Formrahmens 30 angeordnet werden. Für den aufweitbaren Formboden sind auch andere Konstruktionen möglich wie z. B. nach dem Prinzip der »Kuchenspringform« arbeitende Formböden. Die Preßkörper können auch auf andere Weise verpackt werden, z. B. durch Einschweißen in Schrumpffolie.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (19)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verdichten und Verpacken pulverförmiger, lufthaltiger Stoffe, umfassend eine Verdichtungskolben-Anordnung mit einem zwischen einer Ausgangsstellung und einer Verdichtungsstellung innerhalb eines Formrahmens (30; 230) bewegbaren Verdichtungskolbens (32) zum Verdichten des Pulvers in einem Preßvolumen, das in Richtung der Bewegungsachse (X) des Kolbens (32) einerseits vom Kolben (32) und andererseits von einem Formboden (18) und in radialer Richtung vom Formrahmen (30; 230) begrenzt ist, umfassend ferner eine Abpackeinrichtung (14; 14') zum Umhüllen des aus dem verdichteten Pulver (28) gebildeten, aus dem Formrahmen (30; 230) herausbewegten Preßkörpers (46) mit Verpackungsmaterial, wobei der Kolben (3Ü> und/oder der Formrahmen (30; 230) zwar luftdurchlässig, jedoch für das Pulver (2S) im wesentlichen undurchlässig ist und auf dem relativ zum Formrahmen (30,230) beweglichen Formboden (18) eine Verpackungsmaterialbahn (36) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Wände (38) des Formrahmens (30; 230) zur Freigabe des Preßkörpers (46) ringsum radial nach außen bewegbar sind und einen wenigstens der axialen Höhe a des Preßkörpers (46) entsprechenden lichten Abstand zum Formboden aufweisen, daß der Formboden von eint.,1 Transportband (18) gebildet ist zur Beförderung des Preßkörperr (46) vom in seiner Freigabestellung befindlichen Formrahmen (30; 230) zur Abpackeinrichtung (14,14') ν id daß die Abpackeinrichtung (14, 14') zum Einschlagen des Preßkörpers (46) in die jeweils darunterliegende Verpakkungstnaterialbahn (36) oder zum Abdecken des Preßkörpers (46) mit einer zweiten Verpackungsmaterialbahn (48) und anschließendem Verbinden der zweiten Bahn (48) mit der jeweils unter dem Preßkörper (46) liegenden Bahn (36) rings um den Preßkörper (46) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abpackeinrichtung (14; 14') zur Belegung des Preßkörpers (46) mit wenigstens einer am Preßkörper (46) im wesentlichen dicht anliegenden Verpackungsmaterialbahn (36; 48) ausgebildet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formrahmen (30; 230) gesonderte schwenkbare und/oder linear verschiebbare Rahmenteile (38; 231) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die beweglichen Rahmenteile (38) als Teile eines unteren Rahmenabschnitts (40) sich in ihrer Preßstellung wenigstens über den Bereich zwisehen Formboden (18) und dem sich in seiner Verdichtungsstellung befindlichen Kolben (32) erstrekken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formrahmen (30) in einem oberen Rahmenabschnitt (42) starr ausgebildet ist, und daß die beweglichen Rahmenteile (38) des unteren Rahmenabschnitts (40) am oberen Rahmenabschnitt (42) beweglich, vorzugsweise drehbar, gelagert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes bewegliche Rahmenteil (38) über wenigstens ein an der Rahmenaußenseite angebrachtes Klappscharnier (44) am oberen Rahmenabschnitt (42) angelenkt ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die beweglichen Rahmenteile (38) an ihrem am Formboden (18) anliegenden Rand mit einem radial nach außen abstehenden Randsteg (98) versehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dafcr jedem Rahmenteil (38) eine Betätigungseinrichtung (70) zugeordnet ist die eine an das jeweilige Rahmenteil (38) vorzugsweise über ein am Randsteg (98) angeordnetes Gelenk (102) angreifende Zugstange (72) umfaßt

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Formrahmenwände (96,38) in einer zur Bewegungsachse (X) senkrechten Schnittebene einem Polygon, vorzugsweise einem Rechteck folgen und daß jeder Polygonseite ein gesondertes, bewegliches Rahmenteil (38) zugeordnet ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Innenfläche des Formrahmens (30) im Bereich der Polygonecken angefast oder abgerundet ist vorzugsweise mittels entsprechend ausgebildeter Eckeneinsatzstücke (106, !08).

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Kolben (32) doppelbödig ausgebildet ist mit einem dem Formboden (18) nähergelegenen für Luft durchlässigen und für das Pulver (28) im wesentlichen undurchlässigen Siebboden (114) und einem vom Formboden (18) entfernteren, formstabilen luftdurchlässigen Tragboden (111), an dem sich der Siebboden (114) ggf. über Abstandsstege (116) abstützt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebboden (114) schlitzblethartig ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1! oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (32) ein Papier- oder Stoffilter (124) angebracht ist, vorzugsweise auf der vom Siebboden (114) abgewandten Seite des Tragbodens (111).

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorwiege- und Einfülleinrichtung (20) zum Zuführen abgewogener Pulvermer.gen von oben her in den Formrahmen (30; 230).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwiege- und Einfülleinrichtung (20) derart gegenüber dem Formrahmen (30; 230) beweglich ausgebildet ist, daß ein Einfüllrohr (22) der Vorwiege- und Einfülleinrichtung (20) bei außerhalb des Formrahmens (30; 230) befindlichem Kolben (32) in eine Einfüllstellung oberhalb des Formrahmens (30; 230) bewegbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Transportband (18), welches den Preßkörper (46) vom in seiner Freigabestellung befindlichen Formrahmen (30; 230) zur Abpackeinrichtung (14; 14') befördert und vorzugsweise als Formboden dient.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abpackeinrichtung (14') zum Einschlagen des Preßkörpers (46) in die jeweils darunterliegende Verpakkungsmaterialbahn (36) ausgebildet ist.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abpackeinrichtung (14) eine Zuführung (56) einer zweiten Verpackungsmaterialbahn (48) umfaßt, die diese Bahn (48) auf den Preßkörper (46) ablegt, und daß eine Einrichtung (50) zum Verbinden, vorzugsweise Verschweißen, der unter dem Preßkörper liegenden Bahn (36) mit der zweiten Bahn (48) rings um den Preßkörper (46) vorgesehen ist

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formrahmen nach Art einer Kuchenspringform ausgebildet ist