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Maschine zum Abfüllen von lockerem Gut in gleichbleibenden Einzelmengen
Die
Erfindung betrifft eine Maschine zum Abfüllen von lockerem Gut, wie z. B. körnigen
oder flockigen Stoffen, in gleichbleibenden Einzelmengen. Die in Frage kommenden
Stoffe werden im folgenden als »Pulver« bezeichnet.
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Beim Abfüllen von Pulver in volumenmäßig etwa gleichbleibenden Mengen
ergibt sich oftmals, daß, wenn auch die Volumina im wesentlichen gleichbleiben,
das Gewicht der Mengen sich je nach der Art des Pulvers in gewissem Grade ändert.
So kann sich beispielsweise die Dichte eines bestimmten Pulvers infolge Anderung
des Atmosphärendruckes oder infolge Anderung der Korngröße des Pulvers ändern. Auch
kann der Grad der Durchwirbelung, der das Pulver bei der Zuführung unterliegt, hierauf
Einfluß haben.
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Solche Änderungen des Gewichtes beim Abfüllen von lockerem Gut mit
Abfüllmaschinen sind unerwünscht. Um sie auszugleichen, ist es bekannt, die unter
einem Vorratsbehälter absatzweise umlaufenden Meßbehälter von Abfüllmaschinen derart
auszubilden, daß sie je aus zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Teilen
bestehen, von denen die unteren Teile je mit einer Bodenklappe versehen sind, die
durch in der Bewegungsbahn der Behälter liegende Anschläge geöffnet und geschlos-
sen
wird, wobei diese Meßbehälterteile an drehbar gelagerten, gemeinsam umlaufenden
Tragscheiben sitzen, von denen die untere Tragscheibe zum gleichzeitigen Verstellen
des Aufnahmevermögens aller Meßbehälter mittels eines Einstellgewindes axial gegen
die obere Tragscheibe verstellbar ist.
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Eine Einstellung der Meßbehälter durch Betätigung des Einstellgetriebes
der verstellbaren Tragscheibe von Hand ist jedoch umständlich und von der ständigen
Beobachtung der Abfüllmaschine durch eine Bedienungsperson abhängig, die die auftretenden
Gewichtsunterschiede festzustellen hat und hiernach die Verstellung der umlaufenden
Meßbehälter vornimmt. Dabei können auch Fehlbedienungen eintreten.
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Um diese Beobachtung und Bedienung der Abfüllmaschine entbehrlich
zu machen, ist es bereits bekannt, die Maschine zur selbsttätigen KontroIle und
Regelung des Füllgewichtes mit einer Waage auszurüsten, die von Zeit zu Zeit selbsttätig
aus einem der umlaufenden Meßbehälter der Abfüllmaschine mit dem darin befindlichen
Gut beschickt wird und bei Abweichungen des Gewichtes vom vorgeschriebenen Füllgewicht,
auf das die Waage eingestellt ist, durch den Ausschlag des Waagebalkeils nach der
einen oder anderen Seite das Einstellgewinde zum Heben oder Senken der Tragscheibe
der beweglichen Meßbehälterteile steuert.
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Die Waage liegt dabei mit ihrer Lastschale im Bewegungsbereich der
umlaufenden Meßbehälter, und die Abfüllmaschine ist mit einem der Waage zugeordneten,
zeitweilig in die Bewegungsbahn der Meßbehälter einrückenden Anschlag versehen,
der die Bodenklappe eines vorbeikommenden Meßbehälters öffnet und vom Antrieb der
Maschine in gewünschten, zum Durchführen des Wäge- und Einstellvorganges ausreichenden
Zeitabständen in die Bewegungsbahn der Meßbehälter ein- und ausgerückt wird. In
Verbindung damit ist eine von der Maschine angetriebene Klemmvorrichtung vorgesehen,
die durch einen ständig umlaufenden Steuernocken betätigt wird und den Waagebalken
beim Beschicken der Waage zeitweilig fixiert, ihn dann freigibt und nach dem Ausschwingen
zwangläufig in seine Grundstellung zurückholt, wobei diese zwangläufige Rückbewegung
des Waagebalkens über ein doppeltes Klinkenschaltwerk und zugeordnete Getriebe als
Drehbewegung auf das Einstellgetriebe der umlaufenden Meßbehälter übertragen wird.
Indessen arbeitet das von dem Waagebalken angetriebene Sperrklinkengetriebe mit
einer durch den Zahnabstand des Sperrklinkenrades bedingten Ungenauigkeit, und es
weist auch erhebliche Reibungswiderstände auf, - die das Ausschlagen des Waagebalkens
beeinträchtigen. Überdies ist zum Verstellen der mit den gefüllten Meßbehältern
belasteten Tragscheibe ein erheblicher Kraftaufwand erforderlich, dessen Ubertragung
durch den empfindlich gelagerten Waagebalken unerwünscht ist.
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Dabei ist es von besonderem Nachteil, daß bei der vorbekannten Anordnung
die verstellbaren Teile der Meßbehälter an der oberen Tragscheibe angeordnet sind,
die zusätzlich vom Gewicht des im Einfülltrichter befindlichen Gutes belastet ist,
und daß die mit dem Einstellgewinde für die Meßbehälterverstellung versehene Stellspindel
außermittig zur Drehachse der Tragscheiben liegt.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile und ermöglicht die Herstellung
einer Abfüllmaschine mit umlaufenden, in ihrer Größe verstellbaren Meßbehältern
und mit einer aus den Meßbehältern beschickten, die Größe der Meßbehälter mittels
eines Einstellgetriebes betätigenden Waage, bei der die Waage vom Antrieb des Einstellgetriebes
der Meßbehälter befreit ist und mittels eines Schaltgetriebes besonderer Art nur
das Ein- und Ausschalten und die Drehrichtung eines für Umkehrbetrieb eingerichteten
Elektromotors steuert, der infolge einer zweckmäßigen Anordnung der verstellbaren
Teile der Meßbehälter und des ihnen zugeordneten Einstellgetriebes nur mit geringer
Leistung zu arbeiten braucht, wobei zugleich auch eine besonders schnelle und genaue
Abstimmung des Füllgewichtes auf das vorgeschriebene Sollgewicht zustande kommt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die verstellbaren Teile der Meßbehälter
in an sich bekannter Weise an der unteren Tragscheibe angeordnet sind und diese
Tragscheibe frei drehbar auf einer Gewindebüchse abgestützt ist, die auf dem Einstellgewinde
der zentralen Einstellspindel sitzt, welche ihrerseits von einem durch die Waage
über ein Schaltgetriebe ein- und ausschaltbarren und umsteuerbaren Motor angetrieben
ist.
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Die an sich bekamlte Anordnung der verstellbaren Teile der Meßbehälter
an der unteren Tragscheibe ist in Vebindung mit deren Abstützung durch eine auf
der zentralen Einstellspindel sitzende Gewindebüchse des Einstellgetriebes hier
von besonderem Vorteil, weil die untere Tragscheibe vom Gewicht des Füllgutes entlastet
ist, das sich in dem auf die obere Tragscheibe ausmündenden Fülltrichter bzw. der
Zuführungsleitung befindet. Da die obere Tragscheibe keiner Verstellung unterliegt,
bedarf sie auch keines verstellbaren Anschlusses für den Fülltrichter oder für die
Zuführungsleitung. Dies sichert einen leichten Getriebegang und eine feinfühlige
Einstellung der Meßbehälter selbst bei kurzen Schaltperioden des von der Waage in
seiner Drehrichtung und in seiner Einschaltdauer gesteuerten Motors für das Einstellgetriebe.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und
zwar zeigt Fig. I einen senkrechten Schnitt durch die Abfüllmaschine, Fig. 2 eine
Draufsicht dieser Maschine, teilweise im Schnitt, Fig. 3 einen Teilschnitt nach
der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 eine Teilansicht entsprechend Fig. 1 in größerem
Maßstab und Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig. 4 dargestellten Maschinenteile.
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Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, gelangt das Pulver II aus
einem Zuführungsrohr 12 in eine Sammelkammer 13, von der aus es durch t)ffnungen
14 einer drehbaren Scheibe in zusätzliche
Trichter I7, I8 gelangt,
die mit aufklappbaren, um die Zapfen 21 drehbaren Böden 19 versehen sind.
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Die Böden 19 können von Zeit zu Zeit geöffnet werden, so daß das Pulver
in Abfülltrichter 22 fallen kann, durch die es zu den Schachteln 23 gelangt, die
mittels einer Förderkette 24 in die Füllstellung bewegt werden.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist die Kammer
I3 in einem ringförmigen Kanal 26 angeordnet, dessen Wände sich von der Scheibe
I6 aufwärts erstrecken und in dessen Boden die Öffnungen 14 vorgesehen sind. Die
Kammehr 13 bildet zusammen mit dem Boden des I(anals 26 einen abgeschlossenen Raum,
unter dem sich die Fülltrichter I7, I8 nacheinander vorbeibewegen, und hat eine
solche Größe, daß mehrere Öffnungen 14 gleichzeitig in sie einmünden. Das Füllen
der Trichter 17 I8 findet also in der Zeit statt, in der sich ein Trichter unter
der Kammer vorbeibewegt. Die vordere Wand der Isammer I3 dient dabei als Kratzer
auf dem Boden des Kanals 26. Außerdem sind noch Hilfskratzer 25 vorgesehen, die
überschüssiges Pulver in einen Teil des Kanals schieben, der außerhalb der Öffnungen
14 und hinter der Rammer 13 liegt.
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Die Scheibe I6 wird von einigen Säulen 27 getragen, die an einem
Rettenrad 2S befestigt sind und sich von diesem nach oben erstrecken. Uber das Kettenrad
ist die Förderkette 24 gelegt. Es ist auf einer Büchse 29 aufgekeilt, die von einem
in dem Getriebegehäuse 32 angeordneten Schneckenrad 3I angetrieben wird, das einen
Teil des Hauptantriebs der Maschine bildet. An der Scheibe 16 sind die oberen Teile
I7 der Fülltrichter I7, I8 befestigt, während die unteren, teleskopartig mit den
oberen im Eingriff stehenden Teile I8 von einer Einstellscheibe 33 getragen werden.
Die Scheibe weist eine Reihe von nach unten vorstehenden büchsenartigen Ansätzen
34 auf, mit denen sie auf den Säulen 27 gleitbar angeordnet ist, und ist mittels
einer Nabe 36 auf einemLängskugellager37 gelagert. Das Kugellager sitzt auf einer
Einstellbüchse 38, die durch Gewinde 39 mit einer gleichwachsig mit dem Kettenrad
28 angeordneten Einstellspindel 41 im Eingriff steht.
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Die Scheibe 33 weist mehrere nach unten vorstehende Lagerböcke 42
auf, und zwar je einen für jeden Fülltrichter I7, I8. An jedem Lagerbock ist bei
43 ein doppelarmiger Hebel 44 gelagert, dessen Arme mit Rollen 46 bzw. 47 versehen
sind, die mit an dem Maschinenrahmen 5 1 fest angeordneten Nockenbahnen 48 und 49
in Eingriff kommen. Die Böden 19 der Fülltridter 17, I8 sind mit Armen 52 versehen,
die mit einem federnd ausgebildeten Kniehebel 53 mit dem Hebelarm 44 verbunden sind.
Man erkennt, daß die Böden 19 geöffnet oder geschlossen werden, wenn die Rollen
46 und 47 mit den Nockenbahnen 48 und 49 in Eingriff kommen.
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Die Abfülltrichter 22 werden von Arten 54 getragen, die sich von
einem Tragring 56 aus radial erstrecken. Dieser Tragring weist eine Anzahl nach
unten gerichteter büchsenartiger Ansätze 57 auf, mit denen er auf den Säulen 27
gelagert ist. Das Kettenrad 28 treibt also außer den Scheiben I6 und 33 auch den
Ring 56 an.
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Die Schachteln 23 werden in Taschen 58 gehalten, die in üblicher
Weise an der Förderkette 24 vorgesehen sind, und die Böden 59 der Taschen sind an
Armen 61 angeordnet, die bei 62 an dem Kettenrad 28 angelenkt sind und sich radial
nach außen erstrecken. Die Arme werden durch eine feststehende Nockenbahn 63 angehoben,
wenn sich die Schachteln der Abfüllstelle nähern, so daß diese die Öffnungen der
Abfülltrichter 22 umgreifen.
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Auf der der Abfüllstelle gegenüberliegenden Stelle in der Bahn der
Abfülltrichter 22 ist eine Wäge- und Volumenprüfeinrichtung vorgesehen, die im folgenden
näher beschrieben wird.
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Eine Waagschale64 ist an einem Waagebalken 66 angeordnet, der bei
67 an einem Lagerbock 68 gelagert ist und in Richtung zur entlasteten Stellung von
einer Feder 69 beaufschlagt wird. An dem am Maschinengestell befestigten Lagerbock
68 ist ein Anschlag 71 für den Waagebalken vorgesehen.
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In Fig. 4 ist der Waagebalken in seiner neutralen Stellung dargestellt,
d. h. belastet mit einer Pulvermenge normalen Gewichts in der Schale 64, während
er in Fig. I in der nicht belasteten Stellung, d. h. ohne Pulvermenge, dargestellt
ist. Der Boden der Waagschale wird durch zwei federbelastete, bei 73 angelenkte
Klappen 72 gebildet, die mit untereinander durch eine Langlochverbindung verbundenen
Hebelarmen 74 versehen sind. Der eine Hebelarm 74 weist eine Rolle 76 auf, die in
das gegabelte Ende eines Hebels 77 eingreift. Dieser Hebel ist bei 78 an einem Ansatz
79 des Waagebalkens 66 drehbar gelagert und mit einem Arm SI versehen, der an seinem
Ende eine Rolle 82 aufweist. Die Rolle 82 greift in das gegabelte Ende eines bei
84 drehbar gelagerten Hebels 83 ein, der mit einer Rolle 86 versehen ist. Diese
Rolle legt sich gegen einen auf der Nockenwelle 88 angeordneten Walzennocken 87
an. Der Waagebalken 66 wird von einem Paar Klammern 91 umfaßt, die an zwei mittels
zweier Zahnsegmente 94 miteinander im Eingriff stehenden Hebeln 92 und 93 sitzen.
Der Hebel 93 weist einen Arm 96 auf, der mit einer Rolle 97 versehen ist, die sich
gegen einen ebenfalls auf der Nockenwelle 88 aufgekeilten Scheibennocken 98 anlegt.
Damit für den Wägevorgang genügend Zeit zur Verfügung steht, wird die Nockenwelle
88 von dem Hauptgetriebe über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben.
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Der Waagebalken 66 hat einen sich nach unten erstreckenden Hebelarm
IOI, dessen freies Ende mit einem Zahnsegment Io2 versehen ist, das mit einem entsprechenden
Zahnsegment Io3 eines Steuerhebels 104 im Eingriff steht. Dieser Hebel sitzt frei
drehbar auf einer Welle 106, die in Lagern Io7, 108 gelagert ist. Die beiden Lager
sind an einem Lagerbock Iog angeordnet. Das Lager Io7 nimmt einen Zapfen auf, auf
dem der Steuerhebel 104 drehbar angeordnet ist. Neben dem wirksamen Ende III des
Hebels Io4 ist auf der Welle Io6 ein Speichenstern II2 frei drehbar gelagert, der
zwei Lager 113 trägt. In diesen Lagern sind zwei
Schalter betätigende
Segmente 114 drehbar gelagert, die zwischen sich eine Lücke IIO frei lassen, sowie
zwei die Schalter tragende Hebel 115, die von zwei sich gegen Widerlager II7 des
Speichensterns anlegende Federn 116 in Anlage mit einer Scheibe 118 gehalten werden,
die frei beweglich auf der Welle Io6 angeordnet ist. Weitere Federn 119 sind zwischen
den Hebeln 115 und den Segmenten 114 vorgesehen, um diese Teile auseinander zu halten,
wobei an den Segmenten Begrenzungsanschläge 121 vorgesehen sind. Die Scheibe 118
kann auf der Welle 106 mittels eines doppelarmigen Hebels 122, I23 verschoben werden,
der bei 124 drehbar gelagert ist. Der Arm I23 trägt eine Rolle 126, die sich gegen
einen auf der Nokkenwelle 88 befestigten Scheibennocken I27 anlegt.
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Auf der Welle I06 ist ein Paar federbelasteter Reibungskupplungsscheiben
128 vorgesehen, die sich gegen -die Stirnflächen des Speichensterns II2 anlegen.
Die Welle wird über einen Kettentrieb I29 von einem Getriebe 131 aus angetrieben,
das seinerseits seinen Antrieb von einem umkehrbaren Motor I32 erhält. Eine von
dem Getriebe I3I angetriebene Welle I33 (s. Fig. I) treibt die Einstellspindel 41
über ein Schneckenuntersetzungsgetriebe I34 an.
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Zum Wiedereinstellen der Waage weist der Speichenstern 112 einen
Hebelarm I36 mit einer Rolle I37 auf, die in das gegabelte Ende 138 eines bei 141
drehbar gelagerten Einstellhebels I38, I39 eingreift. Der Hebelarm I39 trägt eine
Rolle In/2, die sich gegen die andere Stirnseite 143 des Walzennockens 87 anlegt.
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Die Böden 19 der Fülltrichter I7, 18 werden bei jeder Umdrehung der
Scheibe 16 normalerweise durch die Nockenbahnen 48 und 49 geöffnet und geschlossen,
wie dies bereits beschrieben wurde. Da das Abwiegen entsprechend der Drehzahl der
Nokkenwelle 88 jedoch in bestimmten Abständen vorgenommen wird, muß ein besonderer
Öffnungsmechanismus vorgesehen werden, der zeitlich mit der Wägeeinrichtung zusammenarbeitet
und die Fülltrichter I7, I8 in bestimmten Zeitabständen öffnet, um ihren Inhalt
zum Abwiegen herauszulassen. Hierfür ist eine bewegliche Nockenbahn I44 (vgl. Fig.
I) vorgesehen, die in zeitlicher Abhängigkeit von der Drehbewegung der Welle 88
in den Weg der Rollen 46 vorgeschoben wird. Dies geschieht durch einen drehbar angeordneten
Nokken 146, der mittels eines Kettentriebes 147 von der Nockenwelle 88 aus angetrieben
wird.
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Im Betrieb der Maschine wird das Pulver II aus der Kammer I3 in die
Fülltrichter 17, 18 befördert, aus denen es beim Öffnen der Böden 19 in die nacheinander
zugeführten Schachteln gelangt. Nach dem Füllen einer bestimmten Anzahl von Schachteln
wird die bewegliche Nockenbahn I44 vorgeschoben und öffnet den Boden des sich dort
befindenden Fülltrichters I7, I8, so daß sich der Inhalt des Trichters auf die Waagschale
64 entleert. Etwa gleichzeitig mit diesem Entleeren werden die Klammern 91 durch
den Nocken 98 betätigt und halten den Waagebalken 68 fest. Dann werden die Klammern
gelöst, so daß die Waage entsprechend dem Gewicht der Pulvermenge einspielen kann.
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Die Waage ist ursprünglich so eingestellt, daß sie in die neutrale
Stellung einspielt, wenn die auf die Waagschale aufgebrachte Pulvermenge das normale
Gewicht hat. Weicht dieses Gewicht infolge Änderung der Dichte oder aus irgendeinem
anderen Grunde von dem Normalen ab, so wird der Waagebalken 66 nach oben oder unten
ausschlagen. Geschieht das, so bewegt der Hebelarm IOI den Steuerhebel 104 nach
der einen oder anderen Seite der Lücke IIO zwischen den Segmenten 114. Die beiden
Segmente sind in Bauart und Wirkungsweise gleich. Das eine betätigt den Einstellmechanismus
im Sinne einer Vergrößerung und das andere im Sinne einer Verkleinerung des Volumens
der Pulvermenge, so daß es genügt, die Einstellvorgänge nur bei dem einen Segment,
beispielsweise dem, das eine Verminderung der angelieferten Pulvermenge bewirkt,
zu beschreiben.
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Ist beispielsweise die auf die Waagschale gelangende Pulvermenge
zu schwer, so bewegt sich der Hebel 104 an dem in Fig. 4 rechts liegenden Segment
entlang. Nach einer bestimmten Zeit wird die Scheibe 118 durch den Nocken 127 mit
dem danebenliegenden, einen Schalter tragenden Arm 115, in Eingriff gebracht, so
daß dieser Arm entgegen der Kraft der Feder 116 gegen das Segment 114 bewegt wird.
Die Feder 119 bewirkt nun, daß sich das Segment in der gleichen Richtung bewegt,
bis es sich gegen den Hebel 104 anlegt. Der Arm 1 15 bewegt sich dann gegen die
Kraft der Feder 119 weiter, bis der Schalter 151 gegen das Segment anschlägt und
dadurch betätigt wird.
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Der Schalter 151 steuert den Motor I32 so, daß die Einstellspindd
41 über die Welle I33 und das Schneckengetriebe 134 So gedreht wird, daß die Scheibe
33, die die unteren Teile 18 der Fülltrichter I7, 18 trägt, über die Büchse 38 angehoben
wird. Dadurch werden die beiden Teile der Fülltrichter ineinandergeschoben und ihr
Volumen entsprechend verringert. Die Größe der Verstellung wird durch eine Rückführbewegung
der Segmente 114 bestimmt, die durch eine Drehung der Welle 106 bewirkt wird. Diese
Drehung erfolgt durch den Motor I32 über den Kettentrieb I29, und diese Bewegung
wird auf den die Segmente 114 tragenden Speichenstern II2 mittels der Kupplungsscheiben
128 iibertragen. Die Rückführhelvegung hält so lange an, bis die Lücke IIO zu dem
Steuerhebel 104 gelangt, worauf das Segment 114 und der Arm 115 durch die Feder
119 auseinandergedrückt werden.
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Die Lücke ermöglicht es den Segmenten, den Hebel 104 zu umgreifen.
Diese Bewegung hat ein Öffnen des Schalters 151 und damit ein Stillsetzen des Motors
I32 zur Folge. In diesem Augenblick oder etwas später bewegt der Nocken I27 die
Scheibe 1 18 voI1 dem Arm 115 weg und ermöglicht es auf diese Weise der Feder II6,
den Arm 115 und das Segment 114 infolge der Wirkung des Anschlages 121 frei von
dem Hebel 104 zu bewegen.
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Nachdem sich der Waagebalken 66 unter dem Gewicht der auf die Waagschale
aufgebrachten
Pulvermenge eingestellt hat und bevor die Rückführeinrichtung
in Tätigkeit tritt, werden dieKlammern 91 wieder in ihre Klemmstellung gebracht
und verbleiben während der Tätigkeit der Rückführeinrichtung in dieser Stellung.
Während der Waagebalken noch festgeklemmt ist, wird der Hebel 83 durch den Nocken
87 betätigt, um die Klappen 72 zu öffnen. Die in der Waagschale befindliche Pulvermenge
gelangt dadurch in den Einlaß einer Absaugvorrichtung I52 und von dort zurück in
die Hauptzuführungsleitung I2, worauf der Hebel die Klappen wieder schließt. Die
Klemmvorrichtung wird darauf wieder gelöst, so daß sich der Waagebalken für die
nächste Wägung wieder in seine neutrale Stellung einstellen kann. Der Speichenstern
1 12 wird anschließend durch den Hebel I38, der durch die Nockenbahn I43 betätigt
wird, wieder in seine normale Stellung eingestellt.
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Wird eine Pulvermenge von normalem Gewicht auf die Waagschale aufgebracht,
so bewegen sich die Segmente 114 während ihrer Drehbewegung durch die Scheibe II8
beiderseits an dem Steuerhebel IO4 vorbei, und die Schalter 151 bleiben außer Tätigkeit,
so daß keine Verstellung stattfindet.