Schneckendosiermaschine
Die Erfindung bezieht sich auf die vorteilhafte Ausbildung des Dosierschneckenantriebes in Schnekkendosiermaschinen.
Bei bekannten Schneckendosiermaschinen erfolgt der taktweise Antrieb der Dosierschnecken von einem kontinuierlich umlaufenden Motor her über eine Kupplung, beispielsweise eine Reibungskupplung, die zeitlich oder in Abhängigkeit von der gewünschten Anzahl von Schneckenumdrehungen gesteuert wird.
Bei einer zeitlichen Steuerung bewirkt der beim Kuppeln auftretende Schlupf zwischen treibendem und getriebenem Kupplungsteil erfahrungsgemäss eine nicht in jedem Falle konstante Anzahl von Schnekkenumdrehungen je Dosierung, so dass die Gewichte der abgefüllten Mengen mehr oder weniger grosse Differenzen aufweisen. Man ging deshalb dazu über, die Kupplung für die Dosierschnecke in Abhängigkeit von der gewünschten Drehzahl derselben zu steuern, was über eine an die Schneckenwelle angeschlossene Zähleinrichtung erfolgt. Diese Ausführungsform benötigt jedoch einen grossen technischen Aufwand und ist dadurch verhältnismässig kostspielig.
Um diese Nachteile bei Schneckendosiermaschinen auszuschalten, ist nunmehr gemäss der Erfindung der den Antrieb für die Dosierschnecken übertragenden Kupplung eine Synchronisiereinrichtung zugeordnet, die vor dem Einkuppeln der betreffenden Dosierschnecke die Umlaufbewegungen des getriebenen und des treibenden Kupplungsteiles aneinander angleicht.
Mittels einer solchen z. B. über eine Kurvenscheibe steuerbaren Synchronisiereinrichtung wird nicht nur erreicht, dass eine Reibungskupplung nur noch durch geringe oder gar keine Drehzahldifferenzen zwischen getriebenen und treibenden Teilen belastet wird und somit auch kein nennenswerter Schlupf entsteht, sondern dass diese Synchronisiereinrichtung ausserdem auch die Verwendung von formschlüssigen Kupplungen ermöglicht, die man bisher infolge ihres harten Eingriffes nur selten verwenden konnte. Der neue synchronisierte Antrieb gemäss der Erfindung ermöglicht damit sowohl für form- wie auch für kraftschlüssig arbeitende Kupplungen die Verwendung einfacher Zeitsteuerungen, ohne dass deren obengenannten Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand schematischer Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Schneckendosiermaschine mit umlaufenden Dosiervorrichtungen.
Fig. 2 ist ein Teilschnitt gemäss Linie A-A der Fig. 1.
Fig. 3 und 4 sind weitere Ausführungsbeispiele für den Antriebsteil von Dosierschnecken im Querschnitt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 sind mehrere, aus Dosierschnecke 1, Füllstutzen 2 und Trichter 3 bestehende Schneckendosiervorrichtungen kreisförmig an einer kontinuierlich umlaufenden Trommel 4 angeordnet. Die Trommel 4 ist gleichachsig zur Umlenktrommel 5 einer ebenfalls stetig umlaufenden Fördereinrichtung bekannter Art angeordnet, welche die zu füllenden Verpackungsbehäl- ter P der Maschine fortlaufend zuführt. Das abzufüllende Gut gelangt durch ein zentrales Zuführrohr 40 in die Trommel 4 und von dort aus in die Trichter 3 zu den Dosierschnecken 1.
Der zum Abfüllen und Abmessen der gewünschten Füllgutmengen erforderliche Antrieb der Dosierschnecken 1 erfolgt mittels der umlaufenden Trommel 4 und einen ortsfest am Maschinengestell 6 angeordneten Zahnkranz 7 über - je Dosiervorrichtung - ein Zahnrad 8, eine Klauenkupplung 9, 10 sowie weitere miteinander kämmende Zahnräder 11, 12 auf die Welle 13 der betreffenden Dosierschnecke 1. Der treibende Teil 9 der genannten Kupplung ist auf einer mit dem getriebenen Teil 10 dieser Kupplung gemeinsamen Achse 14 axial verschiebbar gelagert und wird von einem ortsfest am Maschinengestell 6 angebrachten Kurvenring 15 über einen mit einer Rolle 16 versehenen Hebel 17 gesteuert, welcher an der Trommel 4 schwenkbar gelagert ist und an einem in einer Muffe 18 des verschiebbaren Kupplungsteiles 9 gelagerten Gleitring 19 angreift.
Das Einkuppeln erfolgt unter der Wirkung einer Zugfeder 20, die den Hebel 17 und damit den zugeordneten Kupplungsteil 9 im Verlauf des niedrigen Teiles des Kurvenringes 15 auf der Abfüllstrecke nach unten zieht und mit dem Kupplungsteil 10 in Eingriff bringt.
Damit das Einkuppeln der beiden Kupplungsteile 9 und 10 stossfrei und ohne Auftreten von Schlupf oder Rutschen erfolgen kann, erhält der vor dem Einkuppeln stillstehende Kupplungsteil 10 und damit auch die ebenfalls in Ruhe befindliche Dosierschnecke 1 bereits vor dem Einsetzen des Kupplungsvorganges eine der Umlaufzahl des treibenden Kupplungsteiles 9 angepasste Umlaufbewegung. Zu diesem Zweck ist der getriebene Kupplungsteil 10 über einen Freilauf 21 mit einem Hebel 22 verbunden, der eine Rolle 23 hält, so dass diese Rolle 23 beim Umlauf der Trommel 4 auf den erhöhten Teil einer Kurvenschiene 24 (Fig. 2) aufläuft und derart dem Hebel 22 eine Schwenkbewegung erteilt.
Diese Schwenkbewegung wird über den in diesem Drehsinn sperrenden Freilauf 21 auf den getriebenen Kupplungsteil 10 übertragen, so dass bei nur geringer Relativbewegung der beiden Kupplungsteile 9 und 10 gegeneinander ein stossfreies und ausserdem genau geregeltes Einrücken der Kupplung 9, 10 erzielt wird.
Um ein Abfüllen bei fehlendem Verpackungsbehälter P zu vermeiden, ist vorgesehen, dass die Kurvenschiene 24 aus dem Bereich der Rollen 23 der Hebel 22 herausschwenkbar ist. Ausserdem ist es zu diesem Zweck möglich, den Hebel 17 für das Einrücken des Kupplungsteiles 9 entgegen der Kraft der Zugfeder 20 mittels eines nicht dargestellten, verschwenkbaren Anschlages zu sperren.
Die Grösse der durch die Schwenkbewegung der Hebel 22 eingeleiteten Umlaufzahl der zunächst noch stillstehenden Kupplungsteile 10 kann für höhere Drehzahlen dieses umlaufenden Kupplungsteiles noch dadurch gesteigert werden, dass zwischen jeden Hebel 22 und zugeordneten Kupplungsteil 10 ein geeignetes Übersetzungsgetriebe eingeschaltet wird.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4 erfolgt das Synchronisieren durch die Einrückbewegung der axial verschiebbaren, treibenden Kupplungsteile 27 selbst. Zu diesem Zweck sitzt jeder Kupplungsteil 26 bzw. 27 auf einem zugeordneten Schraubenstück 29 bzw. 30 und ist mit einem entsprechenden Muttergewinde versehen.
Im einzelnen erhält beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 der getriebene Kupplungsteil 26 bei seiner Abwärtsbewegung auf der zunächst noch stillstehenden Schraube 29 eine sich steigernde Drehbewegung, wird anschliessend mit dem treibenden Kupplungsteil 31 formschlüssig verbunden und überträgt dann die Drehbewegung über die Schraube 29 auf die unmittelbar mit letzterer verbundene Dosierschneckenwelle 13. Demgegenüber wird beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 die Umlaufbewegung des treibenden Kupplungsteiles 27 durch die Einrückbewegung auf der Schraube 30 zunächst verzögert, bis seine Klauen oder Zähne mit denen des vorerst noch stillstehenden Kupplungsteiles 32 gerade ineinandergreifen, und dann durch eine Verlangsamung der Einrückbewegung wieder gemeinsam mit dem anlaufenden Kupplungsteil 32 auf die Betriebsdrehzahl der Förderschnecke beschleunigt.
Der Antrieb der Dosierschnekkenwelle 13 erfolgt dabei über eine Antriebswelle 33, mit welcher die Schraube 30 fest verbunden ist.
Gegenüber den in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen verwendeten Klauen- und Zahnkupplungen können mit dem gleichen vorteilhaften Ergebnis auch Reibungskupplungen Verwendung finden.
Hierbei tritt dann der beim Arbeiten mit solchen Kupplungen normalerweise vorhandene Schlupf infolge der Synchronisierung nicht auf, so dass auch in einem solchen Falle eine hohe Abmessgenauigkeit erzielt wird.
Ergänzend wird bemerkt, dass die erfindungsgemässe Synchronisierung ohne weiteres auch bei einer stationären Schneckendosiervorrichtung vorgesehen werden kann, wobei die Bewegungen zum Eingreifen der Kupplungsteile ineinander und zum Erzeugen der Anlaufdrehung dann zweckmässig von umlaufenden Kurvenscheiben abgeleitet und gesteuert werden.
Auger dosing machine
The invention relates to the advantageous design of the metering screw drive in screw metering machines.
In known screw metering machines, the metering screws are cyclically driven by a continuously rotating motor via a clutch, for example a friction clutch, which is controlled in terms of time or as a function of the desired number of screw revolutions.
In the case of time control, the slip that occurs during coupling between the driving and driven coupling part causes, according to experience, a not always constant number of screw revolutions per dosage, so that the weights of the filled quantities differ more or less. It was therefore decided to control the coupling for the metering screw as a function of the desired speed of rotation, which is done via a counting device connected to the screw shaft. However, this embodiment requires a great deal of technical effort and is therefore relatively expensive.
In order to eliminate these disadvantages in screw metering machines, according to the invention, the coupling that transmits the drive for the metering screws is assigned a synchronizing device which aligns the orbital movements of the driven and driving coupling parts before the relevant metering screw is engaged.
By means of such z. B. via a cam controllable synchronization device is not only achieved that a friction clutch is only burdened by low or no speed differences between driven and driving parts and thus no significant slip occurs, but that this synchronization device also enables the use of form-fitting clutches which up to now could only seldom be used due to their severe intervention The new synchronized drive according to the invention thus enables the use of simple timing controls for both positive and non-positive clutches without the disadvantages mentioned above having to be accepted.
Details and advantages emerge from the following description of exemplary embodiments on the basis of schematic drawings.
1 shows the cross section through a screw metering machine according to the invention with rotating metering devices.
FIG. 2 is a partial section along line A-A of FIG. 1.
3 and 4 are further exemplary embodiments for the drive part of metering screws in cross section.
In the embodiment according to FIG. 1, several screw metering devices consisting of a metering screw 1, filling nozzle 2 and funnel 3 are arranged in a circle on a continuously rotating drum 4. The drum 4 is arranged coaxially to the deflection drum 5 of a likewise continuously revolving conveying device of a known type, which continuously feeds the packaging containers P to be filled to the machine. The goods to be filled pass through a central feed pipe 40 into the drum 4 and from there into the funnel 3 to the metering screws 1.
The drive of the metering screws 1 required for filling and measuring the desired quantities of product is carried out by means of the rotating drum 4 and a toothed ring 7 fixedly arranged on the machine frame 6 via - for each metering device - a gear 8, a claw clutch 9, 10 and other meshing gears 11, 12 on the shaft 13 of the respective metering screw 1. The driving part 9 of said coupling is axially displaceable on an axis 14 common to the driven part 10 of this coupling and is supported by a cam ring 15 fixed to the machine frame 6 via a cam ring 15 provided with a roller 16 Lever 17 is controlled, which is pivotably mounted on the drum 4 and engages a sliding ring 19 mounted in a sleeve 18 of the displaceable coupling part 9.
The coupling takes place under the action of a tension spring 20, which pulls the lever 17 and thus the associated coupling part 9 down the lower part of the cam ring 15 on the filling line and brings it into engagement with the coupling part 10.
So that the coupling of the two coupling parts 9 and 10 can take place smoothly and without the occurrence of slippage or slipping, the coupling part 10, which is stationary before the coupling, and thus also the metering screw 1, which is also at rest, receives one of the number of revolutions of the driving coupling part before the start of the coupling process 9 adapted orbital movement. For this purpose, the driven coupling part 10 is connected via a freewheel 21 to a lever 22 which holds a roller 23 so that this roller 23 runs onto the raised part of a curved rail 24 (FIG. 2) as the drum 4 rotates and so on Lever 22 granted a pivoting movement.
This pivoting movement is transmitted to the driven clutch part 10 via the freewheel 21, which blocks in this direction of rotation, so that a shock-free and precisely controlled engagement of the clutch 9, 10 is achieved with only a slight relative movement of the two clutch parts 9 and 10 against each other.
In order to avoid filling when the packaging container P is missing, it is provided that the curved rail 24 can be pivoted out of the area of the rollers 23 of the levers 22. It is also possible for this purpose to lock the lever 17 for the engagement of the coupling part 9 against the force of the tension spring 20 by means of a pivotable stop, not shown.
The size of the number of revolutions of the initially still stationary coupling part 10 initiated by the pivoting movement of the lever 22 can be increased for higher speeds of this revolving coupling part by switching on a suitable transmission gear between each lever 22 and the associated coupling part 10.
In the exemplary embodiments of FIGS. 3 and 4, the synchronization takes place through the engaging movement of the axially displaceable, driving coupling parts 27 themselves. For this purpose, each coupling part 26 or 27 is seated on an associated screw piece 29 or 30 and is provided with a corresponding nut thread.
Specifically, in the embodiment of FIG. 3, the driven coupling part 26 receives an increasing rotational movement during its downward movement on the initially still stationary screw 29, is then positively connected to the driving coupling part 31 and then transmits the rotational movement via the screw 29 to the directly with The latter connected metering screw shaft 13. In contrast, in the embodiment of FIG. 4, the rotational movement of the driving coupling part 27 is initially delayed by the engaging movement on the screw 30 until its claws or teeth just mesh with those of the coupling part 32, which is initially still stationary, and then by slowing down the engagement movement is accelerated again together with the starting coupling part 32 to the operating speed of the screw conveyor.
The metering screw shaft 13 is driven via a drive shaft 33 to which the screw 30 is firmly connected.
Compared to the claw and tooth clutches used in the exemplary embodiments described above, friction clutches can also be used with the same advantageous result.
In this case, the slip normally present when working with such clutches does not occur as a result of the synchronization, so that a high level of dimensional accuracy is achieved even in such a case.
In addition, it should be noted that the synchronization according to the invention can easily be provided with a stationary screw metering device, the movements for engaging the coupling parts in one another and for generating the start-up rotation are then appropriately derived and controlled by revolving cam disks.