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Vorrichtung zur Entnahme von Proben
Bekanntlich werden zur selbsttätigen
Bemusterung von fließenden Stoffen, z. B. in der Kohle- und Erzaufbereitung, in
der chemischen Industrie, Nahrungsmittelindustrie usw., Getriebe benötigt, die ein
Probenehmergefäß (Löffel) in bestimmten größeren Zeitabständen verhältnismäßig schnell
durch den zu bemusternden Gutstrom führen.
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Die bekannten Getriebe zur Steuerung bzw. Bewegung der Probelöffel
arbeiten z. B. mit einer periodisch in wechselnder Drehrichtung gesteuerten Gewindespindel,
auf der der Probelöffel läuft. Die Umsteuerung der hin und her gehenden Bewegung
erfolgt gewöhnlich durch Endkontakte, wobei der Zeitabstand der Probeentnahme durch
ein Uhrwerk über ein Relais od. dgl. gesteuert wird. Auch Wasserkippkästen sind
zur Schaltung benutzt worden. Mit zunehmender Auffüllung verlagert sich der Schwerpunkt
des Kastens, bis schließlich eine Kippbewegung erfolgt und dadurch die Bewegung
des Probelöffels ausgelöst wird.
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Weitere Getriebe mit Uhrwerken, Kontakt- und Relaisschaltungen sind
in verschiedener Form vorgeschlagen worden.
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Der Nachteil der bekannten Anordnungen liegt zumeist in ihrer umständlichen
Arbeitsweise in Verbindung mit Schaltorganen, die empfindlich gegen Erschütterungen
oder Verschmutzung und deshalb besonders für rauhe Betriebe ungeeignet sind. Endkontakte
lassen sich unbefugt von Hand steuern. Einfachere Anordnungen, z. B. Kippkästen,
lassen sich nur zur Bemusterung leichten Gutes anwenden, neigen zu Unregelmäßigkeiten
in der Bewegungsgeschwindigkeit und in der Zeitfolge, so daß eine sichere und genaue
Bemusterung des Gutes mit diesen Einrichtungen nicht möglich ist.
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Anordnungen der erwähnten Art haben ferner
meist einen
großen Raumbedarf. Sie haben sich in der Praxis nur auf wenige Einsatzpunkte beschränkt
einführen können.
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Grundsätzlich wird ein Antrieb gefordert, der einen Probelöffel,
der eine dem zu bemusternden Gutstrom entsprechende Bauform aufweist, in größeren,
wählbaren Zeitabständen rasch durch den Gutstrom führt. Bei jedem Durchgang des
Probelöffels darf die Art und Menge des bemusterten Gutstromes nicht beeinflußt
werden. Das ausgesonderte Muster muß seiner Güte nach dem bemusterten Gut entsprechen
und seiner Menge nach einen bestimmten, gleichbleibenden Anteil des bemusterten
Gutes darstellen.
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Der Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung liegt nun darin,
daß die oben angeführten Forderungen voll erfüllt werden. Der Antrieb ist für die
verschiedenesten Arten von Probenahmen allgemein anwendbar unter Nächschaltung eines
dem jeweiligen Zweck entsprechenden Proben nehmerlöffels bekannter Bauart.
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Der Antrieb arbeitet rein mechanisch ohne empfindliche elektrische,
elektronische oder sonstige indirekte Steuerung. Der Antrieb kann selbständig oder
mit dem Antrieb des den Gutstrom liefernden Fördermittels gekuppelt sein.
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Der Antrieb arbeitet mit unmittelbarer Kraftübertragung, kann also
auch durch schweres und grobkörniges Mustergut nicht beeinflußt werden, so daß Bewegungsgeschwindigkeit
und Zeitabstände der Probenahme unabhängig von der Belastung sind und gleich bleiben.
Der getriebeförmige Antrieb ist in seiner Arbeitsweise im Vergleich zu den bekannten
Getrieben einfach und in seinen Abmessungen klein. Die Zeitabstände der Probenahme
sind einstellbar. Der Antrieb ist in einem völlig geschlossenen, ölgefüllten Getriebekasten
untergebracht und bedarf keiner besonderen Wartung.
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Da nur An- und Abtriebswelle den Getriebekasten durchdringen, ist
dieser gegen Schmutz unempfindlich. Eine unbefugte Steuerung des Probelöffels von
außen ist nicht möglich.
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Das- Neue gemäß der. Erfindung besteht darin, daß zwischen einer
kontinuierlich angetriebenen Welle und der Welle, welche einen Exzenter zum Bewegen
des Löffels -trägt, eine Kupplung eingeschaltet ist, die in Abhängigkeit von einem
Zeitgeber in bestimmten Zeitabständen eingeschaltet und nach einer vollen Umdrehung
selbs,ttätirg wieder ausgeschaltet wird, wobei der Zeitgeber seinerseits von der
kontinuierlich umlaufenden Welle über ein Vorschubklinkengetriebe mit einstellbarem
Vorschubweg angetrieben wird. Der Zeitgeber besteht vorteilhaft aus einer mit dem
Klinkenrad sich drehenden kreisförmigen Scheibe, die mit einer Randausnehmung-versehen
ist, in welche ein Bolzen eines Kupplungshebels einfallen kann, der seinerseits
die Kupplung zwischen der antreibenden und der angetriebenen Welle für eine volle
Umdrehung der letzteren schließt. Vorteilhaft liegt der Betätigungshebel für das
Vorschubklinkengetriebe außer im Bewegungsbereich eines Nockens 4er antreibenden
auch noch im -Bereich eines Nockens der angetriebenen Kupplungshälfte, wobei der
letztgenannte Nocken in seiner Höhe so bemessen ist, daß er die Zeitgeberscheibe
um einen solchen Winkel verdreht, daß der Bolzen des Kupplungshebels wieder aus
der Randausnehmung der Zeitgeberscheibe ausgehoben wird.
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Die-angetriebene Kupplungshälfte wird federnd in Schaltstellung gedrückt.
Andererseits wird der an dem Schalthebel angebrachte Bolzen durch eine Feder gegen
die Zeitnehmerscheibe gedrückt. Die den Bolzen andrückende Feder ist dabei stärker
gewählt als die Feder, welche die Kupplung zu schließen sucht.
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Um zu verhindern, daß die Kupplung sich öffnet, bevor eine volle
Umdrehung von 360¢' beendet ist, wird erfindungsgemäß ein Riegelstück vorgesehen,
an welchem der Nocken der angetriebenen Kupplungshälfte wenigstens auf einem Teil
seines Weges entlang gleitet. Erst am Ende des Riegelstückes bzw. bei Erreichung
einer Ausnehmung kann dann die Kupplung sich öffnen. Die Anardnung einer Ausnehmung
hat den Vorteil, daß zugleich eine ungewollte, also eine vorzeitige Verdrehung der
angetriebenen Kupplungsscheibe verhindert wird.
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Dieser Teil des Getriebes kann sich nur drehen, bis der Löffel in
seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist. Dort wird er eine Zeitlang festgehalten,
um dann erneut einen vollen Hin- und Rückweg zu vollführen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. I schematisch die Bewegung des Probenehmerlöffels durch die Antriebsvorrichtung
gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine zugehörige Seitenansicht, Fig. 3 bis 5 einen waagerechten
Schnitt durch den Getriebekasten, wobei die wesentlichen Teile nur schematisch dargestellt
sind, in drei verschiedenen Betriebsstellungen, Fig. 6 bis 8 die zugehörigen Schnitte
etwa in der Blickrichtung A-A (Fig. 3) gesehen.
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Zur Bemusterung des das Transportband 10 verlassenden Gutstromes
II dient ein Probenehmerlöffel I2, der an einem Pendel I3 angebracht ist und zwischen
den in Fig. I ausgezogenen und punktiert dårgestellten Lagen hin und her pendelt.
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Die Auangsstellung ist in starken Linien gezeichnet. Nach Wiedererreichung
dieser Stellung 12 öffnet sich selbsttätig der Boden 121, und die aufgenommene Probe
fällt in den Behälter 14. Nach einer bestimmten Zeit wiederholt sich der gleiche
Vorgang.
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Die Betätigung des Löffels erfolgt durch die Schubstange 15, die
mit dem einen Ende an dem Pendel I3 angelenkt ist, während das andere Ende mit einem
Kurbelzapfen 161 der rotierenden Scheibe I6 in Verbindung steht. Die Scheibe I6
ist auf der angetriebenen Welle I7 angebracht, die aus dem - Getriebekasten 18 herausragt.
Das Getriebe leitet seine Bewegung ab von dem Motor 19, der ständig mit gleicher
Drehzahl umläuft.
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Wie Fig. 3 bis 5 zeigen, wird durch den Elektromotor die Schnecke20
ständig in gleicher Dreh-
richtung angetrieben. Mit der Schnecke
20 steht ein Schneckenrad 2I im Eingriff, welches auf der Welle 22 angebracht ist.
Diese Welle 22 trägt die Kupplungshälfte 23. Diese Kupplungshälfte dreht sich somit,
solange der Motor 19 läuft, ständig in der gleichen durch den Pfeil 24 angedeuteten
Umlaufrichtung.
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Die zweite Kupplungshälfte 25 ist auf der Hohlwelle 26 angebracht,
die axial verschiebbar, aber gegen Verdrehung gesichert auf der Welle 17 angeordnet
ist. Die Hohlwelle 26 mit der Kupplungshälfte 25 steht unter der Einwirkung der
Druckfeder 27.
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Die Kupplungshälfte 23 trägt einen Kupplungsbolzen 231. Die Kupplungsscheibe
25 ist mit einer entsprechenden Ausnehmung 251 versehen. Außerdem ist am Umfang
der Scheibe 23 ein Nocken 232 angebracht, während die Scheibe 25 einen etwas höheren
Nocken 252 trägt.
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Im Getriebekasten ist ein Hebel 28 kippbar befestigt, der durch die
Feder 29 in den Bewegungsbereich der beiden Nocken 232 und 252 der beiden Kupplungshälften
23 und 25 gezogen wird. An diesem Hebel 28 ist eine Klinke 30 angelenkt, die in
die Zahnung 3II eines Zahnklinkenrades 3I eingreift. Dieses Zahnrad 3I ist auf der
Welle 32 angeordnet. Auf der gleichen Welle ist auch die kreisrunde Scheibe 33 angebracht,
die an einer Stelle mit einer Randausnehmung 33I versehen ist.
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Die Verschiebung der Hohlwelle 26 mit der Kupplungshälfte 25 erfolgt
durch den Kupplungshebel 34, dessen Kopf in eine Ringführung 26I der Hohlwelle 26
eingreift. An dem Kupplungshebel 34 ist ein Bolzen 35 angeordnet, der unter der
Einwirkung der Feder 36 steht. Der Bolzen 35 wird durch die Feder 36 ständig gegen
den Umfang der kreisrunden Scheibe 33 gedrückt, die in vorliegendem Falle als Zeitgeberscheibe
dient.
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Es bleibt noch zu erwähnen die Anordnung eines Riegelstückes 37.
Das ist eine senkrecht zur Richtung der Wellen I7 und 32 stehende Platte, die um
einen geringen Betrag versetzt gegenüber der angetriebenen Kupplungshälfte 25 ist.
Dieses Verriegelungsstück 37 ist mit einer Ausnehmung 371 versehen, in welche der
Nocken 252 eingreift, wenn die Kupplung 23, 25 ausgeschaltet ist. Dieser Zustand
ist in den Fig. 3 und 6 dargestellt. Weitere Einzelheiten über den Zweck des Riegelstückes
37 sollen nachstehend bei der Beschreibung der Wirkungsweise der Vorrichtung angegeben
werden.
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Da sich die Welle 22 kontinuierlich dreht, wird durch die Klinke
30 das Klinkenrad 31 mit stets gleichbleibender Geschwindigkeit in der eingezeichneten
Pfeilrichtung gedreht. Damit dreht sich auch die Scheibe 33, bis schließlich der
Nocken 35 unter der Wirkung der Kupplungsfeder 27 in die Randausnehmung 33I einfällt.
Gleichzeitig wird die Kupplungshälfte 25 gegen die Kupplungsscheibe 23 bewegt. Der
Mitnehmernocken 23I greift in die Ausnebmung 251 ein. Die Teile nehmen also die
Lage nach Fig. 4 der Zeichnung zueinander ein.
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Ferner wird der Nocken 252 der Kupplungshälfte 25 mit der Verschiebung
der letzteren seitlich aus der Ausnehmung 37I des Riegelstückes 37 ausgehoben. Damit
ist die Verriegelung der Kupplungshälfte 25 aufgehoben. Die beiden Wellen 22 und
26 drehen sich also gemeinsam in der Pfeilrichtung 24. In der gleichen Richtung
läuft dann auch die Welle I7 mit der Scheibe I6 und dem Kurbelzapfen I6I um. Die
Schubstange 15 bewirkt die gewünschte Verschwenkung des Löffels I2, I3.
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Diese Drehung der Welle 17 soll sich aber auf eine volle Umdrehung
beschränken. Das wird dadurch erreicht, daß nunmehr durch den Nocken 252 der Scheibe
25, der höher ausgebildet ist als der Nocken 232, das Klinkenrad 31 bei einer einmaligen
Betätigung der Klinke 30 um einen größeren Winkel' verdreht wird als bei der normalen
Vorschaltung. Infolgedessen wird die Ausnehmung 33I am Rand der Zeitgeberscheibe
33 so weit vorwärts bewegt, daß der Bolzen 35 wieder ausgehoben wird, wie Fig. 5
zeigt. An sich müßte mit der Zurückdrückung des Bolzens 35 auch der Schalthebel
34 wieder in die Lage nach Fig. 3 verschwenkt werden. Das hätte aber eine sofortige
Öffnung der Kupplung 23, 25 zur Folge, die nicht erwünscht ist.
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Die Kupplung wird nun nach dem Ausheben des Bolzens 35 durch den Nocken
252 in Schaltstellung gehalten, weil dieser Nocken nunmehr seitlich an dem Riegelstück
37 entlang gleitet, welches ein Ausrücken der Kupplung verhindert. Erst dann, wenn
der Nocken 252 in die Ausnehmung 371 des Riegelstückes 37 eingreifen kann, wird
plötzlich die Kupplung 23, 25 geöffnet, wobei die Feder 27 zusammengedrückt wird
und die den Bolzen 35 belastende Feder 36 sich entspannt. Diese Feder 36 war beim
Ausheben des Bolzens 35 zunächst gespannt, weil der Schalthebel 34 nicht zurückschwingen
konnte. Sobald der Nocken 252 in die Ausnehmung 37I eingefallen ist, ist wieder
die in den Fig. I, 3 und 6 der Zeichnung dargestellte Ausgangslage erreicht.
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Die zeitliche Aufeinanderfolge der einzelnen Probeentnahmen kann
dadurch geregelt werden, daß die Klinke 30 auf einer einstellbaren Wegstrecke mit
der Zahnung 311 des Klinkenrades 31 in Eingriff gehalten wird. Schließlich kann
auch das Schneckengetriebe 20, 2I sowie die übersetzung zwischen Motor und Getriebekasten
den jeweiligen Erfordernissen angepaßt sein.
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Die Schaltungen können in gleichen oder ungleichen Zeitabständen
erfolgen. Es ist möglich, auch schon jeweils nach einer Drehung der Kurbelscheibe
um I80'°' eine Probe auszutragen. Durch Anwendung eines Reibungsmitnehmers statt
einer Zahnklinke kann der zeitliche Abstand der Probeentnahmen stufenlos einreguliert
werden.