Dosier- und/oder Abfüllvorrichtung für fließfähiges Schüttgut
Die Erfindung betrifft eine Dosier- und/oder Abfüllvorrichtung für fließfahiges Schüttgut mit einem Oberteil und einem Unterteil, wobei das Oberteil einen Auslaufstutzen mit einem rohrförmigen Innenbereich umfasst und das Unterteil eine Förderschnecke umfasst, die im Betrieb zumindest teilweise innerhalb des rohrförmigen Innenbereichs des Auslaufstutzens angeordnet ist.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt.
In diesen Vorrichtungen liegt ebenfalls wie beim Erfindungsgegenstand die Förderschnecke im Unterteil. Bei keiner der bekannten Vorrichtungen kann man aber das Unterteil lösen und nach unten absenken, wobei man gleichzeitig die Förderschnecke aus dem Auslaufstutzen vollständig herauszieht.
Bei der DE 2 022 030 A ist der untere Auslaufschacht gegenüber dem oberen trichterförmigen Boden nicht lösbar, so dass schon aus diesem Grunde ein Absenken der Förderschnecke nicht möglich ist. Oberteil und Unterteil sind hier fest und unlösbar miteinander verbunden.
Bei der deutschen Patentschrift DE 914 955 A ist zwar der untere Ablauftrichter anscheinend vom Oberteil der Vorrichtung lösbar. Bei einem Absenken verhindert aber der Rührarm das Herausziehen der Förderschnecke nach unten aus dem Auslaufstutzen.
Weitere Dosier- und/oder Abfüllvorrichtungen für fließfahiges Schüttgut mit einem Auslaufstutzen mit einem Auslass, mit einer im Auslaufstutzen drehbar angeordneten Förderschnecke und mit einem Antrieb für die Förderschnecke sind außerdem aus dem Stand der Technik bekannt, z. B. die von der Fa. All-Fill, USA unter der Bezeichnung Servodrive Auger Filier, Model B-SV-600 angebotene Abfüllvorrichtung für frei flie¬ ßende Produkte. Hier ist die Förderschnecke im Oberteil angeordnet. In einem trichter¬ förmigen Vorratsbehälter, an den sich nach unten hin ein rohrförmiger Auslaufstutzen anschließt, dreht sich eine Förderschnecke, die sowohl innerhalb des Auslaufstutzens als auch im unteren Bereich des trichterförmigen Vorratsbehälters angeordnet ist, zusammen mit einem Wandabstreifer. Die gesamte Anordnung der Förderschnecke mit dem Wandabstreifer wird von einem oberhalb und außerhalb des trichterförmigen Vorratsbehälters liegenden Antrieb gedreht. Am Ende der Förderschneckenwelle ist ein Teller zum Verhindern des Nachfließens oder Nachrieseins des frei fließenden
Produktes bei Stillstand der Förderschnecke befestigt. Das Ende des Auslaufstutzens und der genannte Teller ragen in das Innere eines Sammelbehälters, in den das Produkt dosiert bzw. abgefüllt werden soll. Die Anordnung mit dem trichterförmigen Vorratsbe¬ hälter, der Förderschnecke, dem Wandabstreifer und dem Antrieb und den weiteren genannten Teilen ist an einer Stativstange angebracht.
Derartige Abfüll- und Dosiervorrichtungen werden insbesondere zum Dosieren von Lebensmitteln verwendet. Das Dosieren erfolgt über die Anzahl der Umdrehungen der Förderschnecke, wobei die Anzahl der Umdrehungen proportional zur dosierten Menge ist.
Die bekannte Dosiervorrichtung ist zwar kostengünstig herstellbar, hat aber insbesondere den Nachteil einer hohen Umrüstzeit bei einem Wechsel des zu dosierenden Produktes sowie bei einem Wechsel der Förderschnecke. Wenn die Menge an dosiertem Produkt pro Umdrehung der Förderschnecke geändert werden soll, muss die Förderschnecke ausgetauscht werden. Bei einem Produktwechsel ist die Vorrich¬ tung zu reinigen. In beiden Fällen ist es erforderlich, den am Ende der Schneckenwelle angebrachten Auffangteller abzuschrauben, die Vorrichtung oben zu öffnen und die Förderschnecke mit Antrieb und Wandabstreifer nach oben aus dem trichterförmigen Vorratsbehälter herauszuziehen bzw. den trichterförmigen Vorratsbehälter um dessen
Höhe und die Länge des Auslaufstutzens nach unten abzusenken, bis die Förderschnecke und die anderen Teile gut zugänglich sind. Nach dem Reinigen der Teile wird die Abfüllvorrichtung wieder zusammengebaut. Neben dem hohen Zeitauf¬ wand für diese Tätigkeiten, wobei im Allgemeinen mehrere Bedienungspersonen beschäftigt sind, liegt ein Nachteil in der erforderlichen großen Bauhöhe, damit unterhalb des Antriebs und des Schneckenförderers genug Platz vorhanden ist, um den trichterförmigen Vorratsbehälter nach unten hin abzusenken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dosier- und/oder Abfüllvorrichtung der eingangs genannten Art für fließfällige, insbesondere frei fließende Schüttgüter, vorzugsweise für Kunststoffgranulate, zu entwickeln, welche kostengünstig herstellbar ist und die erheblich kürzere Stillstandszeiten gegenüber Vorrichtungen nach dem Stand der Technik aufweist. Ein schneller und einfacher Produktwechsel soll mit nur einer einzigen Bedienungsperson ohne Zuhilfenahme von Werkzeug möglich sein. Auch ein Leistungswechsel durch Austausch der För¬ derschnecke soll unkompliziert und ohne Werkzeug möglich sein sowie nur eine sehr kurze Umrüstzeit erfordern, wobei auch dabei nur eine einzige Bedienungsperson
erforderlich sein soll. Insbesondere soll der Zeitaufwand für einen Produktwechsel oder einen Leistungswechsel unter zwei Minuten liegen.
Diese Aufgabe wird bei der Dosier- und/oder Abfüllvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Unterteil vom Oberteil lösbar und gegenüber dem Oberteil soweit absenkbar ist, bis die Förderschnecke aus dem rohrförmigen Innenbereich des Auslaufstutzens vollständig herausgezogen ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung des Schneckenantriebs gegenüber dem Auslass des Auslaufstutzens ermöglicht eine schnelle Zugänglichkeit der produktführenden Teile, indem nämlich die Förderschnecke nach unten aus dem Auslaufstutzen herausgezogen wird. Ein Abmontieren des Auffangtellers ist hier nicht mehr erforderlich. Da die Förderschnecke nur um den relativ geringen Weg entsprechend der Länge des Aus¬ laufstutzens nach unten abgesenkt werden muss, ist der erforderliche Weg beim Auseinanderziehen von Auslaufstutzen und Förderschnecke erheblich geringer als im Stand der Technik und eine viel geringere Bauhöhe der gesamten Anordnung ist möglich.
Die erhebliche Reduzierung der Stillstandszeiten beim Produktwechsel wird auch durch die erfindungsgemäß mögliche rückstandsfreie Entleerung erreicht.
Die erfindungsgemäße Dosier- und/oder Abfüllvorrichtung ist geeignet, alle Arten von fließfähigem, insbesondere frei fließendem Schüttgut zu portionieren und abzufüllen. Dabei kann es sich um Kunststoffgranulat, aber auch um Salz, Waschmittel und deren Komponenten, um Additive für Kunststoffe, um Gewürze, Farbpulver, Lebensmit¬ telprodukte und deren Komponenten sowie um pharmazeutische und andere chemische Erzeugnisse handeln.
Vorzugsweise ist am Einlass des Auslaufstutzens ein trichterförmiger Vorratsbehälter angeordnet. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Auslaufstutzen und die Förder¬ schnecke lotrecht oder schräg ausgerichtet sind und der Antrieb der Förderschnecke unterhalb der Förderschnecke angeordnet ist. Abgesehen vom Bereich der Förder¬ schnecke rieselt das frei fließende Schüttgut von selber nach unten, so dass Probleme mit der Förderung und Dosierung nicht auftreten.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass das Unterteil einen, insbesondere trichterförmigen, Sammelbehälter aufweist, der sich an den Auslass des Auslauf-
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stutzens anschließt, dass der Sammelbehälter um die Längsachse des Auslaufstutzens drehbar und die Auslassöffhung des Sammelbehälters bezüglich dieser Längsachse exzentrisch ausgerichtet ist. Beim Dosieren des Schüttguts mittels der Förderschnecke fällt das Gut in den Sammelbehälter und rieselt aus dessen Auslass an den gewünschten Ort zur Weiterförderung oder Weiterverarbeitung.
Wenn nach Abschluss der Dosierung ein Produktwechsel gewünscht ist, kann der Sammelbehälter um die Längsachse des Auslaufstutzens gedreht werden. Dabei bleibt die Förderschnecke innerhalb des Auslaufstutzens, so dass das Produkt im Vorratsbehälter verbleibt und nicht vorzeitig in den Sammelbehälter und aus dessen Auslass unkontrolliert zu Boden rieselt. Zur Entleerung der Dosiervorrichtung wird der Sammelbehälter mit der Förderschnecke nach unten abgesenkt, bis die Förderschnecke vollständig aus dem Auslaufstutzen herausgezogen ist und das gesamte, im Vorratsbehälter vorhandene Schüttgut sehr schnell und ungehindert durch den Auslaufstutzen, den Sammelbehälter und dessen Auslass abfließt. Der exzentrische, also schräg statt lotrecht verlaufende Auslass des Sammelbehälters leitet das restliche, in der Dosiervorrichtung vorhandene Schüttgut in einen separaten Aufnahmebehälter oder zu einem Einlass einer Förderleitung, durch die das restliche Schüttgut wieder zurück zu einem Vorratsbunker gefördert werden kann.
Wesentlich bei dieser Ausgestaltung ist die Drehbarkeit des Sammelbehälters um die Längsachse des Auslaufstutzens, damit die Förderschnecke auch nach Drehung um diese Längsachse weiterhin zentrisch innerhalb des Auslaufstutzens angeordnet ist und das unkontrollierte Entleeren des Vorratsbehälters verhindert. Wichtig ist außerdem die exzentrische Ausrichtung der Auslassöffnung des Sammelbehälters, um nach dem Verdrehen des Sammelbehälters das Schüttgut nicht mehr in den bisher vorgesehenen Kanal, sondern zu einer separaten Auffangmöglichkeit, sei es ein Behälter oder sei es eine Förderleitung, zu führen.
Für die schnelle, problemlose Reinigung der Förderschnecke und der anderen Bauteile der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung sowie für den schnellen Austausch der Förderschnecke ist es von besonderem Vorteil, wenn nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Erfindung das Unterteil einen Sammelbehälter aufweist, der sich an den Auslass des Auslaufstutzens anschließt, dass die Förder- Schnecke mit dem Sammelbehälter verbunden ist und der Sammelbehälter vom Auslaufstutzen so weit wegschwenkbar ist, dass die Förderschnecke von außen zugänglich und austauschbar ist.
Diese Ausgestaltung betrifft nicht die Drehbarkeit des Sammelbehälters um die Längsachse des Auslaufstutzens, sondern um eine davon unterschiedliche, vorzugsweise außerhalb des Sammelbehälters liegende Schwenkachse. Nachdem für einen Produktwechsel oder einen Wechsel der Förderschnecke das restliche Schüttgut aus der Dosiervorrichtung entfernt worden ist, wird der unter dem Auslaufstutzen ange¬ ordnete Sammelbehälter zusammen mit der Förderschnecke und deren Antrieb seitlich vom Auslaufstutzen weggeschwenkt. Der von oben zugängliche Sammelbehälter mit der Förderschnecke kann dann mit Pressluft oder anderen Mitteln auf einfache Weise gereinigt werden. Gegebenenfalls kann die Förderschnecke nach oben herausgezogen und eine neue Förderschnecke eingesetzt werden. Danach wird dann der Sammelbe¬ hälter zurückgeschwenkt, nach oben geschoben und wiederum um die Längsachse des Auslaufstutzens gedreht, so dass der ursprüngliche Zustand wieder erreicht wird. Nun kann das neue Produkt mit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung abgefüllt und dosiert werden.
Von Vorteil ist außerdem, wenn die Schnecke nur innerhalb des Auslaufstutzens angeordnet ist und nicht darüber hinausragt. Der Auslaufstutzen hat in der Regel nur eine relativ geringe Länge. Damit muss der trichterförmige Sammelbehälter nur wenig nach unten abgesenkt werden, damit die Förderschnecke nicht mehr innerhalb des Auslaufstutzens liegt und der Sammelbehälter weggeschwenkt werden kann. Dabei ist vorausgesetzt, dass der Auslaufstutzen beim Wegschwenken oben am trichterförmigen Vorratsbehälter, also am Oberteil verbleibt. Dies ist der Regelfall. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist hier also nur eine sehr geringe Absenktiefe für den Sammelbe- hälter erforderlich.
Damit das frei fließende Schüttgut bei stillstehender Förderschnecke nicht nachfließt oder nachrieselt, wird vorgeschlagen, dass gegenüber dem Auslass des Auslaufstutzens ein, insbesondere auswechselbarer, Teller mit oder ohne hochgezogenem Rand angeordnet ist. Bei stillstehender Förderschnecke rieselt dann das Schüttgut bis auf den
Teller und staut sich nach oben in den Bereich der Förderschnecke zurück. Damit kann weiteres Schüttgut nicht nach unten fließen. Je nach der Fließfähigkeit des Schüttgutes kann dabei ein Teller mit oder ohne hochgezogenem Rand vorgesehen sein. Bei sehr gut fließfähigem Schüttgut wird ein Teller mit einem hohen hochgezogenen Rand und bei schlechter fließendem Schüttgut ein Teller ohne hochgezogenen Rand verwendet.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass nicht nur die Förderschnecke selber, sondern zweckmäßigerweise auch deren Antrieb am Sammelbehälter angebracht ist.
Damit beim Wechsel des Produktes oder der Förderschnecke nur eine Person für die Umrüstung erforderlich ist, wird weiterhin vorgeschlagen, dass im Abstand von und parallel zu der Längsachse des Auslaufstutzens eine fest mit dem Oberteil, z. B. mit dem Vorratsbehälter, verbundene Führung (Führungsbuchse, Führungsstange, Führungsschiene oder dergleichen) vorgesehen ist, mit der der Sammelbehälter nach unten absenkbar und um die der Sammelbehälter zur Seite wegschwenkbar ist. Dazu ist es weiterhin von Vorteil, wenn Haltemittel zum Halten des Unterteils, z. B. des Sam¬ melbehälters mit der Förderschnecke, in einer oberen und/oder unteren Position bei gelöster Verbindung zwischen dem Oberteil mit dem Auslaufstutzen und dem Unterteil vorgesehen sind. Mit diesen Haltemitteln ist es möglich, dass ein Produktwechsel oder ein Wechsel der Förderschnecke durch eine einzige Bedienungsperson durchgeführt werden kann. Insbesondere sind die dazu erforderlichen Tätigkeiten ohne Werkzeug durchführbar.
Vorzugsweise besteht der Auslaufstutzen aus einem flexiblen Material, z. B. einem hochflexiblen Material wie Polyurethan, es kann aber auch Silikon oder PVC (Polyvinylchlorid) verwendet werden. Das Gehäuse und die anderen Teile sind vorzugsweise aus Edelstahl gefertigt, können aber auch aus Normalstahl oder Kunststoff bestehen. Durch die Flexibilität des Auslaufstutzens springt das Schüttgut, insbesondere das Granulat, z. B. Kunststoffgranulat, beim Dosieren und Abfüllen, insbesondere beim Ablassen des Restproduktes, nicht unkontrolliert in unerwünschte Richtungen weg.
Vorzugsweise erstreckt sich der Auslaufstutzen nach außen bis zur Gehäusewand des Oberteils, im Ausführungsbeispiel bis zur Innenseite des oberen Halterings 13, und dichtet auf diese Weise den Raum unterhalb des Auslaufstutzens nach oben hin ab, so dass das Schüttgut nicht nach oben in den Bereich außerhalb des Vorratstrichters gelangen und sich dort eventuell in engen Kanten und Ecken festsetzen kann.
Zum Schutz vor wegspringendem Schüttgut bei abgesenktem Unterteil wird vorgeschlagen, dass die Außenwand des Auslaufstutzens sich rohrförmig in die Ein- lassöffhung des Sammelbehälters erstreckt. Das Ende des Auslaufstutzens ragt also aus dem unteren Ende des Oberteils um mindestens die Absenktiefe des Unterteils nach unten heraus (siehe auch Figur 7).
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Auslaufstutzen austauschbar ist. So können verschiedene Auslaufstutzen mit gleichem Außendurchmesser und unterschiedlichem Innendurchmesser vorgesehen sein und die Verwendung von Förderschnecken mit unterschiedlichem Außendurchmesser und entsprechender unterschiedlicher Dosierleistung pro Umdrehung ermöglichen.
Vorzugsweise ist der Auslaufstutzen am Oberteil, z. B. an einem oberen Haltering, lösbar befestigt, insbesondere formschlüssig. Beim Produktwechsel oder einem Wechsel der Förderschnecke verbleibt also der Auslaufstutzen im Oberteil der erfindungsgemäßen Dosier- und Abfüllvorrichtung. Die Förderschnecke dagegen verbleibt mit ihrem Antrieb im Unterteil der Vorrichtung. Damit werden bei einer Trennung des Oberteils und des Unterteils der Vorrichtung auch die Förderschnecke und der Auslaufstutzen voneinander getrennt. Die leichte Zugänglichkeit der Förder- Schnecke zum Reinigen und Wechseln sowie des Auslaufstutzens zum Austauschen wird auf diese Weise ermöglicht.
Durch das einfache Abnehmen des Vorratsbehälters und Einsetzen des Auslaufstutzens im Haltering des Oberteils der Dosiervorrichtung ist ein Werkzeug zum Wechsel des Auslaufstutzens nicht erforderlich.
Sollen, wie es häufig der Fall ist, mehrere Komponenten in bestimmten Gewichts- oder Volumenverhältnissen gleichzeitig abgefüllt werden, so ist es von Vorteil, wenn mehrere Dosier- und/oder Abfüllvorrichtungen der erfindungsgemäßen Art im Kreis angeordnet und die Auslassöffnungen des Unterteils zum Kreismittelpunkt hin ausgerichtet sind. So lassen sich z. B. Mischungen von vier bis acht Produkten her¬ stellen, wenn in entsprechender Weise vier bis acht dieser Vorrichtungen im Kreis angeordnet sind. Im Kreismittelpunkt wiederum werden die von den Dosiervorrichtun¬ gen abgegebenen Schüttgüter in einem gemeinsamen Behälter oder in einer gemeinsamen Förderleitung aufgefangen, von wo aus sie weiter verarbeitet und insbesondere gemischt werden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung von außen,
Figur 2 eine Ansicht entsprechend Figur 1 , aber aus einem anderen Blickwinkel,
Figur 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2,
Figur 3a ein Detail aus Figur 3, um 90° um die Längsachse der Führungsstange 8 gedreht, im Zustand mit gelösten Schnellspannverschlüssen,
Figur 4 einen Längsschnitt durch einen Auslaufstutzen,
Figur 5 einen Längsschnitt durch einen anderen Auslaufstutzen mit einem größeren Innendurchmesser,
Figur 6 eine Darstellung entsprechend Figur 1, aber nach dem Absenken des Unterteils (Entleerungszustand),
Figur 7 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung mit abgesenktem
Sammelbehälter,
Figur 7a ein Detail aus Figur 7,
Figur 8a den Zustand der Dosiervorrichtung nach dem Wegschwenken des Sammelbehälters (Zustand zum Wechsel der Förderschnecke),
Figur 8b die Vorrichtung wie in Figur 8a, aber ohne Vorratsbehälter und oberes
Gehäuseteil,
Figur 9 den Zustand der Dosiervorrichtung entsprechend Figur 8b, aber nach dem Entfernen des Auslaufstutzens,
Figur 10 einen Längsschnitt durch die Dosiervorrichtung, nachdem ein anderer Auslaufstutzen eingesetzt und das Unterteil mit dem trichterförmigen Sammelbehälter wieder zurückgeschwenkt worden ist,
Figur 11 einen Längsschnitt entsprechend Figur 10, aber nachdem das Unterteil wieder in die obere Position gebracht worden ist, und
Figur 12 eine perspektivische Darstellung der Anordnung von sechs erfindungsgemäßen Dosiervorrichtungen, die im Kreis angeordnet sind.
In allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläutert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat ein Oberteil 30 mit einem trichterförmigen Vorratsbehälter 1, an dessen unterem Ende ein Auslaufstutzen 2 (Figuren 3 bis 5) ange¬ bracht ist. Der Vorratsbehälter 1 stützt sich an einem zylindrischen Gehäuseteil 16 ab, das auf einem ortsfesten oberen Haltering 13 befestigt ist (Figur 3).
Das Unterteil 31 der erfindungsgemäßen Dosier- und Abfüllvorrichtung umfasst einen trichterförmigen, nach unten offenen Sammelbehälter 3, an bzw. in den eine Förder¬ und Dosierschnecke 4 mit Schneckenantrieb 5 (wartungsfreier Gleichstrom-Motor mit Getriebe) montiert ist. Ein fest mit dem Vorratsbehälter 1 verbundener oberer Haltering 13 und der Sammelbehälter 3 sind mittels Schnellspannverschlüssen 12, erhältlich unter dem Handelsnamen "Camioc", miteinander lösbar verbunden. Der Sammelbehälter 3 wird von einem unteren Haltering 6 nach Art einer Rohrschelle auch nach Lösen der Verbindung mit dem Vorratsbehälter 1 in seiner Lage gehalten. Der Haltering 6, der den oberen zylindersymmetrischen Bereich 25 des Sammelbehälters 3 umgreift, ist fest mit einem sich nach außen erstreckenden Arm 7 und einer Führungsstange 8 ver¬ bunden.
Die Führungsstange 8 kann aufwärts und abwärts gleiten innerhalb einer Führungsbuchse 9, die fest am oberen Haltering 13 und damit am Oberteil 30 befestigt ist, das wiederum an externen Teilen, z. B. einer Ringplatte 38 (Figur 12) befestigt ist.
Bei nach außen und dann nach unten geklappten Schnellspannverschlüssen 12 (siehe z. B. Figur 6, dort allerdings mit dem Unterteil 31 in der unteren Lage) und damit einer gelösten Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter 1 und dem Sammelbehälter 3 senkt sich das Unterteil 31 um wenige mm, etwa 3 bis 4 mm ab, wird aber durch einen manu¬ ell betätigbaren Rastbolzen 11 in seiner oberen Lage gehalten, da der Rastbolzen 11 seitlich in eine Quernut 42 der Führungsstange 8 eingreift (Figur 3a) und auf diese Weise die Führungsstange 8 und damit das gesamte Unterteil 31 in der oberen Lage sichert. Dennoch lässt sich der Sammelbehälter 3 um die Längsachse des Vorrats¬ behälters 1 und des unteren Halterings 6 drehen, wenn der Schnellspannverschluss 12 gelöst und damit der untere Haltering 6 gelockert ist. Beim Zurückklappen der Schnell-
spannverschlüsse 12 nach außen und dann nach oben bewegt sich das Unterteil 31 wieder um die genannte Absenktiefe von etwa 3 bis 4 mm nach oben zurück in die Ausgangsposition (Figuren 1, 2 und 3).
Die Führungsstange 8 erstreckt sich von der Führungsbuchse 9 nach unten und ist durch den plattenförmigen Fortsatz 29 des oberen Halterings 6 geführt, so dass der Arm 7 zusammen mit dem unteren Haltering 6, dem Sammelbehälter 3 und der Führungsstange 8 um die Achse der ortsfesten Führungsbuchse 9 mit Hilfe von Handgriffen 32 geschwenkt werden kann, wenn das Unterteil 31 sich in der unteren Lage befindet (Figur 8a).
Aus den Figuren 1, 2 und 3 ist auch deutlich erkennbar, wie die exzentrische Abschrägung des Sammelbehälters 3 gegenüber der Längsachse 22 des Vor¬ ratsbehälters 1 den Ein- und Anbau des Antriebs 5 der Förderschnecke problemlos ermöglicht, ohne dass der Antrieb 5 dem freien Auslauf des Schüttgutes im Wege steht oder andere Platzprobleme auftreten.
Der Sammelbehälter 3, der als Auslaufrohr dient, besteht vorzugsweise aus transparentem Kunststoff, so dass der Materialfluss jederzeit von außen beobachtet und kontrolliert werden kann. Insbesondere für die Dosierung von nichtleitenden
Produkten, z. B. Kunststoffgranulaten, ist ein leitfähiger transparenter Kunststoff, z. B. aus Polyurethan (PU) als Material für den Sammelbehälter 3 von Vorteil, um elektrostatische Aufladungen zu vermeiden.
Der auswechselbare, aus einem hochflexiblen Material bestehende und zylindersymmetrische Auslaufstutzen 2 ist im Einzelnen in den Figuren 4 und 5 im Längsschnitt dargestellt. Der Einlass 27 wird von einer Öffnung in der oberen Ringscheibe 28 gebildet. Beide Auslaufstutzen unterscheiden sich durch den Innendurchmesser d des Auslasses 26, der dem Außendurchmesser der durch den Auslaufstutzen 2 geführten Förderschnecke 4 entspricht. Ansonsten sind die
Auslaufstutzen 2 in den Figuren 4 und 5 identisch. Bei einem Austausch der Auslaufstutzen 2 kann eine Förderschnecke 4 mit einem anderen Außendurchmesser und damit einer anderen Förder- und Dosierleistung pro Umdrehung eingesetzt werden, ohne dass andere Änderungen an der Dosiervorrichtung vorgenommen werden müssten. Der sich an den rohrförmigen Innenbereich 14 mit dem Innendurchmesser d, in dem sich die Förderschnecke 4 dreht, nach oben anschließende innere konisch zulaufende Bereich 15 ist mit seiner Form an den unteren Außenbereich des konischen
Vorratsbehälters 1 angepasst, so dass der untere Bereich des Vorratsbehälters 1 dicht am Bereich 15 anliegt. Dies ist z. B. in Figur 3 erkennbar.
Der Außendurchmesser im oberen zylindrischen Bereich 18 des Auslaufstutzens 2 liegt in der Öffnung des oberen Halterings 13 ein und ist dem Innendurchmesser des Halte¬ rings 13 angepasst, so dass der Innenraum des Sammelbehälters 3 nach oben hin und insbesondere gegenüber dem Innenraum des oberen zylindrischen Gehäuseteils 16 abgedichtet ist. Ein außen umlaufender Flansch 17 stützt sich am Rand des Halterings 13 ab. So wird immer eine zentrierte Lage des Auslaufstutzens 2 bezüglich der Längsachse 22 ohne Zuhilfenahme von Werkzeug erreicht.
Der eine kegelförmige Schürze bildende untere Bereich 19 des Außenmantels des Auslaufstutzens 2 läuft nach unten hin konisch auseinander und verhindert in der Entleerungsstellung (Figuren 6 und 7) das seitliche Wegspritzen des in der Regel körnigen Produktes, da die Schürze 19 in den Bereich 25 des Sammelbehälters 3 hineinragt (Figur 7).
Wie aus Figur 3 hervorgeht, ragt die Förderschnecke 4 nach oben hin nicht oder nicht wesentlich über den Auslaufstutzen 2 hinaus. Beim weiter unten beschriebenen Wechsel der Förderschnecke muss diese daher höchstens um die Höhe h des Aus¬ laufstutzens 2 nach unten hin abgesenkt werden, damit der Sammelbehälter 3 nach außen weggeschwenkt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Im Dosier- und Abfüllbetrieb wird das abzufüllende und dosierende freifließende Schüttgut in den Vorratsbehälter 1 eingebracht. Bei sich drehender Förderschnecke 4 wird das Schüttgut nach unten auf eine tellerförmige Scheibe 20, die fest mit dem Fuß der Förderschnecke verbunden ist und sich mit dieser dreht, gefördert und vom rotierenden Teller 20 nach außen geschleudert. Das Schüttgut fällt nach unten in den trichterförmigen Sammelbehälter 3 und durch dessen Auslass 21 in den vorgesehenen, in den Zeich¬ nungen nicht dargestellten Behälter oder in eine Förderleitung zum Weitertransport für die Verarbeitung an einem anderen Ort. Der Teller 20 kann als eine flache Scheibe ohne äußeren Rand ausgebildet sein, es kann aber auch eine Scheibe mit einem lotrecht oder schräg mehr oder weniger hochgezogenen Rand eingesetzt werden. Ein hochgezogener Rand des Tellers 20 wird bei besonders gut fließendem Schüttgut verwendet.
Die dosierte Menge des Schüttgutes hängt von der Anzahl der Umdrehungen der Förderschnecke 4 ab. Soll die Dosierung angehalten werden, so wird die Förderschnecke 4 zum Stillstand gebracht. Das freifließende Schüttgut fließt dann über die Förderschnecke 4 nur noch bis zum Teller 20 und staut sich vom Teller 20 nach oben hin in den Innenbereich 14 des Auslaufstutzens 2 zurück, so dass die Dosierung und Abfüllung unterbrochen ist.
Die Menge an dosiertem Schüttgut hängt insbesondere vom Durchmesser der
Förderschnecke 4 und der Steigung des Schneckenganges ab. Wenn eine andere Dosierleistung, also eine andere Menge an dosiertem Produkt pro Umdrehung der
Förderschnecke gewünscht wird, muss die Förderschnecke 4 ausgetauscht werden.
Dazu müssen das Innere der Dosiervorrichtung und insbesondere die Förderschnecke 4 frei zugänglich sein. Das gleiche gilt, wenn das zu dosierende Produkt gewechselt wird.
In diesem Fall müssen die vom Produkt berührten Teile gründlich gereinigt werden, z. B. durch Ausblasen mit Pressluft. Auch hierzu muss das Innere der Dosiervorrichtung frei zugänglich sein.
Der besondere Vorteil dieser Erfindung liegt in dem besonders einfachen und schnellen Umrüsten von einem Produkt auf das andere und von der einen Dosierleistung auf eine andere, wie es im Nachfolgenden beschrieben wird.
Hierzu wird zunächst der Schnellspannverschluss 12 (Figuren 1 und 2) gelöst. Der Sammelbehälter 3 sinkt nur geringfügig ab, denn er wird durch den unteren Haltering 6 bei blockierendem Rastbolzen 11 gehalten. Ein durch das geringfügige Absenken betätigter Endschalter schaltet die Dosiervorrichtung automatisch stromlos, also aus und verhindert damit Verletzungen des Bedienungspersonals durch ein manuelles Eingreifen bei rotierender Förderschnecke. Dann wird bei weiterhin ausgeschaltetem Schneckenantrieb 5 der Sammelbehälter 3 mit Hilfe der Handgriffe 32 um die Längsachse 22 der Vorrichtung gedreht, so dass der Auslass 21 des Sammelbehälters 3 von dem Einlass 23 (siehe z. B. Figur 12) für das dosierte und abgefüllte Produkt weg¬ schwenkt und oberhalb eines Behälters für Produktreste oder des Einlasses einer zu einem Vorratsbunker führenden Förderleitung angeordnet ist. Dabei dreht sich der Haltering 6 nicht mit.
In einem weiteren Schritt wird der Rastbolzen 11 gelöst und der im Haltering 6 liegende Sammelbehälter 3 mittels eines Absenkmechanismus mit Dämpfung langsam nach unten abgesenkt, bis die Führungsstange 8 eine untere Position erreicht hat
(Figuren 6 und 7). Ein Kragen 43 am oberen Ende der Führungsstange 8 stützt sich in der unteren Position an einer Schulter 44 der Führungsbuchse 9 ab und hält so das Unterteil 31 in einer definierten unteren Position. Beim Herunterfahren des Sammelbehälters 3 bleibt der Auslaufstutzen 2 in seiner Lage im Oberteil 30 und die Förderschnecke 4 wird aus dem Innenbereich 14 des Auslaufstutzens nach unten her¬ ausgezogen. Durch den Innenbereich 14 fällt dann das restliche, im Vorratsbehälter 1 noch vorhandene Schüttgut ungehindert und sehr schnell heraus in den genannten sepa¬ raten Behälter, ohne dass die Förderschnecke 4 sich dreht.
Die äußerst schnelle Entleerung beschleunigt den Produktwechsel sowie auch den weiter unten beschriebenen Wechsel der Dosierleistung. Es ist mit dieser Dosiervor¬ richtung also nicht erforderlich, das gesamte im Vorratsbehälter 1 noch vorhandene Schüttgut in der Produktion aufzubrauchen und dadurch eventuell eine überschüssige, nicht gewünschte Anzahl von Teilen zu produzieren. Wenn im Stand der Technik mehrere derartige Dosiervorrichtungen zum Erzeugen einer Produktmischung vorgesehen sind und beim Leerfahren der Dosiervorrichtungen im normalen Pro¬ duktionsverfahren eine der Dosiervorrichtungen bereits entleert ist, würde man ein fehlerhaftes Mischungsverhältnis und damit fehlerhafte Produkte erhalten. Diese Nachteile treten mit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung nicht auf, da es nicht mehr erforderlich ist, das restliche, in der Dosiervorrichtung vorhandene Schüttgut auf dem normalen Produktionsweg zu Teilen zu verarbeiten, die dann eventuell sogar aufwändig entsorgt werden müssen. Erfindungsgemäß lassen sich dagegen Rohstoffe einsparen, da das nicht benötigte Schüttgut separat entleert und aufgefangen wird.
Wird der Sammelbehälter 3 noch weiter als in Figur 7 gezeigt nach unten abgesenkt, bis das obere Ende der Förderschnecke 4 unterhalb der Unterkante des rohrförmigen Innenbereichs 14 liegt, lässt sich der Sammelbehälter 3 mittels der Handgriffe 32 um die Achse der Führungsstange 8 nach außen schwenken, wie es in Figur 8a dargestellt ist. Dabei wird der elastische untere Rand der Schürze 19 etwas nach oben gedrückt (in Figur 8a angedeutet) und behindert auf diese Weise nicht das Wegschwenken des
Unterteils 31. Zur besseren Erkennbarkeit ist die Anordnung nach Figur 8a noch einmal, aber ohne den Vorratsbehälter 1 und das obere Gehäuseteil 16, in Figur 8b dar¬ gestellt. Nun ist sowohl der Auslaufstutzen 2 als auch die Förderschnecke 4 frei zugänglich. Diese mit dem Produkt in Berührung gekommenen Teile können dann gereinigt werden. Falls ein Leistungswechsel der Dosiervorrichtung gewünscht ist, können dann auch die Förderschnecke 4 und nach dem Abnehmen des Vorratsbehälters 1 auch der Auslaufstutzen 2 auf einfache Weise ohne Zuhilfenahme vom Werkzeug
ausgetauscht werden. Dabei wird der Teller 20 gleichzeitig ausgetauscht. Der Verfah¬ rensschritt mit entferntem Auslaufstutzen 2 ist in Figur 9 perspektivisch dargestellt.
Figur 10 zeigt einen entsprechenden Längsschnitt wie in Figur 7, aber mit ausgetauschtem Auslaufstutzen 2 und ausgetauschter Förderschnecke 4, welche einen geringeren Durchmesser und damit eine geringere Dosierleistung pro Umdrehung der Förderschnecke hat. Nach dem Austausch von Förderschnecke 4 und Auslaufstutzen 2 wird der Sammelbehälter 3 um die Führungsstange 8 zurückgeschwenkt und mit seiner oberen Öffnung über die Schürze 19 des Auslaufstutzens 2 geschoben, wobei nach einem Einrasten einer nicht dargestellten Rastverbindung zwischen Oberteil 30 und Unterteil 31 sichergestellt ist, dass die Längsachse der in den Auslaufstutzen 2 eingeschobenen Förderschnecke 4 wieder exakt identisch ist mit der Längsachse 22 des Auslaufstutzens 2 (Figur 11). Dann wird der Rastbolzen 11 arretiert und der Schnellspannverschluss 12 wieder gespannt.
Figur 12 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Anordnung von sechs erfindungsgemäßen Dosier- und Abfüllvorrichtungen, die um eine Mittelachse 10 angebracht sind. Die immer ortsfesten Oberteile 30 der Dosiervorrichtungen sind an einer Ringplatte 38 befestigt, die sich über Beine 39 auf einer Grundplatte 40 abstützt. Hier werden sechs verschiedene Produkte im gewünschten Mischungsverhältnis über
Einlaufbehälter 41 in eine nicht dargestellte Förderleitung für die Produktmischung dosiert, die sich an den unteren Trichter 33 nach unten hin anschließt.
In diesem Beispiel werden 3 Hauptanteile der Mischung automatisch von nicht dargestellten Förderleitungen über Einlasse 34, 35, 36 direkt in drei Dosiervorrichtungen gefördert. Jeweils eine Steuereinheit 37 ist zum Betätigen eines Absperrventils vorgesehen. Drei Mischungskomponenten mit nur geringen Anteilen werden von Hand in die Vorratsbehälter Ia, Ib, Ic den anderen drei Dosiervorrichtungen zugegeben.
Der oben beschriebene vorteilhafte schnelle, mit nur einer Person ohne Zuhilfenahme von Werkzeug durchzuführende Produkt- und/oder Leistungswechsel lässt sich auch bei jeder der Dosiervorrichtungen in der Anordnung nach Figur 12 durchfuhren. Auch Anordnungen mit einer anderen Anzahl von Dosiervorrichtungen, z. B. vier oder acht Dosiervorrichtungen oder auch nur zwei Dosiervorrichtungen sind erfindungsgemäß möglich.
Im Folgenden werden besonders wichtige Gesichtspunkte und weitere Einzelheiten der Erfindung genannt:
Selbst bei körnigem Schüttgut kommt es nicht zu einem Verklemmen von einzelnen Granulaten zwischen der Förderschnecke 4 und dem eng eingepassten flexiblen Auslaufstutzen 2, da der Auslaufstutzen aus einem hochflexiblen Material, z. B. Polyurethan oder einem anderen Elastomer hergestellt ist.
Die Dosiervorrichtung ist besonders geeignet zum Dosieren von Kunststoffgranulat für Kunststoffspritzgussmaschinen. Nach dem Beendigen der gewünschten Dosierung ist es nicht erforderlich, die Dosiervorrichtung in aufwändiger Weise unter Zuhilfenahme von Werkzeug auseinander zu nehmen, um das restliche Schüttgut aus der
Dosiervorrichtung zu entfernen oder, falls dies nicht gewünscht ist, das Produkt aus der
Dosiervorrichtung durch Spritzgießen von weiteren, nicht erwünschten Teilen aus der Dosiervorrichtung zu entfernen. Vielmehr lässt sich das in der Dosiervorrichtung noch vorhandene Produkt gezielt und äußerst schnell aus der Vorrichtung entfernen und für weitere Produktchargen weiterverwenden. Es ist auch möglich, in einfacher Weise ohne
Werkzeug den lose auf dem oberen zylindrischen Gehäuseteil 16 und im Einlasskonus
15 des Auslaufstutzens 2 aufliegenden Vorratsbehälter 1 abzunehmen, beispielsweise damit das Produkt aus der Zufuhrleitung für den Vorratsbehälter 1 entfernt und ebenfalls später wieder verwendet werden kann.
Erfindungsgemäß lässt sich ein Produktwechsel und auch ein Leistungswechsel mit nur einer Person und ohne Werkzeug in weniger als zwei Minuten durchführen. Bei dem Produktwechsel kann auch gleichzeitig der Teller 20 ausgetauscht werden. Der schnelle
Produkt- und Leistungswechsel wird trotz eines besonders kostengünstigen einfachen Aufbaus der Vorrichtung erreicht.
Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung kann auch mit einer Wägezelle verbunden werden. So kann das Gewicht des in dem Gerät befindlichen Schüttgutes genau bestimmt werden.
Durch eine entsprechende Steuerung kann das zu dosierende Schüttgut kontinuierlich, nämlich mit einem bestimmten Gewicht pro Zeiteinheit, bestimmt nach dem Differentialprinzip, dem nachfolgenden Prozess zugeführt werden.
Bis auf den Auslaufstutzen 2 sind die übrigen Teile der Dosiervorrichtung aus Edelstahl, Normalstahl oder Kunststoff gefertigt.
Als Schutz vor wegspringendem Schüttgut ist der Außenmantel des Auslaufstutzens 2 weiter heruntergezogen als der rohrförmige Innenbereich 14, in welchem sich die Schnecke dreht.
Die Vorrichtung kann auf einfache Weise geeicht (kalibriert) werden, indem das Unterteil 31 vom Oberteil 30 gelöst, der Sammelbehälter 3, z. B. um 180°, gedreht, das Unterteil 31 wieder mit dem Oberteil 30 mittels des Schnellspannverschlusses 12 verbunden und der Antrieb 5 eingeschaltet wird. Wenn dann das Produkt aus dem Auslass 21 auf eine Waage fließt, lässt sich einerseits die dosierte Produktmenge pro Zeiteinheit bestimmen und damit kontrollieren und andererseits durch Veränderung der Drehzahl der Schnecke 4 ein bestimmter Durchsatz pro Zeiteinheit einstellen.
Bezugszeichenliste
1, Ia, Ib, Ic Vorratsbehälter, Emfülltrichter
2 Auslaufstutzen
3 Sammelbehälter
4 Förder- und Dosierschnecke
5 Antrieb der Förderschnecke
6 unterer Haltering
7 Arm
8 Führung, Führungsstange
9 Führungsbuchse
10 Mittelachse
11 Rastbolzen
12 Schnellspannverschluss
13 oberer Haltering
14 rohrförmiger Innenbereich
15 innerer konisch zulaufender Bereich, Einlasskonus
16 oberer zylindrischer Gehäuseteil
17 außen umlaufender Flansch
18 oberer Bereich der Außenwand von 2
19 unterer Bereich der Außenwand von 2 (Schürze)
20 Teller
21 Auslass von 3
22 Längsachse
23 Einlass
25 oberer zylindersymmetrischer Bereich von 3
26 Auslass von 2
27 Einlass von 2
28 Ringscheibe
29 plattenförmiger Fortsatz
30 Oberteil
31 Unterteil
32 Handgriff
33 unterer Trichter
34, 35, 36 Einlass
37 Steuereinheit
38 Ringplatte
39 Bein
40 Grandplatte 41 Einlaufbehälter
42 Quernut
43 Kragen
44 Schulter d Innendurchmesser h Höhe des Auslaufstutzens