DE4116616A1 - Vorrichtung zum foerdern, dosieren und/oder mischen von pulverfoermigem schuettgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von pulverförmigem Schüttgut, insbesondere für den Einsatz in Kunststoffverarbeitungsmaschinen, mit einem Vorratsbehälter für das Schüttgut, einer im Bodenbereich des Vorratsbehälters angeordneten Auslaßöffnung und einem innerhalb des Vorratsbehälters angeordneten, mittels eines Motors angetriebenen Rührorgan.

Dosiervorrichtungen dieser Art werden beispielsweise zum Dosieren von pulverförmigen Farbstoffen und von Kunststoffgranulaten in Extrusionsmaschinen, Spritzgieß­ maschinen oder Hohlkörperblasmaschinen eingesetzt.

Bei einer bekannten Dosiervorrichtung dieser Art (W0/90/15 768) ist als Rührorgan ein oberhalb der Auslaß­ öffnung angeordneter, motorisch angetriebener Rührwerks­ flügel vorgesehen, mit welchem das von oben aus dem Vorratsbehälter ankommende Schüttgut aufgelockert und in rieselfähiger Form der Auslaßöffnung zugeführt wer­ den soll. Zur weiteren Auflockerung des Schüttgutes sind in der Nähe der Rührwerksachsen Druckluftdüsen vorgesehen. Es hat sich nun gezeigt, daß pulverförmiges Schüttgut sowohl durch das Eigengewicht als auch durch Feuchtigkeitsaufnahme zu einem festen Zusammenbacken neigt. Dadurch besteht die Gefahr, daß es trotz des Vorhandenseins eines Rührwerks und von Druckluftdüsen zu einer Brückenbildung im Bereich der Auslaßöffnung kommt, die vor allem bei einer hohen Schüttgutsäule innerhalb des Vorratsbehälters eine Dosierung unmöglich macht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Dosiervorrichtung der eingangs angegebenen Art dahin­ gehend zu verbessern, daß auch zum Zusammenbacken nei­ gendes pulverförmiges Schüttgut am Zusammenbacken ge­ hindert und bis zur Auslaßöffnung fließend gehalten werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Erkenntnis aus, daß ein in konstanter Ausrichtung umlaufendes Rühr- und Förderorgan nur so lange zu einem Material­ fluß zur Auslaßöffnung führt, bis sich im Nachbarbe­ reich des Rührorgans Materialbrücken ausgebildet haben, die zu einem Leerlauf des Rührorgans führen. Der erfin­ dungsgemäße Lösungsgedanke besteht daher darin, dem Rührorgan eine zusätzliche Bewegung aufzuerlegen, die die Entstehung von Materialbrücken vor allem im Bereich der Auslaßöffnung verhindert.

Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorge­ schlagen, daß das Rührorgan als einseitig auf der Seite des Motors eingespannte, um ihre Achse drehbare und quer zur Achse gegenüber ihrer Einspannstelle federnd auslenkbare Schraubenfeder ausgebildet ist, die durch den Vorratsbehälter hindurchgreift und mit ihrem freien Ende bis zur Auslaßöffnung reicht. Vorteilhafterweise ist der Motor im Bereich des Behältermantels angeord­ net, so daß die Schraubenfeder schräg durch den Vorrats­ behälter hindurchgreift. Wenn der Vorratsbehälter gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einen trichterförmigen Boden aufweist, greift die Schrauben­ feder in kleinem Abstand vom Trichterboden mit dessen Neigungswinkel durch den Vorratsbehälter hindurch. Zweckmäßig ist die Auslaßöffnung exzentrisch am Trich­ terboden angeordnet, so daß die Schraubenfeder auf der Seite des die Behältermitte übergreifenden Bodenteils angeordnet werden kann.

Die Schraubenfeder kann aufgrund ihrer einseitigen Einspannung am Motor unterstützt durch ihre federnden Eigenschaften eine Taumelbewegung ausführen, die das pulverförmigen Schüttgut an einem Zusammenbacken hin­ dert. Um diesen Effekt zu verstärken wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Vorratsbehälter und/oder die Schraubenfeder in eine Vibrationsbewegung versetzt wird. Um dies zu er­ reichen, kann im Bereich des Behältermantels ein vor­ zugsweise elektromagnetisch, motorisch oder pneumatisch angetriebener Vibrator angeordnet werden. Die Vibrations­ bewegung wird dabei vorzugsweise in Umfangsrichtung des Vorratsbehälters oder radial, quer zur Achse der Schrau­ benfeder, ausgerichtet.

Der erfindungsgemäße Vorratsbehälter mündet mit seiner Austrittsöffnung vorteilhafterweise in eine Dosier­ schleuse, die in einen gestellfesten, mit dem Vorrats­ behälter über einen Vibrationsdämpfer verbundenen Ge­ häuse angeordnet ist. Um dies zu erreichen, kann der Vorratsbehälter und das Gehäuse durch mindestens zwei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, unter Bildung des Vibrationsdämpfers gummielastisch gepufferte Ver­ bindungsorgane miteinander verbunden werden. Als Ver­ bindungsorgane können Rastorgane, wie Federklammern, verwendet werden, die ein einfaches Abnehmen des Vorrats­ behälters von der Dosierschleuse ermöglichen. Um einen Materialverlust und Verunreinigungen der Umgebung zu vermeiden, ist der Vorratsbehälter im Bereich der Aus­ laßöffnung beispielsweise mit Hilfe eines Absperrschie­ bers verschiebbar.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Dosierschleuse eine umfangsseitig mit mindestens einer Dosierausnehmung versehene, um eine horizontale Achse motorisch angetriebene Dosier­ rolle auf, während die Schraubenfeder mit ihrem freien Ende durch die Auslaßöffnung hindurch gegen die Umfangs­ fläche der Dosierrolle anliegt. Die Dosierausnehmung ist zweckmäßig als über den Umfang der Dosierrolle wellenförmig verlaufende zusammenhängende Umfangsnut ausgebildet, während in einer nach unten offenen Aus­ trittöffnung der Dosierschleuse ein in die Umfangsnut eingreifender, pendelnd gelagerter Abstreifer angeord­ net ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Dosiervorrich­ tung für pulverförmiges Schüttgut;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Dosiervorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch einen Vormischer.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Dosiervorrichtung ist vor allem zum Dosieren von schlecht rieselfähigem pulverförmigem Schüttgut, beispielsweise von Farbpulvern der Kunststoffverarbeitung bestimmt. Die Dosiervorrich­ tung besteht aus einem Gehäuse 10, einer in einer im wesentlichen zylindrischen Ausnehmung 12 des Gehäuses angeordneten, motorisch in Richtung des Pfeils 13 ange­ triebenen Dosierrolle 14, einem eintrittsseitig über der Dosierrolle 14 angeordneten, über einen Vorratsbe­ hälter 20 mit Schüttgut beschickbaren Einfüllschacht 18 und einem austrittsseitig nach unten weisenden Austritts­ kanal 22 für das dosierte Schüttgut. Im Vorratsbehälter 20 befindet sich ein Rührorgan 19 zur Auflockerung und Förderung des Schüttguts.

Den Materialtransport übernimmt eine entlang dem Umfang der Dosierrolle 14 wellenförmig, vorzugsweise sinusförmig verlaufende Transport- bzw. Umfangsnut 32, die im Be­ reich des Einfüllschachtes 18 laufend mit Schüttgut gefüllt und auf der Seite des Austrittskanals 22 durch einen in die Transportnut 32 eingreifenden Abstreifer 34 von dem Schüttgut fortlaufend entleert wird. Der in Fig. 1 gezeigte Abstreifer 34 ist an einem gegenüber der Horizontalen geneigten Zylinderbolzen 38 pendelnd gelagert.

Der Vorratsbehälter 20 weist einen trichterförmigen Boden 21 mit einer exzentrisch angeordneten Auslaßöff­ nung 17 auf. Der obere Teil des Vorratsbehälters 20 besteht aus einem Zylinder 110 aus Acrylglas, der an seiner Unterseite auf ein Außengewinde des Trichter­ bodens 21 aufgeschraubt ist. An der Außenseite des Zylinders ist an einem Flansch 112 ein Gleichstromge­ triebemotor 114 angeflanscht, dessen Abtriebswelle 116 durch einen Wanddurchbruch in das Behälterinnere ein­ greift. Das Rührorgan 19 ist als zylindrische Schrauben­ feder ausgebildet, deren eines Ende dreh- und verschie­ befest an der Abtriebswelle 116 befestigt ist und dessen freies Ende 122 durch die Auslaßöffnung 17 und den Einfüllschacht 18 hindurch bis zur Eintrittsöffnung 24 der Dosierschleuse und damit bis zur Oberfläche der Dosierrolle 14 reicht. Die schräg etwa parallel zu dem Trichterboden 21 durch den Vorratsbehälter 20 hindurch­ greifende Schraubenfeder 19 ist quer zu ihrer Achse gegenüber ihrer Einspannstelle im Bereich der Abtriebs­ stelle 116 in allen Richtungen federnd auslenkbar. Die Auslenkung kann dabei beispielsweise unter der Einwir­ kung des im Vorratsbehälter 20 befindlichen Materials erfolgen. Weiter ist auf dem im Umriß achteckigen Außen­ rand 124 des Trichterbodens 21 ein elektromagnetischer Vibrator 126 angeordnet, der auf den Vorratsbehälter 20 eine oszillierende Bewegung in Richtung des Doppel­ pfeils 128 und damit in Umfangsrichtung des Vorratsbe­ hälters 20 beispielsweise mit der Netzfrequenz auslöst. Diese Bewegung wird aufgrund der Massenträgheit in eine schwingende Relativbewegung zwischen dem Vorratsbehäl­ ter 20 und der Schraubenfeder 19 umgesetzt, die zu einer Lockerung des im Vorratsbehälter 20 befindlichen Schüttgutes führt. Dadurch wird in der Nähe der Schrau­ benfeder 19, insbesondere im Bereich des Einfüllschach­ tes 18 ein Zusammenbacken des Schüttgutes und damit eine Brückenbildung vermieden.

Der Vorratsbehälter 20 ist mit dem darunter befind­ lichen Gehäuse 10 mittels eines aus vier Federklammern 130 und Rastnocken 132 bestehenden Schnellspannmecha­ nismus verbunden. Zwischen dem Vorratsbehälter 20 und dem Gehäuse 10 sind Vibrationsdämpfer in Form von Gummi­ puffern 134 an den Befestigungsstellen der Federklammern und des Rastnockens angeordnet.

An der Unterseite des Trichterbodens befindet sich ein konischer Absperrschieber 136, der um die Trichterachse drehbar angeordnet ist, so daß je nach Drehstellung des Trichters 20 die zum Einfüllschacht 18 führende Öffnung 17 geöffnet oder verschlossen werden kann. Im ver­ schlossenen Zustand kann der Trichter 21 zusammen mit dem Behälter 110 ohne Materialverlust und Verunreini­ gung der Umgebung vom Gehäuse 10 abgenommen und ausge­ wechselt werden.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Vormischer dessen Vorratsbehälter 20′ einen nach unten konisch verjüngten Trichter 21′ mit einer nach unten offenen Auslaßöffnung 17 aufweist. Das aus mindestens zwei Komponenten bestehende Schüttgut gelangt über die Einlaßöffnung 140 in das Behälter­ innere und wird über die konisch ausgebildete, über die Abtriebswelle 116′ eines Getriebemotors 114′ angetrie­ bene konische Schraubenfeder 19′ von oben nach unten gefördert. Die an der Stelle 142 an der Abtriebswelle 116 einseitig eingespannte Schraubenfeder 19′ kann unter der Einwirkung des Schüttguts und einer even­ tuellen Vibrationsbewegung quer zur Drehachse ausge­ lenkt werden. Sie verhindert dadurch, daß sich Material an der konischen Trichterinnenwand ablagern und ent­ mischen kann. Der Schraubenfeder 19′ kommt damit zusätz­ lich die Funktion eines Mischorgans zu.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fördern, Dosieren und/oder Mischen von Schüttgut, insbesondere für den Einsatz in Kunststoffverarbeitungsmaschinen. Die Vorrichtung enthält einen Vorratsbehälter 20 für das Schüttgut, eine im trichterförmigen Bodenbereich 21 des Vorratsbehälters 20 angeordnete Auslaßöffnung 17 und ein innerhalb des Vorratsbehälters angeordnetes, mittels eines Motors 114 angetriebenes Rührorgan 19. Um ein Zusammenbacken des pulverförmigen Schüttguts und eine dadurch bedingte Ablagerung oder Brückenbildung zu vermeiden, ist das Rührorgan 19 als einseitig auf der Seite des Motors 114 eingespannte, um ihre Achse dreh­ bare und quer zur Achse gegenüber ihrer Einspannstelle 116 federnd auslenkbare Schraubenfeder ausgebildet, die durch den Vorratsbehälter hindurchgreift und mit ihrem freien Ende bis zur Auslaßöffnung 17 reicht oder durch diese hindurchgreift. Eine weitere Verbesserung in der genannten Hinsicht kann dadurch erzielt werden, daß der Vorratsbehälter 20 und/oder die Schraubenfeder 19 zu­ sätzlich in eine Vibrationsbewegung versetzt wird.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Fördern, Dosieren und/oder Mischen von pulverförmigem Schüttgut, insbeson­ dere für den Einsatz in Kunststoffverarbeitungs­ maschinen, mit einem Vorratsbehälter (20, 20′) für das Schüttgut, einer im Bodenbereich des Vorratsbehälters angeordneten Auslaßöffnung (17) und einem im Vorratsbehälter (20) angeord­ neten, mittels eines Motors (114, 114′) ange­ triebenen Rührorgans (19, 19′), dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rührorgan (19, 19′) als ein­ seitig auf der Seite des Motors (114, 114′) eingespannte, um ihre Achse drehbare und quer zur Achse gegenüber ihrer Einspannstelle (116, 116′) federnd auslenkbare Schraubenfeder aus­ gebildet ist, die durch den Vorratsbehälter (20, 20′) hindurchgreift und mit ihrem freien Ende bis zur Auslaßöffnung (17) reicht oder durch diese hindurchgreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Motor (114) im Bereich des Behältermantels (110) angeordnet ist, und daß die Schraubenfeder (19) schräg durch den Vor­ ratsbehälter (20) hindurchgreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (20) einen trichterförmigen Boden (21) aufweist, und daß die Schraubenfeder in kleinem Abstand vom Trichterboden (21) mit dessen Neigungswinkel durch den Vorratsbehälter (20) hindurchgreift.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (17) exzentrisch am Trichterboden (21) angeord­ net ist, und daß die Schraubenfeder (19) auf der Seite des die Behältermitte übergreifenden Bodenteils angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter und/oder die Schraubenfeder (18) in eine Vibra­ tionsbewegung versetzbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Behältermantel ein elektromag­ netisch, motorisch oder pneumatisch angetriebe­ ner Vibrator (126) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsbewegung (128) in Umfangsrichtung des Vorratsbehälters ausgerichtet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsbewegung radial quer zur Achse der Schraubenfeder (18) ausgerichtet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter mit seiner Auslaßöffnung (17) in einen Einfüll­ schacht (18) einer Dosierschleuse mündet und daß die Schraubenfeder (19) durch die Auslaßöff­ nung (17) hindurch in den Einfüllschacht (18) eingreift.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dosierschleuse in einem ge­ stellfesten, mit dem Vorratsbehälter (20) über mindestens einen Vibrationsdämpfer (134) ver­ bundenen Gehäuse (10) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auslaßöffnung (17) des Vorrats­ behälters (20) unter Zurückbiegen der Schrauben­ feder (19) verschließbar und der Vorratsbehälter (20) von dem Gehäuse (10) abnehmbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (20) und das Gehäuse (10) durch mindestens zwei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, unter Bildung des Schwingungsdämpfers (134) gummi­ elastisch gepufferte Verbindungsorgane (130, 132) miteinander verbunden sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierschleuse eine umfangsseitig mit mindestens einer Dosier­ ausnehmung (32) versehene, um eine horizontale Achse motorisch angetriebene Dosierrolle (14) aufweist, und daß die Schraubenfeder (19) mit ihrem freien Ende durch die Auslaßöffnung (17) hindurch gegen die Umfangsfläche der Dosierrolle (14) anliegt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dosierausnehmung (32) als über den Umfang der Dosierrolle (14) wellen­ förmig verlaufende, zusammenhängende Umfangsnut ausgebildet ist und daß in einem nach unten offenen Austrittskanal (22) der Dosierschleuse ein in die Umfangsnut eingreifender, pendelnd gelagerter Abstreifer (34) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise als Vormischer ausgebildete Vorratsbehälter (20) einen sich zur Auslaßöffnung (17) verjün­ genden konischen Auslaßtrichter (21′) aufweist, und daß die Schraubenfeder (19′) konzentrisch von oben durch den Auslaßtrichter (21′) bis zur Auslaßöffnung (17) hindurchgreift.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraubenfeder (19′) konisch ausgebildet ist.