DE4200240C2 - Wiege- und Abfüllvorrichtung für durch Luft transportierbares flockiges Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wiege- und Abfüllvorrichtung für durch Luft transportierbares flockiges Material wie Bettfedern, Daunen, Fasern und dergleichen mit einer elektronischen Steuerung und Regelung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE 30 42 315 C2 ist eine Wiege- und Abfüllvorrichtung bekannt, bei welcher die Anschlüsse für die Luft, welche das Material transportiert, direkt seitlich am oberen und unteren Ende des Wiegebehälters angeschlossen sind. Die Trennung des Materials von der Luft erfolgt durch ein innerhalb des Wiegebehälters eingebautes Sieb. Bei dieser Anordnung wird die Luft, welche das Material transportiert, während der Füllung des Behälters stark umgelenkt. Die dadurch verursachten Impulskräfte der strömenden Luft, welche den Wiegebehälter auslenken, ändern ständig ihre Größe und Richtung in Abhängigkeit vom Massenstrom der Transportluft und des Füllstandes im Wiegebehälter. Dadurch wird die Regelung des Materialstromes erschwert und das Wiegeergebnis verfälscht. Ein weiterer Mangel dieser Anordnung ist, daß zum Entleeren des Wiegebehälters ein zusätzlicher Luftanschluß mit Rohrleitung und Düse zum Freiblasen des Anschlusses für die Entleerleitung notwendig ist. Die bei diesem Prinzip erforderlichen drei Rohrleitungs­ anschlüsse am Wiegebehälter machen eine aufwendige Rohrleitungsführung und eine komplizierte Steuerung mit Schiebern und Verstellklappen notwendig. Ferner werden die zur kräftemäßigen Abkopplung des Wiegebehälters von der Umgebung notwendigen elastischen Verbindungselemente, welche die Rohrleitungen mit dem Wiegebehälter verbinden, lateral beansprucht. Bekanntlich treten bei lateral beanspruchten Verbindungselementen undefinierbare Kräfte auf, welche eine genaue Eichung der Wiegevorrichtung erschweren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine industriell verwendbare Vorrichtung zu schaffen, welche eine sehr schnelle Füllung von Behältern mit durch Luft transportierbaren Materialien in genauen Gewichtsmengen erlaubt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.

Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung beschrieben, welche es ermöglicht, einzelne oder in kurzen periodischen Abständen eine Vielzahl von Behältern mit durch Luft transportierbaren Materialien zu füllen, deren einzelnen Gewichtsmengen vorgegeben sind. Die Vorrichtung ist so gestaltet, daß nur ein minimaler Bauaufwand für die Wiegeeinrichtung und eine einfachen Regelung und Steuerung notwendig ist. Die von der strömenden Luft, mit der das Material während dem Füllvorgang in den Wiegebehälter transportiert wird, ausgehenden Druck und Strömungskräfte heben sich sowohl im Wiegebehälter selbst, als auch zwischen dem Wiegebehälter und dem Innenraum des Waagengehäuses gegenseitig auf. Dies vereinfacht die Regelung des Wiegebehälters für den Füll- und Wiegevorgang, da diese Kräfte als Störgrößen für die Regelung wegfallen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine Prinzipdarstellung der Prozeßkette, innerhalb der die Wiege- und Abfüllvorrichtung installiert ist,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Abfüllwaage,

Fig. 3 Prallplatte in der Abfüllwaage (Schnitt A-A).

In der Fig. 1 ist die Prozeßkette zur Wägung und Abfüllung für durch Luft transportierbares flockiges Material wie Bettfedern, Daunen, Fasern und dergleichen, schematisch dargestellt und wird im folgenden für die spezielle Anwendung zum Abfüllen von Bettfedern beschrieben.

Die Wiege- und Abfüllvorrichtung weist einen Vorratsbehälter (11) bekannter Bauweise mit einem Rührwerk zur Auflockerung der Bettfedern auf. Der Vorratsbehälter (11) ist durch die Einfülleitung (18) mit der Abfüllwaage (10) verbunden. Aus dem Vorratsbehälter (11) werden die Bettfedern mit dem Gebläse (24) abgesaugt und über die Einfülleitung (18) mit Hilfe der vom Gebläse (24) angesaugten Luft in die Abfüllwaage (10) transportiert. In die Abfüllwaage (10) wird nur die Gewichtsmenge an Bettfedern transportiert, die am Steuerungs- und Regelgerät vorgewählt oder durch ein Programm vorgegeben wurde. Befindet sich die Soll- Gewichtsmenge von Bettfedern in der Abfüllwaage (10), dann wird das Gebläse (24) vom Saugbetrieb in Druckbetrieb umgestellt und die Abfüllwaage (10) wird entleert, wobei die Bettfedern wiederum mit Luft zum Behälter (55) der Abfüllstation (57) transportiert werden. Die Entleerung der Abfüllwaage (10) kann bei Bedarf, wenn z. B. schweres Material vorliegt, durch ein Sauggebläse (54) unterstützt werden.

Die Fig. 2 zeigt schematisch die Ausbildung der Abfüllwaage (10). Anhand dieser Darstellung wird im folgenden die Wiegevorrichtung für die spezielle Anwendung auf Bettfedern beschrieben.

Die Bettfedern werden mit Luft aus dem Vorratsbehälter (11) durch die Einfülleitung (18) in den Wiegebehälter (13) der Abfüllwaage (10) transportiert. Damit der Transport der Bettfedern mit Luft durch die Einfülleitung (18) erfolgen kann, wird im Wiegebehälter (13) mit Hilfe des Gebläses (24) ein Unterdruck durch Absaugen der Luft aus dem Innenraum (56) des Waagengehäuses (12) erzeugt. Die Klappen (42) und (44) nehmen dabei die in Fig. 2 eingezeichneten Stellungen ein. Die Transportluft mit den Bettfedern strömt von der Einfülleitung (18) aus durch die Einfüllöffnung (34). Die Düse (19) und die verstellbare Absperrplatte (20) sind so ausgebildet, daß die Strömung eine Umlenkung von 90 Grad zur Mittelachse (36) des Wiegebehälters (13) erfährt. Da die Einfülleitung (18) in den Wiegebehälter (13) hineinragt, kann sich die strömende Transportluft nicht am Wiegebehälterboden (14) bzw. am Wiegebehälterdeckel (17) abstützen und so das Wiegeergebnis während dem Füllvorgang des Wiegebehälters (13) verfälschen. Die mit Bettfedern beladene Transportluft tritt durch die luftdurchlässige Seitenwand (16) des Wiegebehälters (13) hindurch, welche die Bettfedern von der Transportluft trennt. Da die luftdurchlässige Seitenwand (16) eine große Oberfläche besitzt, können die Bettfedern von der Transportluft nicht an die Seitenwand (16) gedrückt werden, sondern sie sinken wegen der geringen Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Seitenwand (16) auf den Wiegebehälterboden (14) ab.

Die Transportluft, welche während dem Füllvorgang des Wiegebehälters (13), vom Gebläse (24) durch die Abfüllwaage (10) gesaugt wird, wird durch die in Fig. 3 gezeigte Prallplatte (33) so umgelenkt, daß die Strömungskräfte, welche am Wiegebehälter (13) angreifen, sich gegenseitig ausgleichen.

Die Gewichtsmenge Bettfedern pro Zeiteinheit, welche während dem Füllvorgang in den Wiegebehälter (13) hineingebracht wird, wird durch den Querschnitt der Einfüllöffnung (34) bestimmt. Die Absperrplatte (20) kann mit dem Betätigungsgerät (35) verstellt werden. In der Anfangsphase des Füllvorganges wird die Einfüllöffnung (34) möglichst groß eingestellt sein, um in kurzer Zeit möglichst viele Bettfedern in den Wiegebehälter (13) hineinzubringen (Grobstrom). Nähert sich die Gewichtsmenge der im Wiegebehälter (13) befindlichen Bettfedern dem vorgegebenen Sollwert, so wird die Einfüllöffnung (34) durch die Regelung (37) stufenweise oder kontinuierlich verkleinert (Feinstrom). Ist die Sollgewichtsmenge erreicht, wird die Einfüllöffnung (34) mit der Absperrplatte (20) verschlossen.

Der Entleervorgang des Wiegebehälters (13) wird durch Betätigung des Schalters (41) nach dem Erreichen des Sollgewichtes der im Wiegebehälter (13) gesammelten Bettfedern ausgelöst. Zur Entleerung des Wiegebehälters (13) arbeitet das Gebläse (24) im Druckbetrieb, d. h. die vom Gebläse (24) verdichtete Luft wird in die Abfüllwaage (10) hineingepumpt. Dazu muß die Klappe (42) die Rohrleitung (51) mit der Ansaugdüse (25) freigeben und die Rohrleitung (50) versperren, damit Transportluft zum Entleeren des Wiegebehalters (13) aus dem umgebenden Raum vom Gebläse (24) an gesaugt werden kann. Die Klappe (42) wird vom Verstellgerät (43) angetrieben. Gleichzeitig muß die Klappe (44) mit dem Verstellgerat (45) so umgestellt werden, daß die Abluftleitung (26) verschlossen und die Rohrleitung (53) geöffnet wird. Sind die beiden Klappen (42 und 44) in ihrer neuen Stellung, so kann die vom Gebläse (24) verdichtete Transportluft durch den Luftanschluß (23) an der Prallplatte (33) vorbei in den Innenraum (56) des Waagengehäuses (12) strömen. Der Schieber (46) in der Entleerleitung (22), angetrieben durch das Verstellgerät (47), ist während dem Entleervorgang geöffnet. Die Stellung der Klappen (42) und (44), sowie des Schiebers (46) wird durch das Steuerungs- und Regelungsgerät (37) gesteuert.

Während dem Entleervorgang besteht zwischen dem Innenraum (56) des Waagengehäuses (12) und dem Innenraum des Wiegebehälters (13) ein Druckgefälle für die Transportluft. Dieses wird verursacht durch die hydraulischen Druckverluste der luftdurchlässigen Seitenwand (16) und der Rückschlagventile (31) und (32). Beim Einströmen der Transportluft durch die luftdurchlässige Seitenwand (16) und die federbelasteten Rückschlagventile (32) in den Wiegebehälter (13) werden die im Wiegebehälter (13) befindlichen Bettfedern aufgewirbelt, gelockert und mit der strömenden Transportluft in die Entleerleitung (22) transportiert.

Der Zwischenboden (15), ist fest mit dem Wiegebehälter (13) verbunden. Er soll verhindern, daß Bettfedern während dem Füllvorgang des Wiegenbehälters (13) in die Entleerleitung (22) gelangen. Der Zwischenboden (15) ist so ausgebildet, daß Transportluft aus dem Innenraum (56) des Waagengehäuses (12), durch die Rückschlagventile (31) und die Halterohre (58) in den Wiegebehälter (13) hineinströmen kann. Der Zwischenboden (15) und die Halterohre (58) sind mit Löchern versehen. Die Löcher sind so angeordnet, daß der Einlauf (59) der Entleerleitung (22) während dem Entleervorgang ständig mit einem Teil der Transportluft freigeblasen wird und deshalb nicht verstopfen kann.

Die Messung des Gewichts von den im Wiegebehälter (13) befindlichen Bettfedern wird durch mehrere Kraftmeßzellen (30) vorgenommen, welche gleichmäßig über dem Umfang verteilt sind. Der Wiegebehälter (13) ist stehend oder hängend über die Kraftmeßzellen (30) mit dem Waagengehäuse (12) verbunden. Die einzelnen Meßsignale der Kraftmeßzellen (30) werden elektronisch addiert und ergeben so ein einziges Signal für die Gewichtskraft der Bettfedern. Dieses Signal wird auch als Regelgröße zur Regelung des Materialstromes beim Füllen des Wiegebehälters (13) mit Bettfedern verwendet.

Damit sich keine Schwingungen aus der Umgebung, wie z. B. Trittschall, auf den Wiegevorgang auswirken können, steht die Abfüllwaage (10) auf den Feder- Dämpferbeinen (48). Außerdem verhindern die Abkoppelelemente (38, 39 und 40) in den Rohrleitungen (18, 22 und 53) die Übertragung von Körperschall­ schwingungen an die Abfüllwaage (10). Die Abfüllwaage (10) kann auf einem ortsfesten oder fahrbaren Unterbau montiert sein.

Claims (4)

1. Wiege- und Abfüllvorrichtung für durch Luft transportierbares flockiges Material, insbesondere Daunen oder Bettfedern, mit einer elektronischen Steuerung und Regelung, einem Vorratsbehälter und einer Wiegevorrichtung, die mit einer Fülleitung und einer Entleerleitung versehen ist, deren Befüllung und Entleerung pneumatisch erfolgt, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Wiegevorrichtung (10) aus einem druckfesten und luftdichten Waagengehäuse (12) besteht, in dem sich ein Wiegebehälter (13) mit einer luftdurchlässigen Seitenwand (16), einem luftdurchlässigen Wiegebehälterzwischenboden (15) und einem Wiegebehälterdeckel (17) befindet, der über mehrere Kraftmeßzellen (30) mit dem Waagengehäuse (12) verbunden ist,
• - daß die mit einer Einfülldüse (19) versehene Fülleitung (18) und die Entleerleitung (22) fest mit dem Waagengehäuse (12) verbunden sind und vom Wiegebehälter (13) kräftemäßig durch biegeschlaffe Membranen (28, 29) abgekoppelt sind,
• - daß die Einfülldüse (19) und eine durch ein Betätigungsgerät (35) verstellbare Absperrplatte (20), mit der der Mengenstrom des geförderten Materials durch die Größe des Querschnittes der Einfüllöffnung (34) in Abhängigkeit vom momentanen Füllgewicht zum Sollfüllgewicht geregelt wird, so angeordnet sind, daß die mit dem Material mitgeführte Luft eine Umlenkung von 90 Grad zur Mittelachse (36) des Wiegebehälters (13) erfährt und radial abströmt,
• - daß der Wiegebehälterboden (14) mit einem oder mehreren Rückschlagventilen (31) und der Wiegebehälterdeckel (17) mit einem oder mehreren federbelasteten Rückschlagventilen (32) ausgerüstet sind und
• - daß ein Gebläse (24), vor dessen Luftanschluß (23) eine Prallplatte (33) angeordnet ist, für den Füllvorgang des Wiegebehälters (13) im Saugbetrieb und für den Entleervorgang im Druckbetrieb arbeitet.

2. Wiege- und Abfüllvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die fest mit dem Waagengehäuse (12) verbundene Einfülleitung (18) und Entleerleitung (22) für das Material mit Abkoppelelementen (39, 40) ausgestattet ist.

3. Wiege- und Abfüllvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerungs- und Regelungsgerät (37) mit einer manuell bedienbaren oder programmierbaren Gewichts-Sollwertvorgabeeineinrichtung für die abzuwiegende Materialmenge ausgestattet ist, mit der die Mengen-Sollwertvorgabe zwischen den Wiegezyklen beliebig oder entsprechend einer Vorgabe veränderbar ist.

4. Wiege- und Abfüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerung des Wiegebehälters (13) durch ein Sauggebläse (54) unterstützt wird.