EP1362787A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen eines Sackes mit Luftabsaugung - Google Patents

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EP1362787A1
EP1362787A1 EP03010024A EP03010024A EP1362787A1 EP 1362787 A1 EP1362787 A1 EP 1362787A1 EP 03010024 A EP03010024 A EP 03010024A EP 03010024 A EP03010024 A EP 03010024A EP 1362787 A1 EP1362787 A1 EP 1362787A1
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tube
dosing device
filling
closure member
filling tube
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Werner Schlösser
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    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/04—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles
    • B65B1/10—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles by rotary feeders
    • B65B1/12—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles by rotary feeders of screw type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B1/28—Controlling escape of air or dust from containers or receptacles during filling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B39/00—Nozzles, funnels or guides for introducing articles or materials into containers or wrappers
    • B65B39/04—Nozzles, funnels or guides for introducing articles or materials into containers or wrappers having air-escape, or air-withdrawal, passages

Definitions

  • the invention relates to a method for filling bags with pourable, in particular powdery material, by means of a metering device with a in the Sack submersible, vertical filling tube and a metering device for pourable, in particular powdery material with a vertical filling tube, which is a closure member Having at the lower end of the filling tube.
  • the filling tube is here with arranged at its upper end to a hopper.
  • the closure member comprises an adjustable in the direction of the vertical filling tube Verschiquekonus in an opening position releases an annular gap at the bottom of the Grerohes and in a closed position with its conical surface on an annular surface or annular edge on abuts the lower end of the filling tube.
  • the Verschnackegel can directly on a coaxially inserted rotationally driven screw conveyor be attached.
  • a method and a device of this type are known from DE 199 62 475 C2.
  • the bags to be filled up to a certain capacity of 90 to 95% of the nominal quantity quickly filled with a large volume flow the dispersion of the achieved Result may be relatively large, and then with a small flow rate ensuring accurate filling, just a few percentage points above the target quantity is.
  • a problem with previous filling techniques is that powdery materials accumulate during the filling process with air, and this in an automatic way on the way from the bunker via a weighing device into the feeding hopper, especially if an agitator is used in the hopper, the fluidity should receive. This compels disadvantageously to standing in the bag to bleed metered material before closing the bag. venting probes for this purpose, for example, from DE 34 14 218 C2. During the deaeration process, the volume of the filled material is reduced, so that an overlong sack flag is formed, which is before closing the Sakkes must first be shortened.
  • the venting of the bagged metered Makes material expendable is a procedure in which at least before filling with closed closure member from the material above the closure member via the inside of the filling tube Air is sucked off. This is a venting of the material immediately before the Outflow of the material from the filling tube instead, with this subsequently can no longer enrich with air. It should be noted that the filling tube already immersed in the bag opening or immediately above the bag opening ends. The bleeding should be done before the opening of the closing and can be continued during the outflow of material from the filling tube. This applies in particular to the process of coarse dosing and one if necessary following medium-rough flow of material.
  • air is introduced into the material via the inside of the filling tube, to increase the flowability. Since only very small amounts of this Material are supplied, the proportion of air is also negligible. This means that a venting of this low proportion of air then no longer must be done.
  • a device is characterized in that the filling tube a Outer tube and a strainer, which are coaxial with each other, wherein the annulus connected between outer tube and strainer with controllable Beerabsaugffenn is.
  • the annulus between outer tube and strainer with controllable Be connected air supply means should be close to the outlet arranged and effective of the closure member, which is over the whole Length of the filling tube or even extend over only a portion of the length.
  • the strainer tube can be supplemented axially by a closed inner tube become.
  • the air extraction or the air task preferably takes place in annular space Outer tube and inner tube instead.
  • the strainer is located directly above the closure member and to the sieve tube connects at the top an inner tube with approximately the same diameter.
  • the screen tube consists of several layers of wire mesh. It is provided that the mesh size of the layers of wire mesh increases from the inside out and that the mesh size of the inner layer a Minimum value of 1 micron and in particular between 1 and 5 microns.
  • the screen tube held by spacers in the outer tube is, which have axial openings. Between the sieve tube and the outer tube may be axial support body for the screen tube.
  • the closure member has a sealing cone with a conical surface facing upwards comprising, against a mounted at the lower end of the filling tube closure ring height adjustable rests.
  • a Conveying screw arranged, wherein the sealing cone on the surface of a Carries blading. This can be a fine dosage by rotating driving the closing cone are effected.
  • a filling tube 11 with a vertical axis A has at the upper end Anflanschsch 12 and at the lower end a closure member 13.
  • the Anflanschsch 12 consist of a Stub 14, a flange 15 and a sealing plate 16.
  • Stub 14 and sealing plate 16 form a funnel surface 17.
  • flange plate 15 and sealing plate 16 can be screwed together on a hopper.
  • a threaded bushing 19 inserted, which is secured against rotation with locking pins 20 is fixed in the socket 14.
  • On an outer tube 21 of the filling tube 11 is a threaded bushing 18 attached, which is screwed into the threaded bushing 19.
  • an inner tube 22 is inserted, which is shorter than the outer tube 21.
  • the inner tube 22 is centered in the outer tube 21 by means of centering rings 23, 24.
  • the centering rings each have axial openings 25, 26 in a uniform circumferential distribution.
  • the inner tube 22 carries at the upper end a connecting ring 29 and at the bottom End of a connecting ring 30.
  • an inventive screen tube 28 of about the same diameter as the inner tube 22.
  • the screen tube 28 is between a upper terminal ring 31 and a lower terminal ring 32 held with the Outer tube 21 annular gaps 33 and 34 form.
  • the strainer tube 28 is distributed by circumferentially Compression rods 35, 36 which are inserted between the connecting rings 31, 32, in Outer tube 21 centered and axially relieved.
  • the in Outer tube 21 is seated centered and is the part of the closure member, the inner tube 22 and the screen tube 28 when screwing the threaded bush 18 axially in the threaded bushing 19 braced against the nozzle 14.
  • the Stub 14 and the connecting ring 29 between the connecting rings 30 and 31 and between the terminal ring 32 and the end ring 27 each seals 45, 46th and 47 inserted.
  • the multi-part cone 37 comprises a lower retaining pin 40, a retaining plate 41, a split pin 42 and a cover 43 for the Securing pin 42.
  • the cone 37 is fixedly connected to a screw conveyor 44, which is rotatably driven and axially adjustable in the filling tube 11 is held.
  • the screw conveyor 44 is shown aborted above.
  • the filling tube 11 is in the region of Inner tube 22 and the outer tube 21 shown interrupted.

Abstract

Verfahren zum Befüllen eines Sackes mit schüttfähigem, insbesondere pulverigem Material, mittels einer Dosiervorrichtung mit einem in den Sack eintauchbaren vertikalen Füllrohr 11, das Anflanschmittel 12 am oberen Ende und ein Verschlußorgan 13 am unteren Ende des Füllrohres aufweist, wobei aus dem Material oberhalb des Verschlußorgans 13 über die Innenseite des Füllrohres 11 vor oder während dem Befüllen Luft abgesaugt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen von Säcken mit schüttfähigem, insbesondere pulverigem Material, mittels einer Dosiervorrichtung mit einem in den Sack eintauchbaren, vertikalen Füllrohr sowie eine Dosiervorrichtung für schüttfähiges, insbesondere pulveriges Material mit einem vertikalen Füllrohr, das ein Verschlußorgan am unteren Ende des Füllrohres aufweist. Das Füllrohr ist hierbei mit seinem oberen Ende an einem Aufgabetrichter angeordnet. Das Verschlußorgan umfaßt einen in Richtung des vertikalen Füllrohres verstellbaren Verschließkonus, der in einer Öffnungsstellung einen Ringspalt am unteren Ende des Füllrohes freigibt und in einer Schließstellung mit seiner Konusfläche an einer Ringfläche oder Ringkante am unteren Ende des Füllrohres anliegt. Der Verschließkegel kann dabei unmittelbar an einer koaxial einliegenden drehend antreibbaren Förderschnecke befestigt sein.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus der DE 199 62 475 C2 bekannt.
Beim Befüllen von Säcken mit schüttfähigem Material ist einerseits ein schnelles Befüllen der Säcke erwünscht, um die Kapazität einer Abfüllanlage zu steigern, andererseits ist eine genaue Dosierung erforderlich, da Füllmengen unter Sollwert unzulässig sind und Füllmengen mit zu großer Streuung über dem Sollwert unwirtschaftlich sind. Die beiden Forderungen nach schnellem Befüllen einerseits und genauer Dosierung andererseits stehen im Gegensatz zueinander, da ersteres einen großen Mengenstrom und letzteres einen kleinen Mengenstrom bedingt. Daher werden die zu befüllenden Säcke bis zu einer bestimmten Füllmenge von 90 bis 95 % der Sollmenge schnell mit einem großen Mengenstrom befüllt, wobei die Streuung des erzielten Ergebnisses relativ groß sein darf, und anschließend mit einem kleinen Mengenstrom eine genaue Befüllung sichergestellt, die nur wenige Prozentpunkte oberhalb der Sollmenge liegt.
Ein Problem bei bisherigen Befülltechniken besteht darin, daß pulverige Materialien sich während des Befüllvorgangs mit Luft anreichern, wobei dies auf selbsttätige Art auf dem Weg vom Bunker über eine Wägevorrichtung in den Aufgabetrichter erfolgt, insbesondere wenn im Aufgabetrichter ein Rührwerk eingesetzt ist, das die Fließfähigkeit erhalten soll. Dies zwingt in nachteiliger Weise dazu, das im Sack stehende abgemessene Material vor dem Verschließen des Sackes entlüften zu müssen. Entlüftungssonden für diesen Zweck sind beispielsweise aus der DE 34 14 218 C2 bekannt. Beim Entlüftungsvorgang reduziert sich das Volumen des eingefüllten Materials, so daß eine überlange Sackfahne entsteht, die vor dem Verschließen des Sakkes zunächst gekürzt werden muß.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Befüllen eines Sackes bereitzustellen, das ein Entlüften des im Sack stehenden abgemessenen Materials entbehrlich macht. Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren, bei dem zumindest vor dem Befüllen bei geschlossenem Verschlußorgan aus dem Material oberhalb des Verschlußorgans über die Innenseite des Füllrohres Luft abgesaugt wird. Hiermit findet ein Entlüften des Materials unmittelbar vor dem Ausfließen des Materials aus dem Füllrohr statt, wobei sich dieses anschließend nicht mehr mit Luft anreichern kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß das Füllrohr bereits in die Sacköffnung eingetaucht ist oder unmittelbar oberhalb der Sacköffnung endet. Das Entlüften soll bereits vor dem Öffnen des Verschließorgans erfolgen und kann während des Ausfließens des Materials aus dem Füllrohr fortgesetzt werden. Dies gilt insbesondere für den Vorgang der Grobdosierung und einen gegebenenfalls folgenden mittelgroben Materialstrom.
Während der anschließenden Feindosierung kann nach einer bevorzugten Ausführungsform über die Innenseite des Füllrohres Luft in das Material eingeleitet werden, um die Fließfähigkeit zu erhöhen. Da hierbei nur noch absolut geringe Mengen an Material zugeführt werden, ist auch der Luftanteil entsprechend vernachlässigbar. Dies bedeutet, daß ein Entlüften dieses geringen Luftanteils anschließend nicht mehr erfolgen muß.
In äußerst vorteilhafter Weise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kleinere Säcke für eine bestimmte Füllmenge verwenden, die auf das kompakte luftarme Volumen des Materials abgestellt bzw. zugeschnitten sind. Hiermit ergibt sich ein entsprechender Kostenvorteil beim Einkauf der Säcke. Das Kürzen von zunächst überdimensionierten Säcken nach dem Entlüften entfällt dementsprechend, so daß eine weitere Einsparung im Hinblick auf die Schneidvorrichtung und die Kosten des Schneidvorganges wirksam wird. Die Standfestigkeit der mit luftarmem Material befüllten Säcke ist von Anfang an verbessert, so daß sie freistehend auf einem Transportband einer Verschließ- oder Versiegelungsvorrichtung zugeführt werden können. Gleichfalls ist die Stapelfähigkeit aufgrund des dichteren luftarmen Materials verbessert.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das Füllrohr ein Außenrohr und ein Siebrohr umfaßt, die koaxial ineinander liegen, wobei der Ringraum zwischen Außenrohr und Siebrohr mit steuerbaren Luftabsaugmitteln verbunden ist. Ergänzend kann der Ringraum zwischen Außenrohr und Siebrohr mit steuerbaren Luftzufuhrmitteln verbunden sein. Das Siebrohr soll hierbei nahe am Austritt des Verschlußorgans angeordnet und wirksam sein, wobei es sich über die ganze Länge des Füllrohres oder aber auch nur über einen Teil der Länge erstrecken kann. In letzterem Fall kann das Siebrohr durch ein geschlossenes Innenrohr axial ergänzt werden. Die Luftabsaugung bzw. die Luftaufgabe findet bevorzugt in Ringraum zwischen Außenrohr und Innenrohr statt. In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, daß das Siebrohr unmittelbar oberhalb des Verschlußorgans liegt und sich an das Siebrohr oben ein Innenrohr mit etwa gleichem Durchmesser anschließt. Weiterhin ist vorgesehen, daß das Siebrohr aus mehreren Lagen von Drahtgeflecht besteht. Hierbei ist vorgesehen, daß die Maschengröße der Lagen von Drahtgeflecht von innen nach außen zunimmt und daß die Maschengröße der inneren Lage einen Mindestwert von 1 µm hat und insbesondere zwischen 1 und 5 µm beträgt. Darüber hinaus ist vorgesehen, daß das Siebrohr mittels Distanzringen im Außenrohr gehalten ist, die axiale Durchbrüche aufweisen. Zwischen dem Siebrohr und dem Außenrohr können axiale Stützkörper für das Siebrohr liegen. Weiterhin ist vorgesehen, daß das Verschlußorgan einen Verschließkonus mit nach oben weisender Konusfläche umfaßt, der gegen einen am unteren Ende des Füllrohres angebrachten Abschlußring höhenverstellbar anliegt. Wie erwähnt, ist innerhalb des Füllrohres eine Förderschnecke angeordnet, wobei der Verschließkonus auf der Oberfläche eine Beschaufelung trägt. Hiermit kann eine Feindosierung durch drehendes Antreiben des Verschließkonus bewirkt werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Ein Füllrohr 11 mit vertikaler Achse A hat am oberen Ende Anflanschmittel 12 und am unteren Ende ein Verschlußorgan 13. Die Anflanschmittel 12 bestehen aus einem Stutzen 14, einem Flansch 15 und einer Abdichtplatte 16. Stutzen 14 und Abdichtplatte 16 bilden eine Trichterfläche 17. Flanschplatte 15 und Abdichtplatte 16 können gemeinsam an einem Aufgabetrichter angeschraubt werden. In den Stutzen 14 ist eine Gewindebuchse 19 eingesetzt, die mit Sicherungsstiften 20 verdrehsicher im Stutzen 14 fixiert ist. Auf ein Außenrohr 21 des Füllrohres 11 ist eine Gewindebuchse 18 aufgesetzt, die in die Gewindebuchse 19 eingeschraubt ist. In das Außenrohr 21 ist ein Innenrohr 22 eingesetzt, das kürzer ist als das Außenrohr 21. Das Innenrohr 22 ist im Außenrohr 21 mittels Zentrierringen 23, 24 zentriert. Die Zentrierringe haben jeweils axiale Durchbrechungen 25, 26 in gleichmäßiger Umfangsverteilung. Das Innenrohr 22 trägt am oberen Ende einen Anschlußring 29 und am unteren Ende einen Anschlußring 30. Zwischen dem Innenrohr 22 und dem Verschlußorgan 13 erstreckt sich im Außenrohr 21 ein erfindungsgemäßes Siebrohr 28 von etwa gleichem Durchmesser wie das Innenrohr 22. Das Siebrohr 28 ist zwischen einem oberen Anschlußring 31 und einem unteren Anschlußring 32 gehalten, die mit dem Außenrohr 21 Ringspalte 33 und 34 bilden. Das Siebrohr 28 wird durch umfangsverteilte Druckstäbe 35, 36, die zwischen den Anschlußringen 31, 32 eingesetzt sind, im Außenrohr 21 zentriert und axial entlastet. Mittels eines Abschlußringes 27, der im Außenrohr 21 zentriert einsitzt und der Teil des Verschlußorgans ist, werden das Innenrohr 22 und das Siebrohr 28 beim Einschrauben der Gewindebuchse 18 axial in die Gewindebuchse 19 gegen den Stutzen 14 verspannt. Hierbei sind zwischen dem Stutzen 14 und dem Anschlußring 29, zwischen den Anschlußringen 30 und 31 und zwischen dem Anschlußring 32 und dem Abschlußring 27 jeweils Dichtungen 45, 46 und 47 eingelegt. Im Abschlußring 27 sitzt ein mehrteiliger Verschlußkonus 37 mit nach oben weisender Konusfläche ein, der eine Dichtung 48 trägt, die unmittelbar gegen den Ring 27 anliegt. Aus seiner Konusoberfläche weist der Konus 37 eine Beschaufelung 39 auf. Der mehrteilige Konus 37 umfaßt einen unteren Haltezapfen 40, eine Haltescheibe 41, einen Sicherungssplint 42 und eine Abdeckscheibe 43 für den Sicherungssplint 42. Der Konus 37 ist fest mit einer Förderschnecke 44 verbunden, die drehend antreibbar und axial verstellbar im Füllrohr 11 gehalten ist. Die Förderschnecke 44 ist oben abgebrochen dargestellt. Das Füllrohr 11 ist im Bereich des Innenrohres 22 und des Außenrohres 21 unterbrochen dargestellt. Durch Absenken des Verschlußkonus 37 mittels der Förderschnecke 44 wird ein Ringspalt am unteren Ende des Füllrohrs 11 geöffnet, durch den Material ausfließen kann. Durch Drehen des Antreiben der Förderschnecke 44 wird dabei das Material feindosierbar gefördert. In den Stutzen 14 ist ein Luftabsaugstutzen 38 radial eingesetzt. Bereits vor dem Öffnen und/oder während des drehenden Antreibens der Förderschnecke 44 wird Luft über den inneren Ringraum zwischen Siebrohr 28 und Innenrohr 22 einerseits und Außenrohr 21 andererseits abgesaugt. In einer späten Phase der Feindosierung kann Luft durch Druckaufgabe zugeführt werden.
Bezugszeichenliste
11
Füllrohr
12
Anflanschmittel
13
Verschlußorgan
14
Stutzen
15
Flanschring
16
Dichtungsring
17
Trichterfläche
18
Gewindebuchse
19
Gewindebuchse
20
Sicherungsstift
21
Außenrohr
22
Innenrohr
23
Distanzring
24
Distanzring
25
Durchtritt
26
Durchtritt
27
Anschlußring
28
Siebrohr
29
Anschlußring
30
Anschlußring
31
Anschlußring
32
Anschlußring
33
Ringspalt
34
Ringspalt
35
Stutzstab
36
Stutzstab
37
Abschlußkonus
38
Absaugstutzen
39
Beschaufelung
40
Zapfen
41
Scheibe
42
Splint
43
Abdeckplatte
44
Förderschnecke
45
Dichtung
46
Dichtung
47
Dichtung

Claims (14)

  1. Verfahren zum Befüllen eines Sackes mit schüttfähigem, insbesondere pulverigem Material, mittels einer Dosiervorrichtung mit einem in den Sack eintauchbaren vertikalen Füllrohr (11), das Anflanschmittel (12) am oberen Ende und ein Verschlußorgan (13) am unteren Ende des Füllrohres aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Material oberhalb des Verschlußorgans (13) über die Innenseite des Füllrohres (11) zumindest vor dem Befüllen bei geschlossenem Verschlußorgan Luft abgesaugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß beim Befüllen bei geöffnetem Verschlußorgan (13) zeitweise über die Innenseite des Füllrohres (11) Luft ins Material eingebracht wird.
  3. Dosiervorrichtung für schüttfähiges, insbesondere pulveriges Material, mit einem vertikalen Füllrohr mit Anflanschmitteln (12) zum Befestigen an einem Aufgabetrichter und einem Verschlußorgan (13) am unteren Ende des Füllrohres (11),
    dadurch gekennzeichnet, daß das Füllrohr (11) ein Außenrohr (21) und ein Siebrohr (28) umfaßt, die koaxial ineinander liegen, wobei der Ringraum zwischen Außenrohr (21) und Siebrohr (28) mit Luftabsaugmitteln verbunden ist.
  4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen Außenrohr (21) und Siebrohr (28) mit Luftzufuhrmitteln verbunden ist.
  5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Siebrohr (28) unmittelbar oberhalb des Verschlußorgans (13) liegt und sich an das Siebrohr oben ein Innenrohr (22) mit etwa gleichem Durchmesser anschließt.
  6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Siebrohr (28) aus mehreren Lagen von Drahtgeflecht besteht.
  7. Dosiervorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Maschengröße der Lagen von Drahtgeflecht von innen nach außen zunimmt.
  8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Maschengröße der inneren Lage mindestens 1 µm beträgt, und insbesondere zwischen 1 und 5 µm liegt.
  9. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
    daß das Siebrohr (28) mittels Distanzringen (31, 32) im Außenrohr (21) gehalten ist, die axiale Durchbrüche (33, 34) aufweisen.
  10. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Siebrohr (28) und Außenrohr (21) axiale Stützkörper (35, 36) für das Siebrohr liegen.
  11. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Füllrohres (11) eine Förderschnecke (44) angeordnet ist.
  12. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (13) einen Verschließkonus (37) mit nach oben weisender Konusfläche umfaßt, der gegen einen am unteren Ende des Füllrohres (11) angebrachten Abschlußring (27) höhenverstellbar anliegt.
  13. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließkonus (37) mit der Förderschnecke (44) fest verbunden ist.
  14. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließkonus (37) auf der Konusfläche eine Beschaufelung (39) trägt.
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