EP0915032B1 - Auslassvorrichtung zum dosierbaren Auslassen von Schüttgut aus einem Aufnahmebereich - Google Patents

Auslassvorrichtung zum dosierbaren Auslassen von Schüttgut aus einem Aufnahmebereich Download PDF

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EP0915032B1
EP0915032B1 EP98101720A EP98101720A EP0915032B1 EP 0915032 B1 EP0915032 B1 EP 0915032B1 EP 98101720 A EP98101720 A EP 98101720A EP 98101720 A EP98101720 A EP 98101720A EP 0915032 B1 EP0915032 B1 EP 0915032B1
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EP
European Patent Office
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piston
cylinder
rod
sleeve
closure member
Prior art date
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EP98101720A
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English (en)
French (fr)
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EP0915032A1 (de
Inventor
Arthur Nussbaumer
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AT Anlagetechnik AG
Original Assignee
AT Anlagetechnik AG
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Priority to DE59800028T priority patent/DE59800028D1/de
Priority to ES98101720T priority patent/ES2138467T3/es
Priority to EP98101720A priority patent/EP0915032B1/de
Priority to US09/241,406 priority patent/US6123233A/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/10—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/54—Gates or closures
    • B65D90/62—Gates or closures having closure members movable out of the plane of the opening
    • B65D90/626—Gates or closures having closure members movable out of the plane of the opening having a linear motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/24—Other details, e.g. assembly with regulating devices for restricting the stroke

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of the claim 1.
  • Outlet openings When using and processing bulk goods, they can be dosed discharged from containers and silos through outlet openings. These are at the Outlet opening, or at an emptying station on which the container with the outlet opening can be placed, operable outlet devices are arranged.
  • This Outlet devices comprise a housing part through the emerging bulk material in the further investment area. There is an upper part on the housing Opening or an inlet opening formed.
  • the closing member preferably comprises a conical guide surface, which faces the bulk material in the container and the bulk material when it flows out conducts against the annular outlet channel.
  • the outlet device preferably comprises an oscillating device, which makes the closing member oscillate.
  • the actuator comprises a piston-cylinder arrangement.
  • This piston-cylinder arrangement tends but with an asymmetrical load due to bulk material to jam.
  • the leadership this arrangement is defined by an annular area of the piston and an annular area given in the implementation of the piston from the cylinder part. Because the distance of these two guide areas is the smallest when the closure member is lifted off leadership stability is smallest when, due to the Swinging movement of the closing device and the movements of the bulk material force are largest across the piston axis.
  • Another disadvantage is that the Guide areas as sealing areas during piston movements high frictional forces produce. Therefore, both the lifting and the touchdown movement must be done by means of Pressurization of the respective piston side can be actuated. That means it must a bilaterally actuable piston-cylinder arrangement with the corresponding Control can be used.
  • the invention is based on the object of an outlet device for metering Skipping bulk to find that is simple, not jammed, and quick locking ensures.
  • a rolling membrane is so thin and flexible can that the internal resistance to the deformation required during piston movement is very small. Accordingly, with a piston-cylinder arrangement in which the piston is connected to the cylinder via a roller membrane, an extremely short one Capping time can be guaranteed. This means that after the termination of the Pressurizing the space sealed off by the membrane between the Cylinder and the piston, the piston slides down substantially unimpeded. Comparisons have shown that when using a bellows, a shutter speed of up to to 2 seconds and when using a roller membrane a shutter speed of only 0.2 seconds can occur. When using a rolling membrane, the rolling membrane should only perform the sealing function between the cylinder and piston.
  • the piston-cylinder arrangement therefore includes a linear guide unit with constant guiding properties independent of the piston position. This prevents jamming.
  • This linear guide unit includes for example a rod which is guided in a guide sleeve. The should Always extend the rod completely through the guide sleeve in each piston position.
  • the Leadership leaves essentially no or only so little play that the rolling membrane between the outer surface of the piston and the inner surface of the cylinder can, or that the rolling behavior of the membrane is not impaired.
  • the actuator is simple and functionally reliable even with little maintenance. Since the closing is passive, is the control, or the supply with pressurized fluid, is extremely simple. In addition can the linear guide device with little effort for each system desired maximum lifting height can be set. It is also possible this maximum Design the lifting height to be automatically adjustable. If the passage opening or the Lifting height can be adjusted according to the respective bulk material or its emptying resistance precise dosing is also possible for different bulk materials.
  • connection lips 3 for connection formed the connection area of a container.
  • the outlet device shown attachable containers have an outlet opening at the bottom, which are closed by a closure member placed on the inside of the container is.
  • An outlet device 1 connected to a container can such closure member can be lifted off the outlet opening.
  • the exit opening the container an inlet opening 4, or an upper opening of the Associated housing part 2, so that when the closure member is lifted bulk material gets from the container into the housing part 2.
  • an actuator for lifting and lowering the locking device is an actuator with a piston-cylinder arrangement 5 provided. It goes without saying that the outlet device too can be formed as part of a container or a silo.
  • the piston-cylinder arrangement 5 consists of a lower cylinder part 6 on the one sleeve-shaped upper cylinder part 7 is placed. Between the two cylinder parts 6, 7, an annular first fastening region 8 is formed for a rolling membrane 9. In the two cylinder parts 6, 7 there is a piston part 10 with a cylindrical outer surface 11 arranged. On the piston part 10 there is a second fastening area 12 for the Roll membrane 9 provided. In the illustrated embodiment, this is the second Fastening area 12 on the lower end face of the piston part 10 circular inner edge of the rolling membrane with an annular clamping element 13 clamped on the piston part 10.
  • the rolling area of the rolling membrane 9 leads from second fastening area in a gap area 14 between the piston and the Cylinder parts 10 and 7 slightly upwards to a folding area 15 of the membrane 9 and from there down to the first fastening area 8.
  • the gap area is like this formed that the rolling membrane 9 substantially when the piston part 10 moves can perform smooth rolling movements. or the transfer area 15 unhindered can be moved up and down.
  • a gap width that is too large is not practical, because then the forces from the pressure fluid on the transfer area 15 due to the small Thickness of the rolling membrane 9 could lead to undesirable deformations.
  • One to the Roll membrane 9 adapted gap width ensures a defined rolling behavior the rolling diaphragm 9. By tightly connecting the rolling diaphragm 9 to the piston part 10 and the cylinder parts 6, 7, it is ensured that the cylinder interior when Piston part 10 is tightly sealed to the outside.
  • a linear guide unit is used to exactly guide the movement of the piston part 10 in the cylinder 6, 7 16 provided with a sleeve part 17 and a rod 18 guided therein.
  • the piston part 10 is fastened to the rod 18 in the region of a first notch 18a.
  • a first ring part 19 connectable to the piston part 10 on the first notch 18a set.
  • a seal 20 is arranged between the rod 18 and the piston part 10.
  • the sleeve part 17 is tightly connected to the lower cylinder part 6 and so arranged that the axis of the sleeve part 17 coincides with the axis of the cylinder part 6. In the illustrated embodiment is in both end regions of the sleeve part 17 each a guide bush 17a, 17b arranged.
  • the rod 18 always extends completely through the sleeve part 17. This ensures that the leadership qualities for all possible Piston positions remain the same. It is a precise and unclampable Guide. With a longitudinal groove 18c in the rod and one from the sleeve 17 into the groove 18c projecting pin 18d is an anti-rotation device between the rod 18 and the sleeve part 17 scored. Around a sufficiently long management area even with a small overall height to enable, the sleeve part 17 extends through the interior of the cylinder part 6. So that the lower end of the piston part 10 is still close to the lower Cylinder end surface is movable, is a central recess in the piston part 10 trained for the sleeve part.
  • the rod 18 In the lower end region of the rod 18 there is at least one stop, preferably but can be attached to different rod positions. There are second notches in the rod 18b trained. According to the desired maximum stroke, the Installation in a notch 18b, a snap ring 21 is inserted, on which a stop sleeve 22 can be set. The stop sleeve 22 strikes when the maximum is reached Hubes against an elastic damping element 23 at the lower end of the sleeve part 17 is arranged. In order to seal the sleeve part 17 tightly downwards there is attached an end sleeve 24 which is dimensioned such that the rod 18 also there is space in the lowest piston position. To get the maximum stroke even after assembly, It may be necessary to be able to adjust, especially during operation an adjustable stop device described below with reference to FIG. 2 intended.
  • a plate or a first disk 25 is attached to the upper end region of the rod 18. Via elastic connecting elements 26 there is one on the first disk 25 overlying plate, or a second disc 27 attached. On the second disc 27 is a vibrating device 28 and a conical cover 29 is mounted above it. The upper edge region of an annular one runs around the outside of the second disk 27 Inflatable seal 30 which interacts with a closure member to be lifted off and makes the inlet opening 4 or the upper opening closable in a dust-tight manner.
  • the Closing member accessible from below is adapted to the shape of the cover 29. It goes without saying that the cover 29 also directly covers the closing member could form, especially if the outlet device as part a silo is formed.
  • the closing member can be from the vibrating device are set in vibration.
  • the connecting elements 26 selected so that a sufficiently strong swing of the Closing member, or the cover 29, also with the substantially fixed first disc 25 is possible.
  • an elastic seal 31 is provided extends from the cover 29 to the cylinder parts 6, 7.
  • the bracket of the actuator or the piston-cylinder arrangement 5 is done at least in part by means of four tubular struts 32. These struts 32 are simultaneous designed as fluid lines.
  • the fluid line of a strut 32 is Feed line 33 inserted through a bore 34 in the first cylinder part 6 in the Interior leads.
  • a connecting line 36 connected to the vibrating device 28.
  • the vibrating device 28 releases pressurized fluid that flows through a discharge line 37, a connection bore 35 'and through the interior of a strut 32 from the interior of the housing part 2 is dissipated.
  • the inflatable seal 30 is also pressurized by a Strut 32.
  • the vibrating device preferably requires a minimum feed pressure that only at the end of the lifting process, that is when the stop sleeve 22 abuts the stop, is achieved.
  • the pressure in the supply line 33 reduced to ambient pressure, or the pressure fluid can be drained.
  • Pressurized fluid is preferably compressed air. Because the reset movement is due to due to the easy mobility of the rolling membrane without active actuation gravity takes place extremely quickly, the control can be very simple, in essentially with a valve that connects the supply line alternatively to the pressure source or connects the environment.
  • Fig. 2 shows an embodiment with a lifting height adjustment device 40 it enables the lifting height that can be achieved when opening, if necessary before or during Open to adjust each.
  • a lifting height adjustment device 40 instead of one on rod 18 in different positions lockable stop sleeve 22, is one with your internal thread in an external thread 41 of the rod 18 matching continuously adjustable stop sleeve 22 'is provided.
  • a motor preferably a pneumatic motor 42 with an axis of rotation 43 coinciding with the rod axis in the end sleeve 24 arranged.
  • the housing of the motor 42 is fixed with the end sleeve 24 and / or firmly connected to the sleeve part 17.
  • the pneumatic motor 42 does a drive shaft 44 can be driven in both directions of rotation.
  • a disk part 45 On the drive axle 44 a disk part 45 and attached to this a driving sleeve 46.
  • a longitudinal slot 47 is formed, into which a radially projecting groove part 48 engages the stop sleeve 22 '.
  • the driving sleeve 46 rotates, the groove part 48 rotated in the longitudinal slot 47.
  • the stop sleeve 22 ' moves on the External thread 41 of the rod 18 along its longitudinal direction. Moves accordingly the groove part 48 along the longitudinal slot 47.
  • the maximum stroke of the rod 18 depends on the respective position of the stop sleeve 22 'and is applied the stop sleeve 22 'reaches a stroke stop 49 of the sleeve part 17.
  • a Rotating the rod 18 and accordingly a rotation of the rolling membrane 9 is preferably prevented by an anti-rotation device.
  • the driving sleeve 46 is rotatably mounted in the sleeve part 17 with little play. Therefore can between the stop sleeve 22 'and and the inside of the driving sleeve 46th an exact guide area 17b 'for the opening and closing movement of the rod 18 are trained. With the guide area 17b 'and the guide sleeve 17a an exact straight guidance of the rod 18 can be ensured.
  • This exact Leadership is in the combination of the lifting height adjustment device 40 with the piston-cylinder arrangement 5, which comprises a rolling membrane 9, advantageous and easy to achieve.
  • a flexible bellows arrangement results from the lack of rigid ones Guide (cf. EP 049 992 B1) Problems with the mounting of the motor 42.
  • three lines 50 are not one valve device shown by one of the four tubular struts 32, the lower Cylinder part 6, the sleeve part 17 and a connection arrangement 51 for pneumatic Motor 42 out.
  • Two lines 50 are used as feed lines, with the Adjustment of the stop acted upon one of these feed lines 50 with compressed air becomes. Both feed lines are opposite directions of rotation assigned to the pneumatic motor.
  • the third line 50 is used as an outlet line for Air exiting the engine 42 is used.
  • a control device To achieve the valve device To be able to actuate a desired stop position is a control device provided, which preferably also includes a position detection unit.
  • a rotational position sensor 52 makes the current rotational position the drive shaft 44, or the driving sleeve 46, and thus the position the stop sleeve 22 'can be detected.
  • the rotational position sensor 52 is based on a magnetic, inductive or optical measuring methods. It goes without saying that too the position of the stop sleeve 22 'on the rod 18 could be detected directly.
  • the embodiment according to FIG. 2 is particularly advantageous because it is very precise Dosing enables.
  • the roll membrane ensures a quick closing movement and the automatic stroke adjustment ensures an adjustable flow cross-section. Now if the flow opening is closed for a small bulk material flow can take place at a precisely defined point in time, so the carried out are correct Quantities match the desired quantities.
  • the dosing processes are through that exact setting of a desired stroke and a desired opening time exactly reproducible. In order to dispense large dosing quantities precisely in a short time, the Stroke during the discharge process, so that at the beginning a large one and a small flow of bulk material is generated before closing.

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Abstract

Eine Auslassvorrichtung zum dosierbaren Auslassen von Schüttgut aus einem Aufnahmebereich, umfasst einen Gehäuseteil (2), durch den das Schüttgut bei geöffnetem Verschliessorgan durchströmt, und eine am Gehäuseteil (2) gelagerte Betätigungsvorrichtung zum Heben und Senken des Verschliessorganes. Die Betätigungsvorrichtung umfasst eine Kolben-Zylinder-Anordnung (5) mit einer Rollmembrane (9) und eine Linearführungseinheit (16), die eine exakte Führung gewährleistet. Die Rollmembrane (9) kann so dünn und beweglich ausgebildet werden, dass der innere Widerstand gegen die bei der Kolbenbewegung nötige Verformung sehr klein ist. Entsprechend kann mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung, bei der der Kolben (10) über eine Rollmembrane (9) mit dem Zylinder (6,7) verbunden ist, eine äusserst kurze Verschliesszeit gewährleistet werden. Das hiesst, dass nach der Beendigung der Druckbeaufschlagung des von der Rollmembrane (9) abgeschlossenen Raumes zwischen dem Zylinder (6,7) und dem Kolben (10), der Kolben (10) im wesentlichen ungehindert nach unten rutscht. Beim Einsatz einer Rollmembrane (9) übernimmt die Rollmembrane (9) nur die Dichtungsfunktion zwischen Zylinder (6,7) und Kolben (10). Die Führung erfolgt getrennt vom Bereich mit der Rollmembrane (9) durch eine Linearführungseinheit (16) mit konstanter, von der Kolbenposition unabhängiger Führungseigenschaft. Ein Verklemmen wird dadurch verhindert. Die Linearführungseinheit (16) kann vorteilhaft mit einer automatischen Hubhöhen-Verstellvorrichtung ergänzt werden, so dass die Dosiereigenschaft noch weiter verbessert wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei der Verwendung und Verarbeitung von Schüttgütern werden diese dosierbar durch Austrittsöffnungen aus Behältern und Silos ausgetragen. Dazu sind an der Austrittsöffnung, oder an einer Entleerstation auf die der Behälter mit der Austrittsöffnung aufsetzbar ist, betätigbare Auslassvorrichtungen angeordnet. Diese Auslassvorrichtungen umfassen einen Gehäuseteil durch den austretendes Schüttgut in den weiterführenden Anlagebereich gelangt. Am Gehäuseteil ist eine obere Öffnung bzw. eine Eintrittsöffnung ausgebildet. Am Gehäuseteil ist eine Betätigungsvorrichtung gelagert, die im wesentlichen zentral im Gehäuseteil angeordnet ist und ein Verschliessorgan von der Eintrittsöffnung abhebbar und auf diese aufsetzbar macht. Im abgehobenen Zustand führt ein ringförmiger Austrittskanal vom Behälterinnern in den Gehäuseteil. Im aufgesetzten Zustand ist der Behälter verschlossen. Das Verschliessorgan umfasst vorzugsweise eine konischen Leitfläche, die dem Schüttgut im Behälter zugewandt ist und das Schüttgut beim Ausströmen gegen den ringförmigen Austrittskanal leitet. Um eine Brückenbildung im Schüttgut zu verhindern, umfasst die Auslassvorrichtung vorzugsweise eine Schwingeinrichtung, die das Verschliessorgan in eine Schwingbewegung versetzbar macht.
Aus der EP 045 163 B1 und der WO 90/08724 sind Auslassvorrichtungen bekannt, deren Betätigungsvorrichtung eine Kolben-Zylinder-Anordnung umfasst. Diese Kolben-Zylinder-Anordnung neigt aber bei einer asymmetrischer Belastung durch Schüttgut zum Verklemmen. Die Führung dieser Anordnung ist durch einen Ringbereich des Kolbens und einen Ringbereich in der Durchführung des Kolbens aus dem Zylinderteil hinaus gegeben. Weil der Abstand dieser beiden Führungsbereiche bei abgehobenem Verschliessorgan am kleinsten ist, ist gerade dann die Führungsstabilität am kleinsten, wenn aufgrund der Schwingbewegung des Verschliessorgans und der Schüttgutbewegungen die Kräfte quer zur Kolbenachse am grössten sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Führungsbereiche als Dichtbereiche bei Kolbenbewegungen hohe Reibungskräfte erzeugen. Deshalb muss sowohl die Abheb- als auch die Aufsetzbewegung mittels Druckbeaufschlagung der jeweiligen Kolbenseite betätigt werden. Das heisst, es muss eine zweiseitig betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnung mit der entsprechenden Steuerung eingesetzt werden.
Aus der EP 049 992 B1 ist eine Lösung bekannt, die die Verklemmungsgefahr der oben beschriebenen Auslassvorrichtung dadurch beseitigt, dass auf eine starre Führung verzichtet wird. Die Betätigung erfolgt mit mindestens einem druckbeaufschlagbaren Balg, der zwischen einer mit dem Gehäuseteil verbundenen Stützstruktur und dem Verschliessorgan eingesetzt ist. Durch das Zuführen von druckbeaufschlagtem Fluid wird der Balg in Längsrichtung ausgedehnt und das Verschliessorgan abgehoben. Mit durch Führungslöcher geführten Stäben wird eine zu starke Beweglichkeit des Balges quer zu seiner Längsachse verhindert. Zum Verschliessen der Eintrittsöffnung wird die Druckbeaufschlagung unterbrochen, so dass der Balg aufgrund des Gewichtes der über dem Balg angeordneten Teile der Auslassvorrichtung und des Verschlussorgans wieder zusammengepresst wird. Es hat sich nun gezeigt, dass die so erzielbaren Verschliesszeiten zwischen dem Auslösen des Verschliessvorganges und dem vollständigen Verschliessen der Eintrittsöffnung zu gross sind, um ein genaues Dosieren zu gewährleisten. Das langsame Verschliessen wird durch den hohen inneren Verformungs-Widerstand der druckbeaufschlagbaren Bälge verursacht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Auslassvorrichtung zum dosierbaren Auslassen von Schüttgut zu finden, die einfach aufgebaut ist, nicht verklemmt und ein schnelles Verschliessen gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.
Es wurde erkannt, dass eine Rollmembran so dünn und beweglich ausgebildet werden kann, dass der innere Widerstand gegen die bei der Kolbenbewegung nötige Verformung sehr klein ist. Entsprechend kann mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung, bei der der Kolben über eine Rollmembran mit dem Zylinder verbunden ist, eine äusserst kurze Verschliesszeit gewährleistet werden. Das heisst, dass nach der Beendigung der Druckbeaufschlagung des von der Membrane abgeschlossenen Raumes zwischen dem Zylinder und dem Kolben, der Kolben im wesentlichen ungehindert nach unten rutscht. Vergleiche haben gezeigt, dass beim Einsatz eines Balges eine Verschlusszeit von bis zu 2 Sekunden und beim Einsatz einer Rollmembrane eine Verschlusszeit von lediglich 0.2 Sekunden auftreten kann. Beim Einsatz einer Rollmembrane soll die Rollmembrane nur die Dichtungsfunktion zwischen Zylinder und Kolben übernehmen. Die Führung soll nicht im Bereich der Rollmembrane erfolgen, weil diese sonst einer unerwünschten Reibungsbeanspruchung ausgesetzt würde und entsprechend auch der Schliessvorgang verlangsamt würde. Deshalb umfasst die Kolben-Zylinder-Anordnung eine Linearführungseinheit mit konstanter, von der Kolbenposition unabhängiger Führungseigenschaft. Ein Verklemmen wird dadurch verhindert. Diese Linearführungseinheit umfasst beispielsweise einen Stab der in einer Führungshülse geführt ist. Dabei soll sich der Stab in jeder Kolbenlage immer vollständig durch die Führungshülse erstrecken. Die Führung lässt im wesentlichen kein, bzw. nur so wenig Spiel, dass die Rollmembran zwischen der Kolbenaussenfläche und der Zylinderinnenfläche nicht eingeklemmt werden kann, bzw. dass das Rollverhalten der Membrane nicht beeinträchtigt ist.
Mit dem passiven äusserst schnellen und störungsfreien Schliessverhalten, kann ein exaktes Dosieren gewährleistet werden. Die Betätigungsvorrichtung ist einfach aufgebaut und auch mit wenig Wartung funktionssicher. Da das Schliessen passiv erfolgt, ist auch die Steuerung, bzw. die Speisung mit Druckfluid, äusserst einfach aufgebaut. Zudem kann an der Linearführungsvorrichtung mit kleinem Aufwand für jede Anlage die gewünschte maximale Hubhöhe eingestellt werden. Es ist auch möglich diese maximale Hubhöhe automatisch verstellbar auszubilden. Wenn die Durchtrittsöffnung bzw. die Hubhöhe entsprechend dem jeweiligen Schüttgut, bzw. dessen Entleerwiderstand, einstellbar ist, so wird ein genaues Dosieren auch für verschiedene Schüttgüter möglich.
Die Zeichnungen erläutern die erfindungsgemässe Auslassvorrichtung anhand eines Ausführungsbeispieles. Dabei zeigt
Fig. 1
einen vertikalen Schnitt durch eine Auslassvorrichtung, die auf der linken Seite bei maximaler Öffnung und auf der rechten Seite im verschlossenen Zustand gezeigt ist, und
Fig. 2
einen vertikalen Schnitt durch eine Auslassvorrichtung, mit einer Hubhöhen-Verstellvorrichtung
Fig. 1 zeigt eine Auslassvorrichtung 1 mit einem kegelmantelförmigen Gehäuseteil 2. Am oberen Ende des Gehäuseteiles 2 sind Anschlusslippen 3 zum Anschliessen an den Anschlussbereich eines Behälters ausgebildet. Die auf die dargestellte Auslassvorrichtung aufsetzbaren Behälter haben eine untenliegende Austrittsöffnung, die von einem vom Behalterinneren her aufgesetzten Verschliessorgan verschlossen ist. Eine an einen Behälter angeschlossene Auslassvorrichtung 1 macht ein solches Verschliessorgan von der Austrittsöffnung abhebbar. Dabei ist der Austrittsöffnung des Behälters eine Eintrittsöffnung 4, bzw. eine obere Öffnung des Gehäuseteiles 2 zugeordnet, so dass bei abgehobenem Verschliessorgan Schüttgut aus dem Behälter in den Gehäuseteil 2 gelangt. Zum Heben und Senken des Verschliessorganes ist eine Betätigungsvorrichtung mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung 5 vorgesehen. Es versteht sich von selbst, dass die Auslassvorrichtung auch als Teil eines Behälters oder eines Silos ausgebildet sein kann.
Die Kolben-Zylinder-Anordnung 5 besteht aus einem unteren Zylinderteil 6 auf den ein hülsenförmiger oberer Zylinderteil 7 aufgesetzt ist. Zwischen den beiden Zylinderteilen 6, 7 ist ein ringförmiger erster Befestigungsbereich 8 für eine Rollmembrane 9 ausgebildet. In den beiden Zylinderteilen 6, 7 ist ein Kolbenteil 10 mit zylindrischer Aussenfläche 11 angeordnet. Am Kolbenteil 10 ist ein zweiter Befestigungsbereich 12 für die Rollmembrane 9 vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform liegt dieser zweite Befestigungsbereich 12 an der unteren Stirnseite des Kolbenteiles 10. Dort wird die kreisförmige Innenberandung der Rollmembrane mit einem ringförmigen Klemmelement 13 am Kolbenteil 10 festgeklemmt. Der Rollbereich der Rollmembrane 9 führt vom zweiten Befestigungsbereich in einem Spaltbereich 14 zwischen dem Kolben-und dem Zylinderteil 10 und 7 etwas nach oben zu einem Umlegebereich 15 der Membrane 9 und von dort nach unten zum ersten Befestigungsbereich 8. Der Spaltbereich ist so ausgebildet, dass die Rollmembran 9 bei Bewegungen des Kolbenteils 10 im wesentlichen reibungsfreie Rollbewegungen durchführen kann. bzw. der Umlegebereich 15 ungehindert auf- und abbewegbar ist. Eine zu grosse Spaltweite ist nicht zweckmässig, weil dann die Kräfte vom Druckfluid auf den Umlegebereich 15 aufgrund der kleinen Dicke der Rollmembran 9 zu unerwünschten Verformungen führen könnten. Eine an die Rollmembrane 9 angepasste Spaltweite gewährleistet ein definiertes Abrollverhalten der Rollmembrane 9. Durch das dichte Verbinden der Rollmembrane 9 mit dem Kolbenteil 10 und den Zylinderteilen 6, 7, wird gewährleistet, das der Zylinderinnenraum beim Kolbenteil 10 nach aussen dicht abgeschlossen ist.
Um die Bewegung des Kolbenteils 10 im Zylinder 6, 7 exakt zu führen, ist eine Linearführungseinheit 16 mit einem Hülsenteil 17 und einem darin geführten Stab 18 vorgesehen. Der Kolbenteil 10 ist im Bereich einer ersten Kerbe 18a am Stab 18 befestigt. Dabei ist ein mit dem Kolbenteil 10 verbindbarer erster Ringteil 19 an der ersten Kerbe 18a festgesetzt. Zwischen dem Stab 18 und dem Kolbenteil 10 ist eine Dichtung 20 angeordnet. Der Hülsenteil 17 ist dicht mit dem unteren Zylinderteil 6 verbunden und so angeordnet, dass die Achse des Hülsenteils 17 mit der Achse des Zylinderteils 6 übereinstimmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist in beiden Endbereichen des Hülsenteils 17 je eine Führungsbüchse 17a, 17b angeordnet. Es versteht sich von selbst, dass gegebenenfalls auch nur eine genügend ausgedehnte Führungsbüchse angeordnet werden könnte. Der Stab 18 erstreckt sich immer vollständig durch den Hülsenteil 17. Dadurch wird gewährleistet, dass die Führungseigenschaften für alle möglichen Kolbenlagen gleich bleiben. Es handelt sich um eine präzise und unverklemmbare Führung. Mit einer Längsnut 18c im Stab und einem von der Hülse 17 in die Nut 18c ragenden Bolzen 18d wird eine Verdrehsicherung zwischen dem Stab 18 und dem Hülsenteil 17 erzielt. Um einen genügend langen Führungsbereich auch bei kleiner Bauhöhe zu ermöglichen, erstreckt sich das Hülsenteil 17 durch den Innenraum des Zylinderteils 6. Damit die untere Stirnseite des Kolbenteils 10 trotzdem nahe zur unteren Zylinderabschlussfläche bewegbar ist, ist im Kolbenteil 10 eine zentrale Ausnehmung für das Hülsenteil ausgebildet.
Im unteren Endbereich des Stabes 18 ist ein Anschlag zumindest an einer, vorzugsweise aber an verschiedenen, Stabposition befestigbar. Dazu sind im Stab zweite Kerben 18b ausgebildet. Entsprechend des gewünschten maximalen Hubes wird bei der Montage in eine Kerbe 18b ein Sprengring 21 eingesetzt, auf den eine Anschlagshülse 22 gesetzt werden kann. Die Anschlagshülse 22 schlägt beim Erreichen des maximalen Hubes gegen ein elastisches Dämpfungselement 23 das am unteren Ende des Hülsenteiles 17 angeordnet ist. Um das Hülsenteil 17 nach unten dicht zu verschliessen ist dort eine Abschlusshülse 24 befestigt, die so dimensioniert ist, dass der Stab 18 auch in der untersten Kolbenlage Platz findet. Um den maximalen Hub auch nach der Montage, insbesondere während des Betriebs, verstellen zu können, ist gegebenenfalls eine nachfolgend anhand der Fig. 2 beschriebene verstellbare Anschlagsvorrichtung vorgesehen.
Am oberen Endbereich des Stabes 18 ist eine Platte, bzw. eine erste Scheibe 25 befestigt. Über elastische Verbindungselemente 26 ist an der ersten Scheibe 25 eine darüberliegende Platte, bzw. eine zweite Scheibe 27 befestigt. Auf der zweiten Scheibe 27 ist eine Schwingvorrichtung 28 und darüber eine kegelförmige Abdeckung 29 montiert. Aussen um die zweite Scheibe 27 verläuft der obere Randbereich einer ringförmigen Blähdichtung 30, die mit einem abzuhebenden Verschliessorgan zusammenwirkt und die Eintrittsöffnung 4, bzw. die obere Öffnung staubdicht verschliessbar macht. Das von unten her zugängliche Verschliessorgan ist an die Form der Abdeckung 29 angepasst. Es versteht sich von selbst, dass auch die Abdeckung 29 direkt das Verschliessorgan bilden könnte, dies insbesondere wenn die Auslassvorrichtung als Teil eines Silos ausgebildet ist. Im abgehobenen Zustand kann das Verschliessorgan von der Schwingvorrichtung in Schwingung versetzt werden. Dabei ist die Verformbarkeit der Verbindungselemente 26 so gewählt, dass ein genügend starkes Schwingen des Verschliessorganes, bzw. der Abdeckung 29, auch mit der im wesentlichen festen ersten Scheibe 25 möglich ist. Um die Kolben-Zylinder-Anordnung gegen durchströmendes Schüttgut dicht abzutrennen, ist eine elastische Abdichtung 31 vorgesehen, die sich von der Abdeckung 29 zu den Zylinderteilen 6, 7 erstreckt.
Die Halterung der Betätigungseinrichtung bzw. der Kolben-Zylinder-Anordnung 5 erfolgt zumindest teilweise mittels vier rohrförmigen Streben 32. Diese Streben 32 sind gleichzeitig als Fluidleitungen ausgebildet. Dabei wird die Fluidleitung einer Strebe 32 als Zuleitung 33 eingesetzt, die durch eine Bohrung 34 im ersten Zylinderteil 6 in dessen Innenraum führt. An eine mit der Zuleitung 33 verbundene Anschlussbohrung 35 wird eine Verbindungsleitung 36 zur Schwingvorrichtung 28 angeschlossen. Die Schwingvorrichtung 28 gibt Druckfluid ab, das über eine Abführleitung 37, eine Anschlussbohrung 35' und durch das Innere einer Strebe 32 aus dem Inneren des Gehäuseteiles 2 abgeführt wird. Die Druckbeaufschlagung der Blähdichtung 30 erfolgt auch durch eine Strebe 32.
Um mit einfachen Mitteln zu gewährleisten, dass bei einem Auslasszyklus zuerst das Verschliessorgan abgehoben und dann die Schwingvorrichtung in Schwingung versetzt wird, benötigt die Schwingvorrichtung vorzugsweise einen minimalen Speisedruck, der erst am Ende des Hubvorganges, also wenn die Anschlagshülse 22 am Anschlag ansteht, erreicht wird. Am Ende des Auslasszyklus muss lediglich der Druck in der Zuleitung 33 auf Umgebungsdruck reduziert, bzw. das Druckfluid abgelassen werden. Als Druckfluid wird vorzugsweise Druckluft verwendet. Weil die Rückstellbewegung aufgrund der leichten Beweglichkeit der Rollmembran ohne aktive Betätigung lediglich aufgrund der Schwerkraft äusserst schnell erfolgt, kann die Steuerung sehr einfach, im wesentlichen mit einem Ventil, das die Zuleitung alternativ mit der Druckquelle oder mit der Umgebung verbindet, erfolgen.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit einer Hubhöhen-Verstellvorrichtung 40, die es ermöglicht, die beim Öffnen erzielbare Hubhöhe bei Bedarf vor oder auch während dem Öffnen jeweils zu verstellen. Anstelle einer am Stab 18 in verschiedenen Positionen festsetzbaren Anschlagshülse 22, ist eine mit Ihrem Innengewinde in ein Aussengewinde 41 des Stabes 18 passende kontinuierlich verstellbare Anschlagshülse 22' vorgesehen. Um eine verschraubungsbedingte Verschiebung der Anschlagshülse 22' entlang der Stabachse zu erzielen, ist ein Motor, vorzugsweise ein pneumatischer Motor 42 mit einer mit der Stabachse zusammenfallenden Drehachse 43 in der Abschlusshülse 24 angeordnet. Dabei ist das Gehäuse des Motors 42 fest mit der Abschlusshülse 24 und/oder fest mit dem Hülsenteil 17 verbunden. Der pneumatische Motor 42 macht eine Antriebsachse 44 in beide Drehrichtungen antreibbar. An der Antriebsachse 44 ist ein Scheibenteil 45 und an diesem eine Mitnehmerhülse 46 befestigt. In der Mitnehmerhülse 46 ist ein Längsschlitz 47 ausgebildet, in den ein radial vorstehendes Nutteil 48 der Anschlagshülse 22' eingreift. Bei drehender Mitnehmerhülse 46 wird das Nutteil 48 im Längsschlitz 47 mitgedreht. Dabei bewegt sich die Anschlagshülse 22' auf dem Aussengewinde 41 des Stabes 18 entlang dessen Längsrichtung. Entsprechend verschiebt sich das Nutteil 48 entlang des Längsschlitzes 47. Der maximale Hub des Stabes 18 hängt von der jeweiligen Lage der Anschlagshülse 22' ab und wird beim Anliegen der Anschlagshülse 22' an einem Hubanschlag 49 des Hülsenteils 17 erreicht. Ein Mitdrehen des Stabes 18 und entsprechend eine Verdrehung der Rollmembrane 9 wird vorzugsweise von einer Verdrehsicherung verhindert.
Die Mitnehmerhülse 46 ist im Hülsenteil 17 mit wenig Spiel drehbar gelagert. Daher kann zwischen der Anschlagshülse 22' und und der Innenseite der Mitnehmerhülse 46 ein exakter Führungsbereich 17b' für die Öffnungs- und Schliessbewegung des Stabes 18 ausgebildet werden. Mit dem Führungsbereich 17b' und der Führungsbüchse 17a kann eine exakte Geradführung des Stabes 18 gewährleistet werden. Diese exakte Führung ist in der Kombination der Hubhöhen-Verstellvorrichtung 40 mit der Kolben-Zylinder-Anordnung 5, die eine Rollmembrane 9 umfasst, vorteilhaft und einfach erzielbar. Bei einer flexiblen Balg-Anordnung ergeben sich aufgrund der fehlenden starren Führung (vgl. EP 049 992 B1) Probleme mit der Lagerung des Motors 42.
Um den pneumatischen Motor 42 anzutreiben, sind drei Leitungen 50 von einer nicht dargestellten Ventilvorrichtung durch eine der vier rohrförmigen Streben 32, das untere Zylinderteil 6, das Hülsenteil 17 und eine Anschlussanordnung 51 zum pneumatischen Motor 42 geführt. Zwei Leitungen 50 werden als Speiseleitungen eingesetzt, wobei zur Verstellung des Anschlages jeweils eine dieser Speiseleitungen 50 mit Druckluft beaufschlagt wird. Beiden Speiseleitungen sind je die entgegengesetzten Drehrichtungen des pneumatischen Motors zugeordnet. Die dritte Leitung 50 wird als Austrittsleitung für aus dem Motor 42 austretende Luft eingesetzt. Um die Ventilvorrichtung zur Erzielung einer gewünschten Anschlagsposition betätigen zu können, ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die vorzugsweise auch eine Positionserfassungseinheit umfasst. In der dargestellten Ausführungsform macht ein Drehlagensensor 52 die aktuelle Verdrehungslage der Antriebsachse 44, bzw. der Mitnehmerhülse 46, und somit die Position der Anschlagshülse 22' erfassbar. Der Drehlagensensor 52 basiert auf einem magnetischen, induktiven oder optischen Messverfahren. Es versteht sich von selbst dass auch direkt die Position der Anschlagshülse 22' auf dem Stab 18 erfasst werden könnte.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist besonders vorteilhaft, weil sie ein sehr genaues Dosieren ermöglicht. Die Rollmembran gewährleistet eine schnelle Schliessbewegung und die automatische Hubverstellung gewährleistet einen einstellbaren Durchflussquerschnitt. Wenn nun bei einem kleinen Schüttgutfluss das Schliessen der Durchflussöffnung in einem exakt definierten Zeitpunkt erfolgen kann, so stimmen die ausgetragenen Mengen mit den gewünschten Mengen überein. Die Dosiervorgänge sind durch das exakte Einstellen eines gewünschten Hubes und einer gewünschten Öffnungszeit exakt reproduzierbar. Um in kurzer Zeit grosse Dosiermengen exakt auszutragen, kann der Hub während des Austragsvorganges verstellt werden, so dass am Anfang ein grosser und vor dem Schliessen ein kleiner Schüttgutfluss erzeilt wird.

Claims (9)

  1. Auslassvorrichtung zum dosierbaren Auslassen von Schüttgut aus einem Aufnahmebereich, bestehend aus einem Verschliessorgan und einem Gehäuseteil (2), durch den das Schüttgut bei geöffnetem Verschliessorgan strömt, sowie einer am Gehäuseteil (2) gelagerten Betätigungsvorrichtung, die mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung (5) das Verschliessorgan heb- und absenkbar macht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung (5) einen nach oben offenen Zylinder (6,7), eine Rollmembrane (9) zur Abdichtung des Spaltbereiches zwischen der Zylinderinnenfläche und der Kolbenaussenfläche (11) und eine Linearführungseinheit (16) zur Führung der Kolbenbewegung umfasst.
  2. Auslassvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung (5) einen becherförmigen Zylinderteil (6,7) mit einem ringförmigen ersten Befestigungsbereich (8) für die Rollmembrane(9) und einen Kolbenteil (10) mit einer zylindrischen Aussenfläche (11) und einem zweiten Befestigungbereich (12) für die Rollmembrane (9) umfasst, wobei die Rollmembrane (9) zumindest teilweise in einem engen Spaltbereich zwischen der Zylinderinnenfläche und der Kolbenaussenfläche (11) verläuft und diesen druckbelastbar dicht abschliesst.
  3. Auslassvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollmembrane (9) im Spaltbereich (14) einen ringförmigen Umlegebereich (15) umfasst, sowie so dünn und beweglich ist, dass der Umlegebereich (15) mit der Bewegung des Kolbenteils (10) im Spaltbereich (14) im wesentlichen widerstandsfrei abrollend, verschiebbar ist.
  4. Auslassvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungseinheit (16) einen dicht mit einem unteren Zylinderteil (6) verbundenen, an seiner freien Stirnseite dicht abgeschlossenen Hülsenteil (17) und einen mit dem Kolbenteil (10) verbundenen Stab (18) umfasst, wobei der Stab (18) in mindestens zwei voneinander beabstandeten, oder gegebenenfalls einer genügend ausgedehnten, Führungsbüchse (17a, 17b) im Hülsenteil (17) geführt ist.
  5. Auslassvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdrehsicherung zwischen dem Stab (18) und dem Hülsenteil (17) ausgebildet ist, vorzugsweise mit einer Längsnut (18c) im Stab und einem von der Hülse (17) in die Nut (18c) ragenden Bolzen (18d).
  6. Auslassvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlagselement (22) zum Festlegen eines maximalen Hubes in verschiedenen Positionen am Stab (18) festsetzbar ist.
  7. Auslassvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stab (18) und dem Hülsenteil (17) eine motorisch verstellbare Anschlagsvorrichtung angeordnet ist, die vorzugsweise einen pneumatischen Motor (42) umfasst, der eine Anschlagshülse (22') auf einem Aussengewinde (41) des Stabes (18) in einem Verstellbereich positionierbar macht.
  8. Auslassvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Kolbenteil (10) eine fest damit verbundene erste Scheibe (25) und oberhalb der ersten Scheibe (25) mittels elastischer Verbindungselemente (26) eine zweite Scheibe (27) sowie eine Schwingvorrichtung (28) und das Verschliessorgan oder eine Aufnahme (29) für das Verschliessorgan angeordnet sind, wobei um die zweite Scheibe (27) gegebenenfalls eine Blähdichtung (30) verläuft und vorzugsweise eine elastische Abichtung (31) von der Blähdichtung (30) zum Zylinderteil (6, 7) führt, um die Kolben-Zylinder-Anordung (5) vom Schüttgut zu trennen.
  9. Auslassvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fluidspeisung (33) mit der Zylinder-Kolben-Anordnung (5) und auch mit der Schwingvorrichtung (28) verbunden ist, wobei das dort freiwerdende Fluid durch eine Abführleitung (37, 35') aus dem Innern des Gehäuseteiles (2) abführbar ist.
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