26. - 28. September 2017 // Nürnberg, Germany

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Kleinkomponenten-Dosierung in Mischprozessen

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Im Zuge der stetigen Weiterentwicklung hochwertiger Produkte steigen auch die Anforderungen an das Handling und die Zuführung der Zuschlagstoffe zum Prozess.

Im Zusammenhang mit den hohen Qualitätsansprüchen werden die noch vielerorts praktizierten manuellen Zugaben mehr und mehr automatisiert.

Auf Grund der Vielfalt und unterschiedlichsten Produkteigenschaften der Zuschlagstoffe ist dieser Automatisierungsprozess in den meisten Fällen nicht ganz unproblematisch. Anhand einer typi-schen Anlage sollen Konstruktion und Verfahren näher vorgestellt werden.

In dieser Anlage sollen wechselweise nach Rezeptur von ca. 30 möglichen pulverförmigen Zu-schlagstoffen maximal 6 Komponenten dosiert einem Chargenmischer zugeführt werden. Die Do-siergrößen bewegen sich von ca. 50 Gramm bis ca. 2.000 Gramm für einzelne Komponente. Gefordert ist, dass die Rückstände im Waagenbehälter kleiner als 5 Gramm nach der Entleerung sind.

Die Anlieferung der meisten Komponenten erfolgt als Sackware. Somit ist das Grundkonzept für die Ausführung der Dosierbehälter bezüglich Befüllung festgelegt.

Erschwerend ist aber die Forderung, dass 12 baugleiche Dosiergeräte zum Einsatz kommen sollen, über die alle in Frage kommenden Komponenten sortenrein und mit den erforderlichen Genauig-keiten dem Prozess zugeführt werden können. Auf der Basis dieser Anforderungen wurde festgelegt, den Sackaufgabe-Vorratsbehälter und das Dosiergerät mit Dosierwerkzeug als flexible und mobile Kompakteinheit auszuführen. Dadurch ist ein sortenreiner und schneller Wechsel der beteiligten Komponenten an der Dosierstation möglich. Problematisch ist außerdem, eine möglichst geeignete Ausführung der Dosierwerkzeuge und Austragshilfen zum Handling eines breiten Spektrums an Pulvern mit Neigung zu Zeitverfestigungen, Agglomeratbildung oder Kleben zu finden und konstruktive Bedingungen zu schaffen, um die geforderten Dosiergenauigkeiten (z.B. bei Kleinstmengen bei 2-3 g bezogen auf die Einwaage) zu erreichen.

Im Ergebnis der Projektierung entstand eine Dosieranlage mit folgenden wesentlichen Merkmalen:
  •  Kreisförmige Anordnung der aktiven Dosiergeräte um den Andockkranz mit Endschal-terüberwachung und Anschluss von Energie- und Steuerleitungen sowie Entstaubung über flexible Steckverbindungen.
  • Ausrüstung am Dosiergerät für optimalen Materialaustrag:
  • Walkbacken am flexiblen Trog zur gleichmäßigen Beladung der Dosierschnecke
  • Dosierspirale mit Verdrängungskern für einen entspannten Dosierstrom.
  • Ausrüstung am Dosiergerät für hohe Dosiergenauigkeit
  • Spezielle Abwurfgestaltung am Ende der Dosierspirale
  • Schnellverschlussklappe für horizontal auslaufendes Dosierrohr
  • Grob-/Feindosierung über Frequenzumformer
  • Einsatz einer in der Höhe verfahrbaren Drehschalenwaage. Bedingt durch die Stellung der Waagenschale während der Dosierung unmittelbar unter dem Dosiergerät und die Konstruktion der Schale wird der Nachlauf des Produktes sehr gering gehalten.
  • Durch den Drehmechanismus zur Entleerung der Waage in Kombination mit einem pneumatisch angetriebenen Stößel sowie eine spezielle Oberflächengestaltung waren die Grundbedingungen für eine effektive Restentleerung gegeben.

Bei dem vorgestellten Projekt handelt es sich um eine spezielle auf die Gegebenheiten und Er-fordernisse des Kunden zugeschnittene Sonderlösung. Die dabei entwickelten Einzelkomponenten und Funktionsgruppen können jedoch vielseitig in ähnlichen Dosierprozessen eingesetzt werden.

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