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Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von pulverförmigem Gut Vorliegende
Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Füll- und Wägemaschine für pulverförmiges
Gut, und zwar auf eine Maschine derjenigen bekannten Gattung, bei welcher ein drehbar
angeordneter Vorratsbehälter mit mehreren Füllrohren für zu füllende Behälter, vorzugsweise
Säcke, verbunden ist, von denen jedes an einem besonderen, ebenfalls mit dem Vorratsbehälter
verbundenen Wägegestänge hängt.
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Um bei Füll- und Wägemaschinen dieser Art zu hoher -Leistung bei genauer
Wägung zu gelangen, ist eine sichere Beherrschung des Materialflusses erforderlich.
Das kann in an sich bekannter Weise dadurch geschehen, daß man das pulverförmige
Gut .durch Beimischung einer kleinen Menge Luft und Umrühren in einen fließfähigen
Zustand versetzt, bei dem es sich ähnlich wie eine Flüssigkeit mit seiner Oberfläche
in eine horizontale Ebene einstellt und aus einer Öffnung im Fassungsbehälter mit
durch die Höhe der Materialsäule bestimmter Geschwindigkeit gleichförmig ausfließt.
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Um die Versorgung der mit dem drehbaren Vorratsbehälter verbundenen,
an getrennten Wägegestängen sitzenden Füllrohre durch gleichmäßig aus dem Behälter
ausfließende Materialströme bewirken zu können, ist bei der Maschine gemäß Erfindung
der Füllbehälter mit einem Rührwerk ausgerüstet und mit einer Druckluftleitung zur
Einführung von Druckluft nahe dem Behälterboden verbunden. Durch das Rührwerk im
Innern des Füllbehälters wird das durch das Füllrohr zugeführte und nahe dem Boden
des Behälters austretende Gut, welches bei seinem Austritt mit Strömen von Druckluft
zusammenhängt, durch Umhüllung seiner Teilchen mit Luft in fließfähigen Zustand
versetzt, so daß die jeweilig im Behälter befindliche Gutmenge im Behälter wie eine
Flüssigkeit steht und durch Auslaßöffnungen den die Säcke o. dgl. tragenden Füllrohren
zugeführt werden kann, wobei der Materialfluß jederzeit nach Bedarf durch Schließung
eines Schiebers unterbrochen werden kann, ohne daß die volle Fließfähigkeit des
Gutes durch den zeitweiligen Abschluß der Auslaßöffnung irgendwie beeinträchtigt
wird. Bei jedesmaliger Wiederöffnung des Verschlußschiebers setzt also der Materialfluß
unter völlig unveränderten Verhältnissen erneut ein, so daß eine zeitlich genaue
Beherrschung des Füllvorganges der einzelnen Säcke möglich ist; wodurch eine große
Füllgeschwindigkeit erreichbar wird.
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Die neue Füll- und Wägemaschine ist auf der beiliegenden Zeichnung
in einem Ausführungsbeispiel in einem vertikalen Längsschnitt veranschaulicht.
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Der Füllbehälter i wird von einer vertikalen Welle a getragen, die
in Halslagern 3 und auf einem Fußlager q. ruht und von einem Schneckenrad 5' mit
Schnecke 5" angetrieben wird. Das zu verpackende Gut wird dem Füllbehälter i vermittels
eines vertikalen Einschüttrohres 6 zugeführt, welches in umgekehrter Richtung wie
der Behälter i umläuft,
das ferner in einem Lager 8 sitzt und durch
eine Schnecke 7 angetrieben wird, welche in ein Schneckenrad 7' eingreift, das auf
das Einschüttrohr aufgesetzt ist.
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Das Einschüttrohr ist an seinem unteren Ende offen und trägt an diesem
Ende Rührarme 9, welche dazu dienen, das Gut in dem Füllbehälter umzurühren. Die
Zufuhr von Luft, welche dazu dient, dem Gut einen flüssigkeitsähnlichen Zustand
zu verleihen, erfolgt durch ein Rohr io', welches die Welle 2 der Länge nach durchsetzt
und an seinem unteren Ende an ein Zuführungsrohr io" für Druckluft angeschlossen
ist. Das Rohr io' endigt mit seinem oberen Ende unter einem Schild i i', welcher
mit einer Anzahl Öffnungen i i" versehen ist, durch welche die durch das Rohr io'
zugeführte Luft in der Nähe der Rührarme 9 auszutreten vermag. Im Behälter i wird
die Oberfläche i2 der in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand versetzten Pulvermenge
in unveränderlicher Höhe gehalten, was durch Regelung der zugeführten Materialmenge
geschieht, die durch selbsttätig wirkende, auf der Zeichnung nicht dargestellte
Mittel bewirkt werden kann.
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Die Füllrohre, welche als Sackhalter dienen, sind in geeigneter Zahl
vorgesehen und im Kreis unter dem Boden des Füllbehälters i angeordnet. Jedes Füllrohr
besteht aus einem Teil i3', der am Füllbehälter befestigt ist und sich in diesen
hinein öffnet, und einem beweglichen gebogenen Teil i3"', welcher für gewöhnlich
die Fortsetzung des Rohrstückes 13' bildet und dessen unteres Ende von der Achse
der Maschine abgebogen ist und eine leichte Neigung nach abwärts besitzt. Dieser
Rohrabschnitt, an welchem die Säcke 1q. aufgehängt werden während ihrer Füllung,
ist drehbar mit dem Wägemechanismus verbunden, und zwar in der Weise, daß das untere
Ende des Rohrabschnittes eine Schwingbewegung aus der auf der Zeichnung dargestellten
Lage gegen die Maschinenachse hin unter dem Einfluß des Gewichts des gefüllten Sackes
auszuführen vermag. Dadurch erhält das untere Ende des Füllrohres eine größere Neigung
nach abwärts, als es sie für gewöhnlich besitzt. Der obere, etwas verbreiterte Teil
des Rohrabschnittes i3"' umschließt wie eine Muffe das untere Ende des Rohrabschnittes
13' uns kann sich ein wenig auf und ab bewegen. Während der Füllrohrabschnitt i3"'
nach abwärts schwingt, öffnet sich der muffenartige Teil entlang einer schrägen
Schnittfläche i3". Der obere Abschnitt des muffenartigen Teiles sitzt an einem Arm,
welcher von der Tragstange 17 des Wägemechanismus ausgeht. In dem Rohrabschnitt
13' ist ein Schieber vorgesehen, dessen Zweck und Wirkung weiter unten beschrieben
werden wird. Wie bereits erwähnt, ist der untere Abschnitt i3"' des Füllrohres gelenkig
mit dem Wägemechanismus, der dem betreffenden Füllrohr zugeordnet ist, verbunden
und wird demgemäß durch den Wägemechanismus zugleich mit dem an dem Füllrohr hängenden
Sack getragen. Der Wägemechanismus besteht in der Hauptsache aus einem zweiarmigen
Hebel 15, welcher auf einem Tragarm 16 hängt, der am Füllbehälter i sitzt. An dem
inneren Ende des Wägebalkens 15 hängt eine vertikal stehende Stange i7, die an ihrem
unteren Ende in ein Klemmstück 18 ausläuft, welches sich fest gegen den Sack 1q.
zu legen vermag, der auf dem Füllrohrabschnitt i3"' aufgehängt ist, wodurch der
Sack auf dem Füllrohr festgehalten wird. Die vertikale Stange 17 ist mit einem Drehzapfen
i9 für einen Winkelhebe12o versehen, von dem ein Arm gegen den Behälter hin gerichtet
ist und das Füllrohr i3"' trägt, während der nach außen gekehrte und schräg nach
oben gerichtete andere Arm, solange der Sack an dem Füllrohr hängt, sich gegen die
Rückseite eines Ansatzes 21 eines anderen nur einarmigen Hebels 22 legt, der um
einen Zapfen 23 an einem horizontalen Vorsprung 24 der Stange i7 sich drehen kann.
Eine Druckfeder25 hält den Hebel 2-9 für gewöhnlich in einer Tiefstellung in Anlage
mit einem Anschlag 26, der seitlich aus der Stange 17 vortritt. Der Stange 17 und
dem mit ihr verbundenen Mechanismus sowie auch dem daran hängenden Sack wird das
Gegengewicht durch ein Gewicht 27 an dem nach außen gerichteten Arm des Wägebalkens
15 gehalten. Wenn die Teile des beschriebenen Mechanismus sich in der auf der Zeichnung
dargestellten Lage befinden, dann sind dieselben zueinander unbeweglich. Die Stange
17 vermag sich aber bei der Füllung des Sackes zusammen mit dem daran sitzenden
Mechanismus nach abwärts zu bewegen, sobald der Sack die richtige Füllung erreicht
hat.
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Nach einer derartigen Abwärtsbewegung der Stange 17 erfolgt
die Auslösung des Mechanismus und die Überführung in eine Lage, bei welcher der
Füllrohrabschnitt i3"' nach abwärts geschwungen und der Sack abgesetzt werden kann,
durch eine feste Führungsschiene 28, welche in geneigter Lage außerhalb der Maschine
angeordnet ist, und auf welche eine Rolle 29 an dem freien Ende des Hebels 22 aufzulaufen
vermag, so daß der Hebel angehoben wird, wodurch der Ansatz 2 i den Winkelhebel
2o freigibt.
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Die selbsttätige- Absperrung des Materialausflusses aus dem Behälter
i zum Füllrohr i3', i3"' bei Erreichung des richtigen Sackgewichts muß durch einen
selbsttätigen Schließmechanismus bewirkt werden, welcher
auf verschiedene
Weise ausgebildet sein kann. Eine Ausführungsform eines derartigen Mechanismus ist
auf der Zeichnung dargestellt, wobei 'vorausgesetzt ist, daß der Materialfluß zu
jedem der Füllrohre mit Hilfe eines horizontalen Schiebers 32 unterbrochen wird,
welcher im rechten Winkel zum Füllrohr steht und den am Füllbehälter befestigten
oberen Abschnitt i3' durchsetzt. Dieser Schieber ist auf der linken Seite der Zeichnungsfigur
in seiner Schließstellung dargestellt, entsprechend dem Augenblick, in welchem der
Sack gerade sein volles Gewicht aufgenommen hat, während der Schieber auf der rechten
Seite der Zeichnungsfigur in der Offenstellung dargestellt ist. Der Schieber f2
wird in seiner Schließstellung durch eine Zugfeder 33 und in der Offenstellung durch
einen Klinkmechanismus gehalten, der den Schieber vermittels eines Seiles 34 betätigt.
Der Klinkmechanismus besteht aus einem zweiarmigen Hebel 35, dessen Drehzapfen
in einem Arm 36 sitzt, der an der Füllbehälterwand befestigt ist. An dem gegen den.
Füllbehälter gekehrten Ende des Hebels ist ein Seil 34 befestigt, während das nach
außen gekehrte Ende des Hebels 35 eine Rolle 37 und eine elastische Klinke 38 trägt.
Wenn der Schieber 32 sich in der Offenstellung befindet, dann greift die Klinke
38 unter einen kurzen Arm 39 eines Winkelhebels, dessen Drehzapfen im gleichen Ansatzarm
36 des Füllbehälters wie derjenige des Hebels 35 sitzt., Der zweite lange Arm 4ö
des Winkelhebels trägt an :seinem Ende einen mit ihm verbundenen Teil 41, der sich
frei nach außen, nicht aber nach innen zu drehen vermag und der sich gegen ein Anschlagstück
42 der Stange 17 des Wägemechanismus legt, solange die Klinke 38 unter den kurzen
Arm 39 des- Wilikelhebels faßt. Solange dies der Fall ist, ist der Schieber 32 geöffnet;
wenn aber die Klinke 38 ausgelöst wird, wie es auf der linken Sei.-te der Figur
angenommen ist, dann zieht,die Zugfeder den Schieber in seine Schließstellung, und
der Hebe( 35 wird umgestellt.
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Die Auslösung der Klinke 38 aus ihrer auf der rechten Seite der Zeichnungsfigur
dargestellten Sperrlage, welche der Offenstellung des Verschlußschiebers entspricht,
in ihre Lösestellung, welche der Schließstellung des Schiebers entspricht, erfolgt
selbsttätig, wenn der Sack seine richtige Füllung aufgenommen hat und wenn demgemäß
die Stange 17 des Wägemechanismus sich nach abwärts bewegt. Wenn das geschieht,
dann gibt der Anschlag 42 den Winkelhebel 39, 40 frei, so, daß dieser unter der
Einwirkung der Federkraft der Klinke 38 nach auswärts schwingt und der Hebel 35
sich umzustellen vermag. Der Hebel 39, 4o kehrt darauf unter dem Einfluß seines
Eigengewichts in die auf der Zeichnung dargestellte Ausgangsstellung zurück, wobei
der an den Hebelarm 4o angelenkte Teil 41 über den Anschlag 42 hinweggleitet.
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Die Rückführung der Klinke 38 in die Sperrstellung wird durch die
Rolle 37 des Hebels 35 bewirkt, während diese bei der Drehung der Maschine sich
unter die geneigte Schiene 43 schiebt, welche gerade an der Stelle angeordnet ist,
an welcher die Schieber. nach erfolgter Anhängung der Säcke an die Füllrohre geöffnet
werden sollen. Die Schiene 43 drückt bei der Drehung des Füllbehälters auf die Rolle
37 und senkt dabei das äußere Ende des Hebels 35, so daß die Klinke 38 unter den
kurzen Arm 39 des Winkelhebels 39, 40 zu fassen vermag und das Ansatzstück 41 des
langen Hebelarmes 40 gegen den Anschlag 42 drückt.
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Der Staub, welcher durch die Füllung der Säcke entwickelt wird, wird
durch Saugöffnungen 3o an einer rohrartigen Kammer 31 abgeführt, welche die Welle
2 umgibt, wobei eine Luftverdünnung in dieser Kammer durch die Saugwirkung eines
Saugrohres 32' hervorgerufen wird.
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Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die gesamte Wirkungsweise der
Maschine wie folgt ist.
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Von ihrem festen Standort aus schiebt die Bedienungsperson die leeren
Säcke der Reihe nach auf die Füllrohre, wenn diese an ihrem festen Standort vorbeigehen,
und dies ist die einzige durch Hand auszuführende Verrichtung. Wenn dann ein an
einem Füllrohr hängender Sack an der festen Schiene 43 (auf der rechten Seite der
Figur) vorbeigeht, dann öffnet diese selbsttätig den Schieber 323 in dem
den Sack tragenden Füllrohr, und die Füllung setzt selbsttätig ein und hält an,
bis der Sack sein richtiges Gewicht erreicht hat. Wenn das der Fall ist, dann bewegt
sich die senkrechte Stange 17 des zugeordneten Wägemechanismus nach abwärts,
wodurch der Winkelhebel 39, 40 freigegeben wird, was eine Schließung des Schiebers
32 zur Folge hat. Die Schiene 28 löst dann den Hebel 2o aus, worauf der Füllrohrabschnitt
r3"', an welchem der gefüllte Sack hängt; nach abwärts schwingt und der Sack von
dem Füllrohr abgleitet lind z. B. sich auf ein Transportband aufsetzt. Das Gewicht
des Füllrohres bewirkt dann eine Rückschwingung des Hebels 2o in seine Normalstellung
hinter den Anschlag 21, während in der Zwischenzeit der Hebel 22 durch seine Feder
25 wieder gegen den Anschlag z6 gedrückt worden ist und ein neuer Sack auf das Füllrohr
aufgeschoben worden ist, bevor die Rolle 29 die Führungsschiene 28 verläßt.
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Die Einzeleinrichtungen der Maschine,
welche bei der
beschriebenen Ausführungsform vorgesehen sind, können innerhalb weiter Grenzen geändert
werden, ohne daß der Boden der Erfindung verlassen wird.
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Beispielsweise könnten an Stelle der Schieber zum Absperren des Materialstromes
in den Füllrohren andere Schließvorrichtungen vorgesehen sein, und an Stelle des
Seiles zur Bewegung der Schieber könnten Stangen oder elektrischeTransmissionenAnwendung
finden. Die freien äußeren Enden der Füllrohre könnten gewünschtenfalls mehr oder
weniger in tangentialer Richtung gebogen sein, so daß sie in der Drehrichtung nach
vorn zeigen. Hierdurch wird es für die Bedienungsperson leichter, die Säcke aufzuschieben.
Die Bedienungsperson braucht dann nur das Ventilrohr des Sackes der Mündung des
Füllrohres zuzukehren, und das Füllrohe- vermag selbsttätig in das Ventilrohr einzutreten.
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Die Füllrohre können ferner so ausgebildet sein, daß sie nicht bei
13" eine Unterbrechung aufweisen, wie dies bei der voraufgegangenen Beschreibung
vorausgesetzt wurde, wenn der Sack bei Erreichung des richtigen Gewichts sich nach
abwärts bewegt. Eine solche zusammenhängende Füllrohrausgestaltung kann dadurch
erzielt werden, daß der feste und der bewegliche Füllrohrabschnitt jeder in einen
biegsamen membranartigen Flansch auslaufen, und daß diese Flansche an ihrem Umfang
dicht aneinander geschlossen werden.
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Ferner könnten die Auslaßöffnungen des Füllbehälters nach den Füllrohren
hin so angeordnet sein, daß ihre Größe selbsttätig vermindert wird, wenn eine Auslaßöffnung
eine bestimmte Stellung bei der Bewegung des Füllbehälters erreicht hat; dadurch
wird der Vorteil erzielt, daß während des letzten Füllabschnittes die Füllung nur
in Gestalt eines sehr dünnen Materialstromes vor sich geht, so daß die Regelung
des Füllgewichts sehr genau durchgeführt werden kann.
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Schließlich kann die Maschine mit gleichförmiger oder mit intermittierender
Drehbewegung betrieben werden, und im letzteren Falle besonders so, daß die Zeitdauer
der Unterbrechung der Drehung gerade dem Zeitaufwand entspricht, der für die Aufhängung
eines Sackes auf ein Füllrohr erforderlich ist.