DE102004035924A1

DE102004035924A1 - Dosier-und/oder Abfüllvorrichtung für fließfähiges Schüttgut

Info

Publication number: DE102004035924A1
Application number: DE200410035924
Authority: DE
Inventors: Horst Vohwinkel; Andrzej Watzlawik
Original assignee: Brabender Technologie KG
Current assignee: Kubota Brabender Technologie GmbH
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-02-09
Also published as: WO2006010475A1; DE112005001196A5

Abstract

Bei der Dosier- und/oder Abfüllvorrichtung mit einem Auslaufstutzen mit einem Auslass, mit einer im Auslaufstutzen drehbar angeordneten Förderschnecke und mit einem Antrieb für die Förderschnecke liegt der Antrieb (5) der Förderschnecke (4) dem Auslass (26) des Auslaufstutzens (2) gegenüber. Die Vorrichtung ist kostengünstig herstellbar und weist erheblich kürzere Stillstandszeiten gegenüber Vorrichtungen nach dem Stand der Technik auf. Ein schneller und einfacher Produktwechsel ist mit nur einer einzigen Bedienungsperson ohne Zuhilfenahme von Werkzeug möglich. Auch ein unkomplizierter Leistungswechsel durch Austausch der Förderschnecke ist ohne Werkzeug möglich und erfordert nur eine sehr kurze Umrüstzeit, wobei auch dabei nur eine einzige Bedienungsperson erforderlich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosier- und/oder Abfüllvorrichtung für fließfähiges Schüttgut mit einem Auslaufstutzen mit einem Auslass, mit einer im Auslaufstutzen drehbar angeordneten Förderschnecke und mit einem Antrieb für die Förderschnecke.

Derartige Dosier- und/oder Abfüllvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, z. B. die von der Fa. All-Fill, USA unter der Bezeichnung Servodrive Auger Filler, Model B-SV-600 angebotene Abfüllvorrichtung für frei fließende Produkte. In einem trichterförmigen 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 Nachrieselns 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 Vorratsbehälter, 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 Vorrichtung 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 Zeitaufwand 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 fließfähige, 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 Förderschnecke 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 der Antrieb der Förderschnecke dem Auslass des Auslaufstutzens gegenüberliegt. Bei einer lotrechten Anordnung des Auslaufstutzens und der Förderschnecke liegt der Antrieb der Förderschnecke also unterhalb dieser Schnecke.

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 Auslaufstutzens 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, Lebensmittelprodukte 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 Förderschnecke im Wesentlichen lotrecht ausgerichtet sind und der Antrieb der Förderschnecke unterhalb der Förderschnecke angeordnet ist. Abgesehen vom Bereich der Förderschnecke rieselt das frei fließende Schüttgut von selber nach unten, so dass Probleme mit der Förderung und Dosierung nicht auftreten.

Insbesondere wird vorgeschlagen, dass sich ein, insbesondere trichterförmiger, Sammelbehälter an den Auslass des Auslaufstutzens anschließt, der Sammelbehälter um die Längsachse des Auslaufstutzens drehbar und die Auslassöffnung 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 zentriert, 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 sich ein Sammelbehälter an den Auslass des Auslaufstutzens anschließt, die Förderschnecke mit dem Sammelbehälter verbunden ist und der Sammelbehälter vom Auslaufstutzen so weit wegschwenkbar ist, dass die Förderschnecke von außen zugänglich 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 angeordnete Sammelbehälter zusammen mit der Förderschnecke und deren Antrieb seitlich vom Auslaufstutzen weggeschwenkt. Der von oben zugängliche Sam melbehälter 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 Sammelbehälter 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 im Wesentlichen nur innerhalb des Auslaufstutzens angeordnet ist. 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 verbleibt. Dies ist der Regelfall. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist hier also nur eine sehr geringe Absenktiefe für den Sammelbehälter 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 Vorratsbehälter verbundene Führungsstange vorgesehen ist, an 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 Sammelbehälters mit der Förderschnecke in der oberen und/oder unteren Position bei gelöster Verbindung zwischen dem oberen Gehäuseteil mit dem Auslaufstutzen und dem Sammelbehälter vorgesehen sind. Im weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Sammelbehälter in der oberen Position durch einen Rastbolzen und in der unteren Position durch eine flanschförmige Verbreiterung des unteren Endes der fest mit dem oberen Gehäuseteil verbundenen Führungsstange gehalten. 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 ringscheibenförmig bis zur Gehäusewand 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.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der äußere Rand der Ringscheibe sich rohrförmig in die Einlassöffnung des Sammelbehälters erstreckt. Das Ende des Auslaufstutzens ragt also aus dem unteren Ende des oberen Gehäuseteils nach unten heraus und dient auf diese Weise zur Zentrierung des unterhalb angeordneten Sammelbehälters. So ist sichergestellt, dass die am Sammelbehälter angebrachte Förderschnecke und die Bohrung des Auslaufstutzens auch bei einfacher Montage keinen axialen Versatz aufweisen, also immer koaxial (zentriert) sind. Auch nach einem Produktwechsel oder einem Wechsel der Förderschnecke und dem dazu notwendigen Herabfahren und Wegschwenken des Sammelbehälters wird so selbsttätig eine korrekte Zentrierung von Auslaufstutzen und Förderschnecke erreicht.

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 im oberen Gehäuseteil und/oder am Auslass des Vorratstrichters lösbar befestigt, insbesondere durch Festklemmen (kraftschlüssig). Beim Produktwechsel oder einem Wechsel der Förderschnecke verbleibt also der Auslaufstutzen im oberen Teil der erfindungsgemäßen Dosier- und Abfüllvorrichtung. Die Förderschnecke dagegen verbleibt mit ihrem Antrieb am unteren Teil der Vorrichtung. Damit werden bei einer Trennung des oberen und unteren Teils der Vorrichtung auch die Förderschnecke und der Auslaufstutzen voneinander getrennt. Die leichte Zugänglichkeit der Förderschnecke zum Reinigen und Wechseln sowie des Auslaufstutzens zum Austauschen wird auf diese Weise ermöglicht.

Durch das einfache Einschieben und Festklemmen des Auslaufstutzens im oberen Teil 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 Sammelbehälters zum Kreismittelpunkt hin ausgerichtet sind. So lassen sich z. B. Mischungen von vier bis acht Produkten herstellen, wenn in entsprechender Weise vier bis acht dieser Vorrichtungen im Kreis angeordnet sind. Im Kreismittelpunkt wiederum werden die von den Dosiervorrichtungen 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
1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung von außen,
2 eine Ansicht entsprechend 1, aber aus einem anderen Blickwinkel,
3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach den 1 und 2,
4 einen Längsschnitt durch einen Auslaufstutzen,
5 einen Längsschnitt durch einen anderen Auslaufstutzen mit einem größeren Innendurchmesser,
6 eine Darstellung entsprechend 1, aber nach dem Absenken des trichterförmigen Sammelbehälters,
7 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung mit abgesenktem Sammelbehälter,
8 den Zustand der Dosiervorrichtung nach dem Wegschwenken des Sammelbehälters,
9 den Zustand der Dosiervorrichtung nach dem Entfernen des Auslaufstutzens,
10 einen Längsschnitt durch die Dosiervorrichtung, nachdem ein anderer Auslaufstutzen eingesetzt und der trichterförmige Sammelbehälter wieder zurückgeschwenkt worden ist,
11 einen Längsschnitt entsprechend 10, aber nachdem der trichterförmige Sammelbehälter mit der Förderschnecke wieder in die obere Position gebracht worden ist, und
12 eine perspektivische Darstellung der Anordnung von vier 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 einen oberen Bereich mit einem trichterförmigen Vorratsbehälter 1, an dessen unterem Ende ein Auslaufstutzen 2 (3 bis 5) angebracht ist. Der untere Teil 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 (Motor mit Getriebe) montiert ist. Der Vorratsbehälter 1 und der Sammelbehälter 3 sind über aneinander liegende Flansche 13, 13' und einen die Flansche zusammenpressenden Schnellspannring 12 miteinander lösbar verbunden. Der Sammelbehälter 3 wird von einem Haltering 6 nach Art einer Rohrschelle auch nach Lösen der Verbindung mit dem Vorratsbehälter 1 in seiner Lage gehalten. Der Haltering 6 ist fest mit einem sich nach außen erstreckenden Arm 7 verbunden. Eine Führungsstange 8 ist fest verbunden mit ortsfesten Halteelementen 9, mit denen der Vorratsbehälter und die gesamte Dosiervorrichtung an externen Teilen, z. B. einer Mittelsäule 10 (12) befestigt ist. Bei gelöster Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter 1 und dem Sammelbehälter 3 wird dieser durch einen Rastbolzen 11 in seiner Lage gehalten, da der Rastbolzen 11 den Arm 7 in seiner Lage sichert. Dennoch lässt sich der Sammelbehälter 3 um die Längsachse des Vorratsbehälters 1 und des Halterings 6 drehen, wenn der in 1 mit gestrichelten Linien angedeutete Schnellspannring 12 gelöst und entfernt ist. Die Führungsstange 8 erstreckt sich von den Halteelementen 9 nach unten und ist durch den Arm 7 geführt, so dass der Arm 7 zusammen mit dem Haltering 6 und dem Sammelbehälter 3 um die Führungsstange 8 geschwenkt werden kann. Aus den 1, 2 und 3 ist auch deutlich erkennbar, wie die exzentrische Abschrägung des Sammelbehälters 3 gegenüber der Längsachse 22 des Vorratsbehälters 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 auswechselbare, aus einem hochflexiblen Material bestehende und zylindersymmetrische Auslaufstutzen 2 ist im Einzelnen in den 4 und 5 im Längsschnitt dargestellt. Beide Auslaufstutzen unterscheiden sich durch den Innendurchmesser d, der dem Außendurchmesser der durch den Auslaufstutzen 2 geführten Förderschnecke 4 entspricht. Ansonsten sind die Auslaufstutzen 2 in den 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 3 erkennbar.
Der Außendurchmesser des Auslaufstutzens 2 ist dem Innendurchmesser des unteren zylindrischen Gehäuseteils 16 angepasst. Ein außen umlaufender Wulst 17 liegt bei eingesetztem Auslaufstutzen in der ringförmig umlaufenden Nut, die zwischen den Flanschen 13, 13' des Gehäuseteils 16 und des oberen zylindrischen Bereiches des Sammelbehälters 3 gebildet wird. Der Wulst 17 dient außerdem als Anschlagbegrenzung beim Einschieben des Auslaufstutzens 2 in das Gehäuseteil 16. So wird immer eine definierte Lage des Aulaufstutzens 2 in der Dosiervorrichtung ohne Zuhilfenahme von Werkzeug erreicht.
Der obere Bereich 18 des Außenmantels des Auslaufstutzens 2 hat eine zylindrische Form und dient dazu, den Auslaufstutzen 2 an der Innenwand des Gehäuseteils 16 klemmend zu befestigen. Der untere Bereich 19 des Außenmantels des Auslaufstutzens 2 läuft nach unten hin konisch zu und dient zur Zentrierung des Sammelbehälters 3, so dass die im Sammelbehälter 3 montierte Förderschnecke 4 und der rohrförmige Innenbereich 14 des Auslaufstutzens 2 keinen. axialen Versatz haben, also konzentrisch angeordnet sind.
Wie aus 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 nur um die Höhe h des Auslaufstutzens 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 Zeichnungen 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 Schnellspannring 12 (1 und 2) gelöst und entfernt. Der Sammelbehälter 3 bleibt dabei in seiner Lage, denn er wird durch den Haltering 6 bei angezogenem Rastbolzen 11 gehalten. Dann wird bei ausgeschaltetem Schneckenantrieb 5 der Sammelbehälter 3 um die Längsachse 22 der Vorrichtung gedreht, so dass der Auslass 21 des Sammelbehälters 3 von dem Einlass 23 für das dosierte und abgefüllte Produkt (siehe z. B. 12) wegschwenkt 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 nach unten abgesenkt, bis der Arm 7 gegen einen endseitigen Flansch 24 der Führungsstange 8 anschlägt und in dieser unteren Position gehalten wird (6). Beim Herunterfahren des Sammelbehälter 3 bleibt der Auslaufstutzen 2 in seiner Lage an der Innenseite des Gehäuseteils 16 und die Förderschnecke wird aus dem Innen bereich 14 des Auslaufstutzens nach unten herausgezogen. Durch den Innenbereich 14 fällt dann das restliche, im Vorratsbehälter 1 noch vorhandene Schüttgut ungehindert und sehr schnell heraus in den genannten separaten Behälter. Die äußerst schnelle Entleerung beschleunigt den Produktwechsel sowie auch den weiter unten beschriebenen Wechsel der Dosierleistung. Es ist mit dieser Dosiervorrichtung 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 Produktionsverfahren 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 7 gezeigt nach unten abgesenkt, bis das obere Ende der Förderschnecke 4 unterhalb der Unterkante des Auslaufstutzens 2 liegt, lässt sich der Sammelbehälter 3 um die Achse der Führungsstange 8 nach außen schwenken, wie es in 8 dargestellt ist. Dann 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 der Auslaufstutzen 2 auf einfache Weise ohne Zuhilfenahme vom Werkzeug ausgetauscht werden. Dabei wird der Teller 20 gleichzeitig ausgetauscht. Der Verfahrensschritt mit ausgetauschtem Auslaufstutzen 2 ist in 9 perspektivisch dargestellt.
10 zeigt einen entsprechenden Längsschnitt wie in 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 den Außenmantel 19 des Auslaufstutzens 2 geschoben, wobei der Außenmantel 19 zur Zentrierung der Förderschnecke 4 dient und die Längsachse der Förderschnecke 4 wieder exakt identisch ist mit der Längsachse 22 des Auslaufstutzens 2 (11). Dann wird der Rastbolzen 11 arretiert und der Schnellspannring 12 um die Flansche 13, 13' herumgelegt und gespannt.
12 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Anordnung von vier erfindungsgemäßen Dosier- und Abfüllvorrichtungen, die um eine Mittelsäule 10 angebracht sind. Hier werden vier verschiedene Produkte im gewünschten Mischungsverhältnis in den Innenraum der Mittelsäule 10 dosiert, welche eine Förderleitung für die Produktmischung darstellt.
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 12 durchführen. Auch Anordnungen mit einer anderen Anzahl von Dosiervorrichtungen, z. B. sechs oder acht Dosiervorrichtungen oder auch nur zwei Dosiervorrichtungen sind erfindungsgemäß möglich.
Im Folgenden werden besonders wichtige Gesichtspunkte und weitere Einzelheiten der Erfindung genannt:
Der untere, außen konisch zulaufende Bereich 19 der Außenwand des Auslaufstutzens 2 stellt sicher, dass selbst bei einfacher Montage des Sammelbehälters 3 an den Vorratsbehälter 1 ohne Zuhilfenahme von Werkzeug und ohne besondere Ausrichtung kein axialer Versatz zwischen der Förderschnecke und dem rohrförmigen Innenbereich 14 des Auslaufstutzens 2 auftritt.
Zur Zentrierung mittels des unteren Bereiches 19 der Außenwand des Auslaufstutzens 2 hat der obere Bereich des Sammelbehälters 3 eine zylindersymmetrische Form mit dem gleichen Innendurchmesser wie das Gehäuseteil 16, welches zum oberen Bereich der Dosiervorrichtung gehört. Die Achsen des mit dem Sammelbehälter 3 fest verschraubten Schneckenantriebs 5 sowie der Förderschnecke 4 liegen genau in der Längsachse 22 des oberen zylindersymmetrischen Bereichs 25 des Sammelbehälters 3, der mindestens die gleiche Höhe wie der untere Bereich 19 des Auslaufstutzens 2 hat.
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 den gesamten Vorratsbehälter 1 abzubauen, beispielsweise damit das Produkt aus der Zuführleitung 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.

1: Vorratsbehälter
2: Auslaufstutzen
3: Sammelbehälter
4: Förder- und Dosierschnecke
5: Antrieb der Förderschnecke
6: Haltering
7: Arm
8: Führungsstange
9: Halteelemente
10: Mittelsäule
11: Rastbolzen
12: Schnellspannring
13, 13': Flansch
14: rohrförmiger Innenbereich
15: innerer konisch zulaufender Bereich
16: oberer Gehäuseteil
17: außen umlaufender Wulst
18: oberer Bereich der Außenwand von 2
19: unterer Bereich der Außenwand von 2
20: Teller
21: Auslass von 3
22: Längsachse
23: Einlass
24: Flansch
25: oberer zylindersymmetrischer Bereich von 3
26: Auslass von 2
27: Einlass von 2
28: Ringscheibe
d: Innendurchmesser
h: Höhe des Auslaufstutzens

Claims

Dosier- und/oder Abfüllvorrichtung für fließfähiges Schüttgut mit einem Auslaufstutzen mit einem Auslass, mit einer im Auslaufstutzen drehbar angeordneten Förderschnecke und mit einem Antrieb für die Förderschnecke, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (5) der Förderschnecke (4) dem Auslass (26) des Auslaufstutzens (2) gegenüberliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Einlass (27) des Auslaufstutzens (2) ein trichterförmiger Vorratsbehälter (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufstutzen (2) und die Förderschnecke (4) im Wesentlichen lotrecht ausgerichtet sind und der Antrieb (5) der Förderschnecke (4) unterhalb der Förderschnecke (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein, insbesondere trichterförmiger, Sammelbehälter (3) an den Auslass (26) des Auslaufstutzens (2) anschließt, der Sammelbehälter (3) um die Längsachse (22) des Auslaufstutzens (2) drehbar und die Auslassöffnung (21) des Sammelbehälters (3) bezüglich dieser Längsachse (22) exzentrisch ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Sammelbehälter (3) an den Auslass (26) des Auslaufstutzens (2) anschließt, die Förderschnecke (4) mit dem Sammelbehälter (3) verbunden ist und der Sammelbehälter (3) vom Auslaufstutzen (2) so weit wegschwenkbar ist, dass die Förderschnecke (4) von außen zugänglich ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (4) im Wesentlichen nur innerhalb des Auslaufstutzens (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber dem Auslass (26) des Auslaufstutzens (2) ein, insbesondere auswechselbarer, Teller (20) mit oder ohne hochgezogenem Rand angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (5) der Förderschnecke (4) am Sammelbehälter (3) angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstand von und parallel zu der Längsachse (22) des Auslaufstutzens (2) eine fest mit dem Vorratsbehälter (2) verbundene Führungsstange (8) vorgesehen ist, an der der Sammelbehälter (3) nach unten absenkbar und um die der Sammelbehälter (3) zur Seite wegschwenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Haltemittel (11, 24) zum Halten des Sammelbehälters (3) mit der Förderschnecke (4) in der oberen und/oder unteren Position bei gelöster Verbindung zwischen dem oberen Gehäuseteil (16) mit dem Auslaufstutzen (2) und dem Sammelbehälter (3) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufstutzen (2) aus einem flexiblen Material besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufstutzen (2) sich nach außen ringscheibenförmig bis zur Gehäusewand (16) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Rand der Ringscheibe (28) sich rohrförmig in die Einlassöffnung des Sammelbehälters (3) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufstutzen (2) austauschbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Auslaufstutzen (2) mit gleichem Außendurchmesser und unterschiedlichem Innendurchmesser vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufstutzen (2) im oberen Gehäuseteil (16) und/oder am Auslass des Vorratstrichters (1) lösbar befestigt ist, insbesondere durch Festklemmen (kraftschlüssig).
Anordnung von mehreren Dosier- und/oder Abfüllvorrichtungen nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen im Kreis angeordnet sind und die Auslassöffnungen (21) des Sammelbehälters (3) zum Kreismittelpunkt hin ausgerichtet sind.