DE69412584T2

DE69412584T2 - Materialzuführvorrichtung

Info

Publication number: DE69412584T2
Application number: DE1994612584
Authority: DE
Inventors: George R. Frankton Indiana 46044 Alexander
Original assignee: Material Sciences Corp
Current assignee: Material Sciences Corp
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2014-04-21
Also published as: DE69412584D1

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Zulieferung abgemessener Volumen eines Pulvers aus einem Vorratsbehälter oder Trichter, insbesondere einen Dosierer oder eine Zumessvorrichtung zur Belieferung von den Anforderungen entsprechend zu gemessenen Mengen von Pulver, insbesondere von duroplastischen Kunstharzpulvern.
Eine solche Dosiervorrichtung ist beschrieben in der Patentschrift US-A-3,898,956, von dieser Vorrichtung wird in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgegangen.
Pulver-Zuteiler und Dosierer dienen zur Zumessung der in einer bestimmten Vorrichtung verarbeiteten Pulvermenge. Die Durchflussrate wird beeinflusst durch variable Grössen wie Luftfeuchtigkeit, Partikelgroesse, Partikelgestalt, Dichte, Kohäsion des Materials und chemische Zusammensetzung. Eine dieser Grössen oder mehrere in Kombination machen vorhandene Pulverdosierer nutzlos oder unzuverlässig.
Wegen ihrer chemischen Zusammensetzung haben manche Katalysatoren enthaltende Kunstharzpulver die Tendenz zur Bildung von Vernetzungen schon bei Einwirkung sehr kleiner Beträge mechanischer Arbeit oder geringer Temperaturerhöhung. Jede dieser Bedingungen kann zu einer katalytischen Harzreaktion führen, die exothermisch ist, und zu Sinterung oder Agglomeration dieser Pulver, wodurch die Fliessfähigkeit vermindert und/oder die Eignung für Beschichtungen beeinträchtigt werden. Veränderungen in der Durchflussrate können zu übermässig viel Ausschuss, Verschwendung von Pulver und Extrakosten, insbesondere für Überschusspulver führen.
Einige vorbekannte Präzisionsdosierer und/oder Messvorrichtungen verwenden eine Förderschnecke ähnlich einem Schneckenbohrer zur Zumessung des Pulvers aus einem Vorratsbehälter zu der Verarbeitungsmaschine. Bei diesem Verfahren wird aber mechanische Arbeit in das Pulver eingeführt, wegen des durch den Schneckenförderer auf das bewegte Pulver ausgeübten Drucks. Jegliche mit engen Toleranzen gegeneinanderbewegte Oberflächen, zum Beispiel zwischen Förderschnecke und Gehäusewandung, auch an Lagern und Dichtungen, kann zu Sinterung oder Agglomeration, wie oben beschrieben, führen. Keiner dieser Zuteiler oder Dosierer kann verwendet werden zur Fulverbeschichtung, bei der Überschusspulver von einem ersten Durchgang durch den Dosierer ein zweites Mal geführt wird, und wobei die Fliessfähigkeit des Pulvers und die folgenden Charakteristiken nicht beeinträchtigt werden dürfen.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass selbst die präzisesten Pulverdosierer oder Zufuhrvorrichtungen, die bisher bekannt sind, insbesondere die Schrauben-Dosierer, nur einen bestimmten Ausgang oder Anwender, d. h. nur eine bestimmte Bearbeitungsmaschine, beliefern können. Die Grössenbemessung und die Kosten werden daher wichtig, bei der gegenseitigen Anpassung eines Pulverdosierers, Förderers und der Verarbeitungsvorrichtung.
Hocherwünscht ist daher ein verbesserter Pulverzuteiler.
Ferner ist hocherwünscht die Schaffung eines verbesserten Pulverzuteilers, der präzise zugemessene Volumen eines Pulvers pro Zeiteinheit zumisst.
Hocherwünscht ist ferner ein verbesserter Pulverdosierer, dessen Liefermenge über seinem Arbeitsbereich variabel ist. Hocherwünscht ist auch die Schaffung eines verbesserten Pulverdosierers, der Pulver präzise zumessen kann, ohne mechanische Arbeit in das Pulver einzutragen.
Hocherwünscht ist auch ein Pulverzulieferer, der präzise Harzpulver zumessen kann, ohne dass dabei auch nur geringe Wärmewirkungen auftreten, die zu Agglomeration und/oder vorzeitigem Sintern führen könnten.
Hocherwünscht ist auch die Schaffung eines verbesserten Pulverlieferers, der rückgeführtes Pulver zumessen kann.
Hocherwünscht ist auch ein verbesserter Pulverlieferant, der präzise abgemessene Volumen eines Pulvers liefert und eine oder mehrere Anwender beliefern kann.
Es ist auch hocherwünscht, einen verbesserten Zulieferer zu schaffen, der präzise gemessene Volumen von Pulver liefert und weniger teuer herzustellen, zu unterhalten und zu installieren ist.
Schliesslich ist erwünscht ein verbesserter Pulverdosierer, der all diese Vorzüge aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Zuteilers oder Dosierers für Pulver (nachfolgend Dosierer). Es ist auch ein Ziel der Erfindung, einen verbesserten Pulverdosierer zu schaffen, welcher präzise gemessene Volumen von Pulver je Zeiteinheit zuliefern kann.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, einen verbesserten Pulverdosierer zu schaffen, dessen Auslassmenge variabel ist über seinen Arbeitsbereich bei einer nahezu linearen Steuervariablen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Dosierers, der Pulver präzise zumessen kann, ohne mechanische Arbeit auf das Pulver auszuüben.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, einen verbesserten Pulverdosierer zu liefern, der Harzpulver präzise zumessen kann, ohne dass dabei auch nur geringe Wärmeeffekte auftreten, welche Agglomeration und/oder vorzeitige Sinterung bewirken. Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Pulverdosierers, die rezirkuliertes Pulver dosieren kann.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, einen verbesserten Pulverdosierer zu schaffen, der abgemessene Volumen präzise zumisst, und der einen oder mehrere Bearbeitungsvorrichtungen beliefern kann.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, einen verbesserten Pulverdosierer zu schaffen, der abgemessene Volumen präzise zumisst, und der weniger teuer in der Herstellung, Unterhaltung und Installierung ist.
Es ist schliesslich ein Objekt der Erfindung, einen verbesserten Pulverdosierer zu schaffen, der all die vorstehenden Vorzüge in sich vereint.
Eine solche Dosiervorrichtung gemäss der Erfindung ist definiert in Anspruch 1 und ein Verfahren zur Zufuhr abgemessener Volumen fliessfähigen Material ist in Anspruch 25 definiert.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die vorerwähnten und andere Merkmale und Ziele der Erfindung und die Art und Weise, sie zu erreichen, werden deutlicher und die Erfindung selbst wird noch besser verständlich durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine schematische Perspektivansicht eines Pulverdosierers gemäss der Erfindung mit zusätzlicher Apparatur zur Lieferung von Pulver an einen Abnehmer oder Anwender und an (noch einen anderen) Abnehmer.
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse und den Fülltrichter des Pulverdosierers gemäss der Erfindung im Wesentlichen entlang Linie 2-2 in Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Querschnitt (um 90º verdreht) des Gehäuses und Trichters des Dosierers gemäss der Erfindung und zeigt eine Ausführungsform der Mikrometerskala und des Bürstenreinigers, im Wesentlichen längs Linie 3-3 in Fig. 1.
Fig. 4 ist ein Durchflussdiagramm, nämlich der Durchflussraten aufgezeichnet über den Umdrehungen pro Minute bei vier nicht einregulierten Zuteilern oder Dosierern.
Fig. 5 ist ein Chart wie Fig. 4 für die gleichen Dosierer nach vollständiger Justierung.

Beschreibung eines spezifischen Ausführungsbeispiels

Gemäss Fig. 1 hat der Pulverdosierer 10 gemäss der Erfindung einen Vorratsbehälter oder Fülltrichter 12 mit Pulver darin. Der Zufuhr- oder Vorratskasten 12 ruht auf Stützen 28 unter Zwischenfügung von Federn 30. Ein Vibrator 34 ist an dem Füllkasten 12 angebracht. Weitere Vibratoren 34 greifen an einem Reservoir 20 an. Im Reservoir 20 und im Füllkasten 12 befindet sich Pulver 38. In einem Gehäuse 48 ist wenigstens eine Bürste 40 angeordnet. Eine Welle 78 ist in den beiden Seitenwänden 42 des Gehäuses gelagert. Ein Ende der Welle 48 ist mit einem in der Drehzahl variablen Motor 32 gekuppelt. Ein Verbindungsrohr oder Fallrohr 24 verbindet das Reservoir 20 mit dem Vorratstrichter 12, so dass das Pulver frei aus Reservoir 20 in den Füllkasten 12 fliessen kann. Füllleitungen 26 verbinden das Gehäuse 48 mit (nur schematisch gezeigten) Verwendungsströmen 22, als Mittel zur Förderung von Pulver von dem Dosierer zu ihrer weiteren Verwendung 22.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bestehen der Füllkasten 12 und das Gehäuse 48 aus transparentem Material. Der Füllkasten 12 und das Gehäuse 48 können aber auch aus anderem Plastik, aus Metall oder gewünschtem Material sein, wobei zu beachten ist, dass viel Pulver zu Agglomeration und zum Anhaften an verschiedenen Materialien neigen, was die Fliessfähigkeit des Pulvers und somit die Wirksamkeit des Dosiergerätes 10 beeinträchtigt. Der Reservoir 20 ist allgemein konisch in seiner Gestalt mit Seitenwänden, die über den Ruhewinkel des Pulvers übersteigen. Diese Geometrie unterstützt die Bewegung des Pulvers aus dem Reservoir 20 in den Füllkasten 12 aufgrund der Schwerkraft.
Gemäss Fig. 2 und 3 hat der Füllkasten 12 eine Oberwand 14, Bodenwand 16, Seitenwände 17, Vorderwand 21 und Rückwand 19. Die Befestigung des Bodens 16 an der Rückwand 19 liegt oberhalb seiner Befestigung an der Vorderwand 18; der Boden 16 hat somit eine solche Neigung, dass das Pulver 38 frei gegen die Öffnung 18 fliessen kann. Schwerkraft und Vibrationen lassen das Pulver gegen die Öffnung 18 fliessen.
Bei einer anderen Ausführungsform ist der Fülltrichter 12 als Paraboloid mit Seitenwänden 17 entsprechend einer Parabel geformt. Die Öffnung ist positioniert an der Parabelachse nahe oder an dem Schnittpunkt der Achse mit der Parabel. In einer anderen Ausführung ist der Fülltrichter 12 konisch, mit der Öffnung 18 nahe der (unten liegenden) Spitze des Konus. Diese parabolische oder konische Gestalt vermeidet jegliche Ecken und Kanten, wo sich Pulver festsetzen könnte, wodurch der allgemeine Fluss des Pulvers aus dem Fülltrichter 12 zu dem Ausgang 18 verbessert wird.
Bei der illustrierten Ausführungsform liegt das hintere Ende 56 benachbart der Front 21 des Füllkastens 12. Das hintere Ende 56 des Gehäuses 48 ist mit der Vorderwand 21 des Füllkastens 12 verbunden, unter Verwendung jeglicher passender Verbindungsmittel, zum Beispiel durch Kleben oder durch Standardverschraubung.
Der Fülltrichter 12 und das Dosiergehäuse 48 können auch einstückig gegossen sein, wodurch die Herstellungskosten des Dosiergerätes 10 insgesamt reduziert werden.
Das Gehäuse 48 hat einen zentralen Teil 61, eine Boden 60, eine Oberwand 58 und zwei Seitenwände 62. Das Gehäuse 48 schliesst die Bürste 40 vollkommen ein. Gemäss Fig. 2 ist die Bürste 40 scheibenförmig und auf der Welle 78 montiert. Das Gehäuse 48 kann aus Plastik, Metall oder anderem Material sein. Bei anderen Ausführungsformen ist das Gehäuse aus transparentem Plastikmaterial oder ein Zugangstür im Gehäuse 48 (nicht gezeigt) ist transparent, so dass im Betrieb Beobachtungen und Justierungen möglich sind.
Die Bürste 40 ist in dem Gehäuse 48 so positioniert, dass die Borsten 44 die Öffnung 18 verschliessen oder zuhalten. Die Borsten 44 können aus Plastik, bzw. Nylon, Draht oder anderem Material sein, so dass die Borsten das Material zurückhalten, so dass das Material nicht frei aus dem Füllkasten 12 durch die Öffnung 18 ausfliessen kann. Die Borsten 44 müssen von passendem Material, Länge und Abmessungen sein, so dass bei entsprechend eingestellter Drehzahl Pulver 38 in die Bürste, zwischen die Borsten 44, eindringen kann, und auf präzise Weise zugemessen wird durch die Ausgangsöffnung 66 am Boden 60, in Richtung auf eine Verarbeitungseinrichtung 22.
Bei der illustrierten Ausführungsform hat die Bürste 40 eine Nabe 74 mit einer zentralen Bohrung 76. Die Welle 78 erstreckt sich durch die zentrale Bohrung 74 hindurch. Die Welle 78 mit der Bürste 40 darauf definiert eine Drehachse 80 mit einer Drehrichtung 81, wie gezeigt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist wenigstens ein Wellenende 82 mit einem Motor mit justierbarer Geschwindigkeit verbunden, so dass die Welle 78 und Bürste 40 mit präziser Geschwindigkeit rotiert werden.
Bei einer anderen Ausführungsform hat der Füllkasten 12 eine Vielzahl von Gehäusen 48 mit je einer Bürste 40 darin.
Bei der illustrierten Ausführungsform ist in der Vorderwand 21 des Füllkastens 12 eine Tür 46 montiert. Die Tür 46 ist justierbar und hat einstellbare Feststellmittel 49. Die Tür 46 hat eine konvexe Gestalt gegenüber der Pulverseite oder dem Innenraum des Füllkastens 12 und eine konkave Gestalt gegenüber den Borsten 44, welche die Öffnung 18 verschliessen (Fig. 2). Die Tür 46 kann auch entfallen und statt ihrer eine Vielzahl von Dosiergehäusen 48 variabler oder verschiedener Grösse und mit verschieden Grossen Bürsten darin, und variable Eingangsöffnungen 46 in der Nähe der Öffnung 18 können an dem Füllkasten 12 vorgesehen sein.
Die Durchflussrate des Pulvers 48 aus dem Füllkasten 12 durch die Öffnung 18 und die Ausgangsöffnung 66 ist abhängig, unter anderem von der Drehgeschwindigkeit der Bürste 40. Die Drehgeschwindigkeit, der Durchmesser der Bürste 40, die Dicke der Borsten 44 und die Grösse der Öffnung 18, bestimmt durch die Tür 46, sind also jeweils Elemente, welche zu der gesamten Zuflussrate zu der Anwendungseinrichtung 22 beitragen.
Bei der illustrierten Ausführungsform sind die Einstellmittel 49 der Tür 46 ausgebildet in Form eines Schlitzes 51, wodurch die Tür 46 vertikal längs der Vorderwand 21 des Füllkastens 12 verschieblich ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Mikrometerskala 36 an der Front 21 des Füllkastens 12 aussen vorgesehen, so dass die Position der Tür 46 sichtbar und von dem Operator während des Betriebes einstellbar ist.
An dem Boden 60 des Gehäuses 48 sind Speiseleitungen 26 angeschlossen, die einen Pfad für das Pulver 38 vom Gehäuse 48 zur weiteren Verwendung 22 bilden. Speiseleitungen 26 sind an jedes Gehäuse 48 angeschlossen, entsprechend der Anzahl von Bürsten 40 darin. Die Speiseleitungen 26 sind mit dem Boden 60 des Gehäuses 48 so verbunden, dass scharfe Ecken vermieden werden, in Übereinstimmung mit der Gesamtkonstruktion der Dosiereinrichtung 10, indem insgesamt die Zahl scharfer Ecken und Taschen, in denen kleine Mengen von Pulver sich ansammeln könnten und dann plötzlich abbrechen könnten und dadurch Irregulatität in der Pulverströmung hervorrufen könnten, vermieden sind.
Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist an dem Gehäuse 48 ein Borstenreiniger 68 befestigt. Der Borstenreiniger 48 macht Kontakt mit der Bürste 40 und verbiegt die Borsten 44, so dass verbleibendes Festpulver 70 aus den Borsten 44 entfernt wird. Der Borstenreiniger 68 hat eine Stange 72, die sich durch die ventrale oder schräggeneigte Wand 61 des Gehäuses erstreckt. Der Borstenreiniger 68 ist einstellbar, so dass ein präziser Anteil der Stange 72 die Borsten 44 kontaktiert.
Pulverrückstände verlassen daher die Zwischenräume zwischen den Borsten 44 und werden durch die Öffnung 66 hindurch in die Auslassleitung 26 geliefert. Die Borsten 44 sind also nahezu ganz sauber, zum nächsten Eingriff in das Pulver in dem Füllkasten 12.
Gemäss Fig. 1 ist ein Vibrator 34 mit dem Füllkasten 12 verbunden. Der Vibrator 34 ist mit einer passenden Spannungs quelle verbunden, so dass die Vibrationsrate einstellbar ist. Bei anderer Ausführung ist der Vibrator mit dem Reservoir 20 verbunden. Bei einer noch anderen Ausführung ist ein Vibrator nicht mit dem Reservoir 20 verbunden, sondern der Vibrator 34 ist ebenfalls mit dem Füllkasten 12 verbunden. Der Vibrator 34 tritt ergänzend hinzu zu der Schwerkraft, die auf das Pulver wirkt, so dass das Pulver stetig aus dem Reservoir 20 in den Fülltrichter 12 und in Kontakt mit den Borsten 44 fliesst.
Der illustrierte Pulverdosierapparat 10 verwendet also einen Vorratstrichter 12 mit passenden Öffnungen 18 für jede Bürste 40. Ein Vibrator 34 ist mit dem Füllkasten 12 verbunden zur Verhinderung von Brückenbildung des Pulvers in dem Füllkasten, so dass das Pulver unter Schwerkraft zu der Öffnung 18 fliesst.
Nur sehr geringe mechanische Arbeit wird eingetragen in das Pulver durch die Förderwirkung des Vibrators 34, die Bürste 40 und die Schwerkraft. Vibrator und Schwerkraft bewegen das Pulver 38 zwischen die Borsten 40, wo nur sehr geringe Energie hinzutritt durch die Rotation der Bürste und das Pulver wird durch Schwerkraft freigegeben zu dem Ausgang 66. Eine Mehrzahl von Bürsten 40 können auf je einer Welle 78 zum unabhängigen Antrieb durch variablen Motor 32 vorgesehen sein. Durch Auswahl jeweils einer Vibrationsrate, einer Position des Schiebers 46, einer Bürste und einer Drehgeschwindigkeit und unter Berücksichtigung des jeweiligen Pulvers können präzise Mengen des Pulvers aus dem Reservoir 20 über den Vorratskasten 12 in die Verarbeitungslinie 22 oder in irgendeinen anderen Sammelbehälter geliefert werden.
Zum Betrieb werden das Reservoir 20 und der Füllkasten 12 mit Pulver gefüllt. Die Position des Schiebers 46 wird mittel Mikrometerskala 36 eingestellt. Eine passende Bürste 40 mit passender Grösse und passenden Borsten 44 wird ausgewählt zusammen mit einem passenden Gehäuse 48. Eine Vibrationsrate wird ausgewählt. Bei Rotation der Bürste 40 mit der ausgewählten Geschwindigkeit und Vibrationsintensität fliesst Pulver 38 durch die Füllkastenöffnung 18 in die Borsten 44 bzw. zwischen die Barsten 44. Bei der Drehung werden die in das Pulver in dem Füllkasten eingreifenden Borsten bzw. die Zwischenräume zwischen diesen mit Pulver gefüllt und über die Auslassöffnung 66 gedreht, worauf der Borstenreiniger 38 in die Borsten eingreift, um das Pulver grösstenteils zu entfernen. Die Borsten rotieren weiter um die Achse 80, bis sie schliesslich erneut in das Pulver in dem Füllkasten 12 innerhalb der Öffnung 18 eingreifen. Die Bürste hat somit eine definierte Pulverkapazität, welche bei kontinuierlicher Drehung der Bürste, im Gegensatz zu schrittweiser Bewegung, in einer kontinuierlichen Zufuhr von Pulver durch die Öffnung 66 resultiert. Die Drehgeschwindigkeit der Bürste 40, die Einstellung der Schiebetür 46 und die Vibrationsrate am Füllkasten 12 bestimmen die Flussrate des Pulvers 38 zu der Verwendungslinie 22. Sehr geringe oder praktisch keine mechanische Arbeit wird ausgeübt auf das Pulver 38 durch die Borsten der Bürste 40, da das Pulver 38 sich hauptsächlich aufgrund seiner eigenen Schwerkraft bewegt. Die Bürste 40 misst oder dosiert den Fluss des Pulvers durch die Zuteileinrichtung, wobei nur geringe Arbeit auf das Pulver ausgeübt wird. Die Tendenz zur Vernetzung des Harzpulvers ist damit minimiert.
Zusätzlich zu der Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Bürste 40 und der Vibrationsrate am Kühltrichter 12 kann die Öffnung 18 am Füllkasten 12 variiert werden durch Einstellung der Schiebetür 46, wie gezeigt in Fig. 2, zur Erhöhung oder Verminderung der Umfangsfläche der Bürste 40, die in den Füllkasten 12 eingreift. Alle diese Elemente beeinflussen die Durchflussrate des Materials zu der weiteren Verwendung 22. Beim Kalibrieren oder Einmessen eines Dosierapparates 10, der mehrere Speiseöffnungen 66 hat, dienen die Öffnungen 18 als Variable zum Ausgleich von Unterschieden zwischen verschiedenen Bürsten 40, um gleichförmigen Auslass an jeder Auslassöffnung 66 zu erreichen.
Bei Testbetrieb ergab sich die Messunsicherheit der Durchflussrate mit einem Dosierapparat 10 zu +/- 4%, über einen Durchflussbereich je Bürste 40 von ungefähr 250 Gramm/Minute bis zu ungefähr 500 Gramm/Minute, unter Verwendung einer spezifischen Ausführungsform, wie illustriert.
Tabelle 1 zeigt die Arbeitsweise eines spezifischen Pulverdosierapparates 10 in Testläufen 1 bis 6 mit dem Vibrator eingestellt auf 90 Volt und dem Motor auf 5 Umdrehungen/Minute.
Tabelle 1
Fig. 4 zeigt die durchschnittliche Flussrate in Gramm/Minute, aufgezeichnet über der Drehzahl/Minute der angewendeten Bürsten bei einem bestimmten Pulverdosierapparat 10 mit vier Speiseleitungen, vor der präzisen Einstellung der die Öffnungen 18 überdeckenden Schiebetür 46. Fig. 5 zeigt in gleicher Darstellung wie in Fig. 4 die Durchflussraten in Abhängigkeit von der Drehzahl nach der Einstellung der Schiebetür 46 über den Öffnungen 18 des Füllkastens.
Der Bürstendosierer 10 gemäss der Erfindung kann ausgebildet sein zur Lieferung einer gemessenen oder bestimmten Pulvermenge an eine Verarbeitungseinrichtung, bei einer gegebenen Einstellung der Umdrehung der Bürste 40, des Vibrators 43 und der Öffnungsgrösse 18. In Fig. 4 ist der durchschnittliche Pulverfluss bei der jeweiligen Einstellung der Umdrehungen/Minute der Bürste aufgetragen bei einer bestimmten Einstellung des Vibrators. Die Differenzen in Fig. 4 sind verursacht durch Differenzen der verschiedenen Bürsten 40 und der Grösse der Öffnung 18. Fig. 5 zeigt ein Diagramm ähnlich Fig. 4, aber nachdem jede der Auslassöffnungen 18 justiert ist in der Grösse, so dass das Pulver mit der gleichen Rate zugemessen wird (bei allen vier Auslässen). Die Einstellung des Vibrators 43 blieb dieselbe. Fig. 5 zeigt das nahezu lineare Verhältnis zwischen der Flussrate und der Umdrehungen/Minute der Bürste 40 über den gesamten Arbeitsbereich und illustriert, dass die Auslassmenge des erfindungsgemässen Bürstendosierers 10 bei jeder bestimmten Einstellung der Drehzahl des Vibrators 43 und der Öffnung 18 sehr konsistent oder gleichmässig ist, so dass eine bessere Prozesssteuerung möglich ist.
Der Bürstenpulverdosierer 10 gemäss der Erfindung dosiert Pulver präzise, wobei nur sehr geringe mechanische Arbeit auf das Pulver ausgeübt wird, und der Dosierer kann rezirkuliertes Pulver verarbeiten, ohne Ungleichmässigkeiten in der Liefermenge. Ausserdem dosiert das Dosiergerät 10 gemäss der Erfindung das Pulver präzise ohne irgendwelche, auch nur geringe Wärmewirkungen auf das Pulver, so dass die Wahrscheinlichkeit von Vernetzungen und von katalytischen Reaktionen vermindert werden, welche exothermisch wären und die Fliessfähigkeit verzögern würde. Ein mit konventionellen Dosierzuteilern schwierig zuzuteilendes Pulver wurde durch einen erfindungsgemässen Dosierapparat mehrmals rezirkuliert, wobei keine Verminderung der Fliessfähigkeit des Pulvers feststellbar war. Schliesslich kann der Zuteilapparat 10 eine oder mehrere Abnehmer mit genau zugemessenen Mengen beliefern, was ökonomisch in der Herstellung, Unterhaltung und Installierung ist.
Während eine spezifische Ausführungsform der Erfindung zur Illustration gezeigt und beschrieben wurde, ist der durch das Patent gegebene Schutz - wie schon vorbemerkt - natürlich nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern erstreckt sich auf alle Strukturen und Anordnungen, die in den Schutzbereich der Patentansprüche fallen.

Claims

1. Eine Materialzufuhreinrichtung, umfassend einen Trichter oder Vorratsbehälter (12) mit einer Ausgabeöffnung (18), in der eine Bürste (40) positioniert ist, ein die Bürste (40) umgebendes Gehäuse (48), das die Bürste (40) mit Abstand umgibt, ohne die Bürste (40) zu deformieren, wobei das Gehäuse (48) an dem Trichter (12) angebracht ist und die Bürste (40) zur Drehung in bzw. an der Öffnung (18) angeordnet ist, wobei die Bürste (40) in die Öffnung (18) eingreift und dabei in Kontakt mit dem Material steht und Material aus dem Trichter (12) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (40) in Betrieb mit einer Geschwindigkeit unterhalb derjenigen Geschwindigkeit rotiert, die zum Auslass oder zur Ausgabe von Material (38) durch die Bürste (40) aufgrund Zentrifugalkraft erforderlich ist, und wobei durch die Rotation der Bürste (40) ein Volumen oder eine Menge des Materials (38) in die Bürste (40) zwischen deren Borsten eindringt und durch die Öffnung (18) hindurch fortgetragen wird zu einer Position jenseits/ ausserhalb der Öffnung (18), wo das Material (38) von der Bürste (40) durch Schwerkraft freigegeben wird, wobei das Material (38) durch die Öffnung (18) hindurch zugemessen bzw. dosiert wird.

2. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (18) eben ist und die Bürste (40) scheibenförmig ist und sich durch die Öffnung (18) in den Trichter (12) hineinerstreckt.

3. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bürste (40) um eine Achse (80) rotiert, die im wesentlichen parallel zu der Öffnung (18) vorgesehen ist.

4. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bürste (40) ausserhalb des Gehäuses (48) zur Rotation gelagert ist.

5. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Material aus Feststoffpartikeln einer Korngrösse besteht, die geeignet ist, von der Bürste (40) zwischen deren Borsten (44) fortgetragen zu werden.

6. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Borsten (44) in ausreichender Anzahl und in ausreichender Dichte angeordnet sind, um den freien Fluss des Material (38) durch die Öffnung (18) zu verhindern, wobei die Borsten (44) eine solche Länge haben, dass sie der Bürste (40) eine vorbestimmte Aufnahmekapazität an Material (38) verleihen.

7. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 5, ferner umfassend einen Borstenreiniger (68), der die Borsten (44) ausbiegt, um restliches Material auszulassen bzw. fortzuschleudern, wobei der Reiniger (68) in Drehrichtung der Bürste (40) ausserhalb der Öffnung (18) vorgesehen ist.

8. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 7, wobei die Bürste (40) und der Reiniger (68) in dem Gehäuse (48) eingeschlossen sind.

9. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auslassöffnung (18) eine Tür (46) hat, die Tür ist wahlweise positioniert zur Einstellung der Auslassfläche der Öffnung (18), wobei die Bürste (40) die Öffnung (18) in allen Stellungen der Tür (46) verschliesst, bzw. in die Auslassfläche hineinragt.

10. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Öffnung (18) rechteckig ist und die Dicke der Bürste (40) etwa gleich oder leicht grösser als die Weite der Öffnung (18) ist und die Weite bzw. Länge der Borsten länger ist als die Breite der Öffnung (18).

11. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (18) eben und die Bürste (40) scheibenförmig ist, die Bürste (40) erstreckt sich durch die Öffnung (18) (teilweise) in den Trichter (12), die Bürste (40) rotiert um eine Achse (80), die Achse (80) ist im wesentlichen parallel zu der Öffnung (18).

12. Die Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (18) eben ist und die Bürste (40) scheibenförmig ist, die Bürste (40) erstreckt sich durch die Öffnung (18) in den Trichter (12), die Bürste (40) rotiert um eine Achse (80), die Achse (80) ist im wesentlichen parallel zu der Öffnung (18), das Material (38) besteht aus Partikeln eines Feststoffes von solcher Teilchengrösse, dass die Teilchen von der Bürste (40) zwischen Borsten (44) der Bürste (40) fortgetragen werden.

13. Die Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (18) eben ist und die Bürste (40) scheibenförmig ist, die Bürste (40) erstreckt sich durch die Öffnung (18) in den Trichter (12), die Bürste (40) rotiert um eine Achse (80), die Achse (80) ist im wesentlichen parallel zu der Öffnung (18) angeordnet, das Material (38) besteht aus Feststoff-Partikeln (38) einer Grösse, geeignet, von der Bürste (40) zwischen deren Borsten (44) fortgetragen zu werden, ein Bürstenreiniger (68) (ist vorgesehen), der Bürstenreiniger verbiegt die Borsten (44) elastisch zum Entladen oder Ausschütteln von Materialpartikeln (38) aus den Borsten (44), der besagte Borstenreiniger (68) ist beabstandet von der Öffnung (18) in Drehrichtung der Bürste (40) ausserhalb der Auslassöffnung (18).

14. Die Zufuhr- oder Dosiervorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Gehäuse (48) vordere und hintere Enden und eine Oberseite (58) und einen Boden (60) und ein Paar von Seiten (62) hat, ferner eine Einlassöffnung im vorderen Ende und eine Auslassöffnung (66) im Boden (60), wobei die Öffnung (18) und die Tür (46) der Eingangsöffnung benachbart sind.

15. Die Zufuhr- bzw. Dosiervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Bürste (40) Borsten (44) hat, und ein Borstenreiniger (68) in dem Gehäuse (48) positioniert ist, der Bürstenreiniger (68) entfernt Material (38) von den Borsten (44), der Borstenreiniger (68) ist beabstandet in Drehrichtung der Bürste (40) von der Öffnung, benachbart der Auslassöffnung (66), wobei bei Rotation der Bürste (40) das Material (38) entfernt wird aus den Borsten (44) und abgelegt bzw. eingegeben wird in den Ausgang (66).

16. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Trichter (12) mit einem Vibrator (34) versehen ist.

17. Die Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bürste (40) eine Nabe (74) mit einer zentralen Bohrung (46) aufweist, und ferner eine Welle (38) mit einer Achse (80) sich durch die Bohrung (76) erstreckt, und ein Paar von Wellenenden (82) erstrecken sich nach ausserhalb der Nabe, diese Wellenenden (82) erstrecken sich durch die Seiten(wände) des Gehäuses (12) bzw. (58) und sind gelagert ausserhalb des Gehäuses, wenigstens eines der Wellenenden (82) ist verbunden mit einem regelbaren Motor (32).

18. Die Materialzufuhr bzw. Ausgabevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Tür (46) die Öffnung (18) überlappt und befestigt ist an den Seiten des Trichters (12), die Tür (46) und die Öffnung (18) haben eine konkave Gestalt gegenüber den Borsten (44) und eine konvexe Gestalt gegenüber dem Material (38), diese Gestalt ist komplementär zu den Borsten (44).

19. Die Materialzufuhr bzw. Ausgabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Borsten (44) ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Draht, Plastik und natürlichen Borsten.

20. Die Zufuhr bzw. Ausgabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Auslasstrichter (12) und das Gehäuse (18) aus transparentem Material gemacht sind.

21. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 5, wobei der Trichter (12) aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Plastik und Metall, hergestellt ist.

22. Die Zufuhreinrichtung nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse (48) hergestellt ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metall und Plastik.

23. Die Ausgabevorrichtung nach Anspruch 9, wobei an der Tür (46) eine Skala (36) angebracht ist, die von ausserhalb der Vorrichtung lesbar ist, wodurch die Grösse der Ausgabeöffnung (18) präzise einstellbar ist.

24. Die Ausgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Trichter (12) ein Material-Reservoir (20) hat, festgemacht an dem Trichter (12), das Reservoir (20) hat einen daran befestigten Vibrator (34).

25. Ein Verfahren zur Ausgabe dosierter Volumen eines fliessenden oder schüttbaren Materials (38), umfassend die Verfahrensstufen der Anordnung einer rotierenden Bürste (40) in der Ausgabe- Öffnung eines Vorratstrichters (12), der das auszugebende Material enthält, ohne die Bürste (40) zu deformieren, Zuwenden eines ersten Teiles der Bürste (40) zu dem Material (38) innerhalb des Trichters (12), wobei die Bürste (40) die Öffnung (18) verschliesst bzw. versperrt, wobei der erste Bürstenteil (40), (der in die seitliche Ausgabeöffnung hineinragende Bereich der drehenden Bürste) eine Materialmenge (38) aus dem Trichter (12) erhält oder aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (40) in der Öffnung (18) mit einer Geschwindigkeit unterhalb derjenigen Geschwindigkeit gedreht wird, die nötig ist, um das Material (38) durch Zentrifugalkraft aus der Bürste fortzuschleudern, und wobei der in die Öffnung (18) des Trichters (12) jeweils eingreifende Teil aus dem Trichter herausbewegt wird in eine Position ausserhalb der Öffnung (18), und wobei jeweils ein zweiter, nachfolgender Teil der Bürste dem Material ausgesetzt wird, und wobei in dieser (jeweils weitergedrehten) Position das Material aus dem ersten Bürstenumfangsbereich durch Schwerkraft freigegeben wird, und dass diese Eingriffs-, Dreh- und Auslass-Stufen zum jeweiligen neuen Eingriff der genannten Bürstenumfangsteile in das Material (38) und Freigeben bzw. Auslassen von Material aus den Bürstenteilen fortlaufend wiederholt werden.

26. Das Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Verfahrensstufen des Eingriffs, der Drehung und des Auslasses automatisch wiederholt werden.

27. Das Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Material (38) aus Feststoffpartikeln einer Teilchengrösse besteht, die ausreichend ist, dass Partikel zwischen Borsten (44) der Bürste (40) fortgetragen werden, bzw. die Borsten sind angepasst an die Teilchengrösse.

28. Das Verfahren nach Anspruch 25, wobei ein Bürstenreiniger (68) angeordnet wird, der Bürstenreiniger (68) verbiegt die Borsten (44) zur Entleerung bzw. zum Fortschleudern restlicher Partikel (38) von den Borsten, der Bürstenreiniger (68) ist beabstandet in Drehrichtung der Bürste (40) von der Öffnung (18).

29. Das Verfahren nach Anspruch 25, umfassend die Stufe, dass jede gewünschte Menge an Material (38) nach der Ausgabe von Material wieder in den Trichter (12) eingefüllt wird.

30. Das Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Durchflussrate von Material (38) bei der Ausgabestufe bei Einsatz verschiedener Bürsten aufrechterhalten werden kann auf der selben Grösse bzw. durch Einstellung der Grösse der Auslassöffnung (18).

31. Das Verfahren nach Anspruch 25, wobei eine Vielzahl von Auslassöffnungen (18) und eine Vielzahl von Bürsten (40) vorgesehen werden und ferner umfassend die Verfahrensstufe der Kalibrierung bzw. Eichen jeder der Bürsten (40) auf im wesentlichen das selbe Verhältnis zwischen Drehzahl und Materialdurchfluss durch die Öffnung (18).

32. Das Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Öffnungen (18) unterschiedlichen Trichtern (12) zugehören.

33. Das Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Bürsten (40) angetrieben sind von verschiedenen, in der Geschwindigkeit variablen Motoren (32).

34. Das Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Verfahrensstufe der Kalibrierung bzw. Eichung einschliesst eine Einstellung der Grösse der Ausgabeöffnungen (18).