WO2023084481A1 - Gravimetrische dosiereinheit mit einer magnetischen verbindung zwischen der förderschnecke und ihrer halterung - Google Patents

Gravimetrische dosiereinheit mit einer magnetischen verbindung zwischen der förderschnecke und ihrer halterung Download PDF

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WO2023084481A1
WO2023084481A1 PCT/IB2022/060935 IB2022060935W WO2023084481A1 WO 2023084481 A1 WO2023084481 A1 WO 2023084481A1 IB 2022060935 W IB2022060935 W IB 2022060935W WO 2023084481 A1 WO2023084481 A1 WO 2023084481A1
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conveyor
holder
screw
shaft
shank
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PCT/IB2022/060935
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Men BERNEGGER
Rolf Lehmann
Urs Helfenstein
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K-Tron Technologies, Inc.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G33/00—Screw or rotary spiral conveyors
    • B65G33/08—Screw or rotary spiral conveyors for fluent solid materials
    • B65G33/14—Screw or rotary spiral conveyors for fluent solid materials comprising a screw or screws enclosed in a tubular housing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G11/00—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers
    • G01G11/003—Details; specially adapted accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G33/00—Screw or rotary spiral conveyors
    • B65G33/24—Details
    • B65G33/32—Adaptations of bearings or couplings for supporting and connecting screws

Definitions

  • the present invention relates to a gravimetric dosing unit for bulk materials according to the preamble of claim 1, a conveyor arrangement for a doser according to the preamble of claim 17 and a screw conveyor according to the preamble of claim 18.
  • the gravimetric feeders also known as loss-in-weight feeders, are widespread and used in many branches of industry for all kinds of flowable or pourable materials, i.e. bulk goods, insofar as these can be conveyed at all by a gravimetric feeder.
  • the pourable materials are discharged into a container, from this into a base unit below it and metered out of the dosing unit by a conveyor in the base unit.
  • the doser is on a scale, so the weight registered by the scale is the gross weight, i.e. the known and constant weight of the components of the doser (tare) plus the variable weight of the bulk material actually present in the container and in the base unit (net weight).
  • the scales continuously register the weight loss of the entire feeder during operation of the feeder, and thus the weight loss of the bulk material in the feeder due to the constant weight of the feeder, so that a control of the feeder can determine the output actual mass flow of the pourable material from the weight loss and in comparison with a predetermined desired mass flow rate, the output conveyor can be regulated accordingly in order to minimize the difference between the actual and the desired mass flow rate.
  • a very precise regulation of the output mass flow can be necessary, for example in the pharmaceutical sector or if color pigments are to be mixed in in industrial production.
  • the target mass flow can be small, for example in the case of the color pigments mentioned and in the manufacture of medicines (e.g. less than one kilogram per hour), or large, for example in the field of plastics production and in mining (e.g. more than 1 1 per hour). precise dosing may be necessary even with such delivery rates.
  • Precise scales of all kinds are often used as scales, with a resolution over their weighing range of 1:100,000 and more, including those with vibrating wire sensors, such as those under the designation SFT-III, SFT-II-M and SFT-II- Lvon Coperion K-Tron are known. These scales have a resolution of up to 1:4000000, so that precise dosing can be carried out without any problems even with a container content of several hundred kilos and a conveyance of several tons per hour. If, for example, a resolution of 1:1,000,000 is used, the weight can still be recorded with an accuracy of 1/10 g and then used for dosing with a weighing capacity of 100 kg.
  • conveyors that are not vertical, i.e. horizontal or arranged at an angle, are preferably used, as this allows the fluid-dynamic behavior of the bulk material to be controlled somewhat better, since, among other things, gravitation does not act in the conveying direction with horizontal conveyors and so does not bother.
  • Longer screw conveyors are well suited as horizontal conveyors, because with a suitable drive, the actual delivery rate can be varied easily and without delay via their speed and the distance from the mass flow from the hopper to a collection container outside the dosing unit can be easily bridged without that there are disadvantages in the actual mass flow itself.
  • the screw conveyor in a dosing device of the type mentioned is clamped at an end shaft in a holder, the holder supporting the screw conveyor in an exactly aligned manner in its conveying pipe and rotating at the speed required for dosing.
  • the bracket transmits changing, even high, torques with constantly changing speeds to the screw conveyor precisely and within the required scope without play.
  • conveyor arrangements which have become known which have a driven drive mandrel, for example a gear connected to a drive motor, as a holder the screw conveyor has a receiving opening on the face side for receiving the drive mandrel, and can thus be slipped onto it.
  • a closure in the manner of a bayonet closure which locks the conveyor screw on the drive mandrel for dosing operation in a position-proof and twist-proof manner.
  • a crescent-shaped locking element extending over a part of its cross section is inserted in the receiving opening of the conveyor screw, and the drive mandrel is adapted over its length in cross section in the opposite direction to the locking element, so that the conveyor screw, despite its locking element, still fits onto the drive mandrel is attachable.
  • a groove is provided in the drive mandrel, into which the locking element can be inserted via a suitable rotation of the screw conveyor, so that it locks in the manner of a bayonet lock.
  • the disadvantage of this arrangement is that the production of the conveyor arrangement is expensive with regard to the accuracy required for dosing.
  • the groove in the drive mandrel must be formed with a low tolerance for high dosing accuracy, which may require the groove to be produced by electroerosion.
  • the load-safe fixation of the locking element in the opening of the screw conveyor is difficult since the slightest welding error can render the screw conveyor unusable during the required welding process.
  • connection itself can be produced cheaply, which opens up the possibility of also cheaply producing additional features associated with the magnetic connection in the conveyor arrangement.
  • the magnetic connection saves time in maintenance, when cleaning or when changing a screw conveyor.
  • FIG. 1 schematically shows a gravimetric dosing unit 1 of the prior art for bulk materials of the type mentioned above.
  • the hopper 3 is filled with bulk material, which falls here via a transfer hopper 7 (which can also be omitted) of the base unit 4 into a conveyor container 8, through which a conveyor screw 15 protrudes, which transports the bulk material from right to left into a discharge line 10 promotes, via which the bulk material arrives in a further conveyor section 11, indicated by dashed lines, for further processing.
  • the funnel is refilled before empty.
  • the base unit 4 includes a drive motor 12 which drives the screw conveyor 15 via a gear 13, which in turn is attached to the mandrel of a holder 14 and runs after the delivery container 8 through a delivery pipe 9 to the output line 10.
  • the conveyor screw 15 forms a conveyor arrangement 16 together with the holder 14.
  • the conveyor container 8 and the conveyor pipe 9 are shown in section, so that the conveyor screw 15 is visible.
  • the base unit 4 also includes the output line 10 , which is mechanically decoupled from the further conveyor section 11 via a bellows 17 and pneumatically via a pressure compensation element 18 , so that the weighing of the dosing unit 2 cannot be influenced by the further conveyor section 11 .
  • the dosing device 2 rests on supports 19 on the scales 5, which thus calculate the weight of the dosing device 2 and the weight of the bulk material in the hopper 3 (and in the base unit 4). register. If, in gravimetric operation of the dosing unit 2, bulk material is discharged into the further conveying section 11 by the rotation of the screw conveyor 15, its weight is reduced accordingly, which is registered by the scales 5 and in turn evaluated by a controller (not shown) to relieve the figure.
  • the weight reduction corresponds to the output actual mass flow of bulk material, which must be tracked to the target mass flow.
  • the control via the drive motor 12 continuously corrects the speed of the conveyor screw 15 in accordance with a control algorithm that is fundamentally known to the person skilled in the art.
  • the flow behavior of the various bulk materials can be unproblematic or highly complex.
  • Agitators provided in the hopper can dampen such effects, but cannot eliminate them. Temperature, humidity, etc. can affect these parameters depending on the type of bulk material.
  • the speed of the screw conveyor must be regulated in coordination with the above-mentioned possible resolution of the scales as quickly as possible, precisely and with the sometimes strongly changing torque (with corresponding axial load on the screw conveyor 15).
  • This requires precise clamping of the screw conveyor 15 in the holder 14 and is one reason why, as mentioned above, the prior art provides, for example, a complex bayonet lock.
  • Figure 2 shows a section through an area of a dosing unit 1 or a dosing device 2 with a conveyor arrangement 25 according to the invention.
  • the area shown in Figure 2 corresponds to the dashed area 19 of the dosing unit 1 shown in Figure 1.
  • a conveyor screw 26 can be seen with a conveyor helix 26 ′, here with a small diameter (for a conveyor screw with a large diameter see FIG. 5), which protrudes through a conveyor container 8 which is arranged on a transfer funnel 7 .
  • the screw conveyor 26 is clamped with a shaft 27 in a holder 28 which in turn is rotatably mounted in a housing 30 via ball bearings 29 , the housing 30 in turn being arranged on the gear 13 .
  • the bracket 28 is directly on a gear 31 of the Gear 13 screwed.
  • the motor 12 thus drives the holder 28 and thus the screw conveyor 26 via the gear wheel 31 of the gear mechanism 13 .
  • the holder 28 is rotatably mounted in a housing 30 via ball bearings 29 and this housing 30 is arranged on a gear 13 of the drive for the conveyor screw 26, with a gear wheel 31 of the transmission 13 is directly connected to the bracket 28.
  • the holder 28 has an opening 32 into which the shank 27 of the screw conveyor 26 can be pushed in the axial direction, so that the opening 32 receives the shank 27, with a magnetic element embodied here as a permanent magnet 34 being provided on the bottom 33 of the opening 32 , which is preferably located in a bore 35 in the bottom 33 of the opening 32 and is more preferably glued there.
  • a commercially available permanent magnet can be used as the magnet 34, for example a neodymium magnet.
  • a magnetic element here preferably designed as a permanent magnet 36, which is arranged, e.g. glued, in the shank 27, on the front side, here in a bore 37, and also preferably as a permanent magnet, for example as a neodymium magnet.
  • the screw conveyor 26 has a shaft 27 provided for interaction with the holder 28 and the holder 28 has an opening 32 for receiving the shaft 27, and the end face facing the holder 28 of the shaft 27 and the bottom 33 of the opening 32 each have a magnetic element, preferably a permanent magnet 34,36 each.
  • the magnets 34, 36 form a magnetic connection between the conveyor screw 26 and the holder 28 of the conveyor arrangement 25.
  • the Connector is designed as a magnetic connection.
  • the magnetic connection is preferably designed in this way is that the fixing magnetic force acts on the screw conveyor 26 in the axial direction and pulls it against the holder 28 .
  • the shank 27 of the screw conveyor 26 is delimited at the beginning of the shank 27 with a stop element which is preferably designed as a flange 38 (here protruding radially). More preferably, the stop element strikes the mount 28 and thus determines the axial position of the screw conveyor 27 that is operationally inserted into the mount 28.
  • the depth of penetration of the shaft 27 into the mount 28 (or the bearing of the flange 38) is preferably dimensioned such that During operation of the conveyor arrangement 25, a gap 39 remains between the magnets 36, 34, which protects the magnets, which are usually made of a brittle material, from hitting one another when they are inserted. In principle, however, it is also possible not to provide a gap. For another advantage of the gap 39 see below:
  • the magnetic connection fixes the conveyor screw 26 via the gap 39 with an axially acting force of 5 N to 20 N, preferably 8 N to 12 N, very preferably 9 N to 11 N, directed against the holder 28 in its operational position . Since the magnetic force of attraction rises steeply very shortly before the contact of the magnets, but the rise is no longer steep at a slightly increased distance between the magnets, but is comparatively flat, a suitable selection of the magnetic elements (here the permanent magnets 34,36) and by dimensioning the gap 39 (here via the position of the stop shoulder 38 on the shaft 27), the gap can be determined in such a way that on the one hand the above-mentioned forces act and on the other hand the gap is large enough that the magnetic attraction force is still comparatively flat.
  • the flat progression allows the tolerances regarding the position of the stop shoulder 38 and the magnets 34, 36 to be kept comparatively large and therefore inexpensive in production.
  • the gap width of the gap 39 is preferably between 0.2 mm and 1.2 mm, very preferably 0.6 mm to 0.8 mm and particularly preferably 0.7 mm, with which the above-mentioned forces can be achieved with commercially available permanent magnets. It should be noted here that the conveyor screw 26 is sufficiently secured in the holder 28 during operation by this magnetic fixation, since the conveyed bulk material exerts a reaction force on the conveyor screw 26 in the direction of the holder, but is also sufficient to avoid an undesired displacement , At the same time the exchange of the screw conveyor 26 against another conveyor element comfortably allowed by a slight jerk.
  • the stop element here the flange 38
  • the stop element is positioned on the shaft 27 in such a way that when the conveyor screw 26 is in the operationally inserted position in the holder 28 between the magnetic elements (in the embodiment shown the permanent magnets 36, 34)
  • a gap remains between the shaft 27 and the holder 28 which is preferably between 0.2 mm and 1.2 mm, particularly preferably between 0.6 and 0.8 mm, very particularly preferably 0.7 mm wide.
  • the person skilled in the art can easily select the commercially available magnets required for this from the manufacturers' catalogs in a specific case.
  • the shank 27 also has a camber 45 which serves to facilitate the insertion of the shank 27 into the opening 32 of the holder 28 .
  • the tolerances for the operationally reliable seat of the shaft 27 in the holder 28 are comparatively low, so that the shaft 27 must be positioned precisely radially aligned at the opening 32 when it is inserted, which is not easy in terms of craftsmanship and can take time to succeed, since even a slight canting makes it impossible to insert the shaft 27 into the opening 32 .
  • This difficulty is further increased by the magnet 36 which, in the event of a slight deviation in the axial alignment, deflects the shank even further by being attracted to the wall of the opening 32, so that assembly is actually made even more difficult.
  • the crowning now allows the shank 27 to be placed obliquely in the opening 32, to be pushed in a little until the shank 27 can easily be correctly aligned during insertion. It is of course necessary for this that the shank 27 has a mounting section 46 with a smaller diameter which adjoins the crowning 45 and extends towards the flange 38, since otherwise the shank 27 could not be inserted into the opening 32 in a tilted position. In other words, the crown protrudes beyond the mounting section 46 in the radial direction.
  • the housing 30 is covered by a cover disk 40 which forms a section of the side wall of the delivery container 8 here.
  • Figure 3 shows a front view of a shank 27' that is slightly modified compared to shank 27, as seen from the opening 32 of the holder 28 ( Figure 2), which is itself shown in Figure 3 is not evident.
  • the magnet 34 used on the end face in the shaft 27' is shown, as well as two
  • the crowning 45' on the shaft 27' can only be partially formed in one direction, here in the vertical (direction of the double arrow 50), so that it is essentially only effective in the viewing direction 48. It is then the case that the crowning, here with the partial areas 45' and 45", protrudes beyond the shank 27' at least in a radial direction over the mounting section that is not visible in the figure. Analogously, the mounting section can also only be formed in one direction become.
  • a shank 27' modified as shown in FIG. 3 makes sense if, in contrast to the embodiment shown in FIG , so that the shaft is properly supported over its entire rotational position of 360° even without or only with partial crowning.
  • the shaft 27' of the screw conveyor 26 preferably has a radially outwardly directed camber 45 on its front side, which then curves against the conveyor helix 26' of the screw conveyor 26 extending mounting section 46 at least in a radial direction 50, preferably in all radial directions, such that the shaft 27 is placed in the opening 32 of the holder 28 slightly tilted in at least one direction and guided into the crowning 45 over a first stretch can be.
  • the holder and then accordingly also the shaft can be designed with a stepped diameter over the length of the holder. Then the crowning is to be applied where the shaft has to be inserted in the narrowest point, with the result that the crowning no longer has to be arranged on the front side, but set back from this, towards the stop shoulder.
  • the shaft 27, 27' of the screw conveyor 26 preferably has a camber 45', 45" directed radially outwards, which then extends towards the end face of the shaft 27, 27' Shaft section and an adjoining mounting section 46 extending towards the tip of the screw conveyor at least in a radial direction 50, preferably in all radial directions, such that the shaft 27, 27' in a section of the bracket assigned to the crowning has at least one Slightly tilted in direction 50 and can be introduced into this section over a first stretch with the crowning.
  • the shaft 27 of the screw conveyor 26 preferably has a radially outwardly directed camber 45 on its end face, which at least in a radial direction 50, preferably in all directions, in such a way that the shaft 27 is placed in an opening 32 or in a step of a holder 28 assigned to the screw conveyor 26, slightly tilted in at least one direction 50 and over a first stretch with the camber 45 in this can be brought in.
  • the camber 45 is preferably designed to fit exactly to the section of the opening 32 in which it is located in the operatively inserted position of the screw conveyor 26, such that the screw conveyor 26 is operable at a first location 51 (see Figure 2) on the shaft 27 in the holder 28 is fitted.
  • the shaft 27 of the screw conveyor 26 has, within the length in which it protrudes into the opening 32 of the holder 28 during operation, a fitting section 51, the outer dimensions of which are designed to fit exactly over a length to the section of the opening. 32 in which it is in the operatively nested position of the auger 26 such that the auger 26 is operably nested at a second location 53 (opposite a first location such as a crown 45, see Figure 2) on the shank fitted and thus aligned with the desired tolerance in the holder 28 in the axial direction.
  • the fitting portion 51 touches the opening 32 over a length, in contrast to the crown (45, 45', 45"), which touches the opening 32 essentially along a line.
  • the opening 32 of the holder can then be tubular, with a constant inner diameter over the length in which the shaft of the conveyor screw protrudes cam-free during operation (see FIGS. 4 and 5) into the opening 32.
  • FIG. 4 shows the conveyor screw 26 in a view from the front side of the shaft I, with the magnet 36 used there, the crowning 45, the mounting section 46 and the fitting section 52.
  • the stop shoulder 38 can also be seen, and in front of it a double locking cam 55, which locks the screw conveyor 26 inserted into the holder so that it cannot rotate.
  • FIG. 5 shows a holder 38 in a lateral view from the mouth 60, with its opening 32 being visible and a head 56 in which there is a recess 57 which is formed opposite to the locking cam 55.
  • An end face 58 forms a stop surface for the stop shoulder 38 of the conveyor screw 26.
  • FIGS. 4 and 5 forms, together with the magnetic plug-in connection in the axial direction, a simple and inexpensive non-rotatable connection of the screw conveyor with its holder. It should be noted that the person skilled in the art can of course design the shape of the cam in a specific case to be different but suitable for the purpose shown.
  • the result is preferably a gravimetric dosing unit for bulk materials or a dosing device, in which the shaft of the screw conveyor preferably has at least one cam in the end section facing the screw helix, which during operation has an oppositely designed recess on the end section of the holder facing the screw helix the screw conveyor is fixed in the holder so that it cannot twist. Furthermore, a screw conveyor results in which the shaft of the screw conveyor preferably has at least one cam projecting radially from it in the end section facing the screw helix.
  • FIG. 6 shows a 3D view of the cutaway arrangement according to FIG. 2, but with a different conveyor screw 60, the diameter of which section 60' with the conveyor helix 61 is so large that it fills at least the lower part of the conveyor container 8—in contrast to the arrangement from Figure 2 with a small screw conveyor 26, a large screw conveyor 60 is used here in the unchanged holder 28, which thus allows operation with different screw conveyors 26,60.
  • the shank 62 of the auger 60 is also designed in the same way as the shank 27 of the auger 26, but with the exception that instead of the stop flange 38 ( Figure 2) due to the larger dimensions of the auger 60 and thus the section 60 'now a Stop shoulder 63 is provided, with which the shaft 62 strikes the holder 28 and determines the gap between the magnets 34,36.
  • the conveyor helix 61 rotates counterclockwise as seen from the shaft, but in the embodiment shown its beginning is not at the stop shoulder 63, but at a distance from it and thus has a leading edge 64 that rotates with it in a counterclockwise direction, which is thus at a distance from the cover plate 40 is located. If this distance were smaller than a dimension of the bulk material to be conveyed, such a bulk material can fall in front of the leading edge 64 during operation of the metering device 2 , be caught by it and clamped between it and the cover disk 40 .
  • the edge 64 With it the conveyor helix 61 and thus the conveyor screw 60, is pushed away from the cover plate 40 and thus also the holder 28 and can then be easily pushed out of the holder 28 against the magnetic fixation (when stationary the technology with a mechanically locked conveyor screw, such bulk material is simply destroyed).
  • the distance between the edge 64 and the cover plate 40, ie the shaft-side wall of the delivery container 8 is greater than the largest dimension of a bulk material, this danger does not exist.
  • a distance of 3 mm between the leading edge 64 and the wall of the conveying container (or the cover disk 40) is sufficient for most bulk goods, but depending on the bulk goods the specialist can use a conveyor screw with a greater distance of up to 20 mm.
  • the result is a dosing unit 1 or a dosing device 2, in which the conveyor screw protrudes through a conveyor container that is filled with bulk material during operation, and the start of the screw helix has a leading edge 64, the distance from the shaft-side wall of the conveyor container preferably being between 3 mm and 20 mm, particularly preferably between 5 mm and 15 mm and very preferably between 8 and 12 mm.
  • a conveyor screw 60 with a stop element 63 for a holder 28 of the conveyor screw 60 and a screw helix 61, the leading edge 64 of the start of the screw helix 61 being at a distance from the stop element 63 of between 3 mm and 20 mm, preferably between 5 mm and 15 mm and most preferably between 8 and 12 mm.

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Abstract

Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter, mit einem Dosierer (2), der einen Behälter (8) für zu dosierendes Schüttgut und eine Basiseinheit (4) aufweist, wobei die Basiseinheit (4) einen Schneckenförderer (26, 60) aufweist, der über eine Halterung (28) betriebsfähig in Position gehalten und angetrieben wird, wobei der Schneckenförderer (26, 60) und die Halterung (28) axial zusammensteckbar und über eine Steckverbindung betriebsfähig aneinander fixierbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung als magnetische Verbindung ausgebildet ist.

Description

Gravimetrische Dosiereinheit mit einer magnetischen Verbindung zwischen der Förderschnecke und ihrer Halterung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Förderanordnung für einen Dosierer nach dem Oberbegriff von Anspruch 17 und einen Schneckenförderer nach dem Oberbegriff von Anspruch 18.
Die auch als Differentialdosierwaagen bekannten gravimetrische Dosierer sind weit verbreitet und werden in vielen Industriezweigen eingesetzt, für alle möglichen fliess- oder schüttfähigen Materialien, d.h. Schüttgüter, soweit diese überhaupt durch einen gravimetrischen Dosierer förderbar sind. Dabei werden die schüttfähigen Materialien in einen Behälter, von diesem in eine unter ihm liegende Basiseinheit und durch einen in der Basiseinheit vorhandenen Förderer dosiert aus dem Dosierer ausgegeben. Der Dosierer befindet sich auf einer Waage, somit ist das von der Waage registrierte Gewicht das Bruttogewicht, d.h. das bekannte und konstante Gewicht der Komponenten des Dosierers (Tara) plus das variable Gewicht des im Behälter und in der Basiseinheit aktuell vorhandenen Schüttguts (Nettogewicht).
Damit registriert die Waage im Betrieb des Dosierers laufend die Gewichtsabnahme des ganzen Dosierers, und damit wegen des konstanten Gewichts des Dosierers die Gewichtsabnahme des im Dosierer vorhandenen Schüttguts, so dass eine Steuerung des Dosierers aus der Gewichtsabnahme den ausgegebenen Ist-Massenstrom des schüttfähigen Materials bestimmen und im Vergleich mit einem vorbestimmten Soll-Massenstrom den Ausgabe-Förderer entsprechend regeln kann, um die Differenz zwischen dem Ist- und dem Soll-Massenstrom zu minimieren.
Dabei kann eine sehr genaue Regelung des ausgegebenen Massenstroms notwendig sein, etwa im Bereich der Pharmazie oder wenn in der industriellen Produktion Farbpigmente zugemischt werden sollen. Zudem kann der Soll-Massenstrom klein ausfallen, etwa bei den genannten Farbpigmenten und in der Medikamentenherstellung (z.B. weniger als ein Kilogramm pro Stunde), oder gross, etwa im Bereich der Kunststoffherstellung und im Bergbau (z.B. mehr als 1 1 pro Stunde), wobei auch bei solchen Förderleistungen eine präzise Dosierung notwendig sein kann. Als Waagen werden häufig präzise Waagen aller Art eingesetzt, mit einer Auflösung über ihren Wägebereich von 1:100 000 und mehr, darunter auch solche mit Schwingsaitensensoren, wie sie etwa unter der Bezeichnung SFT-Ill, SFT-II-M und SFT-Il-Lvon Coperion K-Tron bekannt sind. Diese Waagen besitzen eine Auflösung von bis zu 1:4000000, so dass eine Präzisionsdosierung auch bei einem Behälterinhalt von mehreren hundert Kilos und einer Förderung von mehreren Tonnen pro Stunde problemlos erfolgen kann. Wird eine Auflösung von beispielsweise 1:1 000 000 genutzt, kann bei einer Wägekapazität von 100 kg kann das Gewicht immer noch auf 1/10 g genau erfasst und dann für die Dosierung verwendet werden.
Um die Präzision der Waagen für die Dosierung nutzbar zu machen, werden bevorzugt nicht vertikale, also horizontale oder schräg angeordnete Förderer eingesetzt, da so das fluiddynamische Verhalten des Schüttguts etwas besser beherrscht werden kann, da unter anderem bei horizontalen Förderern die Gravitation nicht in Förderrichtung wirkt und so nicht stört. Als horizontale Förderer eigenen sich längere Schneckenförderer gut, da bei einem geeigneten Antrieb über deren Drehzahl die Ist-Fördermenge recht einfach und verzugslos variiert werden kann und die Distanz vom Massenstrom aus dem Trichter bis zu einem ausserhalb der Dosiereinheit liegenden Sammelbehälter gut überbrückt werden kann, ohne dass sich im Ist-Mas- senstrom selbst Nachteile ergeben.
Üblicherweise ist der Schneckenförderer in einem Dosierer der genannten Art an einem endseitigen Schaft in einer Halterung eingespannt, wobei die Halterung den Schneckenförderer exakt ausgerichtet in seinem Förderrohr lagert und mit der für die Dosierung notwendigen Drehzahl rotiert. Dabei überträgt die Halterung wechselnde, auch hohe Drehmomente mit ständig wechselnder Drehzahl exakt und im geforderten Rahmen spielfrei auf die Förderschnecke.
Für die Wartung, insbesondere Reinigung, oder auch für den Wechsel der Förderschnecke muss diese aus der Halterung gelöst und in diese wiedereingesetzt werden können.
Dies geschieht, indem beispielsweise eine Förderanordnung, d.h. eine aus einem Schneckenförderer und der Halterung bestehenden Baugruppe, als Ganzes aus dem Dosierer ausgebaut und an einem vom Dosierer getrennten Ort zerlegt bzw. zusammengesetzt wird. Alternativ sind Förderanordnungen bekannt geworden, die als Halterung einen angetriebenen Antriebsdorn beispielsweise eines mit einem Antriebsmotor verbundenen Getriebes aufweisen, wobei die Förderschnecke stirnseitig eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Antriebsdorns aufweist, und so auf diesen aufgesteckt werden kann.
Dabei ist ein Verschluss in der Art eines Bajonettverschlusses vorgesehen, der die Förderschnecke auf dem Antriebsdorn für den Dosierbetrieb läge- und verdrehsicher verriegelt. Dazu wird in der Aufnahmeöffnung der Förderschnecke ein sich über einen Teil ihres Querschnitts erstreckendes, über den Querschnitt gesehen halbmondförmiges Verriegelungselement eingesetzt, und der Antriebsdorn über seine Länge im Querschnitt gegengleich zum Verriegelungselement angepasst, so dass die Förderschnecke trotz ihrem Verriegelungselement nach wie vor auf den Antriebsdorn aufsteckbar ist. Zudem ist im Antriebsdorn eine Nut vorgesehen, in die das Verriegelungselement über eine geeignete Verdrehung der Förderschnecke eingefahren werden kann, so dass sich diese in der Art eines Bajonettverschlusses verriegelt.
Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass die Fertigung der Förderanordnung im Hinblick auf die für die Dosierung notwendige Genauigkeit aufwendig ist. Beispielsweise muss die Nut im Antriebsdorn für hohe Dosiergenauigkeit mit geringer Toleranz ausgebildet werden, was eine Herstellung der Nut durch Elektroerosion erfordern kann. Zudem ist die belastungssichere Fixierung des Verriegelungselements in der Öffnung des Schneckenförderers schwierig, da beim erforderlichen Schweissvorgang geringste Schweissfehler den Schneckenförderer unbrauchbar machen können.
Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosiereinheit bzw. eine Förderanordnung für einen Dosierer bereit zu stellen, die in der Fertigung kostengünstig hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Dosiereinheit mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1, durch eine Förderanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 17 und durch einen Schneckenförderer mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 18 gelöst.
Dadurch, dass eine magnetische Verbindung vorgesehen ist, ist die Verbindung selbst günstig herstellbar, wobei sich die Möglichkeit eröffnet, zusätzliche mit der magnetischen Verbindung zusammenhängende Merkmale in der Förderanordnung ebenfalls günstig herzustellen. Über die gestellte Aufgabe hinaus führt die magnetische Verbindung zu einer Zeitersparnis in der Wartung, beim Reinigen bzw. auch beim Wechsel einer Förderschnecke.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen weisen die Merkmale der abhängigen Ansprüche auf.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren noch etwas näher beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 zeigt schematisch eine gravimetrische Dosiereinheit 1 des Stands der Technik für Schüttgüter in der oben genannten Art. In der Dosiereinheit 1 ist ein Dosierer 2 mit einem Trichter 3 und einer Basiseinheit 4 über Waagen 5 in einem Rahmen 6 aufgehängt.
Im Betrieb wird der Trichter 3 mit Schüttgut gefüllt, das hier über einen Übergangstrichter 7 (der auch weggelassen werden kann) der Basiseinheit 4 in einen Förderbehälter 8 fällt, durch den eine Förderschnecke 15 hindurchragt, die das Schüttgut von rechts nach links in eine Ausgabeleitung 10 fördert, über die das Schüttgut in eine gestrichelt angedeutete weitere Förderstrecke 11 zur weiteren Verarbeitung gelangt. Der Trichter wird, bevor leer, wieder aufgefüllt.
Die Basiseinheit 4 umfasst neben dem Förderbehälter 8 einen Antriebsmotor 12, der über ein Getriebe 13 die Förderschnecke 15 antreibt, die wiederum auf den Dorn einer Halterung 14 aufgesteckt ist und nach dem Förderbehälter 8 durch ein Förderohr 9 zur Ausgabeleitung 10 verläuft. Die Förderschnecke 15 bildet zusammen mit der Halterung 14 eine Förderanordnung 16. Der Anschaulichkeit wegen sind der Förderbehälter 8 und das Förderrohr 9 aufgeschnitten dargestellt, so dass die Förderschnecke 15 sichtbar ist.
Weiter umfasst die Basiseinheit 4 auch die Ausgabeleitung 10, die über einen Balg 17 mechanisch und über eine Druckausgleichselement 18 pneumatisch von der weiteren Förderstrecke 11 abgekoppelt ist, damit die Wägung der Dosiereinheit 2 nicht von der weiteren Förderstrecke 11 beeinflusst werden kann.
Der Dosierer 2 liegt über Stützen 19 auf den Waagen 5 auf, die so das Gewicht des Dosierers 2 und das Gewicht des im Trichter 3 (und in der Basiseinheit 4) sich befindenden Schüttguts re- gistrieren. Wird im gravimetrischen Betrieb der Dosiereinheit 2 durch die Rotation der Förderschnecke 15 Schüttgut in die weitere Förderstrecke 11 ausgegeben, reduziert sich deren Gewicht entsprechend, was durch die Waagen 5 registriert und wiederum durch eine zur Entlastung der Figur nicht dargestellte Steuerung ausgewertet wird. Die Gewichtsreduktion entspricht dem ausgegebenen Ist-Massenstrom an Schüttgut, der dem Soll-Massenstrom nachgeführt werden muss. Dazu korrigiert die Steuerung über den Antriebsmotor 12 die Drehzahl der Förderschnecke 15 laufend entsprechend einem dem Fachmann grundsätzlich bekannten Regelalgorithmus.
Das Fliessverhalten der verschiedenen Schüttgüter kann unproblematisch oder auch hoch komplex sein. Es gibt Schüttgüter mit der Tendenz, wegen dem im Behälter 3 herrschenden Druck auch durch eine horizontale Förderschnecke 15 hindurchzuschiessen, aber auch solche, die laufend im Behälter 3 Brücken bilden, so dass sich die Windungen der Förderschnecke 15 nur teilweise füllen, wobei beim Einsturz einer Brücke dann Windungen verdichtet, also zu sehr, gefüllt sind, was bei kleinen, pulverartigen Partikeln oft der Fall ist. Im Trichter vorgesehen Rührwerke können solche Effekte zwar dämpfen, aber nicht ausschalten. Temperatur, Luftfeuchtigkeit etc. können diese Parameter je nach der Art des Schüttguts beeinflussen. Je nach dem muss die Regelung der Drehzahl der Förderschnecke in Abstimmung mit der oben erwähnten möglichen Auflösung der Waage möglichst verzugslos, präzise und mit dem notwendigerweise manchmal stark wechselnden Drehmoment (mit entsprechender Axialbelastung der Förderschnecke 15) erfolgen. Dies bedingt eine präzise Einspannung der Förderschnecke 15 in der Halterung 14 und ist ein Grund dafür, dass, wie oben erwähnt, im Stand der Technik z.B. ein aufwendiger Bajonettverschluss vorgesehen ist.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch einen Bereich einer Dosiereinheit 1 bzw. eines Dosierers 2 mit einer erfindungsgemässen Förderanordnung 25. Der in der Figur 2 dargestellte Bereich entspricht dem in Figur 1 eingezeichneten gestrichelten Bereich 19 der Dosiereinheit 1.
Ersichtlich ist eine Förderschnecke 26 mit einer Förderwendel 26', hier mit kleinem Durchmesser (für eine Förderschnecke mit grossem Durchmesser s. Fig. 5), die durch einen Förderbehälter 8 ragt, der an einem Übergangstrichter 7 angeordnet ist. Die Förderschnecke 26 ist mit einem Schaft 27 in eine Halterung 28 eingespannt, die ihrerseits über Kugellager 29 in einem Gehäuse 30 rotierbar gelagert ist, wobei das Gehäuse 30 wiederum am Getriebe 13 angeordnet ist. In der gezeigten Ausführungsform ist die Halterung 28 direkt auf ein Zahnrad 31 des Getriebes 13 aufgeschraubt. Der Motor 12 treibt damit über das Zahnrad 31 des Getriebes 13 die Halterung 28 und damit die Förderschnecke 26 an.
Es ergibt sich, dass bevorzugt in einem Dosierer 2 bzw. einer Dosiereinheit 1 die Halterung 28 in einem Gehäuse 30 über Kugellager 29 rotierbar gelagert ist und dieses Gehäuse 30 an einem Getriebe 13 des Antriebs für die Förderschnecke 26 angeordnet ist, wobei bevorzugt ein Zahnrad 31 des Getriebes 13 direkt mit der Halterung 28 verbunden ist.
Die Halterung 28 besitzt eine Öffnung 32, in die der Schaft 27 der Förderschnecke 26 in axialer Richtung eingeschoben werden kann, so dass die Öffnung 32 den Schaft 27 aufnimmt, wobei am Boden 33 der Öffnung 32 ein hier als Permanentmagnet 34 ausgebildetes magnetisches Element vorgesehen ist, das sich bevorzugt in einer Bohrung 35 im Boden 33 der Öffnung 32 befindet und weiter bevorzugt dort eingeklebt ist. Als Magnet 34 kann ein handelsüblicher Permanentmagnet verwendet werden, beispielsweise ein Neodym-Magnet.
Der Schaft 27 der Förderschnecke 26 wiederum ist in der gezeigten Ausführungsform ebenfalls mit einem hier bevorzugt als Permanentmagnet 36 ausgebildeten magnetischen Element versehen, das im Schaft 27, stirnseitig, hier in einer Bohrung 37 angeordnet, z.B. eingeklebt ist, und ebenso bevorzugt als Permanentmagnet, beispielsweise als Neodym-Magnet, ausgebildet ist.
Damit ergibt sich eine Gravimetrische Dosiereinheit bzw. ein Dosierer für Schüttgüter, bei dem die Förderschnecke 26 einen zum Zusammenwirken mit der Halterung 28 vorgesehenen Schaft 27 und die Halterung 28 eine Öffnung 32 zur Aufnahme des Schafts 27 aufweist, und wobei die der Halterung 28 zugewendete Stirnseite des Schafts 27 und der Boden 33 der Öffnung 32 je ein magnetisches Element, bevorzugt je einen Permanentmagnet 34,36 aufweisen. Die Magnete 34,36 bilden im Betrieb eine magnetische Verbindung zwischen der Förderschnecke 26 und der Halterung 28 der Förderanordnung 25.
Auch ergibt sich bevorzugt eine Förderanordnung 25 für eine Dosiereinheit 1 bzw. einen Dosierer 2, mit einer Förderschnecke 26 und einer Halterung 28 für diese, wobei die Förderschnecke 26 und die Halterung 28 axial zusammensteckbar und über eine Steckverbindung betriebsfähig aneinander fixierbar ausgebildet sind, wobei die Steckverbindung als magnetische Verbindung ausgebildet ist. Bevorzugt ist dabei die magnetische Verbindung derart ausgebildet ist, dass die fixierende Magnetkraft auf die Förderschnecke 26 in axialer Richtung wirkt und diese gegen die Halterung 28 zieht.
Der Schaft 27 der Förderschnecke 26 ist am Beginn des Schafts 27 mit einem ein bevorzugt als Flansch 38 ausgebildeten (hier radial abstehenden) Anschlagelement begrenzt. Weiter bevorzugt schlägt das Anschlagelement an der Halterung 28 an und bestimmt damit die axiale Position des in die Halterung 28 betriebsfähig eingesetzten Schneckenförderers 27. Die Eindringtiefe des Schafts 27 in die Halterung 28 (bzw. die Lager des Flanschs 38) ist bevorzugt derart bemessen, dass im Betrieb der Förderanordnung 25 zwischen den Magneten 36,34 ein Spalt 39 verbleibt, was die meist aus einem spröden Material bestehenden Magnete davor schützt, beim Einsetzen aneinander zu schlagen. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, keinen Spalt vorzusehen. Zu einem weiteren Vorteil des Spalts 39 s. nachstehend:
Über den Spalt 39 fixiert die magnetische Verbindung die Förderschnecke 26 im Betrieb mit einer axial wirkenden, gegen die Halterung 28 gerichteten Kraft von 5 N bis 20 N, bevorzugt 8 N bis 12 N, ganz bevorzugt von 9 N bis 11 N in ihrer betriebsfähigen Lage. Da die magnetische Anziehungskraft sehr kurz vor dem Kontakt der Magnete steil ansteigt, der Anstieg aber schon bei etwas vergrösserter Distanz zwischen den Magneten nicht mehr steil, sondern vergleichsweise flach verläuft, kann durch geeignete Auswahl der magnetischen Elemente (hier der Permanentmagnete 34,36) und durch die Bemessung des Spalts 39 (hier über die Position der Anschlagschulter 38 am Schaft 27) der Spalt so bestimmt werden, dass einerseits die oben genannten Kräfte wirken und andererseits der Spalt gross genug ist, dass die magnetische Anziehungskraft noch vergleichsweise flach verläuft. Der flache Verlauf erlaubt, die Toleranzen betreffend der Position der Anschlagschulter 38 und der Magnete 34,36 in der Produktion vergleichsweise gross und damit kostengünstig zu halten. Der Spaltweite des Spalts 39 liegt bevorzugt zwischen 0.2 mm und 1.2 mm, ganz bevorzugt bei 0.6 mm bis 0.8 mm und besonders bevorzugt bei 0.7 mm, womit sich die oben genannten Kräfte bei handelsüblichen Parmanent- magneten erreichen lassen. Es sei hier angemerkt, dass damit die Förderschnecke 26 im Betrieb in der Halterung 28 durch diese magnetische Fixierung durchaus genügend gesichert ist, da das geförderte Schüttgut eine Reaktionskraft auf die Förderschnecke 26 in Richtung der Halterung ausübt, aber auch ausreicht, eine unerwünschte Verlagerung zu vermeiden, zugleich den Wechsel der Förderschnecke 26 gegen ein anderes Förderelement durch einen leichten Ruck komfortabel erlaubt. Für Förderschnecken mit grossem Durchmesser s, aber die Beschreibung zu Figur 5. Es ergibt sich damit bevorzugt, dass das Anschlagelement, hier der Flansch 38, am Schaft 27 derart positioniert ist, dass sich in betriebsfähig eingesteckter Lage der Förderschnecke 26 in die Halterung 28 zwischen den magnetischen Elementen (bei der gezeigten Ausführungsform die Permanentmagnete 36,34) des Schafts 27 und der Halterung 28 ein Spalt verbleibt, der bevorzugt zwischen 0.2 mm und 1.2 mm, besonders bevorzugt zwischen 0.6 und 0.8 mm, ganz besonders bevorzugt 0.7 mm breit ist. Wie oben erwähnt, kann der Fachmann im konkreten Fall die dazu erforderlichen, handelsüblichen Magnete leicht aus den Katalogen der Hersteller auswählen.
Der Schaft 27 weist weiter eine Bombierung 45 auf, die dazu dient, den Schaft 27 erleichtert in die Öffnung 32 der Halterung 28 einzuführen. Die Toleranzen für den betriebssicheren Sitz des Schafts 27 in der Halterung 28 sind vergleichsweise gering, so dass der Schaft 27 beim Einsetzen genau radial ausgerichtet an der Öffnung 32 angesetzt werden muss, was handwerklich nicht einfach ist und Zeit konsumieren kann, bis es gelingt, da schon eine leichte Verkantung das Einsetzen des Schafts 27 in die Öffnung 32 verunmöglicht. Diese Schwierigkeit erhöht sich zusätzlich durch den Magnet 36, der bei einer leichte Abweichung in der axialen Ausrichtung den Schaft durch die Anziehung zur Wand der Öffnung 32 noch weiter auslenkt, so dass die Montage tatsächlich zusätzlich erschwert ist.
Die Bombierung erlaubt nun, den Schaft 27 schräg in der Öffnung 32 anzusetzen, etwas einzuschieben, bis sich der Schaft 27 während dem Einschieben leicht korrekt ausrichten lässt. Dazu ist es natürlich erforderlich, dass der Schaft 27 einen an die Bombierung 45 anschliessenden, gegen den Flansch 38 sich erstreckenden Montageabschnitt 46 mit geringerem Durchmesser aufweist, da sonst der Schaft 27 nicht in verkanteter Lager in die Öffnung 32 eingeführt werden könnte. Mit anderen Worten ist es so, dass die Bombierung den Montageabschnitt 46 in radialer Richtung überragt.
Schliesslich ist aus der Figur ersichtlich, dass das Gehäuse 30 durch eine Abdeckscheibe 40 abgedeckt wird, welche hier einen Abschnitt der Seitenwand des Förderbehälters 8 bildet.
Figur 3 zeigt eine Ansicht eines gegenüber dem Schaft 27 leicht modifizierten Schafts 27' von vorne aus der Sicht von der Öffnung 32 der Halterung 28 her (Figur 2), die selbst in der Figur 3 nicht ersichtlich ist. Gezeigt ist der stirnseitig im Schaft 27' eingesetzte Magnet 34 sowie zwei
Teilbereiche 45' und 45" einer Bombierung an der Stirnseite des Schafts 27'
Wird ein Schaft 27, 27' in die Halterung 28 eingesetzt, fällt der Blick eines hinter dem Schaft 27' stehenden Monteurs in einer, durch den Pfeil 48 angedeuteten Richtung, beispielsweise von oben, auf den Schaft 27, 27' und die Öffnung 32 (die in der Figur nicht ersichtlich ist, da von dieser her die Ansicht des Schafts 27' gezeigt ist). Eine in Richtung des Doppelpfeils 49 erfolgende, seitliche Abweichung der Achse eines Schafts 27, 27' gegenüber der Richtung der Achse der Halterung 28 ist dann vergleichsweise gut ersichtlich und kann entsprechend erleichtert korrigiert werden, während eine fehlerhafte Ausrichtung des Schafts 27, 27' in Blickrichtung (Doppelpfeil 50) schwer zu bemerken ist. Entsprechend kann die Bombierung 45' am Schaft 27' nur teilweise ausgebildet werden, in einer Richtung, hier in der Vertikalen (Richtung des Doppelpfeils 50) so dass sie im Wesentlichen nur in Blickrichtung 48 wirksam ist. Dann ist es so, dass die Bombierung, hier mit den Teilbereichen 45' und 45", den Schaft 27' wenigstens in einer radialen Richtung den in der Figur da verdeckt nicht ersichtlichen Montageabschnitt überragt. Analog kann dann der Montageabschnitt auch nur in einer Richtung ausgebildet werden.
Ein wie in Figur 3 gezeigt modifizierter Schaft 27' macht dann Sinn, wenn gegenüber der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform nicht nur ein als Zentrierfläche wirkender Passabschnitt 52 (s. Figuren 2 und 4), sondern auch ein zweiter Passabschnitt am Schaft 27' vorgesehen ist, so dass der Schaft auch ohne bzw. nur mit telweiser Bombierung über seine ganze Rotationslage von 360° einwandfrei gestützt ist.
Es ergibt sich eine gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter bzw. eine Förderanordnung bei der bevorzugt der Schaft 27' des Schneckenförderers 26 an seiner Stirnseite eine radial nach aussen gerichtete Bombierung 45 aufweist, die einen anschliessenden, gegen die Förder- wendel 26' des Schneckenförderers 26 hin sich erstreckenden Montageabschnitt 46 wenigstens in einer radialen Richtung 50, bevorzugt in allen radialen Richtungen, überragt, derart, dass der Schaft 27 in die Öffnung 32 der Halterung 28 in wenigstens einer Richtung etwas verkantet aufgesetzt und über eine erste Strecke mit der Bombierung 45 in diese hineingeführt werden kann. Es sei hier angemerkt, dass die Halterung und dann der entsprechend auch der Schaft über die Länge der Halterung im Durchmesser gestuft ausgebildet sein können. Dann ist die Bombierung dort anzusetzen, wo der Schaft in die engste Stelle eingesetzt werden muss, mit der Folge, dass die Bombierung nicht mehr an der Stirnseite, sondern gegenüber dieser zurückversetzt, gegen die Anschlagschulter hin, angeordnet werden muss.
Es ergibt sich eine gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter bzw. eine Förderanordnung bei der bevorzugt der Schaft 27,27' des Schneckenförderers 26 eine radial nach aussen gerichtete Bombierung45',45" aufweist, die einen anschliessenden gegen die Stirnseite des Schafts 27 ,27' sich erstreckenden Schaftabschnitt und einen anschliessenden, sich gegen die Spitze des Schneckenförderers hin sich erstreckenden Montageabschnitt 46 wenigstens in einer radialen Richtung 50, bevorzugt in allen radialen Richtungen, überragt, derart, dass der Schaft 27 ,27' in einem der Bombierung zugeordneten Abschnitt der Halterung wenigstens einer Richtung 50 etwas verkantet aufgesetzt und über eine erste Strecke mit der Bombierung in diesen Abschnitt hineingeführt werden kann.
Weiter ergibt sich ein Schneckenförderer nach Anspruch 15, wobei der Schaft 27 des Schneckenförderers 26 bevorzugt an seiner Stirnseite eine radial nach aussen gerichtete Bombierung 45 aufweist, die einen anschliessenden, gegen die Förderwendel 26' des Schneckenförderers 26 hin sich erstreckenden Montageabschnitt 46 wenigstens in einer radialen Richtung 50, bevorzugt in allen Richtungen, überragt, derart, dass der Schaft 27 in eine Öffnung 32 oder in eine Stufe einer dem Schneckenförderer 26 zugeordneten Halterung 28 in wenigstens einer Richtung 50 etwas verkantet aufgesetzt und über eine erste Strecke mit der Bombierung 45 in diese hineingeführt werden kann.
Bevorzugt wird die Bombierung 45 passgenau ausgebildet zum Abschnitt der Öffnung 32 in dem sie sich in betriebsfähig eingesteckter Lage des Schneckenförderers 26 befindet, derart, dass der Schneckenförderer 26 an einem ersten Ort 51 (s. Figur 2) am Schaft 27 in die Halterung 28 betriebsfähig eingepasst ist.
Weiter bevorzugt weist der Schaft 27 des Schneckenförderers 26 innerhalb der Länge, in der er im Betrieb in die Öffnung 32 der Halterung 28 hineinragt, einen Passabschnitt 51 auf, dessen äussere Abmessungen über einen Länge passgenau ausgebildet sind zum Abschnitt der Öff- nung 32, in dem sie sich in betriebsfähig eingesteckter Lage des Schneckenförderers 26 befindet, derart, dass der Schneckenförderer 26 an einem zweiten Ort 53 (gegenüber einem ersten Ort, wie z.B. einer Bombierung 45, s. Figur 2) am Schaft in die Halterung betriebsfähig eingepasst und damit mit der gewünschten Toleranz in der Halterung 28 in axialer Richtung ausgerichtet ist. Der Passabschnitt 51 berührt in eingebautem Zustand die Öffnung 32 über eine Länge, im Gegensatz zur Bombierung (45, 45', 45"), welche die Öffnung 32 im Wesentlichen entlang einer Linie berührt.
Bevorzugt kann dann die Öffnung 32 der Halterung rohrförmig ausgebildet werden, mit einem über die Länge, in der der Schaft der Förderschnecke im Betrieb nockenfrei (s. die Figuren 4 und 5) in deren Öffnung 32 hineinragt, konstanten Innendurchmesser.
Figur 4 zeigt die Förderschnecke 26 in einer Ansicht von der Stirnseite des Schafts I her, mit dem dort eingesetzten Magnet 36, der Bombierung 45, dem Montageabschnitt 46 und dem Passabschnitt 52. Weiter ist die Anschlagschulter 38 ersichtlich, und davor ein doppelter Ver- riegelungssnocken 55, der die in die Halterung eingesetzte Förderschnecke 26 verdrehsicher verriegelt.
Figur 5 zeigt eine Halterung 38 in einer seitlichen Ansicht von der Mündung 60 her, wobei deren Öffnung 32 sichtbar ist und ein Kopf 56, in dem sich eine Ausnehmung 57 befindet, die gegengleich zum Verriegelungsnocken 55 ausgebildet ist. Eine Stirnfläche 58 bildet eine Anschlagfläche für die Anschlagschulter 38 der Förderschnecke 26.
Die in den Figuren 4 und 5 gezeigte Anordnung bildet zusammen mit der magnetischen Steckverbindung in axialer Richtung eine einfache und kostengünstige verdrehsichere Verbindung der Förderschnecke mit ihrer Halterung. Es sei angemerkt, dass der Fachmann natürlich die Form des Nockens im konkreten Fall auch abweichend aber für den dargestellten Zweck geeignet ausbilden kann.
Es ergibt sich bevorzugt eine gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter bzw. eine Dosierer, bei dem bevorzugt der Schaft des Schneckenförderers im der Schneckenwendei zugewendeten Endabschnitt wenigstens einen Nocken aufweist, der im Betrieb mit einer gegengleich ausgebildeten Aussparung am der Schneckenwendei zugewendeten Endabschnitt der Halterung die Förderschnecke in der Halterung verdrehsicher fixiert. Weiter ergibt sich ein Schneckenförderer, bei dem bevorzugt der Schaft des Schneckenförderers im der Schneckenwendei zugewendeten Endabschnitt wenigstens einen von ihm radial abstehenden Nocken aufweist.
Figur 6 zeigt eine 3D Ansicht auf die aufgeschnittene Anordnung nach Figur 2, jedoch mit einer anderen Förderschnecke 60, deren Abschnitt 60' mit der Förderwendel 61 im Durchmesser so gross ist, dass er wenigstens den unteren Teil des Förderbehälters 8 ausfüllt - im Gegensatz zur Anordnung von Figur 2 mit einer kleinen Förderschnecke 26 ist also hier eine grosse Förderschnecke 60 in die unveränderte Halterung 28 eingesetzt, die damit den Betrieb mit verschiedenen Förderschnecken 26,60 erlaubt. Damit ist auch der Schaft 62 der Förderschnecke 60 gleich ausgebildet wie der Schaft 27 der Förderschnecke 26, jedoch mit der Ausnahme, dass an Stelle des Anschlagflanschs 38 (Figur 2) auf Grund der grösseren Dimensionierung der Förderschnecke 60 und damit des Abschnitts 60' nun eine Anschlagschulter 63 vorgesehen ist, mit der der Schaft 62 an die Halterung 28 anschlägt und den Spalt zwischen den Magneten 34,36 bestimmt.
Die Förderwendel 61 dreht im Betrieb vom Schaft her gesehen im Gegenuhrzeigersinn, ihr Anfang liegt in der gezeigten Ausführungsform aber nicht bei der Anschlagschulter 63, sondern im Abstand zu dieser und besitzt so eine entsprechend im Gegenuhrzeigersinn mitrotierende vorlaufend Kante 64, die sich damit im Abstand zu der Abdeckscheibe 40 befindet. Wäre dieser Abstand kleiner als eine Abmessung des zu fördernden Schüttguts, kann solch ein Schüttgut im Betrieb des Dosierers 2 vor die vorlaufende Kante 64 fallen, von dieser erfasst und zwischen ihr und der Abdeckscheibe 40 eingeklemmt werden. Lässt sich dieses Schüttgut nicht komprimieren, wird die Kante 64, damit die Förderwendel 61 und so die Förderschnecke 60 von der Abdeckscheibe 40 und damit auch der Halterung 28 weggedrückt und kann dann leicht entgegen der magnetischen Fixierung aus der Halterung 28 hinaus gedrückt werden (im Stand der Technik bei mechanisch verriegelter Förderschnecke wird solch ein Schüttgut einfach zerstört). Ist jedoch, wie erwähnt, der Abstand zwischen der Kante 64 und der Abdeckscheibe 40, d.h. der schaftseitigen Wand des Förderbehälters 8, grösser als die grösste Abmessung eines Schüttguts, besteht diese Gefahr nicht. Ein Abstand der vorlaufenden Kante 64 zur Wand des Förderbehälters (bzw. zur Abdeckscheibe 40) von 3 mm ist für die meisten Schüttgüter genügend, je nach Schüttgut kann der Fachmann aber eine Förderschnecke mit einem grösseren Abstand, bis 20 mm einsetzen. ergibt sich eine Dosiereinheit 1 bzw. ein Dosierer 2, bei dem die Förderschnecke durch einen Förderbehälter ragt, der im Betrieb mit Schüttgut gefüllt ist, und wobei der Anfang der Schneckenwendei eine vorlaufende Kante 64 aufweist, deren Abstand zur schaftseitigen Wand des Förderbehälters bevorzugt zwischen 3 mm und 20 mm, besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 15 mm und ganz bevorzugt zwischen 8 und 12 mm liegt. Weiter ergibt sich eine Förderschnecke 60 mit einem Anschlagelement 63 für eine Halterung 28 der Förderschnecke 60 und einer Schneckenwendei 61, wobei die vorlaufende Kante 64 des Beginns der Schneckenwendei 61 einen Abstand aufweist zum Anschlagelement 63, der zwischen 3 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 5 mm und 15 mm und ganz bevorzugt zwischen 8 und 12 mm liegt.

Claims

Patentansprüche Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter, mit einem Dosierer (2), der einen Behälter (8) für zu dosierendes Schüttgut und eine Basiseinheit (4) aufweist, wobei die Basiseinheit (4) eine Förderschnecke (26,60) aufweist, der über eine Halterung (28) betriebsfähig in Position gehalten und angetrieben wird, wobei die Förderschnecke (26,60) und die Halterung (28) axial zusammensteckbar und über eine Steckverbindung betriebsfähig aneinander fixierbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung als magnetische Verbindung ausgebildet ist. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei die magnetische Verbindung derart ausgebildet ist, dass die fixierende Magnetkraft auf die Förderschnecke (26,60) in axialer Richtung wirkt und diese gegen die Halterung (28) zieht. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei die Förderschnecke (26) einen zum Zusammenwirken mit der Halterung (28) vorgesehenen Schaft (27) und die Halterung (28) eine Öffnung (32) zur Aufnahme des Schafts (27) aufweist, und wobei die der Halterung (28) zugewendete Stirnseite des Schafts (27) und der Boden (33) der Öffnung (32) je ein magnetisches Element, bevorzugt je einen Permanentmagnet (34,36) aufweisen. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei die magnetische Verbindung die Förderschnecke (26,60) im Betrieb mit einer axial wirkenden, gegen die Halterung gerichteten Kraft von 5 N bis 20 N, bevorzugt 8 N bis 12 N, ganz bevorzugt von 9 N bis 11 N in ihrer Lage fixiert. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei der Schaft (27,27') des Schneckenförderers (26,60) eine radial nach aussen gerichtete Bombierung (45, 45', 45") aufweist, die einen anschliessenden gegen die Stirnseite des Schafts sich erstreckenden Schaftabschnitt und einen anschliessenden, sich gegen die Spitze des Schneckenförderers hin sich erstreckenden Montageabschnitt (46) wenigstens in einer radialen Richtung (50), bevorzugt in allen radialen Richtungen, überragt, derart, dass der Schaft (27,27') in einem der Bombierung zugeordneten Abschnitt der Halterung wenigstens in dieser einen Richtung (50) etwas verkantet aufgesetzt und über eine erste Strecke mit der Bombierung in diesen Abschnitt hineingeführt werden kann. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei der Schaft (27,27,62') der Förderschnecke (26,60) an seiner Stirnseite eine radial nach aussen gerichtete Bombierung (45) aufweist, die einen anschliessenden, gegen die Förderwendel (26') der Förderschnecke (26) hin sich erstreckenden Montageabschnitt (46) wenigstens in einer radialen Richtung (50), bevorzugt in allen radialen Richtungen, überragt, derart, dass der Schaft (27) in die Öffnung (32) der Halterung (28) in wenigstens dieser einen Richtung etwas verkantet aufgesetzt und über eine erste Strecke mit der Bombierung (45) in diese hineingeführt werden kann. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Bombierung (45, 45', 45") passgenau ausgebildet ist zum Abschnitt der Öffnung (32) in dem sie sich in betriebsfähig eingesteckter Lage der Förderschnecke (26,60) befindet, derart, dass der Schneckenförderer (26,60) an einem ersten Ort am Schaft (27) in die Halterung (28) betriebsfähig eingepasst ist. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1 oder 5, wobei der Schaft (27, 62) der Förderschnecke innerhalb der Länge, in der er im Betrieb in die Öffnung (32) der Halterung (28) hineinragt einen Passabschnitt (52) aufweist, dessen äussere Abmessungen passgenau ausgebildet sind zum Abschnitt der Öffnung (32) in dem sie sich in betriebsfähig eingesteckter Lage des Schneckenförderers befindet, derart, dass der Schneckenförderer an einem zweiten Ort am Schaft in die Halterung betriebsfähig eingepasst ist. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei der Schaft (27,62) der Förderschnecke (26,60) durch ein bevorzugt als Flansch (38) ausgebildetes Anschlagelement begrenzt ist, der an der Halterung (28) anschlägt und die axiale Position der in die Halterung (28) betriebsfähig eingesetzten Förderschnecke (27,60) bestimmt. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 3 und 9, wobei das Anschlagelement am Schaft derart positioniert ist, dass sich in betriebsfähig eingesteckter Lage des Schneckenförderers (26,60) in die Halterung (28) zwischen den magnetischen Elementen des Schafts (27) und der Halterung (28) ein Spalt verbleibt, der bevorzugt zwischen 0.2 mm und 1.2 mm, besonders bevorzugt zwischen 0.5 und 0.8 und ganz bevorzugt 0.7 mm breit ist. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei die Förderschnecke (26,60) durch einen Förderbehälter (8) für Schüttgut ragt, und wobei der Anfang der För- derwendel (61) eine vorlaufende Kante (64) aufweist, deren Abstand zur schaftseitigen Wand des Förderbehälters (8) bevorzugt zwischen 3 mm und 20 mm, besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 15 mm und ganz bevorzugt zwischen 8 und 12 mm liegt. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 9, wobei die vorlaufende Kante (64) der Förderwendel (61) in einem Abstand zwischen 3 und 20 mm zum Anschlagelement (38,63) aufweist, bevorzugt zwischen 5 und 15 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 8 mm und 12 mm. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei der Schaft (27, 27', 62) der Förderschnecke (26,60) im der Förderwendel (26', 61) zugewendeten Endabschnitt wenigstens einen Verriegelungsnocken (55) aufweist, der im Betrieb mit einer gegengleich ausgebildeten Ausnehmung (57) am der Förderwendel (26', 61) zugewendeten Endabschnitt der Halterung (28) die Förderschnecke (26,60) in der Halterung (28) verdrehsicher fixiert. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei die Halterung (28) am Boden der Öffnung (32) einen Magnet (34) aufweist. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (32) der Halterung (28) rohrförmig ausgebildet ist, mit einem über die Länge, in der der Schaft (27,62) der Förderschnecke (26,60) im Betrieb nockenfrei in deren Öffnung (32) hineinragt, konstanten Innendurchmesser. Gravimetrische Dosiereinheit für Schüttgüter nach Anspruch 1, wobei die Halterung (28) in einem Gehäuse (30) über Kugellager (29) rotierbar gelagert ist und dieses Gehäuse (30) an einem Getriebe (13) des Antriebs für die Förderschnecke (26,) angeordnet ist, wobei
16 bevorzugt ein Zahnrad (31) des Getriebes (13) direkt mit der Halterung (28) verbunden ist.
17. Förderanordnung für einen Dosierer (2), mit einer Förderschnecke (26,60) und einer Halterung (28) für diese, wobei die Förderschnecke (26,60) und die Halterung (28) axial zusammensteckbar und über eine Steckverbindung betriebsfähig aneinander fixierbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung als magnetische Verbindung ausgebildet ist.
18. Förderschnecke für einen Dosierer (2) mit einer Förderwendel (26', 61), dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Schaft (27,62) aufweist, der stirnseitig ein magnetisches Element aufweist.
19. Förderschnecke nach Anspruch 18, wobei das magnetische Element als Permanentmagnet (36) ausgebildet ist.
20. Förderschnecke nach Anspruch 18, wobei der Schaft (27,62) an seiner Stirnseite eine radial nach aussen gerichtete Bombierung (45, 45', 45") aufweist, die einen anschliessenden, gegen die Förderwendel (26', 61) hin sich erstreckenden Montageabschnitt (46) wenigstens in einer radialen Richtung (50), bevorzugt in allen Richtungen, überragt, derart, dass der Schaft (27,62) in eine Öffnung (32) oder in eine Stufe einer der Förderschnecke (26,60) zugeordneten Halterung (28) in wenigstens einer Richtung (50) etwas verkantet aufgesetzt und über eine erste Strecke mit der Bombierung (45, 45', 45") in diese hineingeführt werden kann.
21. Förderschnecke nach Anspruch 20, wobei die Bombierung (45, 45', 45") für die passgenaue Aufnahme des Schafts (27, 27', 62) an einem ersten Ort in einer Öffnung (32) einer der Förderschnecke (26,60) zugeordneten Halterung (28) ausgebildet ist.
22. Förderschnecke nach Anspruch 18, wobei der Schaft (27, 27', 62) der Förderschnecke (26,60) einen Passabschnitt (52) aufweist für die passgenaue Aufnahme des Schafts (27, 27', 62) an einem zweiten Ort in einer Öffnung (32) einer der Förderschnecke (26,60) zugeordneten Halterung (28).
17
23. Förderschnecke nach Anspruch 18, wobei der Schaft (27, 27', 62) der Förderschnecke (26,60) im der Förderwendel (26', 61) zugewendeten Endabschnitt wenigstens einen von ihm radial abstehenden Verriegelungsnocken (55) aufweist. 24. Förderschnecke nach Anspruch 18, wobei der Schaft (27, 27', 62) durch ein radial von ihm abstehendes Anschlagelement begrenzt ist.
25. Förderschnecke nach Anspruch 24, wobei das Anschlagelement als Flansch (38) oder Anschlagschulter (63) ausgebildet ist.
26. Förderschnecke nach Anspruch 24, wobei eine vorlaufende Kante (64) des Beginns der Förderwendel (26', 61) einen Abstand aufweist zum Anschlagelement (63), der zwischen 3 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 5 mm und 15 mm und ganz bevorzugt zwischen 10 und 12 mm liegt.
18
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