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Anwendungsbereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgabevorrichtung für einen
Behälter,
wie beispielsweise für
ein Silo oder dergleichen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine
Vorrichtung zum Ausgeben von Schüttmaterial,
wie beispielsweise Rinde, Schlamm, Gemüse, Pulver und dergleichen.
Solche Materialien neigen dazu, sich zu verdichten und Brücken zu
bilden, insbesondere wenn der Feuchtigkeitsgehalt hoch ist, wodurch
es beim Entladen des Behälters
zu Problemen kommt.
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Hintergrund
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Es
gibt unterschiedliche Typen von Ausgabevorrichtungen für Material,
welches in großen
Behältern
gelagert wird, wobei die Vorrichtungen Rotoren, Gleitrahmen, Schiebeböden etc.
sein können. Eine
Behälterart
umfasst Silos, bei welchen die Ausgabe in Form einer Anordnung am
Boden des Silos erfolgt, um das Material dann zu bearbeiten oder
zu transportieren. Der Gedanke dahinter ist, dass das Material selbst
nachrutschen soll, wenn unten Material entnommen wird, aber dies
ist nicht immer der Fall. Verschiedene Materialien neigen dazu,
zu stagnieren oder Brücken
oberhalb der Ausgabevorrichtung und an den Wänden des Silos entlang zu bilden, wodurch
immer weniger Material ausgegeben wird.
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DE 36 07 786 offenbart eine
Ausgabevorrichtung für
ein Silo oder einen ähnlichen
Behälter
mit einem kreisförmigen
Querschnitt. Die Vorrichtung umfasst einen Arm, der an einer Nabe
befestigt ist, mit welcher eine Antriebsvorrichtung verbunden ist,
damit die Nabe und der Arm gedreht werden. Am Boden des Silos ist
in dessen Mitte eine kreisförmige
Ausgabeöffnung
angeordnet. Der Arm ist mit einer Biegung gebildet, um das Material
in dem Silo zur Mitte und durch die Ausgabeöffnung hinaus zu pressen.
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1 zeigt
Beispiele für
einige bekannte Ausgabevorrichtungen für Behälter mit radialen Ausgabeöffnungen.
Diese sind drehbar an einer Mittelachse angeordnet und mit einer
Anzahl von Armen versehen, um das Material so zu bewegen, dass es in
eine radiale Öffnung
fällt,
welche Förderschrauben umfasst,
um das Material aus diesem Raum hinaus zu tragen. Diese bekannten
Vorrichtungen sind entweder mit elastischen Armen vom Typ 1 (hydraulischer
Rotor) und 3 (hydraulischer Rotor), hydraulisch beziehungsweise
elastisch oder mit befestigten geraden Armen, Typ 2 (Gleitstern)
versehen.
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Ein
großes
Problem bei diesen Typen bekannter Ausgabevorrichtungen (1)
besteht darin, dass die Zufuhrrichtung von den Armen aus zu der Wand
des Behälters
hin und nach vorne gerichtet ist. Dies betrifft sowohl die Ausgabevorrichtungen
mit geraden Armen als auch elastische oder schwenkbare Arme, welche
bei heftigem Widerstand des Materials in Drehrichtung rückwärts gebogen
werden. Die Konstruktion der Arme bewirkt, dass das Material zu
den Wänden
des Behälters
hin verdichtet wird und dass eine gewisse Menge Material in der
Peripherie des Behälters
unbewegt bleibt, und dass das bislang noch nicht bewegte Material
zu dem nicht bewegten Material hinaus bewegt wird und es zu einer
weiteren Verdichtung (Stauchung) des Materials kommt. So ist die
aus der Ausgabeöffnung
ausgegebene Materialmenge nicht so groß wie gewünscht und die Effizienz der
Vorrichtung nimmt ab oder die Ausgabe wird sogar gestoppt.
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Was
gerade Arme betrifft, so bringt es die Konstruktion mit sich, dass
eine Verdichtung zur Peripherie hin nicht verhindert werden kann
und dass das verdichtete Material aufgrund der von diesen Armen
ausgehenden Bewegungsrichtung/Kraft nicht befreit/gelöst werden
kann.
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Ein
Nachteil der Lösung
mit festen geraden Armen besteht mit Ausnahme der Zufuhrrichtung
darin, dass die Arme in bestimmten Stellungen große Teile
der Ausgabeöffnung
bedecken, was einen Nachteil für
die Kontinuität
der Materialzufuhr zu der Öffnung
darstellt. Dies beeinträchtigt
die Effizienz der Vorrichtung ebenfalls.
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Ein
weiterer Nachteil neben der Zufuhrrichtung besteht bei der Lösung mit
festen geraden Armen darin, dass die Arme in bestimmten Stellungen große Teile
der Ausgabeöffnung
bedecken, welches für
die Kontinuität
der Materialzufuhr in die Öffnung einen
Nachteil darstellt. Dies beeinflusst auch die Effizienz der Vorrichtung
auf negative Weise.
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Auch
kann es über
der Ausgabevorrichtung zu einer anhaltenden vertikalen Verdichtung
kommen, wobei nach und nach ein Bogen verdichteten Materials gebildet
wird und wobei die Ausgabeöffnung
nicht genutzt wird und die Ausgabe zum Erliegen kommt (2).
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Die
oben genannten bekannten Ausgabevorrichtungen neigen dazu, das Material
nur in bestimmten Richtungen zusammen zu bringen und/oder zusammen
zu drücken – entweder
in Richtung eines anderen Materials oder zu den Wänden oder
dergleichen des Behälters
hin – was
offensichtlich eine Verdichtungsneigung mit sich bringt, und die
Vorrichtungen neigen dazu, gegen das Hinunterfallen des Materials
zu der Ausgabeöffnung
zu wirken. Dies ist ein großes
Problem beim Speichern von Materialien, die dazu neigen, sich zu
verdichten. Viele Behälter
weisen auch ein beachtliches Volumen auf, wobei es nicht möglich ist,
den Behälter
von außen
zu bewegen, so dass Material hinunter geschüttelt wird.
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CH 659 052 offenbart eine
Ausgabevorrichtung mit einer zentralen Drehwelle mit daran befestigten
Armen, wobei die Arme einen Teil des auszugebenden Materials zu
einer Öffnung
hin bewegen. Schutzplatten verhindern, dass das Material auf ungesteuerte
Weise zu der Öffnung
hinunter fällt.
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US 4 979 861 offenbart eine
Vorrichtung zum Entladen eines Silos mit einem Ausgabemechanismus
mit zwei am Boden des Silos angebrachten Armen. Die Bewegung des
Ausgabemechanismus wird durch am Ende der Ausgabearme angebrachte
Rollen und durch am Boden des Silos angebrachte Stifte geführt.
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Keines
der genannten Dokumente offenbart eine Auslassvorrichtung, welche
mit Merkmalen versehen ist wie sie in dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs
ausgeführt
sind.
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Kurze Beschreibung
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Zweck
der vorliegenden Erfindung ist es, bei den Nachteilen der bekannten
vorhandenen Vorrichtungen Abhilfe zu schaffen. Die Erfindung ist
durch die Merkmale gemäß dem Patentanspruch
1 gekennzeichnet und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den zugehörigen Unteransprüchen beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße Ausgabevorrichtung umfasst
eine Nabe und wenigstens zwei an der Nabe befestigte Arme. Gemäß einem
Hauptmerkmal ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass
jeder Arm ausgebildet ist mit wenigstens einem Außenabschnitt,
der dazu ausgebildet und angeordnet ist, bei der Anwendung in der
Lage zu sein, im Wesentlichen zu verhindern, dass Material zu der Wand
des Behälters
gebracht wird, und mit wenigstens einem mit dem Außenabschnitt
verbundenen Innenabschnitt, der dazu ausgebildet und angeordnet ist,
bei der Anwendung in der Lage zu sein, das Material im Wesentlichen
in die Zufuhrrichtung für
die Vorrichtung zu bringen, und wobei bei der Vorrichtung die wenigstens
zwei Arme im Wesentlichen konkave Flächen umfassen, die zu der Zufuhrrichtung weisen.
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Bei
der Verwendung einer erfindungsgemäßen Ausgabevorrichtung besteht
ein deutlich geringeres Risiko, dass sich das Material verdichtet
als bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik. Es wird eine
hohe Ausgabeeffizienz erzielt, da die Arme der Vorrichtung zur Peripherie
reichen und die gesamte horizontale Fläche des Behälters bis hinaus zu seinen
Innenwänden
erfassen, und da das Material dort nicht Kräften ausgesetzt ist, welche
nach außen gerichtet
sind und ansonsten eine Verdichtung und im schlimmsten Fall eine
Brückenbildung
verursachen. Stattdessen wird dafür gesorgt, dass das Material
an der Innenwand des Behälters
in Zufuhrrichtung vorwärts
bewegt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Arme die
Auslassöffnung
zu keinem Zeitpunkt vollständig
bedecken, sodass die Materialausgabe nicht unterbrochen wird. Durch
die Verwendung dieser Ausgabevorrichtung wird eine gleichmäßige Ausgabekapazität unabhängig vom Füllekoeffizienten
des Behälters
ermöglicht.
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Weitere
Verdichtungsneigungen werden durch einen an den Armen angeordneten
Rahmen unterbunden, welcher fester ausgeführt ist, wodurch die Arme und
andere Teile der Vorrichtung schlanker gestaltet werden können. Der
festere Rahmen verhindert auch ein Anheben der Arme vom Boden des Behälters aufwärts.
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Um
die Verdichtungsneigung zu unterbinden, sind die Arme in derselben
Richtung gebogen, wobei die Zufuhrrichtung des am Boden des Behälters befindlichen
Materials immer gleich ausgerichtet ist, nämlich in der Zufuhrrichtung
der Vorrichtung.
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Vorzugsweise
sind die Arme mit einem keilförmigen
Querschnitt konstruiert, wobei sich der Keil entgegengesetzt zur
Zufuhrrichtung verjüngt,
was bei einer Hin- und Herbewegung der Vorrichtung vorteilhaft ist,
wobei die Arme unter dem Material „gleiten", ohne das Material mitzuführen, wenn
die Arme gegen die Zufuhrrichtung bewegt werden. Dies bewirkt, dass
das Material bei der Hin- und Herbewegung entweder zugeführt oder
zusammengehalten wird.
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Es
ist ferner vorteilhaft, zusammen mit der vorliegenden Ausgabevorrichtung
wenigstens eine spaltförmige
Ausgabeöffnung
am Boden des Behälters
zu verwenden, beispielsweise radial ausgerichtet, um eine gute Ausgabekapazität zu erreichen. Ferner
ist dieser Typ Ausgabeöffnung
bei Material mit großem
Fließgrad
vorteilhaft.
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Der
Hauptpunkt der Erfindung ist jedoch die gebogene Form der Arme und
die Funktion, die sich daraus für
die Ausgabe aus Silos und ähnlichen
Räumen
ergibt.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen deutlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Bei
der detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird Bezug
auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, für die gilt:
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1 zeigt
Ausgabevorrichtungen nach dem Stand der Technik in einer Draufsicht,
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2 zeigt
einen Querschnitt eines Silos, bei welchem sich das Material über der
Ausgabevorrichtung verdichtet hat,
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3 zeigt
eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Ausgabevorrichtung im Schnitt über den Armen,
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4 zeigt
eine Draufsicht im Schnitt unter den Armen einer Ausgabevorrichtung,
bei welcher der Antrieb durch eine Hin- und Herbewegung erfolgt,
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5 zeigt
die Schnitte entlang eines Arms schematisch,
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6 zeigt
eine schematische Ansicht einer Hin- und Herbewegung des Arms,
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7 zeigt
alternative Varianten der erfindungsgemäßen Ausgabevorrichtung in Draufsicht,
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8 ist
eine Draufsicht einer Variante des Rahmens,
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9 zeigt
Ausführungsformen
im Querschnitt, bei welchen der Rahmen an dem Behälter angebracht
ist.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsformen der
Erfindung
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Ausgabevorrichtung.
Sie umfasst eine Mittelnabe 1, welche drehbar an einer
Achse 6 angebracht ist, die sich auf dem Boden des Behälters (in
der Figur nicht gezeigt) befindet, sowie einen geeigneten Antrieb.
Vorzugsweise weist der Behälter 6 einen
kreisförmigen
Querschnitt auf, aber es sind auch andere Konstruktionen des Behälters möglich, wo
die Erfindung ihrem Zweck dient.
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Die
Vorrichtung ist mit einer geeigneten Antriebsvorrichtung versehen
und die Vorrichtung kann gedreht werden oder eine Hin- und Herbewegung ausführen (4).
Eine Anzahl von Armen 3 wird mittels der Nabe 1 angetrieben,
welche das Material zu der/den Ausgabeöffnung(en) des Behälters bringt. Die
Antriebsvorrichtung kann einen oder mehrere hydraulische Kolben 4 umfassen,
welche die Arme 3 der Ausgabevorrichtung beeinflussen,
wenn die Ausgabevorrichtung mit einer Hin- und Herbewegung um die
Nabe herum bewegt wird (4, 5).
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Eine
Vielzahl von Armen 3 erstreckt sich im Wesentlichen zu
der Innenwand des Behälters 6.
Jeder Arm ist mit wenigstens einem äußeren Abschnitt (5)
konstruiert, welcher dazu ausgebildet und angeordnet ist, bei der
Verwendung verhindern zu können,
dass Material zu der Innenwand des Behälters gebracht wird, und wenigstens
einen mit dem äußeren Abschnitt
verbundenen inneren Abschnitt, welcher dazu ausgebildet und angeordnet
ist, bei der Verwendung in der Lage zu sein, das Material im Wesentlichen
in der Zufuhrrichtung der Vorrichtung zu bewegen.
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Unter
der Zufuhrrichtung ist die Richtung zu verstehen, in welcher die
Vorrichtung das Material zu der/den Ausgabeöffnung(en) 5 bringt.
Bei einer Drehbewegung stimmt die Zufuhrrichtung im Wesentlichen
mit der Bewegungsrichtung überein,
wobei die Zufuhrrichtung bei einer Hin- und Herbewegung mit der
einen Bewegungsrichtung (in den Zeichnungen im Uhrzeigersinn) übereinstimmt.
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Die
Abschnitte jedes Arms können
gerade sein oder miteinander einen Winkel bilden. Jeder Abschnitt
kann in weitere Teile aufgeteilt werden, wobei die separaten Teile
gerade sind oder zusammen einen „gebogenen" Abschnitt bilden.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung ist jeder Arm 3 kontinuierlich gebogen, das
heißt
er weist einen konstanten Radius auf, was bei der Herstellung vorteilhaft
ist. So weisen die Arme eine im Wesentlichen konkave Form auf. Die
Arme sind ferner derart angeordnet, dass die konkaven Teile in der Zufuhrrichtung
gesehen auf dieselbe Weise ausgerichtet sind. Die konkaven Flächen liegen
entgegengesetzt zur Zufuhrrichtung der Vorrichtung.
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Die
Anzahl der Arme kann abhängig
von der Art des auszugebenden Materials variiert werden und kann
gerade oder ungerade (7) sein. Eine erhöhte Ausgabekapazität wird mit
mehreren Armen erzielt und die Verteilung der Last ist gleichmäßiger als
mit nur einem Arm.
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Die
Arme 3 sind vorzugsweise mit einem keilförmigen Querschnitt
konstruiert, wobei sich die Keilform entgegen gesetzt zur Zufuhrrichtung
verjüngt,
was bei einer Hin- und
Herbewegung vorteilhaft ist, um in einer Richtung unter das Material
zu gleiten, ohne es mitzuführen
und zuvor in der anderen Richtung eine bestimmte Menge Material
zu schieben.
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Ein
weiteres Detail ist ein im Wesentlichen ringförmiger Rahmen 2, der
neben den äußeren Enden
der Arme 3 angeordnet ist. Der Rahmen 2 kann an
den Armen 3 oder an dem Behälter 6 (9)
befestigt sein. Zusätzlich
zu den Armen 3 verhindert dieser Rahmen 2 während der
Bewegung, dass sich Material zu der Innenseite des Behälters 6 hin
verdichtet. Ferner festigt der Rahmen 2 die Ausgabevorrichtung
und verringert das Risiko eines Scher- und Biegeversagens der Vorrichtung.
Die Festigung verhindert auch, dass sich die Arme vom Boden des
Behälters 6 abheben.
Der Rahmen 2 in der gezeigten Ausführungsform ist kreisförmig, kann
aber auch eine andere geometrische Form aufweisen, beispielsweise
kann er sternförmig
oder mehreckig sein (8).
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Die
Arme 3 können
mit einer gewissen Verstärkung 7 zu
dem Rahmen 2 hin konstruiert sein, um die Stärke der
Ausgabevorrichtung noch weiter zu erhöhen. Es können Brecherelemente an dem
Rahmen oder den Armen angebracht sein, um eine Brückenbildung
ebenfalls zu verhindern.
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In
Zusammenhang mit der gezeigten Ausführungsform ist/sind die Ausgabeöffnung(en) 5 des Behälters radial
und verlaufen von der Innenwand des Behälters im Wesentlichen zu seiner
Mitte, können
aber auch auf viele verschiedene Arten konstruiert und angeordnet
sein, abhängig
davon, wie die nachfolgende Handhabung verläuft, ob asymmetrisch über den
Boden, in einem Winkel zueinander, in Paaren etc. Vorzugsweise ist
wenigstens eine spaltförmige
Ausgabeöffnung
im Boden des Behälters
gebildet, beispielsweise radial ausgerichtet, um eine gute Ausgabekapazität zu erzielen.
Ferner ist diese Art Ausgabeöffnung
bei Material mit einem großen Fließgrad vorteilhaft.
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Wenn
ein in einem Behälter
(Silo) 6 gelagertes Material ausgeleert werden soll, treibt
die Nabe 1 die Arme 3 im Boden des Silos in einer
Drehbewegung oder Hin- und Herbewegung und beeinflusst auf diese
Weise das über
der Vorrichtung in dem Silo liegende Material in Form einer „Aktivierung". Die konkaven Flächen der
gebogenen Arme 3 bringen das Material vor diese und das
Material wird auf diese Weise zu den Ausgabeöffnungen 5 gebracht
und wird dort durch in einem geeigneten Raum angebrachte Förderschrauben
oder dergleichen auf eine LKW-Ladefläche oder dergleichen für eine Dosierung oder
Beladung ausgegeben. Der entstandene Leerraum über der Ausgabevorrichtung
ermöglicht
dem oben liegenden Material, nach unten zu der Ausgabevorrichtung
zu fallen. Dies ist im Allgemeinen ein kontinuierlicher Vorgang,
wobei Material die ganze Zeit aus dem Silo entnommen wird.
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Bei
Material mit einem größeren Fließgrad (Neigung
hinab zu fallen) muss die Vorrichtung nicht kontinuierlich betrieben
werden. Vorzugsweise wird ein Füllhöhenstandsanzeiger
zusammen mit den Förderschrauben
angebracht, welcher die Anwesenheit von Material erfasst. Wird kein
Material erfasst, wird die Ausgabevorrichtung betätigt und
Material zugeführt.
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Das
Biegen der Arme ergibt eine aktive Bearbeitung des Materials und
damit eine effizientere Ausgabe. Die gebogenen Arme 3 verhindern,
dass sich Material entlang der Wand des Behälters 6 verdichtet
und dadurch Brücken
bildet oder kompakt wird, was andernfalls dazu führt, dass die Menge ausgegebenen
Materials abnimmt. Aufgrund der Biegung der Arme wird die Ausgabeöffnung 5 zu
keinem Zeitpunkt vollständig
abgedeckt und daher kann jederzeit Material in der Ausgabeöffnung 5 herab
fallen und vor dort hinaus gelangen.
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Die
in den Zeichnungen dargestellte und in der Beschreibung erläuterte Ausführungsform
sollte nicht als einschränkend
sondern nur als beispielhaft verstanden werden.