Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Verbindung ohne

Kraftnebenschluss

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung ohne Kraftnebenschluss, insbesondere zwischen einem Fallrohr und einem Behälter einer Dosierwaage.

In industriellen Anlagen ist es häufig nötig, Schüttgüter, wie z.B. Granulate oder Pulver, aber auch Flüssigkeiten oder Gase über Fallrohre in Dosierwaagen, bzw. Behälter von Dosierwaagen einzufüllen, um ein dosiertes Weitergeben der Schüttgüter zu ermöglichen. Da sich die Auslässe der Fallrohre aus Platzgründen zumeist im Bereich der Decken der Arbeitsräume befinden, ist es oft notwendig, die Dosierwaagen ebenfalls nahe der Decke anzubringen, d.h. mindestens in einer Höhe von etwa 2 Metern oder höher. Dazu werden insbesondere feste Gestelle verwendet, die unter der Decke hängen, oder die Dosierwaagen werden z.B. mittels eines Staplers oder eines Schwenkarmes in ihre im Bereich der Auslässe des betreffenden Fallrohrs liegenden Betriebspositionen gefahren.

Die Verbindung zwischen dem Auslass eines Fallrohres und dem Einlass einer Dosierwaage bzw. eines Behälters der Waage muss oft dicht genug sein, um ein Austreten des durch das Fallrohr eingebrachten Schüttgutes durch die Verbindung zu unterbinden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich beim Einfüllen des Schüttgutes Staub bilden kann, der bei Austreten zu einer Verschmutzung der Anlage oder zu einer Gesundheitsgefährdung führen würde. Eine dichte Verbindung muss ebenfalls vorhanden sein, wenn Flüssigkeiten eingefüllt werden oder wenn Gase austreten können. Neben dem Erfordernis einer ausreichenden Abdichtung gegen austretende Stoffe muss die Verbindung zwischen Fallrohr und Dosierwaage auch derart ausgestaltet sein, dass durch die Verbindung keine Kräfte auf die Dosierwaage einwirken, die zu einer Verfälschung der gravimetrischen Gewichtsbestimmung des in der Waage eingefüllten Materials führen. Es sind also Kraftnebenschlüsse bzw. Kraftnebenwirkungen der Verbindung zu vermeiden.

Dies wird üblicherweise durch die Verwendung von handelsüblichen Kompensatoren oder ähnlichen dünnen und flexiblen Leitungskomponenten erreicht (z.B. aus Silikon), die an das Fallrohr und die Dosierwaage angeschlossen werden. Um eine kraftnebenschlussfreie Verbindung mittels derartiger Verbindungen zu erreichen, ist jedoch eine manuelle Montage (bzw. Demontage) der Kompensatoren notwendig, die zudem Erfahrung des Monteurs verlangt.

Der Auslass des Fallrohres und die Dosierwaage befinden sich in ihrer Betriebsposition oft nahe der Decke einer Industriehalle bzw. eines Betriebsraumes. Dies ist auch dadurch bedingt, dass die Verbindung zwischen Fallrohr und Waage möglichst kurz sein soll. Die Montage/Demontage der Verbindung muss also in erheblicher Höhe von zumindest 1 ,5 m bis ca. 5 m oder höher durchgeführt werden. Zudem sind aufgrund von Raumerfordernissen im Deckenbereich von Industrieanlagen meist eine Vielzahl von weiteren Leitungen oder Anlagen angebracht, wodurch der für die Montage zur Verfügung stehende Raum weiter eingeschränkt wird. All dies erschwert die sichere Montage von Verbindungen zwischen dem Fallrohr und der Dosierwaage, wodurch es zu undichten Verbindungen kommt oder Kraftnebenschlüsse auf die Dosierwaage einwirken, die sich negativ auf den Betrieb der Waage bzw. der gesamten Anlage auswirken können.

Insbesondere kann es bei ungenügender Abdichtung zu einer Staubbelastung der Umgebung kommen, die zumindest zu einer Verschmutzung oder bei gesundheitsgefährdenden Substanzen sogar zu einer Stilllegung der Produktion führen können. Zudem können Kraftnebenschlüsse die Dosierwaage derart beeinflussen, dass die Qualität von aus dem Schüttgut erzeugten Produkten negativ beeinflusst wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden einer Auslassöffnung eines Fallrohres mit einer nach oben weisenden Einlassöffnung eines Behälters, insbesondere einer Dosierwaage, anzugeben, mit denen eine sichere, dichte und von Kraftnebenschlüssen freie Verbindung zwischen Fallrohr und Behälter automatisch, d.h. ohne die Notwendigkeit einer manuellen Montage, erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden einer Auslassöffnung eines Fallrohres mit einer nach oben weisenden Einlassöffnung eines Behälters kann einen Körper mit einer von einer Oberseite zu einer Unterseite des Körpers durchgängigen Öffnung aufweisen, wobei der Körper derart ausgestaltet ist, dass er geeignet ist, an seiner Oberseite über ein flexibles Verbindungselement, insbesondere über einen Kompensator, derart mit der Auslassöffnung des Fallrohres verbunden zu werden, dass eine Verbindung zwischen der Auslassöffnung des Fallrohres und der Öffnung des Körpers entsteht. Die Verbindungsvorrichtung kann des Weiteren eine Kopplungsvorrichtung aufweisen, die an der Unterseite des Körpers angebracht ist und die geeignet ist, bei Aufliegen des Körpers auf einer Oberseite des Behälters eine dichte Verbindung zwischen der Öffnung des Körpers und der Einlassöffnung des Behälters zu erzeugen.

Im Gegensatz zum oben beschriebenen Stand der Technik wird also bei der vorliegenden Erfindung die Verbindung zwischen Fallrohr und Behälter, z.B. einer Dosierwaage, nicht allein durch ein flexibles Verbindungselement, wie etwa einen Kompensator, hergestellt, sondern es ist zusätzlich eine Verbindungsvorrichtung vorhanden. Diese Verbindungsvorrichtung wird dazu verwendet, den Anschluss des Dosierwaagenbehälters an das Verbindungselement herzustellen. Dazu wird die Verbindungsvorrichtung über das Verbindungselement, z.B. einen Kompensator, mit dem Fallrohr fest verbunden. Verbindungsvorrichtung und Verbindungselement stellen also eine Verlängerung des Fallrohres dar.

Die Montage des Verbindungselements an dem Körper der Verbindungsvorrichtung erfolgt hierbei in üblicher, manueller Weise. Jedoch ist die Montage dadurch vereinfacht, dass der Körper der Verbindungsvorrichtung kleiner ist als der anzuschließende Behälter. Dadurch wird, insbesondere bei beengten Platzverhältnissen im Deckenbereich von Industrieanlagen, die Montage des Verbindungselements an der Verbindungsvorrichtung gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Montage direkt am Behälter vereinfacht. Hierdurch wird das Erzeugen einer dichten Verbindung zwischen Verbindungsvorrichtung und Verbindungselement vereinfacht.

Nach dem Verbinden von Verbindungsvorrichtung und Verbindungselement ist die Verbindungsvorrichtung im Bereich unterhalb der Auslassöffnung des Fallrohres gelagert, in dem sich auch die Einlassöffnung des Behälters befindet, wenn dieser seine Betriebsposition eingenommen hat. Die Lagerung kann dabei z.B. einfach darin bestehen, dass die Verbindungsvorrichtung von dem Verbindungselement gehalten an dem Fallrohr hängt, solange sich der Behälter nicht in seiner Betriebsposition befindet. Die Lagerung kann aber auch durch andere Mittel erfolgen, wie z.B. durch mit der Decke und der Verbindungsvorrichtung verbundene Schnüre oder ein Haltegestell für die Verbindungsvorrichtung. Wie weiter unten ausgeführt, können auch Mittel zum vertikalen Verfahren der Verbindungsvorrichtung vorhanden sein, die die Verbindungsvorrichtung in der Luft halten.

Wird nun der Behälter zum Aufnehmen von aus dem Fallrohr ausgebrachtem Gut, z.B. Schüttgut, Flüssigkeiten oder auch Gasen, in seine Betriebsposition verfahren, kommt in einem bestimmten, deckennahen Bereich die Verbindungsvorrichtung auf der Oberseite des Behälters zum Liegen. Die Verbindungsvorrichtung kann dabei derart angeordnet sein, dass beim Verfahren des Behälters in seine Betriebsposition die Öffnung des Körpers der Verbindungsvorrichtung über der Einlassöffnung des Behälters zu liegen kommt. Zusätzlich oder alternativ kann es auch nötig sein, beim Verfahren des Behälters darauf zu achten, dass es zu einem Überlapp der Öffnungen kommt.

Bei Aufliegen der Verbindungsvorrichtung bzw. deren Körper auf dem Behälter befindet sich die Kopplungsvorrichtung zwischen der Oberseite des Behälters und der Unterseite des aufliegenden Körpers. Durch das Aufliegen des Körpers, d.h. das rein gravitative Aufpressen des Körpers auf den Behälter ist gewährleistet, dass vom Körper keine Kraftnebenschlüsse auf den Behälter wirken, die das Messergebnis einer den Behälter verwendenden Dosierwaage negativ beeinflussen könnten.

Die dichte Verbindung wird durch eine Wechselwirkung der Kopplungsvorrichtung mit der Oberseite des Behälters erreicht. Zum Beispiel kann die Kopplungsvorrichtung Dichtungen aufweisen, die dazu geeignet sind, den Übergang von der Einlassöffnung des Behälters zur Öffnung des Körpers abzudichten. Hierzu kann bereits die Krafteinwirkung des Körpers auf die Kopplungsvorrichtung aufgrund der Gravitation ausreichen. Es können aber auch weitere Mittel vorhanden sein, um den Körper und die Oberseite des Behälters derart aneinander zu ziehen, dass eine dichte Verbindung entsteht, z.B. durch in der Kopplungsvorrichtung enthaltene Permanent- und/oder Elektromagnete, und/oder durch pneumatische und/oder mechanische Vorrichtungen. Das Aneinanderpressen von Körper und Behälteroberseite kann hierbei allein durch das Aufliegen des Körpers auf dem Behälter verursacht werden. Die Kopplung kann aber auch erst aufgrund eines benutzergesteuerten Steuersignals erfolgen.

Die Verbindungsvorrichtung erlaubt also für ein bestimmtes Fallrohr eine dauerhafte Verbindung zwischen der Verbindungsvorrichtung und einem Verbindungselement, wie etwa einem Kompensator, herzustellen. Verschiedene Behälter können dann an die sich im Bereich unterhalb des Fallrohres befindliche Verbindungsvorrichtung herangefahren werden. Die Verbindung des Behälters mit dem Kompensator erfolgt dann in automatischer Weise über die Verbindungsvorrichtung, ohne dass eine weitere manuelle Montage des Kompensators an den Behälter notwendig wäre. Hierdurch wird es möglich, verschiedene Behälter in rascher, sicherer und unkomplizierter Weise mit einem Fallrohr zu verbinden, bzw. einen Behälter mit verschiedenen mit der Verbindungsvorrichtung ausgestatteten Fallrohren. Zudem erlaubt die Montage der Verbindungsvorrichtung an dem Kompensator ohne die Anwesenheit des Behälters eine wesentlich bessere Kontrolle der Dichtigkeit des Kompensatoranschlusses. Zuletzt wird durch die Möglichkeit, die Verbindungsvorrichtung frei hängend zu lagern, garantiert, dass durch das Aufliegen der Verbindungsvorrichtung auf dem Behälter keine Kraftnebenschlüsse entstehen, wodurch die Verbindungsvorrichtung insbesondere für das Verbinden von Dosierwaagen mit Fallrohren von Vorteil ist.

Die Verbindungsvorrichtung kann des Weiteren eine Absenkvorrichtung aufweisen, die geeignet ist, den Körper mit nach oben weisender Oberseite hängend zu lagern und den Körper derart abzusenken und anzuheben, dass die Absenkvorrichtung bei Aufliegen des Körpers auf der Oberseite des Behälters keine Kräfte auf den Körper ausübt. Dadurch wird Flexibilität in der Anbringung der Verbindungsvorrichtung sowie in Bezug auf die von dem Behälter einzunehmende Betriebsstellung erreicht. Die Verbindungsvorrichtung kann durch die Absenkvorrichtung solange abgesenkt werden, bis sie auf der Oberseite des Behälters aufliegt. Um Kraftnebenschlüsse zu vermeiden, ist hierbei insbesondere eine zur Behälteroberfläche parallele Lagerung der Unterseite des Körpers von Vorteil. Zudem kann die Verbindungsvorrichtung durch Anheben auch leicht wieder von dem Behälter getrennt werden, was das Auswechseln von Behältern und damit die Betriebsabläufe beschleunigt.

Die Absenkvorrichtung kann Seilelemente aufweisen, an denen der Körper befestigt ist und deren freie Längen zum Absenken des Körpers verlängert und zum Anheben des Körpers verkürzt werden können. In diesem Fall ist der Körper also an Seilen hängend gelagert. Die Seile bzw. Stricke oder Schnüre können hierbei eingezogen bzw. abgelassen werden, um eine Höhenänderung des Körpers in besonders einfacher Weise zu erzielen. Bei gleicher Länge der Seilelemente ergibt sich zudem eine stabile Lagerung des Körpers, die zu einem Absenken des Körpers ohne Kraftnebenschlüsse führt.

Die Absenkvorrichtung kann pneumatische Zylinder aufweisen, die Seilelemente können an Kolben der pneumatischen Zylinder befestigt sein und das Verlängern und Verkürzen der freien Längen der Seilelemente kann durch Verfahren der Kolben bewirkt werden. In diesem Fall bestimmt also die Position der Kolben in den Zylindern die exakte Länge der Seile zwischen dem in Deckennähe befindlichen Aufhängepunkt und der Verbindung zum Körper. Dies erlaubt eine besonders einfache Steuerung der Seillängen. Der gleiche Effekt kann auch durch elektrische oder hydraulisch betriebene Kolbenzylinder erzielt werden.

Die Kopplungsvorrichtung kann ein an der Unterseite des Körpers angeordnetes Dichtungselement aufweisen, das die Öffnung des Körpers an der Unterseite des Körpers umgibt, und die Kopplungsvorrichtung kann Fixierelemente aufweisen, die geeignet sind, zum Erzeugen der dichten Verbindung zwischen der Öffnung des Körpers und der Einlassöffnung des Behälters den Körper derart an die Oberseite des Behälters zu pressen, dass das Dichtungselement zwischen Körper und Behälter eingepresst wird. Dadurch kann in besonders einfacher Weise die dichte Verbindung zwischen Behälteroberfläche und dem Körper der Verbindungsvorrichtung erreicht werden.

Die Verbindungsvorrichtung kann des Weiteren ein Steuerelement aufweisen, das geeignet ist, das Erzeugen der dichten Verbindung zwischen der Öffnung des Körpers und der Einlassöffnung des Behälters durch die Kopplungsvorrichtung basierend auf einer Benutzereingabe zu steuern. Dies erlaubt es, eine Verbindung von Verbindungsvorrichtung und Behälter selektiv und auf eine Benutzereingabe hin vorzunehmen. Ebenso kann über die Steuervorrichtung ein Trennen von Verbindungsvorrichtung und Behälter vorgenommen werden. Anstatt einer manuellen Montage des Behälters an dem Fallrohr kann also von einem beliebigen Ort aus mittels eines Steuersignals die Verbindung von Fallrohr und Behälter hergestellt und/oder gelöst werden. Zudem ermöglicht das Vorsehen einer derartigen Steuerung einen vollautomatischen Betrieb der Anlage.

Die Fixierelemente können hierbei durch die Steuervorrichtung steuerbare Vakuumsaugnäpfe sein, d.h. pneumatische Fixierelemente, die nach Erhalt eines entsprechenden Signals ein Vakuum erzeugen, dass Körper und Behälter, gegebenenfalls über die dazwischenliegende Dichtung, aneinander presst. Neben steuerbaren Vakuumsaugnäpfen sind auch steuerbare mechanische Fixierelemente, wie z.B. ein ferngesteuertes Eingreifen von Haltebolzen in entsprechende Öffnungen, mechanische Arretierungen oder elektromagnetische Fixierelemente, wie etwa steuerbare Elektromagnete, denkbar, die den gleichen Effekt erzeugen.

Der Körper kann plattenförmig ausgebildet sein. Die Oberseite des Körpers kann einen Vorsprung zum Anbringen des flexiblen Verbindungselements aufweisen, der die Öffnung umgibt. Durch die plattenförmige Ausgestaltung des Körpers, d.h. durch einen sich im Wesentlichen in zwei Dimensionen erstreckenden Körper, wird ein kraftnebenschlussfreies Aufbringen der Verbindungsvorrichtung auf den Behälter erleichtert. Ein Vorsprung zum Anbringen des Verbindungselements erleichtert dessen Montage und kann damit den Betriebsablauf beschleunigen.

Die Öffnung des Körpers an der Unterseite des Körpers kann kleiner sein als die Einlassöffnung des Behälters. Dadurch wird es möglich, die Verbindungsvorrichtung mit einem gewissen Spiel auf der Oberseite des Behälters Aufliegen zu lassen. Insbesondere kann ein problemloses Einfüllen des von dem Fallrohr ausgebrachten Schüttgutes auch erfolgen, wenn die Öffnung der Verbindungsvorrichtung nicht mittig auf der Einlassöffnung des Behälters zu liegen kommt. Eventuell auf der Unterseite des Körpers vorhandene Dichtungen sollten jedoch derart ausgestaltet sein, dass auf jeden Fall die Einlassöffnung des Behälters umfasst wird, d.h. die von einer solchen Dichtung eingeschlossene Fläche ist also größer als die Fläche der Einlassöffnung. Ein System zum Verbinden einer Auslassöffnung eines Fallrohres mit einer nach oben weisenden Einlassöffnung eines Behälters kann das Fallrohr, den Behälter, die oben beschriebene Verbindungsvorrichtung und das flexible Verbindungselement aufweisen. Ein derartiges System ermöglicht es, Fallrohr und Behälter in sicherer, rascher und automatischer Weise ohne Erzeugung von auf den Behälter wirkenden Kraftnebenschlüssen miteinander zu verbinden. Dadurch können Wechselzeiten von Behältern verkürzt werden, was zu einer Erhöhung der Produktion führt.

Ein Verfahren zum Verbinden einer Auslassöffnung eines Fallrohres mit einer nach oben weisenden Einlassöffnung eines Behälters mittels einer Verbindungsvorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, weist auf: Erzeugen einer Verbindung zwischen der Auslassöffnung des Fallrohres und der Öffnung des Körpers mittels eines flexiblen Verbindungselements, insbesondere mittels eines Kompensators; Aufbringen des Körpers auf eine Oberseite des Behälters; und Erzeugen einer dichten Verbindung zwischen der Öffnung des Körpers und der Einlassöffnung des Behälters mittels der Kopplungsvorrichtung. Dadurch kann die Verbindung in rascher, sicherer und automatischer Weise erreicht werden, ohne dass Kraftnebenschlüsse auf den Behälter wirken.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Der Gegenstand der Erfindung ist jedoch allein durch den Gegenstand der Ansprüche bestimmt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Verbindungsvorrichtung in

Interaktion mit einem Fallrohr und einem Behälter;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Verbindungsvorrichtung; und

Fig. 3 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verbinden eines Fallrohres mit einem Behälter mittels einer Verbindungsvorrichtung. In der Fig. 1 ist schematisch die Wechselwirkung einer Verbindungsvorrichtung 100 mit einem Fallrohr 200 und einem Behälter 300 gezeigt.

Das Fallrohr 200 entspricht einer üblicher Weise in Industrieanlagen verwendeten Leitung zum Ausbringen von Gütern, wie Schüttgütern, z.B. Granulaten oder Pulvern, Flüssigkeiten oder auch Gasen. Die Güter werden hierbei hauptsächlich durch die Schwerkraft aus dem Fallrohr 200 befördert. Zusätzlich können auch Mittel zum Fördern der Güter vorhanden sein. Wie in der Fig. 1 gezeigt, befindet sich das Fallrohr 200 im Deckenbereich einer Industrieanlage bzw. eines Betriebsraumes. Typischer Weise ist das Fallrohr nach unten orientiert. Falls notwendig kann der Auslass des Fallrohres aber auch gegen die Florizontale gekippt sein, z.B. wenn der Auslassabschnitt des Fallrohres 200 im Deckenbereich durch eine senkrecht stehende Wand geführt wird. Es ist also für das Fallrohr 200 jede Positionierung und Orientierung denkbar, die erlaubt, Güter aus dem Fallrohr 200 auszubringen und/oder herausfallen zu lassen.

Die Güter sollen schlussendlich in den Behälter 300 eingefüllt werden. Eine typische Anwendung ist das Schütten von Gütern über das Fallrohr 200 in den Behälter 300 einer Dosierwaage. Die Dosierwaage misst das Gewicht des sich in dem Behälter 300 befindlichen Gutes und kann damit die Befüll- und

Entnahmemenge des Gutes dosieren. Neben den Auffangbehältern von

Dosierwaagen kann der Behälter 300 aber auch jede andere Art von Vorratsgefäß sein, in das Güter über Fallrohre eingebracht werden. Typischer Weise hat der Behälter 300 eine sich an seiner Oberfläche 302 befindliche Einlassöffnung 310, durch die Güter in den Behälter 300 geschüttet werden können.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, eine Verbindung zwischen Fallrohr 200 und Behälter 300 nicht direkt zwischen Auslassöffnung 210 des Fallrohres und Einlassöffnung 310 des Behälters 300 herzustellen, sondern ein flexibles

Verbindungselement 400 zu verwenden, das aufgrund seiner Flexibilität bei bestehender Verbindung einen Versatz zwischen Fallrohr 200 und Behälter 300 ausgleichen kann. Zum Beispiel können als Verbindungselement 400 dünne und flexible Komparatoren verwendet werden (typischer Weise aus Silikon gefertigt), wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Es ist aber auch möglich jede andere Art von flexibler und dichter Leitung zu verwenden, die zwischen Fallrohr 200 und Behälter 300 (bzw. Verbindungsvorrichtung 100) montiert und demontiert werden kann.

Wie oben beschrieben besteht bei dieser herkömmlichen Verbindungsart das Problem, dass eine Montage/Demontage des Verbindungselements 400 an der Einlassöffnung 310 des Behälters 300 aufgrund des limitierten Platzes im Deckenbereich erschwert und dadurch zeitaufwändig und fehleranfällig ist.

Insbesondere in Anlagen in denen mehrmals am Tag verschiedene Behälter 300 an ein Fallrohr 200, bzw. ein Behälter 300 an verschiedene Fallrohre 200 angeschlossen werden müssen, kann es durch das übliche manuelle Verbinden zu Verzögerungen oder zu Fehlern wie undichten Verbindungen oder - beim Einsatz von Dosierwaagen - Kraftnebenschlüssen kommen.

Ein Beispiel für solche Anlagen ist die Kunststofffertigung, insbesondere von farbigen Kunststoffen. Hier wird als Additiv für die Kunststoffe ein farberzeugende Stoff, meist ein Pulver mit Neigung zur Staubbildung, über Fallrohre in Dosierwaagen gegeben. Bei einem Farbwechsel muss typischerweise die verwendete Dosierwaage vom Fallrohr getrennt und gründlich gereinigt werden, um ungewollte Farbmischungen zu vermeiden. Hierauf muss die Dosierwaage mit einem die nächste Farbkomponente liefernden Fallrohr verbunden werden.

Aufgrund der starken Staubbildung beim Einfüllen in den und bei der Weitergabe aus dem Behälter muss stets gewährleistet sein, dass die Verbindung vom Fallrohr zur Waage ausreichend dicht ist, da ansonsten eine starke Verschmutzung der Anlage oder eine Gesundheitsgefährdung des Personals zu befürchten ist. Zudem muss für die korrekte Farbmischung der Genauigkeitsgrad der Dosierwaage ausreichend hoch sein, was die Notwendigkeit mit sich bringt, dass durch die Verbindung keine Kraftnebenschlüsse auftreten dürfen.

Diese Probleme werden durch die Verbindungsvorrichtung 100 gelöst, die zwischen das Verbindungselement 400 und die Einlassöffnung 310 des Behälters 300 geschalten wird.

Die Verbindungsvorrichtung 100 weist hierzu einen Körper 1 10 mit einer von einer Oberseite 1 12 des Körpers 110 zu einer Unterseite 1 14 des Körpers 1 10 durchgängigen Öffnung 120 auf. Die Öffnung 120 dient in fertig montiertem Zustand der Verbindungsvorrichtung 100 dazu, das aus dem Fallrohr 200 austretende Gut in den Behälter 300 zu leiten. Die Größe der Öffnung 120 muss also der Art des ausgebrachten Gutes (Granulat, Pulver, Staub, Flüssigkeit, Gas) entsprechen. In der Fig. 1 ist der Körper 1 10 als plattenförmig ausgebildet dargestellt. Der Körper 1 10 kann aber jede andere Form aufweisen, die es erlaubt Behälter 300 und Fallrohr 200 über die Öffnung 120 des Körpers 110 wie unten beschrieben miteinander zu verbinden. Der Körper 1 10 kann zudem aus jedem beliebigen Material ausgebildet sein, das eine genügend hohe Stabilität aufweist um einen abgedichteten Anschluss an den Behälter 300 zu erlauben. Zum Beispiel kann der Körper aus Kunststoff (en) oder aus Metall(en) gefertigt sein.

Der Körper 1 10 kann an seiner Oberseite 112 mit dem Verbindungselement 400 verbunden werden, das seinerseits mit der Auslassöffnung 210 des Fallrohres verbunden ist. Die Verbindung muss derart sein, dass durch das Verbindungselement 400 geförderte Güter an der Oberseite 1 12 des Körpers 1 10 in die Öffnung 1 10 hinein und an seiner Unterseite 1 14 wieder aus dieser heraustreten können. Die Verbindung kann lösbar ausgestaltet sein, z.B. durch die Verwendung von Fixierschellen oder dergleichen. Es kann sich aber auch um eine dauerhafte Verbindung handeln, z.B. durch Verkleben oder dergleichen.

Im montierten Zustand stellt die Verbindungsvorrichtung 100 zusammen mit dem Verbindungselement 400 also eine Verlängerung des Fallrohres 200 dar, die gleichsam als Anschlussstutzen für den Behälter 300 dient. Die Verbindung zwischen Fallrohr 200 und Behälter 300 wird also allein über ein Ankoppeln der Verbindungsvorrichtung 100 an den Behälter 300 bewirkt.

Die Verbindungsvorrichtung 100 ist, nachdem sie über das Verbindungselement 400 an das Fallrohr 200 angeschlossen wurde, hängend gelagert, d.h. der Körper 1 10 der Verbindungsvorrichtung 100 befindet sich im Bereich der Auslassöffnung 210 des Fallrohres 200 in der freien Luft hängend. Dies kann z.B. einfach dadurch erreicht werden, dass der Körper 1 10 über das Verbindungselement 400 an dem Fallrohr 200 hängt. Es können aber auch zusätzliche (in der Fig. 1 nicht dargestellte) Mittel vorhanden sein, die den Körper 110 mit der Decke verbinden, um so eine ausgerichtete und stabile Lage des Körpers 1 10 zu erzielen. Zum Beispiel kann der Körper 1 10 über Seile (bzw. Stricke oder Schnüre) oder ein Haltegestell mit der Decke verbunden sein. Die Seile können hierbei aus jedem beliebigen hierfür geeigneten Material bestehen, insbesondere aus Kunststoff.

Um den Behälter 300 mit dem Fallrohr 200 zu verbinden, ist es bereits aus dem Stand der Technik bekannt, den Behälter 300 von unten an das Fallrohr 200 heranzufahren, wie in der Fig. 1 durch den Pfeil schematisch dargestellt. Hierzu können z.B. Stapler oder automatische Hebevorrichtungen verwendet werden. Während es jedoch in den üblichen Verfahren nach dem Hochfahren des Behälters 300 notwendig war, diesen händisch mit dem Verbindungselement 400 zu verbinden, ist es durch die Verbindungsvorrichtung 100 möglich, eine Verbindung in verlässlicher Weise automatisch herzustellen.

Aufgrund der Tatsache, dass der Körper 1 10 der Verbindungsvorrichtung 100 unterhalb der Auslassöffnung 210 des Fallrohres 200 gelagert werden kann, kommt beim Hochfahren des Behälters 300 die Unterseite 1 14 des Körper 1 10 in Kontakt mit der Oberseite 302 des Behälters 300. Durch entsprechende Platzierung der Verbindungsvorrichtung 100 und/oder entsprechende Steuerung der Bewegung des Behälters 300 kommen hierbei die Öffnung 120 des Körpers 1 10 und die Einlassöffnung 310 des Behälters 300 aufeinander zu liegen. Wie in der Fig. 1 dargestellt, kann die Öffnung 120 des Körpers 1 10 hierbei kleiner als die Einlassöffnung 310 des Behälters 300 sein, um die für die Positionierung notwendigen Genauigkeitsanforderungen zu reduzieren und das Anschließen zu erleichtern.

An der Unterseite 1 14 des Körpers 110 befindet sich eine Kopplungsvorrichtung 130, die, nachdem der Körper 1 10 auf der Oberseite 302 des Behälters 300 zu liegen gekommen ist, eine dichte Verbindung zwischen der Öffnung 120 des Körpers 1 10 und der Einlassöffnung 310 herstellt. Zum Beispiel kann die Kopplungsvorrichtung durch die Verwendung von Magneten, mechanischen Arretierungen oder pneumatischen Vorrichtungen die Oberseite 302 des Behälters 300 derart an die Unterseite 1 14 des Körpers 1 10 pressen, dass eine ausreichende Dichtigkeit durch den Kontakt der Flächen entsteht. Falls notwendig können auch noch zusätzliche Dichtmittel am Behälter 300 oder am Körper 1 10 angebracht sein. Die Kopplung kann hierbei ohne weiteres Zutun erfolgen, z.B. bei der Verwendung von Permanentmagneten. Es kann aber auch eine Steuerung der Kopplung über eine Steuervorrichtung vorgesehen sein, z.B. bei der Verwendung von Elektromagneten oder schaltbaren mechanischen oder pneumatischen Arretierungen. Dann erfolgen die Abdichtung und damit die Herstellung einer Verbindung (und ebenso die Trennung der Verbindung) basierend auf einer Benutzereingabe.

Die Verbindungsvorrichtung 100 ermöglicht es also, einen Behälter 300 in einfacher, sicherer und automatischer Weise mit einem Fallrohr 200 zu verbinden, ohne dass es notwendig wäre, bei jedem Herstellen der Verbindung manuelle Montageschritte im Deckenbereich auszuführen. Dadurch wird der Wechsel zwischen Fallrohren bzw. Behältern erheblich vereinfacht und beschleunigt, wodurch die Produktivität gesteigert werden kann.

Ein weiterer Vorteil der Verbindungsvorrichtung 100 besteht darin, dass aufgrund der Tatsache, dass die Verbindung in einem Zustand hergestellt wird, in dem die Verbindungsvorrichtung 100 frei, d.h. ohne Krafteinwirkungen außer der Schwerkraft, auf dem Behälter 300 aufliegt. Dadurch wird die Gefahr von Kraftnebenschlüssen auf den Behälter 300 reduziert, insbesondere wenn durch die Anordnung der Kopplungsvorrichtung 130 ein räumlich gleichmäßiges Anpressen von Behälter 300 und Körper 110 gewährleistet ist, wie etwa durch eine symmetrische Verteilung der hierzu notwendigen Mittel (Magnete, Saugnäpfe, Arretierungen und dergleichen).

Dadurch eignet sich die Verbindungsvorrichtung 100 besonders für den Einsatz in Industrieanlagen, in denen Schüttgüter über Fallrohre in Dosierwaagen eingebracht werden sollen, da hier ein automatisches Verbindungsverfahren ohne Kraftnebenschlüsse ermöglicht wird.

Die Verbindungsvorrichtung 100 kann zusätzlich eine Absenkvorrichtung 140 aufweisen, die es ermöglicht, die Verbindungsvorrichtung 100 nicht nur hängend zu lagern, sondern diese auch gegenüber dem Fallrohr 200 bzw. der Decke abzusenken und anzuheben. Durch eine derartige Absenkvorrichtung 140 ist es also möglich, die Verbindungsvorrichtung 100 gezielt auf einen in den Fallrohrbereich verfahrenen Behälter 300 abzusenken und sie dort abzulegen, ohne Kraftnebenschlüsse zu erzeugen. Die Absenkvorrichtung 140 kann z.B. geeignet sein, die Verbindungsvorrichtung 100 gleichmäßig und parallel zur Oberseite 302 des Behälters 300 abzusenken, so dass diese mit zur Oberseite 302 des Behälters 300 paralleler Unterseite 114 auf diesem zu liegen kommt. Ebenso dient die Absenkvorrichtung 140 dazu, die Verbindungsvorrichtung 100 kontrolliert vom Behälter 300 und damit die Verbindung vom Behälter 300 zum Fallrohr 200 zu lösen.

Ein Beispiel für eine Verbindungvorrichtung 100 mit einer Absenkvorrichtung 140 ist in der Fig. 2 dargestellt. Elemente der Verbindungsvorrichtung 100, die der in der Fig. 1 gezeigten schematischen Darstellung entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wie in der Fig. 2 dargestellt kann der Körper 1 10 an Seilelementen 142 der Absenkvorrichtung 140 befestigt sein. Die Seilelemente 142 können hierbei aus Seilen bzw. Stricken oder Schnüren bestehen, die aus einem für die Verwendung geeigneten Material bestehen. Zum Beispiel können die Seilelemente Kunststoffbänder, Drähte oder aus synthetischen oder natürlichen Materialien geflochtene Seile sein. Die Seilelemente 142 können auch elastische Eigenschaften aufweisen und z.B. als elastische Bänder oder Federn ausgestaltet sein.

Durch die Variation der freien Länge der Seilelemente 142 kann die Position des Körpers 1 10 in der Vertikalen verändert werden. Das heißt, dass zumindest eines der Enden jedes Seilelements 142 in seiner Vertikalposition verfahren werden kann, bzw. dass die Längen der Seilelemente 142 zwischen einem Aufhängepunkt, wie z.B. einer Öse, einem Haken oder einem Feststellgreifer, und der Befestigung am Körper 1 10 variiert werden können, z.B. durch Einziehen der Seilelemente 142 auf einer Winde oder dergleichen.

Durch eine symmetrische Anordnung der Seilelemente 142 und der plattenförmigen Ausgestaltung des Körpers 1 10 kann ein gleichmäßiges Absenken des Körpers verbessert werden. Die Stabilität der Aufhängung kann - falls nötig - durch Verbindungsjoche zwischen den Seilelementen 142 verbessert werden, wie sie beispielhaft in der Fig. 2 gezeigt sind.

Die Veränderung der freien Länge der Seilelemente 142 kann, wie in der Fig. 2 gezeigt, zum Beispiel auch über Kolbenzylinder 144 erfolgen, in denen ein Kolben 146 in einem Zylinder läuft. Der Kolben 146 kann hierbei beliebig angetrieben werden, z.B. elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch. Ein pneumatischer Antrieb eignet sich besonders dann, wenn auch die Kopplung von Verbindungsvorrichtung 100 und Behälter 300 über pneumatische Mittel erfolgt. Das Absenken des Körpers 1 10 auf den Behälter 300 kann durch Ausfahren der Kolben 146 aus den Zylindern erfolgen, ein Anheben des Körpers 110 durch Einfahren der Kolben 146. Bei Aufsetzen des Körpers 1 10 auf dem Behälter 300 sind die Seilelemente 142 voll entspannt, d.h. sie hängen durch, und üben deshalb keine Kräfte auf den Körper 1 10 aus, wodurch Kraftnebenschlüsse vermieden werden können.

Auf diese Weise ist es möglich, die Verbindungsvorrichtung 100 in einfacher Weise steuerbar und gleichmäßig auf einen in die Nähe des Fallrohres 200 verfahrenen Behälter 300 ohne Kraftnebenschlüsse aufzusetzen, um hierauf die Kopplung zwischen Verbindungsvorrichtung 100 und Behälter 300 zu bewirken.

Wie oben erläutert kann die Kopplungsvorrichtung 130 auf verschiedene Arten ausgeführt sein, um eine automatische und dichte Verbinden von Körper 110 und Behälter 300 zu erreichen. Zum Beispiel kann die Kopplungsvorrichtung 130, wie in der Fig. 2 dargestellt, Dichtungsmittel 132 und Fixierelemente 134 aufweisen.

Die Dichtungsmittel 132, wie z.B. ein herkömmlicher Dichtungsring oder ein Weichmetall, sind um die Öffnung 120 auf der Unterseite 1 14 des Körpers 1 10 herum angeordnet und umschließen diese vollständig. Ebenso muss der Umfang der Dichtungsmittel 132 groß genug sein, um auch die Einlassöffnung 310 des Behälters 300 zu umschließen, die üblicher Weise größer ist als die Öffnung 120 des Körpers 110.

Bei genügend schwerem Körper 110 können die Dichtungsmittel 132 bereits allein aufgrund des Gewichts des Körpers 1 10 derart zwischen die Unterseite 114 des Körpers 1 10 und die Oberseite 302 des Behälters 300 eingepresst werden, dass eine dichte Verbindung zwischen der Öffnung 120 des Köpers 1 10 und der Einlassöffnung 310 des Behälters 300 entsteht. Ein solches rein gravitatives Anpressen vermeidet zudem Kraftnebenschlüsse, insbesondere in Kombination mit dem Verbindungselement 400.

Alternativ oder zusätzlich können, insbesondere für einen leichten Körper 110 z.B. aus Kunststoff, auch die in der Fig. 2 gezeigten Fixierelement 134 vorgesehen sein, die die Verbindungsvorrichtung 100 auf dem Behälter 300 fixieren und den Körper 1 10 auf den Behälter 300 pressen. Die Fixiermittel können hierbei elektrisch, mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben sein, d.h. z.B. Permanentmagnete, Elektromagnete, mechanische Arretierungen (mit elektrischem, hydraulischem oder pneumatischem Antrieb) oder

Pneumatiksaugköpfe. Die Fixierelemente 134 können ihre Wirkung z.B. bereits dann entfalten, wenn Körper 1 10 und Behälter 300 einander ausreichend nahe sind (z.B. Permanentmagnete und dergleichen), oder die Fixierelemente 134 werden basierend auf einer Benutzereingabe über eine Steuervorrichtung angesteuert.

In Beispiel der Fig. 2 sind die Fixierelemente 134 als Vakuumsaugnäpfe ausgestaltet. Auf eine entsprechende Eingabe eines Benutzers hin wird pneumatisch ein Vakuum in den Saugnäpfen erzeugt, das den Körper 1 10 an den Behälter 300 presst, und damit die dichte Verbindung zwischen Körper 1 10 und Behälter 300 erzeugt. Durch die Verwendung von Vakuumsaugnäpfen wird zudem das Erzeugen von Kraftnebenschlüssen vermieden, insbesondere in Kombination mit dem Verbindungselement 400.

Neben der Kopplungsvorrichtung 130 kann der Körper 110 an seiner Oberseite 1 12 Mittel aufweisen, die eine Verbindung mit dem Verbindungselement 400 erleichtern. Wie in der Fig. 2 dargestellt, kann z.B. um die Öffnung 120 des Körpers 1 10 ein Vorsprung, Ring oder Steg umlaufen, über den ein als Verbindungselement 400 dienender Komparator gestülpt und mit einer Schelle, einem Klebstoff oder dergleichen befestigt werden kann.

Das in der Fig. 2 dargestellte Beispiel für eine Verbindungsvorrichtung 100 eignet sich also insbesondere dafür, rasch, sicher und automatisch eine Verbindung von einem Fallrohr 200 zu einem Behälter 300 herzustellen, ohne Kraftnebenschlüsse zu erzeugen.

Ein Ablaufdiagramm eines mit einer Verbindungsvorrichtung 100, wie sie oben beschrieben wurde, ausführbaren Verfahrens ist in der Fig. 3 dargestellt. Bei S100 wird die Öffnung 120 des Körpers 1 10 der Verbindungsvorrichtung 100 über das Verbindungselement 400 an die Auslassöffnung 210 des Fallrohres 200 angeschlossen. Bei S1 10 wird der Körper 1 10 entweder durch Verfahren des Behälters 300 oder durch Absenken des Körpers 1 10 auf die Oberseite 302 des Behälters 300 aufgebracht. Dies geschieht derart, dass eine durchgängige Verbindung vom Innenraum des Behälters 300 über die Öffnung 120 des Körpers 1 10 und das Verbindungselement 400 zu dem Fallrohr 200 erzeugt wird. Bei S120 wird dann durch die Kopplungsvorrichtung 140 eine dichte Verbindung zwischen der Öffnung 120 des Körpers 1 10 und der Einlassöffnung 310 des Behälters 300 erzeugt, d.h. der Behälter 300 wird in sicherer, rascher und automatischer Weise an das Fallrohr 200 angeschlossen.

Bezugszeichenliste

100 Verbindungsvorrichtung

110 Körper

112 Oberseite des Körpers

114 Unterseite des Körpers

116 Vorsprung

120 Öffnung

130 Kopplungsvorrichtung

132 Dichtungselement

134 Fixierelement

140 Absenkvorrichtung

142 Seilelemente

144 Pneumatische Zylinder

146 Kolben

200 Fallrohr

210 Auslassöffnung des Fallrohres 300 Behälter

302 Oberseite des Behälters

310 Einlassöffnung des Behälters

400 Verbindungselement