DE4019018C2 - Vorrichtung zum Dosieren von pulverförmigem Schüttgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von pulverförmigem Schüttgut, insbesondere für den Einsatz in Kunststoffverarbeitungsmaschinen, mit einer motorisch ange­ triebenen, in einer an ihrem Mantel eintrittsseitig nach oben und austrittsseitig nach unten offenen Gehäuseausspa­ rung um eine horizontale Achse drehbar angeordneten, an ih­ rem Umfang mindestens eine radial offene, als zusammenhän­ gende Umfangsnut ausgebildete Dosierausnehmung aufweisenden Dosierrolle und mit einem austrittsseitig in die Dosieraus­ nehmung eingreifenden Abstreifer.

Es sind Dosiervorrichtungen bekannt, deren Dosierrollen als Zellenräder ausgebildet sind, an deren Umfang eine Mehrzahl von in gleichen Abständen voneinander angeordneten und an ihrem Umfang geschlossenen Dosierausnehmungen (Zellen) vor­ gesehen sind. Das Entleeren der Zellen wird dort durch ei­ nen Auskratzer unterstützt, der von außen in den austritts­ seitigen Kanal der Dosiervorrichtung eingesetzt ist. Die bekannten Dosiervorrichtung arbeitet zwar mit gut rieselfä­ higem, körnigem Schüttgut mit hinreichender Dosiergenauig­ keit. Pulverförmige, schlecht rieselfähige Stoffe, die zum Zusammenbacken neigen, lassen sich mit ihr jedoch nur unge­ nau dosieren, weil die geschlossenen Zellen des Zellenrades stark variierende Pulvermengen aufnehmen und in den Aus­ tragkanal überführen.

Weiterhin sind Dosiervorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt (US-A-3486484, EP-112398 A1 und US-A-3620423), bei denen die Dosierausnehmung als zusammenhängende Um­ fangsnut ausgebildet ist. In diesen Fällen ist die Umfangs­ nut jedoch geradlinig ausgebildet, wodurch sich pulverför­ mige, schlecht rieselfähige Stoffe ebenfalls nur ungenau dosieren lassen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekann­ ten Dosiervorrichtung der eingangs angegebenen Art dahinge­ hend zu verbessern, daß mit ihr auch pulverförmige, schlecht rieselfähige Feststoffe mit hoher Genauigkeit do­ siert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Anspruch 1 angege­ benen Merkmale vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausge­ staltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung geht von der empirischen Erkenntnis aus, daß einerseits die Zwischenwände zwischen den einzelnen Zellen der bekannten Zellenränder beim Füllvorgang eine Art Ab­ schattung bilden, die vor allem bei schlecht rieselfähigen Stoffen den Füllvorgang stören. Andererseits kann es auch bei den bekannten Dosierrollen mit zusammenhängender Um­ fangsnut zu einem Zusammenbacken des Schüttguts kommen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vor­ geschlangen, daß die Umfangsnut wellenförmig verläuft und daß der Abstreifer von unten her in die Umfangsnut ein­ greift und um eine Schwenkachse pendelnd gelagert ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Umfangsnut einen sinusförmigen Verlauf auf, und zwar mit Auslenkungen in axialer Richtung bei gleichbleibender Nutentiefe. Mit dieser Maßnahme wird wegen der wechselnden Flankenrichtung ein guter Transporteffekt auch bei weniger oder nicht zusammenbackendem Schüttgut erzielt. Der Ab­ streifer ist dabei pendelnd gelagert, so daß er der bei drehender Dosierrolle entstehenden Wellenbewegung der Um­ fangsnut folgen kann.

Das Austragen des Schüttguts wird durch einen sich radial nach außen erweiternden Querschnitt der Umfangsnut erleich­ tert. Bei einem Abstreifer, dessen vom Schüttgut beauf­ schlagte Fläche einen schräg nach unten offenen Winkel mit der Senkrechten einschließt, wird das Herausfallen des Schüttguts nach unten erleichtert. Vorteilhafterweise weist der Abstreifer eine an die Querschnittsform der Umfangsnut angepaßte Abstreifzunge auf.

Der Abstreifer kann beispielsweise an einem in den Auslaß­ kanal eingreifenden, lösbar in einer Gehäusewand befestig­ ten Zylinderbolzen, vorzugsweise zwischen zwei Ringschul­ tern gelagert werden. Um das Auswechseln des Zylinderbol­ zens und des Abstreifers zu erleichtern, kann eine der Ringschultern durch eine auf den Zylinderbolzen lose aufge­ schobene Distanzhülse gebildet sein. Alternativ dazu kann der Abstreifer starr mit einem in den Auslaßkanal eingrei­ fenden, in einer Zylinderbohrung einer Gehäusewand pendelnd gelagerten Zylinderbolzen verbunden sein, so daß das auf den Zylinderbolzen fallende Schüttgut bei dessen Drehbewe­ gung abgeworfen wird.

Um bei vorgegebener Drehzahl der Dosierrolle unterschied­ liche Dosierraten einstellen zu können, werden gemäß der Erfindung mehrere, gegeneinander austauschbare Dosier­ rollen bereitgehalten, deren Umfangsnuten unterschiedliche Querschnittsformen oder -abmessungen aufweisen. Zweck­ mäßig sind in diesem Falle auch mehrere gegeneinander austauschbare, in ihren Abmessungen an die unterschied­ lichen Umfangsnutenquerschnitte angepaßte Abstreifer vorgesehen, damit auch bei schlecht rieselfähigem, zu­ sammenbackendem Schüttgut die Umfangsnut vollständig ausgeräumt werden kann. Bei pendelnd gelagerten Abstrei­ fern muß zum vollständigen Ausräumen der Umfangsnut deren Profilverlauf in den von der Wellenform der Umfangsnut abhängigen Pendellagen des Abstreifers dem Umriß des in die Umfangsnut eintauchenden Abstreiferendes entsprechen.

Die Dosierrolle weist zweckmäßig an ihrer Umfangsfläche im Querschnitt vorzugsweise rechteckige, von den stirn­ seitigen Rändern der Umfangsfläche ausgehend entgegen der Drehrichtung schräg nach innen weisende und in die Umfangsnut mündende Fördernuten auf, durch welche even­ tuell in den Ringspalt zwischen der Dosierrolle und der Gehäuseaussparung eingetretenes pulverförmiges Fördergut zur Umfangsnut zurückgefördert wird.

Um bei demontierter Dosiervorrichtung ein Herausfallen von Schüttgut zu verhindern ist die Gehäuseaussparung austrittseitig durch einen unterhalb des Abstreifers angeordneten Absperrschieber verschließbar.

Eine im Bereich der eintrittseitigen Mantelöffnung ange­ ordnete, mit einer zur Achse der Dosierrolle parallelen Abstreifkante bis in die unmittelbare Nähe des Umfangs der Dosierrolle reichende Abstreifplatte verschließt in Drehrichtung den Ringspalt zwischen dem Umfang der Dosier­ rolle und der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseaus­ sparung eintrittsseitig und verhindert daß sich das pulver­ förmige Schüttgut im Ringspalt verklemmt und damit zu einem Blockieren der Dosierrolle führt. Der Abstand zwischen der Abstreifkante und dem Umfang der Dosierrolle ist zweckmäßig einstellbar.

Ein Anbacken von pulverförmigem Schuttgut am Abstreifer kann durch mindestens eine im Bereich des Abstreifers in die austrittseitige Mantelöffnung mündende, auf die vom Schüttgut beaufschlagte Fläche des Abstreifers ge­ richtete Druckluftaustrittsdüse verhindert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellter Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen ausschnittsweisen Vertikalschnitt durch eine Dosiervorrichtung für die Pulverdosierung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Umfang der Dosierrolle nach Fig. 1 mit Pendelabstreifer;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein weiteres Aus­ führungsbeispiel einer Pulverdosiervorrichtung;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Dosierrolle und den Abstreifer entlang der Linie A-A der Fig. 3.

Die in der Zeichnung dargestellte Dosiervorrichtung ist vor allem zum Dosieren von schlecht rieselfähigem pulver­ förmigem Schütt gut, beispielsweise von Farbpulvern bei der Kunststoffverarbeitung, bestimmt. Die Dosiervorrich­ tung besteht aus einem Gehäuse 10 und einer in einer im wesentlichen zylindrischen Gehäuseausnehmung 12 angeord­ neten, um eine horizontale Achse 14 in Richtung des Pfeils 16 motorisch angetriebenen Dosierrolle 18. Die Dosier­ rolle 18 ist von oben her über einen mit einem Rückwerk 19 bestückten Trichter 21, einen vom Trichter 21 zur Gehäuseausnehmung 22 führenden Einfüllschacht 20 und eine Eintrittsöffnung 22 mit dem in einem Behälter 23 gespeicherten Schüttgut beschickbar und steht nach unten hin über eine Austrittsöffnung 24 mit einem Ausgabekanal 26 für das dosierte Schüttgut in Verbindung. Das Gehäuse 10 ist zusammen mit dem auf das Gehäuse aufgesetzten Behälter 23 lösbar auf eine Mehrkantstange 25 einer Halte­ vorrichtung 27 aufgesteckt. Die Eintrittsöffnung 22 und die Austrittsöffnung 24 sind durch geschlossene Förderstrecken 28, 30, die innerhalb der Gehäuseausnehmung 12 verlaufen, voneinander getrennt.

Den Materialtransport übernimmt eine entlang dem Umfang der Dosierrolle wellenförmig, vorzugsweise sinusförmig verlaufende Transport- bzw. Umfangsnut 32, die im Bereich des Einfüllschachtes 20 laufend mit Schüttgut gefüllt und auf der Seite des Ausgabekanals 26 durch einen in die Transportnut 32 eingreifenden Abstreifer 34 von dem Schüttgut fortlaufend entleert wird.

Der in Fig. 1 dargestellte Abstreifer 34 ist an einem in eine Gewindebohrung der Gehäusewand 36 eingedrehten Bolzen 38 um die horizontal ausgerichtete Achse 38' des Bolzens 38 pendelnd gelagert, so daß er die in axialer Richtung der Dosierrolle hin- und herschwingende Bewegung der Transportnut 32 mitmachen kann. Der vorzugsweise als Blechstanzteil ausgebildete Abstreifer 34 ist auf dem Bolzen 38 zwischen einer bolzenfesten Ringschulter 40 und der Stirnfläche eines lose aufgeschobenen Distanz­ rings 42 gelagert, so daß er durch Lösen des Bolzens 38 relativ einfach ausgewechselt werden kann.

Der in Fig. 3 gezeigte Abstreifer 34 ist an einem gegen­ über der Horizontalen geneigten Zylinderbolzen 38 pen­ delnd gelagert. Durch die Neigung der Bolzenachse 38' wird zum einen das Ansammeln von Schüttgut auf der nach oben gerichteten Umfangsfläche des Zylinderbolzens 38 erschwert, zum anderen erweitert sich der zwischen der Gehäusewand 36 und der vom Schüttgut beaufschlagten Fläche des Abstreifers 34 gebildete Raum nach unten hin, wodurch Verstopfungen verhindert werden. Mit Hilfe einer oberhalb des Abstreifers in den Austrittskanal 26 mündenden, auf die vom Schüttgut beaufschlagte Fläche des Abstreifers 34 gerichteten Druckluftaustrittsdüse 70 können Schüttgut­ anbackungen am Abstreifer verhindert oder beseitigt werden.

Der um eine Schwenkachse 38' pendelnd gelagerte Abstreifer 34 weist eine mit ihrem freien Ende radial in die Trans­ portnut 32 eingreifende Abstreifzunge 44 auf. Der Profil­ verlauf der Transportnut 32 und der Umriß des in die Transportnut eintauchenden freien Endes der Abstreifzunge sind einander so angepaßt, daß die Transportnut 32 in jeder Pendellage des Abstreifers 34 vollständig ausge­ räumt wird. Bei dem dargestellten Wellen- oder sinus­ förmigen Kurvenverlauf der Transportnut 32 führt dies zu einer im Verlauf variablen Neigung des Nutengrundes und der Nutenflanken gegenüber der Drehachse 14. Die Neigung des Nutengrundes ist dabei jeweils in den Scheitel­ punkten der Kurve, d. h. im Bereich der maximalen Pendel­ auslenkung des Abstreifers am größten und nimmt jeweils zu den Wendepunkten der Kurve hin ab.

Der zum Trichter 21 hin einerseits und zur Eintrittsöff­ nung 22 hin andererseits offene, in das Gehäuse 10 ein­ geformte Einfüllschacht 20 der Dosiervorrichtung weist zwei einander gegenüberliegende, nach unten divergierende Seitenwände 72 sowie zwei schräg zur Eintrittsöffnung 22 hin konvergierende Stirnseitenwände 74, 76 auf.

Um zu verhindern, daß Schüttgut in den Ringspalt 56 zwischen der Dosierrolle 14 und der Gehäuseaussparung 12 eintritt, ist an der Stirnseitenwand 74 eine Abstreif­ platte 60 angeordnet, deren Abstreifkante 54 bis in die unmittelbare Nähe des Umfangs der Dosierrolle 18 reicht und den Ringspalt 56 eintrittseitig verschließt. Die mit Halteschrauben am Gehäuse 10 befestigte Abstreif­ platte 60 ist in Richtung der Dosierrolle 18 verstellbar, so daß sie bei Verschleiß nachgestellt werden kann. Da eine vollständige Abdichtung des Ringspalts 56 in diesem Bereich nicht möglich ist, sind in der Umfangsfläche der Dosierrolle 18 im Querschnitt rechteckige Fördernuten 64 eingearbeitet, die von den stirnseitigen Rändern 62 der Umfangsfläche ausgehend entgegen der Drehrichtung (Pfeil 16) auf der Umfangsfläche schräg nach innen ver­ laufen und in die Transportnut 32 münden. Mit Hilfe der Fördernuten 64 wird das in den Ringspalt 56 eingedrungene Schüttgut zur Transportnut zurückgeführt.

Unterhalb des Abstreifers 34 ist ein Absperrschieber 52 am Gehäuse 10 horizontal verschiebbar gelagert, der den Ausgabekanal 26 beim Abnehmen des Gehäuses 10 von der Haltevorrichtung 27 selbsttätig schließt und so ein Her­ ausfallen von Schüttgut aus dem Gehäuse verhindert. Beim Aufschieben des Gehäuses 10 rastet ein am Absperrschieber 52 angeformter Zylinderstift 51 in einer Klemmfeder 53 ein, so daß der Absperrschieber 52 in seiner Offenstellung gehalten wird.

Claims (20)

1. Vorrichtung zum Dosieren von pulverförmigem Schütt­ gut, insbesondere für den Einsatz in Kunststoffver­ arbeitungsmaschinen, mit einer motorisch angetrie­ benen, in einer an ihrem Mantel eintrittsseitig nach oben und austrittsseitig nach unten offenen Gehäuseaussparung (12) um eine horizontale Achse (14) drehbar angeordneten, an ihrem Umfang minde­ stens eine radial offene, als zusammenhängende Um­ fangsnut (32) ausgebildete Dosierausnehmung aufwei­ senden Dosierrolle (18) und mit einem austrittssei­ tig in die Dosierausnehmung eingreifenden Abstrei­ fer, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (32) wellenförmig verläuft und daß der Abstreifer (34) von unten her in die Umfangsnut (32) eingreift und um eine Schwenkachse (38') pendelnd gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Umfangsnut (32) sinusförmig verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umfangsnut (32) einen sich radial nach außen erweiternden, vorzugsweise trapezförmi­ gen Querschnitt aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (34) radi­ al in die Umfangsnut (32) eingreift.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (34) im wesentlichen senkrecht und die Schwenkachse (38') im wesentlichen horizontal ausgerichtet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die vom Schüttgut beauf­ schlagte Fläche des Abstreifers (34) einen schräg nach unten offenen Winkel mit der Senkrechten ein­ schließt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (34) eine an die Querschnittsfläche der Umfangsnut (32) ange­ paßte Abstreifzunge (44) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (34) an einem austrittsseitig lösbar in einer Gehäusewand (36) befestigten Zylinderbolzen (38) vorzugsweise zwischen zwei Ringschultern (40, 42) gelagert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß eine der Ringschultern (40, 42) durch eine auf den Zylinderbolzen (38) lose aufgeschobene Di­ stanzhülse (42) gebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zylinderbolzen (38) vorzugsweise mittels einer Klammer oder Schraubverbindung axial unverschiebbar in einer Bohrung der Gehäusewand be­ festigbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstreifer starr mit einem austrittsseitig dreh- und lösbar in einer Zy­ linderbohrung einer Gehäusewand gelagerten Zylin­ derbolzen verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zylinderbolzen (38) gegenüber der Horizontalen geneigt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ge­ kennzeichnet durch mehrere gegeneinander austausch­ bare Dosierrollen (18), deren Umfangsnuten (32) un­ terschiedliche Querschnittsformen oder -abmessungen aufweisen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch mehrere gegeneinander austauschbare Abstreifer (34), deren Abmessungen an die unterschiedlichen Nutenquerschnitte angepaßt sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gehäuseaussparung (12) austrittsseitig durch einen unterhalb des Ab­ streifers (34) angeordneten Absperrschieber (52) verschließbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ge­ kennzeichnet durch eine im Bereich der eintritts­ seitigen Mantelöffnung angeordnete, mit einer zur Achse (14) der Dosierrolle (18) parallelen Ab­ streifkante (54) bis in die unmittelbare Nähe des Umfangs der Dosierrolle (18) reichende, in Dreh­ richtung einen Ringspalt (56) zwischen dem Umfang der Dosierrolle (18) und einer zylindrischen Innen­ fläche der Gehäuseaussparung (12) verschließende Abstreifplatte (60).

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß der Abstand zwischen der Abstreifkante (54) und dem Umfang der Dosierrolle (18) einstell­ bar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, ge­ kennzeichnet durch mindestens eine im Bereich des Abstreifers in die austrittsseitige Mantelöff­ nung (26) mündende, auf die vom Schüttgut beauf­ schlagte Fläche des Abstreifers (34) gerichtete Druckluftaustrittsdüse (70).

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der Profilverlauf der Um­ fangsnut (32) dem Umriß des in die Umfangsnut ein­ tauchenden Abstreiferendes in den von der Wellen­ form der Umfangsnut abhängigen Pendellagen des Ab­ streifers (34) entspricht.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dosierrolle (18) an ihrer Umfangsfläche im Querschnitt vorzugsweise rechteckige, von den stirnseitigen Rändern (62) der Umfangsfläche ausgehende, entgegen der Drehrichtung schräg nach innen weisende und in die Umfangsnut (32) mündende Förderrillen (64) aufweist.