DE3819111A1 - Pneumatischer klopfer - Google Patents
Pneumatischer klopferInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen pneumatisch arbeitenden Klopfer,
insbesondere für das Abklopfen von staubförmigem Material von
Behälterwandungen, beispielsweise Bunkerwandungen, mit einem
einen länglichen, eine Entlüftungsbohrung aufweisenden Feder
raum mit Feder verschließenden und einseitig durch eine Ober
wand mit Loch verschlossenen Gehäuse, einem Deckel mit An
schlußloch, mit einem gegen den Druck der Feder mittels
Druckluft zum Deckel hin bewegbaren Kolben und mit einem im
Bereich des Deckels befindlichen Schnellentlüftungsventil,
welches den Raum unter dem Kolben mittels einer Luftleitung
in den Federraum entlüftet.
Mit pneumatischen Klopfern der vorstehend bezeichneten Art
werden staubförmige Materialien in Silos oder anderen Spei
cherbehältern von den Wandungen abgelöst, wenn die gespei
cherten Materialien nicht ganz trocken sind oder zur Brücken
bildung neigen. Durch einen kräftigen Schlag gegen die Außen
wandung des Speicherbehälters kann das staubförmige Material
gelockert, die Brücke zerstört und das Material zum Ausflie
ßen gebracht werden.
Derzeit auf dem Markt befindliche Druckluft-Intervallklopfer
bestehen aus einem unten behälterseitig mit Prallplatte und
oben mit einem Deckel verschlossenen Zylinderrohr, bei wel
chem Prallplatte und Deckel einen größeren Durchmesser als
der Außendurchmesser des Zylinderrohres haben und am Umfang
mit vier Bohrungen versehen sind, durch welche Ankerschrauben
gesteckt sind. Auf dem Deckel des Intervallklopfers ist ein
Umsteuerventil aufgeschraubt, zu welchem eingangsseitig die
Druckluftzuleitung führt und von welchem ausgangsseitig ein
Anschlußnippel abgezweigt ist. Auch in das Zylinderrohr über
der prallplatte ist ein Anschlußnippel eingelassen, und ein
Schlauch verbindet die beiden Anschlußnippel miteinander. Mit
Nachteil sind eine Anschweißmuffe und zwei Schlauchtüllen so
wie besondere Abdichtungsmaßnahmen erforderlich, um diesen
Intervallklopfer funktionsgerecht zu montieren. Zu beachten
ist weiterhin, daß die Muffe nach vorheriger Bearbeitung,
z.B. Fräsen der Rundung, an das Zylinderrohr angeschweißt
wird. Jeder Fachmann erkennt die Schwierigkeiten, die insbe
sondere dann entstehen, wenn sich durch das Anschweißen ein
Verzug ergibt, der berichtigt werden muß.
Durch die Vielzahl und Ausbildung der einzelnen Bauteile,
durch die große Bauhöhen wegen des aufgesetzten Umsteuerven
tils und wegen der zahlreichen notwendigen Verbindungsteile
war man bestrebt, preiswertere Konstruktionen zu finden.
Außerdem hat die untere Prallplatte Energie verzehrt und wir
kte sich leistungsmindernd aus, denn sie mußte durch den Kol
ben erst einmal beschleunigt werden.
Es hat sich weiterhin gezeigt, daß doch eine erhebliche An
zahl von Ersatzteilen auf Lager gehalten werden mußte, weil
Teile der Klopfer durch Rost beschädigt wurden, an Schraub
stellen Undichtigkeiten auftraten und auch bisweilen Anker
schrauben gebrochen sind.
Auch hinsichtlich der Steuerung war der bekannte Intervall
klopfer beschränkt, denn es konnte zwar eine automatische
Taktsteuerung vorgeschaltet werden, es war aber nicht möglich,
das Schlagintervall oder die Pausen zwischen jeweils einem
oder zwischen jeweils einer Gruppe von Schlägen mit einfachen
Mitteln zu steuern, schon gar nicht in explosionsgesicherten
Räumen. Der Aufwand der Ansteuerung ist besonders hoch, wenn
man pneumatische Steuerungen voraussetzt, da im allgemeinen
zwei Zeitrelais erforderlich sind, für die Ladezeit und für
die Pausenzeit.
Es sind bereits Klopfer auf dem Markt, bei denen die Ansteue
rung durch eine interne Umsteuerung, nämlich durch ein im Ge
rät eingebautes Nadelventil, über gebohrte Steuerleitungen auf
kompliziertem Wege erreicht wird. Durch die Erschütterungen
im Betrieb beim Klopfen verstellen sich diese Nadelventile
leicht. Eine Regelung bzw. Nachjustierung ist sehr aufwendig,
da die Klopfer oft bei einem Bunker an einer unzugänglichen
Stelle montiert sind. Außerdem ist mit weiterem Nachteil eine
Fernsteuerung, z.B. eine Intervallsteuerung aus der Ferne,
nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen pneuma
tisch arbeitenden Klopfer der eingangs bezeichneten Art so
zu verbessern, daß weniger und einfachere Teile für seinen
Aufbau verwendbar sind, ohne die Strömungsverhältnisse nega
tiv zu beeinflussen, wobei die Steuerungsmöglichkeiten sogar
noch erweitert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Luftleitung in Gestalt wenigstens eines sich etwa über die
Höhe des Gehäuses erstreckenden Luftkanals im Gehäuse inte
griert ausgebildet sind, daß die Oberwand aus einem Stück mit
dem Gehäuse besteht, der Deckel unter Belassung eines Ventil
raumes im Abstand von der Oberwand angebracht und mit einer,
mit dem Anschlußloch in Verbindung stehenden Ventilbohrung
versehen ist, in welcher eine Steuermembran bewegbar so un
tergebracht ist, daß sie sich gegen das Loch in der Oberwand
anlegen und dieses verschließen kann, und daß der Raum unter
dem Kolben nach außen offen ist.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die Anzahl der für
den pneumatischen Klopfer vorgesehenen Einzelteile erheblich
verringert werden, da bei dem neuen Aufbau z.B. Ankerschrau
ben nicht mehr erforderlich sind. Die bei dem bekannten
Schrauber eingangs beschriebene Prallplatte entfällt, weil
erfindungsgemäß der Raum unter dem Kolben nach außen offen
ist. Mit anderen Worten entfällt die Bodenplatte als Gegen
halter für die Ankerschrauben. Das ermöglicht seinerseits
schalldämmende Maßnahmen: Im Bedarfsfall kann eine Gummiplat
te oder dergleichen untergelegt werden, so daß statt eines
metallischen Schlages ein gedämpfter Schlag (Gummihammeref
fekt) erzeugt wird, wie unten noch ausführlicher erläutert wird.
Das Gehäuse kann man durch die integrierte Anordnung der
Luftkanäle und insbesondere durch die Ausgestaltung des
Schnellentlüftungsventils zwischen am Gehäuse angebrachten
Deckel und der Oberwand des Gehäuses verkleinert werden. Die
vorstehend mit Nachteil beschriebenen Abdichtungsmaßnahmen
und Einzelteile wie Anschweißmuffen, Schlauch, Schlauchtülle
usw. entfallen mit Vorteil ebenfalls. Durch die einfachere
Montage und das Fehlen bruchgefährdeter Teile wie z.B. der
Ankerschrauben, sind nicht mehr vergleichsweise viele Ersatz
teile erforderlich, so daß der neue Klopfer bei mindestens
gleichguten Strömungsverhältnissen erheblich verbessert ist.
Der unter dem Deckel befindliche Teil des Gehäuses des Klop
fers ist gleichzeitig auch das Gehäuse des Schnellentlüf
tungsventils. Dessen positiver Einfluß auf die geringere Bau
höhe des neuen Klopfers ist ersichtlich.
Während bisher kleinere Klopfer nicht wesentlich preisgünsti
ger als große pneumatische Klopfer hergestellt werden konn
ten, bestand für die bekannten Klopfer allein schon durch den
Durchmesser des Kolbens eine unüberwindbare Konstruktions
grenze. Die Kraft für den Antrieb des Kolbens hängt bei glei
cher Bauhöhe vom Quadrat des Durchmessers des Kolbens ab.
Durch den neuen Aufbau kann diese Konstruktionsgrenze ver
schoben werden, auch schon weil die Bauhöhe geringer vorge
sehen werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es erfindungsgemäß dabei, wenn das
Gehäuse ein Gußstück ist. Dann kann man alle Gehäuse
teile wirtschaftlich auch in großen Stückzahlen fertigen. Als
Werkstoff ist besonders bevorzugt z.B. Aluminium oder Kunst
stoff. Sehr zweckmäßige Herstellungsverfahren gelingen mit
dem Kokillenguß oder dem Druckguß. Es versteht sich, daß das
Rosten eines derartigen Gehäuses mit seinen einzelnen Lei
tungen und Kanälen dadurch mit Vorteil weitgehend ausgeschal
tet ist.
Während bei den bekannten Klopfern Entlüftungsbohrungen in
der deckelseitigen Abschlußplatte axial angeordnet waren und
neben dem aufgesetzten Umsteuerventil in die Umgebung münde
ten, wurde bei der Neugestaltung des erfindungsgemäßen Klop
fers festgestellt, daß durch den neuen integrierten Einbau
des Schnellentlüftungsventils deckelseitig kein Platz mehr
vorhanden ist. Um dennoch einfach und wirkungsvoll entspre
chende Maßnahmen vorzusehen, wird erfindungsgemäß vorgeschla
gen, daß die Entlüftungsbohrung in der Gehäuseseitenwandung
radial verlaufend im deckelseitigen Dritten der Höhe des Ge
häuses angeordnet ist.
Unter "deckelseitigem Drittel" der Höhe des Gehäuses wird
dasjenige Drittel der Höhe verstanden, welches dem Deckel am
nächsten liegt. Das zweite Drittel liegt dann im mittleren
Bereich des Gehäuses, und das letzte Drittel liegt am offenen
Ende des unter dem Kolben befindlichen Raumes. Man kann den
erfindungsgemäßen Klopfer in beliebiger Stellung an der Wan
dung eines Lagerbehälters befestigen, so daß man schwerlich
von "oben" oder "unten" sprechen kann. Dennoch soll im Sinne
der vorliegenden Erfindung der Deckel als "oben" angeordnet
verstanden werden. Hierdurch ist weder die Funktion noch die
Einbauposition des erfindungsgemäßen Klopfers beschränkt. Der
längliche Raum, in welchem sich der Kolben hin- und herbe
wegt, kann zwar vieleckigen, ovalen oder vielseitigen Quer
schnitt mit abgerundeten Ecken haben, bevorzugt ist dieser
Raum aber zylindrisch, denn zylindrische Kolben lassen sich
erfahrungsgemäß leichter herstellen. In den deckelseitigen
1 1/2 Dritteln dieses Innenraumes befindet sich dann der so
genannte Federraum, in welchem sich die Kompressions- oder
Druckfeder befindet, und im unteren Drittel dieses Hohlraumes
im Gehäuse befindet sich der oben beschriebene "Raum unter
dem Kolben". Dabei versteht es sich, daß bei Betätigung des
Klopfers der Raum unter dem Kolben durch letzteren vollstän
dig ausgefüllt werden kann.
Für die Funktion des erfindungsgemäßen Klopfers ist es jeden
falls günstig, wenn die Entlüftungsbohrung im oberen Drittel
der Höhe des Gehäuses neben dem Deckel, die Seitenwandung ra
dial durchbohrend, angeordnet ist. Diese Entlüftungsbohrung
ist wenigstens dann offen bzw. schafft Verbindung zwischen
dem Federraum und der Umgebung, wenn der Kolben sich in sei
ner unteren Stellung befindet, wenn der Klopfer entladen ist,
d.h. die Druckfeder unter minimaler Kompression steht.
Für die Steuerung ist es besonders zweckmäßig, wenn erfin
dungsgemäß eine Steuerbohrung in der Gehäusewandung radial
verlaufend im offenseitigen Drittel der Höhe des Gehäuses an
geordnet ist, wenn eine Kolbenbohrung, die Seitenwandung des
hohlen Teils des Kolbens durchlaufend, vorgesehen ist und
wenn die Steuerbohrung über eine Steuerleitung mit einem
Drei/Zwei-Wege-Luftventil in der Druckluftzuleitung in Ver
bindung steht. Die Steuerbohrung im unteren Bereich des Ge
häuses und die Kolbenbohrung liegen nach erfolgtem Schlag des
Klopfers und im Endzustand unten befindlichen Kolbens etwa in
gleicher Höhe.
Im Gegensatz zu oszillierenden Kolbenvibratoren bewirkt der
erfindungsgemäße Klopfer Einzelschläge in regelbaren Inter
vallen. Mit Vorteil können starke Schläge mit geringem Luft
verbrauch bewirkt werden. Verwendet man nun die vorstehend
genannten Maßnahmen, dann erlaubt der erfindungsgemäße Klop
fer eine einfache Fernsteuerung auf sehr preiswerte und be
triebssichere Weise. Durch die erwähnte untere Steuerbohrung
im Klopfergehäuse kann nämlich eine Regelung zum Auslösen
eines Klopfschlages dann erfolgen, wenn sich der Kolben kurz
vor der beim Laden erreichten Endposition befindet. Dann
liegt die Steuerbohrung nämlich unter dem Kolben frei außer
halb dieses Kolbens, und der unter dem Kolben anstehende
Luftdruck betätigt das Drei/Zwei-Wege-Luftventil im Sinne des
Entlüftens des Anschlußloches und damit Auslösen des
Schlages des Klopfers. Allein durch Schaffung dieser Steuer
bohrung und auch vorzugsweise über die Kolbenbohrung wird
ohne Gestänge, ohne elektrische Antriebe, Felder oder der
gleichen eine Regelungsmöglichkeit geschaffen, daß der Klop
fer intervallmäßig arbeitet, und man braucht nur über eine
preiswerte, gegebenenfalls entfernt in der Druckluftzuleitung
angeordnete Steuerung die zugeführte Druckluft abschalten,
und schon hält der Klopfer seinen Betrieb an.
Besonders einfach ist der Aufbau bei dem erfindungsgemäßen
Klopfer, wenn die Steuerleitung und das 3/2-Wegeventil im Ge
häuse integriert untergebracht sind. Beim Druckgießen oder Ko
killengießen ist ein Gehäuse mit mehreren Kanälen einfach her
stellbar, so daß einige Kanäle für die oben erwähnte Luftlei
tung verwendet werden können und eine spezielle Bohrung als
Steuerleitung dient.
Auch in explosionsgesicherten Räumen kann die Intervallsteue
rung gemäß der Erfindung gefahrlos und preiswert eingesetzt
werden. Man braucht lediglich zwischen dem Luftversorgungsan
schluß und einer Drossel ein Ventil für die
Druckluftzufuhr einzubauen, um die Schlagintervalle zu begin
nen oder enden zu lassen. Da es sehr genau einstellbare Dros
seln gibt, die sehr preiswert sind, läßt sich auch die Zeit
zum Heben des Kolbens beim Ladevorgang recht genau einstel
len, indem die Drossel reguliert wird. Die Kolbengeschwindig
keit in Richtung Feder und damit das Schlagintervall wird also
durch die Drossel regulierbar.
Die vorstehend beschriebene Steuermöglichkeit ist gegenüber
den bekannten Klopfern erheblich verbessert. Die neue und
preiswert erstellbare Ansteuerung ist besonders von großem
Vorteil, wenn jeweils nur ein Klopfer betätigt werden soll.
Bei Verwendung der im Handel erhältlichen Arbeitszeit-Pausen
steuerung, durch welche ein zwischen Luftversorgungsanschluß
und Drossel befindliches Ventil angesteuert wird, kann die
Selbststeuerfunktion auch dazu verwendet werden, den Klopfer
während eines Zeitablaufes, der sonst nur einen Schlag auslöst,
mehrfach schlagen zu lassen. Hierzu sind also sehr geringe
Mittel ausreichend, während bei den bisher bekannten Klopfern
für eine solche Steuerung ein sehr großer Aufwand erforderlich
war.
Mittels Druckregler in der Druckluftzuleitung ist außerdem die
Regelung der Schlagstärke möglich.
Es wurde bereits oben auf die Möglichkeit der Schalldämmung
hingewiesen, nämlich durch Unterlegen einer Gummiplatte oder
dergleichen. Ohne eine schalldämmende Platte haben Klopfer
zwar die optimale Wirkung, es ist aber ein lauter Schlag zu
hören wie bei einem Stahlhammer. Es kann bisweilen bevorzugt
sein, eine Schalldämmung des pneumatischen Klopfers vorzuse
hen, bei welcher seine Wirkung zwar geringfügig schwächer ist,
der Schlag ist aber lärmgedämpft wie bei einem Gummihammer.
Es hat sich nun aber gezeigt, daß man nicht ohne weiteres eine
Gummiplatte in beliebiger Weise bei dem Klopfer unterlegen
kann, sondern daß die gewünschte Wirkung und Funktionsweise
des Klopfers besondere Vorkehrungen voraussetzt. Deshalb ist
es zweckmäßig, wenn bei weiterer Ausgestaltung der Erfindung
der Raum unter dem Kolben am offenseitigen Ende erweitert ist,
wobei insbesondere der erweiterte Teil einen größeren Durch
messer hat als der andere, vom offenseitigen Ende abgewandte
Teil dieses Raumes. Die Seitenwandungen des Gehäuses umschlie
ßen den Kolben, wie vorstehend beschrieben. Der dem offensei
tigen Ende abgewandte Teil des Raumes unter dem Kolben, der
vorstehend erläutert und interpretiert worden ist, wird also
bei im Querschnitt kreisrundem Kolben durch den Durchmesser
des Kolbens bestimmt. Erfindungsgemäß ist nun hier vorgesehen,
daß dieser durch den Kolbendurchmesser bestimmte Raum als
"oberer" Teilraum verstanden werden soll, der im Abstand vor
bzw. "über" der untersten, montageseitigen Fläche endet und
längs des restlichen Abstandes bis zur montageseitigen Fläche
erweitert ist. Gestaltet man beide Teilräume in Draufsicht
kreisförmig aus, dann kann die Erweiterung dadurch vorgenommen
werden, daß der erweiterte Teil einen größeren Durchmesser als
der obere Teilraum hat. Die Schaffung eines erweiterten Raumes
unter dem Kolben bietet nämlich den Vorteil, daß man eine ge
räuschdämmende Elastomerplatte so einlegen kann, daß ihre un
terste bzw. äußerste Fläche bündig mit der montageseitigen
Fläche des Gehäuses liegt. Ohne einen solchen erweiterten
Teilraum kann sich nämlich bei unsachgemäßer Anordnung einer
Gummiplatte der Nachteil ergeben, daß sich diese infolge der
einwirkenden Energie bis zur Beschädigung, wenn nicht gar Zer
störung der Platte erwärmen kann.
Besonders vorteilhaft ist es daher, wenn in dem erweiterten
Teil des unter dem Kolben vorgesehenen Raumes mindestens eine
Elastomerplatte angeordnet ist. Die Erfindung gibt die Lehre,
eine Elastomerplatte nicht in beliebiger Weise sondern in den
erweiterten Teilraum zu verlegen mit dem Ergebnis des lärmge
dämpften Schlages bei immer noch ausreichender Wirkung des
neuen Klopfers.
Ferner hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Elastomerplatte,
die natürlich nicht dicker sein kann als der Teilraum, in wel
chem sie untergebracht werden soll, aus mehreren Schichten be
steht, die möglichst sogar separat eingelegt werden. Es hat
sich nämlich mit Vorteil gezeigt, daß solche Elastomerplatten
eine größere Kühlfläche für vorbeistreichende Luft bieten, so
daß sich die erwähnte Erhitzung der Elastomerplatte durch
einen Mehrplattenaufbau beschränken oder eliminieren läßt.
Selbst bei solchen Klopfern, die durch entsprechend hohe Ener
gieeinleitung lärmgedämpfte Schläge abgeben sollen, können
eine oder mehrere Elastomerplatten mit langer Lebensdauer ein
gesetzt werden, wenn erfindungsgemäß in der Elastomerplatte
eine Öffnung vorgesehen ist. Hierdurch kann in dem Raum unter
dem Kolben befindliche Luft einen Abströmkanal finden, so daß
jeglicher Hitzestau vermeidbar ist. Beispielsweise kann eine
solche Öffnung durch Bohren hergestellt werden, wobei es aber
lediglich auf die Luftdurchlässigkeit der Elastomerplatte(n)
ankommt. Die Elastomerplatte kann also gelocht, perforiert,
geschlitzt oder porös sein.
Im Betrieb hat sich gezeigt, daß die Elastomerplatte in dem
offenseitigen Teilraum in dem Luftstrom schwimmt. Beim Laden
kann nämlich die durch die Luftleitung unter den Kolben einge
führte Luft (bzw. anderweitige Gase) teilweise auch unter die
Elastomerplatte gelangen und sie in dem offenseitigen Teilraum
in Richtung Kolben anheben. Umgekehrt wird beim Ausführen des
Schlages die Elastomerplatte nach unten an die äußerste Monta
gefläche gedrückt. Diese Bewegung ist das Schwimmen im Luft
strom. Ersichtlich kühlt dieser dadurch die freischwimmende
Platte einmal von der einen, einmal von der anderen Seite und
zusätzlich durch die Öffnung bzw. die Randflächen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der
vorliegenden Erfindung ergeben sich als der folgenden Be
schreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit
den Zeichnungen. Es zeigt
Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Klopfer ge
mäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-B in Fig.
1,
Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt wie in Fig. 1, jedoch von
einer anderen Ausführungsform eines Klopfers mit
Druckluftzuführ- und Steuerleitung und
Fig. 4 abgebrochen den unteren Teil des Klopfers in den Dar
stellungen der Fig. 1 und 3, wobei der unter dem
Kolben befindliche Raum in zwei Teile aufgeteilt ist
und in dem erweiterten Teil drei dünne Elastomerplat
ten mit einer Öffnung angeordnet sind.
Im Gehäuse 1 der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh
rungsformen von Klopfern ist ein Kolben 2 entgegen der Kraft
einer Druckfeder 9 in einem zylindrischen Raum und auch in
umgekehrter Richtung beim Entspannen der Feder 9 hin- und
herbewegbar. Bei der Darstellung der Fig. 1 und 3 befindet
sich der Kolben 2 gerade in einem Zustand, kurz bevor er un
ten auf die Ebene 24 aufschlägt oder nachdem er diese beim
Aufwärtshub wieder verlassen hat. Mit 22 ist daher der Raum
unter dem Kolben und mit 13 der Federraum bezeichnet, d.h.
derjenige Raum, in welchem die Druckfeder 8 angeordnet ist.
Diese befindet sich im hohlen Teil 2 b des Kolbens 2 innerhalb
der Seitenwandungen 2 a und stützt sich gegen das massive Teil
des Kolbens 2 auf der einen Seite ab, während sie sich auf
der gegenüberliegenden Seite gegen die Oberwand 20 des Gehäu
ses 1 abstützt, in welcher ein Loch 10 vorgesehen ist, wel
ches nach oben hin von einem zylindermantelförmigen Bund 25
umgeben ist.
Die in etwa zylindermantelförmigen Seitenwandungen 1 a des Ge
häuses 1 enden nach oben hin in einen sich etwas erweiternden
Kragen 26, der mit einem Innengewinde 27 versehen ist. In
dieses ist der Deckel 3 unter Belassung eines Ventilraumes
15 eingeschraubt. Der Deckel kann auch durch radiale Schrauben
befestigt sein.
Aus Fig. 2 erkennt man gemäß Schnitt A-B der Fig. 1 den
kreisrunden Kragen 26, zu dem koaxial zentrisch der Bund 25
mit dem Loch 10 gelegen ist, wobei zwischen dem Bund 25 und
dem Kragen 26 der Ventilraum 15 oberhalb der sichtbaren Ober
wand 20 des Gehäuses zu erkennen ist. In der Oberwand 20 mün
den vier über den Kreisumfang gleichmäßig beabstandete Luft
kanäle 14, die sich von dem Raum 22 unter dem Kolben 2 bis
nahezu über die ganze Höhe H des Gehäuses 1 bis in den Ven
tilraum 15 erstrecken. Das Gehäuse 1 ist gemäß Darstellung
der Fig. 2 nach unten etwa rechteckig erweitert und hat vier
Schraubenlöcher 27, über welche unter der Zwischenlegung der
Dichtung 4 das Gehäuse 1 an einer nicht dargestellten Wandung
eines Lagerbehälters anschraubbar ist.
Auch deckelseitig ist eine Dichtung 5 vorgesehen, ebenso wie
am unteren offenseitigen Ende des Kolbens 2 eine Dichtung 6
und gegenüberliegend am deckelseitigen, hohlen Teil 2 b des
Kolbens 2 ein Führungsring 12 angeordnet ist. Die Rippen 28
dienen lediglich der Versteifung des Gehäuses.
Aus den Fig. 1 und 3 erkennt man die Entlüftungsbohrungen
7, welche im oberen Drittel (deckelseitig) der Höhe H des Ge
häuses 1, die Seitenwandung 1 a radial durchgreifend, so ange
ordnet sind, daß eine Verbindung des Federraumes 13 und bei
abgehobener Steuermembran auch der Luftkanäle 14 mit der
Außenluft gewährleistet ist. Der Durchmesser der Entlüftungs
bohrung 7 ist dabei erheblich kleiner als der der Luftka
näle 14.
In Flucht zum Loch 10 und koaxial befindet sich im Deckel 3
eine Ventilbohrung 21, in welcher eine Steuermembran 11 aus
Gummi, Kunststoff oder einem anderen Elastomer in axialer
Richtung nach oben und unten gleitbar aufgenommen ist. Die
Steuermembran 11 kann soweit nach unten gedrückt werden, daß
sie sich auf die ringförmige Stirnfläche des Bundes 25 legt
und bei entsprechendem Druck das Loch 10 abdichtet. Mittig im
Deckel und koaxial zu diesem Loch 10 sowie zur Ventilbohrung
21 ist das Anschlußloch 8 vorgesehen, an welches in in Fig.
3 nur schematisch dargestellter Weise die Leitung 29 an
schließt, welche die Verbindung zwischen diesem Anschlußloch
8 und einem 3/2-Wegeventil 16 schafft. Dieses wiederum liegt
in der Leitung zwischen dem Anschlußloch 8 und der Druckluft
zuleitung 19. In dieser sind ferner gemäß Darstellung in Fig.
3 eine Drossel 20 und ein Luftversorgungsanschluß 30 angeord
net.
Durch die Steuermembrane 11 wird praktisch der Ventilraum 15
mehr oder weniger gegen den Raum 14 a über der Membrane 11 ab
gedichtet. Bei entsprechender Druckdifferenz zwischen den
beiden Räumen 14 a und 15 kann nämlich Luft an den Rändern der
Steuermembran 11 vorbeiströmen. Dies ist
erwünscht, wie in der nachfolgenden Betriebsfunktion noch er
läutert wird.
Die für den nachfolgend beschriebenen Betrieb der Ausfüh
rungsform des Klopfers nach den Fig. 1 und 2 notwendigen
Teile und Bezugszahlen sind beschrieben worden.
Die Ausführungsform des Klopfers nach Fig. 3 weist außer den
schon beschriebenen Leitungen 29, 18, 19 auch noch die Ven
tilfeder 16 a und vor allem die Steuerbohrung 17 auf, mit wel
cher die Steuerleitung 18 durch Verschraubung verbunden ist.
Nun wird die Betriebsweise des Klopfers nach der Ausführungs
form der Fig. 1 und 2 beschrieben.
Druckluft gelangt über das Anschlußloch 8 auf die flexible
Steuermembrane 11, die dadurch gegen das Loch 10 zum Feder
raum 13 gedrückt wird und auf der ringförmigen Stirnfläche
des Bundes 25 unter Abdichtung des Federraumes 13 gegen den
Ventilraum 15 gedrückt wird. Da der Federraum 13 über die
Entlüftungsbohrung 7 mit der Umgebung bzw. Außenluft in Ver
bindung steht, ist der Druck auf die Steuermembrane 11 von
der beaufschlagten Seite (von oben) her größer als der Druck
(von unten) durch das Loch 10. Der sich hierdurch ergebende
Differenzdruck besorgt den Andruck der Steuermembran 11 auf
den Bund 25 und damit die Abdichtung des Loches 10. Die an
stehende Druckluft gelangt an der flexiblen Außenkante der
Steuermembrane 11 vorbei über die im Gehäuse 1 angebrachten
Kanäle 14, die z.B. gebohrt oder eingegossen sind, unter den
Kolben 2 und drückt diesen gegen die Druckfeder 9.
Wird das zur Betätigung des Klopfers verwendete und nur bei
der Ausführungsform der Fig. 3 gezeigte Drei/Zwei-Wege-Ven
til geschlossen, d.h. entgegen der Kraft der Feder 16 a aus
der in Fig. 3 gezeigten Stellung nach links verschoben, so
wird das Anschlußloch 8 für die Druckluft entlüftet. Der über
der Steuermembrane 11 befindliche Raum 14 a steht jetzt mit
der Außenluft in Verbindung. Hierdurch wird der Druck unter
der Steuermembrane 11 stärker und hebt diese an. Die unter
dem Kolben 2 befindliche Druckluft kann jetzt schlagartig
durch die Luftkanäle 14 in den Federraum 13 entweichen und
von dort über die Entlüftungsbohrung 7 ins Freie. Die Feder
9 kann jetzt den Kolben 2 gegen die Aufspannfläche 24 schie
ßen. Hierdurch erfolgt die stoßartige Beschleunigung der Mas
se, z.B. der Wandung, an welcher der Klopfer angebracht ist.
Die somit beschriebene Betriebsweise des Klopfers nach der
Ausführungsform der Fig. 1 und 2 gilt gleichermaßen für
die Ausführungsform der Fig. 3, nur daß hier zusätzlich eine
Selbststeuerung bzw. Regelung vorgesehen ist. In der Nähe
oder in beliebiger Entfernung vom Klopfer ist zwischen den
Leitungen 29 und 19 das Drei/Zwei-Wege-Luftventil 16 so ange
bracht, daß sein Luftausgang A mit dem Anschlußloch 8 für
Druckluft verbunden ist. Das Ventil 16 ist in der gezeigten
Stellung unbetätigt offen, d.h. der Luftausgang A ist mit P
verbunden, und der Klopfer wird geladen, sobald der Luftver
sorgungsanschluß 30 Luft zuführen kann.
Mit einer nicht gezeigten Steuerung, z.B. mittels eines Ku
gelhahnes, der zwischen dem Luftversorgungsanschluß 30 und
der verstellbaren Drossel 20 angeordnet sein kann, kann die
Druckluftzuleitung 19 unter Betriebsdruck gesetzt werden.
Kurz vor der beim Laden erreichten deckelseitigen bzw. oberen
Endposition des Kolbens 2 liegt dann die Steuerbohrung 17 un
ter der dann erreichten Position der Dichtung 6. Auf diese
Weise ist über die Steuerleitung 18 eine Verbindung zwischen
dem Raum 22 unter dem Kolben 2 mit dem Steueranschluß Z des
Ventiles 16 vorgesehen.
Aus der in Fig. 3 gezeigten Position bewegt sich das Ventil
16 entgegen der Kraft der Feder 16 a nach links, so daß das
Ventil die Leitung von P nach A schließt und die Verbindung
von A nach R öffnet. Damit wird der Klopfer betätigt, denn
das Anschlußloch 8 wird ja entlüftet.
Nach erfolgtem Schlag, wenn also die Kraft in der Feder 9 den
Kolben 2 nach unten bewegt hat, gelangt eine Kolbenbohrung
15 a, die in der Seitenwandung 2 a des hohlen Teils 2 b des Kol
bens 2 radial durchlaufend vorgesehen ist, in den Bereich der
Steuerbohrung 17. Dadurch kann über die Steuerleitung 18 das
Ventil 16 über den Federraum 13 und die Entlüftungsbohrung
7 entlüftet werden. Die Feder 16 a stellt nun das Ventil 16
wieder in die in Fig. 3 gezeigte Position zurück. Das Spiel
kann erneut beginnen.
Die in der Druckluftzuleitung 19 zwischen Luftversorgungsan
schluß 30 und Ventil 16 angeordnete Drossel 20 reguliert die
Kolbengeschwindigkeit und damit auch das Schlagintervall.
Es versteht sich, daß die in Fig. 3 schematisch außen außer
halb des Gehäuses 1 verlaufende Steuerleitung 18 auch in den
Gehäusemantel gelegt werden kann. Beispielsweise könnte eine
der vier Luftkanäle 14 entsprechend angeschlossen werden. Das
Schnellentlüftungsventil ist ohnehin im Deckel 3 und deckel
seitigen Ende des Gehäuses 1 integriert.
Der neue Klopfer kann auch mit kleinen Außenmaßen hergestellt
werden, so daß er auch bei kleineren Behältern angewendet
werden kann. Beispielsweise benötigen Bäckereibetriebe bis
weilen solche kleineren Klopfer, bei denen außerdem erwünscht
ist, daß der Behälter nahezu vollständig vom Füllgut entleert
ist, z.B. Mehl oder Backpulver, nämlich wenn nach dem Entlee
ren ein anderes Füllgut eingefüllt werden soll, der Klopfer
gemäß der Erfindung kann dann so eingestellt werden, daß er
für die Restentleerung des Behälters gleichzeitig während der
Behälterentleerung fünfmal klopft mit keiner weiteren Steue
rung als einer Drossel. Öffnungszylinder und Klopfer würden
über das gleiche Ventil versorgt werden können.
Wenn hier von Druckluft als Treibmittel gesprochen wird, dann
kann man hierunter selbstverständlich auch andere unter Druck
stehende Gase verstehen.
In Fig. 4 ist abgebrochen der untere Teil des Klopfers gemäß
Fig. 1 dargestellt, wobei hier die Aufteilung des unter dem
Kolben 2 befindlichen Raumes 22 deutlicher veranschaulicht
ist. Nimmt man wieder die Montagefläche 24 als unten an, dann
befindet sich hier die offene Seite des Gehäuses, bis zu wel
cher der Kolben 2 bei seinem Schlagbetrieb bewegt werden kann.
Der Raum 22 ist in zwei Teilräume aufgeteilt, nämlich den er
weiterten Teil 22 b, welcher dem offenseitigen Ende zugewandt
ist, und der diesem erweiterten Teil 22 b abgewandte engere
Teil 22 a, dessen Durchmesser etwa dem Kolbendurchmesser ent
spricht für den Fall, daß es sich um im Querschnitt kreisför
mige Räume und auch Teilräume 22 a, 22 b handelt. Bei rechtecki
gen Räumen sind dann die Rechteckabmaße entsprechend usw.
Vom Hersteller wird der Klopfer gegebenenfalls mit lose
beigefügten Elastomerplatten 30, 31, 32 geliefert. Der Käufer
kann dann eine von ihm gewünschte Anzahl von Platten in den
erweiterten Teil 22 b einlegen. Der Klopfer kann gegebenen
falls auch ohne Elastomerplatten betrieben werden. Die Ge
samtdicke der eingelegten Elastomerplatten 31-32 ist kleiner
als die Höhe (in axialer Richtung des Gehäuses 1 gesehen) des
erweiterten Teils 22 b dieses Raumes. Wenn es sich um kreis
förmige Scheiben bei den Elastomerplatten 30-32 handelt, dann
ist deren Durchmesser auch kleiner als der Durchmesser des
offenseitigen, erweiterten Teilraumes 22 b, so daß die Elasto
merplatten 30-32 frei in dem erweiterten Teilraum 22 b im
Luftstrom schwimmen können, und zwar axial und radial.
Außerdem sind alle drei Elastomerplatten 30 mit bündig zu
einander angeordneten, hier mittig vorgesehenen Öffnungen 33
versehen.
Im Betrieb strömt beim Ladevorgang Luft oder ein anderes Gas
durch die Luftleitung 14 nach unten und auch von außen neben
die Elastomerplatten 30-32, so daß diese teilweise angehoben
werden. Die Luft strömt dann von der Seite, über, zwischen und
unter den Platten in den inneren Teil 22 a des Raumes 22 unter
dem Kolben 2, teilweise auch durch die Öffnung 33, so daß der
Ladevorgang in der beschriebenen Weise effektiv erfolgen kann.
Nach Auslösen des Schlagbetriebes wird der Kolben 2 durch die
Kraft der Feder 9 in Richtung des Pfeiles 34 nach unten ge
schlagen. Er treibt die Luft aus den Teilräumen 22 a und 22 b
durch die Öffnung 33 einerseits und am Rand der Elastomerplat
ten 30-32 andererseits über die Luftleitung 14 wieder heraus
und schlägt schließlich auf die Elastomerplatten (gedämpfter
Schlag).
Claims (8)
1. Pneumatisch arbeitender Klopfer, insbesondere für das Ab
klopfen von staubförmigem Material von Behälterwandungen,
beispielsweise Bunkerwandungen, mit einem einen längli
chen, eine Entlüftungsbohrung (7) aufweisenden Federraum
(13) mit Feder (9) umschließenden und einseitig durch eine
Oberwand (20) mit Loch (10) verschlossenen Gehäuse (1),
einem Deckel (3) mit Anschlußloch (8), mit einem gegen den
Druck der Feder (9) mittels Druckluft zum Deckel (3) hin
bewegbaren Kolben (2) und mit einem im Bereich des Deckels
(3) befindlichen Schnellentlüftungsventil (3, 8, 10, 11,
14 a, 15), welches den Raum (22) unter dem Kolben (2) mit
tels einer Luftleitung (14) in den Federraum (13) entlüf
tet, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitung (14) in
Gestalt wenigstens eines sich etwa über die Höhe (H) des
Gehäuses (1) erstreckenden Luftkanals im Gehäuse (1) inte
griert ausgebildet ist, daß die Oberwand (20) aus einem
Stück mit dem Gehäuse (1) besteht, der Deckel (3) unter
Belassung eines Ventilraumes (15) im Abstand von der Ober
wand (20) angebracht und mit einer, mit dem Anschlußloch
(8) in Verbindung stehenden Ventilbohrung (21) versehen
ist, in welcher eine Steuermembran (11) bewegbar so unter
gebracht ist, daß sie sich gegen das Loch (10) in der
Oberwand (20) anlegen und dieses verschließen kann, und
daß der Raum (20) unter dem Kolben (2) nach außen offen
ist.
2. Klopfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse (1) ein Gußstück ist.
3. Klopfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entlüftungsbohrung (7) in der Gehäuseseitenwandung
(1 a) radial verlaufend im deckelseitigen Drittel der Höhe
(H) des Gehäuses (1) angeordnet ist.
4. Klopfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Steuerbohrung (17) in der Gehäusesei
tenwandung (1 a) radial verlaufend im offenseitigen Drittel
der Höhe (H) des Gehäuses (1) angeordnet ist, daß eine
Kolbenbohrung (15 a), die Seitenwandung (2 a) des hohlen
Teils (2 b) des Kolbens (2) durchlaufend, vorgesehen ist
und daß die Steuerbohrung (17) über eine Steuerleitung
(18) mit einem Drei/Zwei-Wege-Luftventil (16) in der
Druckluftzuleitung (19) in Verbindung steht.
5. Klopfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerleitung (18) und das 3/2-Wegeventil (16) im Gehäuse
(1) integriert untergebracht sind.
6. Klopfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Raum (22) unter dem Kolben (2) am offen
seitigen Ende (im Teil 22b) erweitert ist, wobei insbeson
dere der erweiterte Teil (22 b) einen größeren Durchmesser
hat als der andere, vom offenseitigen Ende abgewandte Teil
(22 a) dieses Raumes.
7. Klopfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in
dem erweiterten Teil (22 b) des unter dem Kolben (2) vorge
sehenen Raumes (22) mindestens eine Elastomerplatte (30,
31, 32) angeordnet ist (Fig. 4).
8. Klopfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Elastomerplatte (30-32) eine Öffnung (33) vorgesehen
ist (Fig. 4).
Priority Applications (6)
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