[0001] Die Erfindung betrifft einen pneumatisch arbeitenden Klopfer, insbesondere für das
Abklopfen von staubförmigem Material von Behälterwandungen, beispielsweise Bunkerwandungen,
mit einem einen länglichen, eine Entlüftungsbohrung aufweisenden Federraum mit Feder
verschließenden und einseitig durch eine Oberwand mit Loch verschlossenen Gehäuse,
einem Deckel mit Anschlußloch, mit einem gegen den Druck der Feder mittels Druckluft
zum Deckel hin bewegbaren Kolben und mit einem im Bereich des Deckels befindlichen
Schnellentlüftungsventil, welches den Raum unter dem Kolben mittels einer Luftleitung
in den Federraum entlüftet.
[0002] Mit pneumatischen Klopfern der vorstehend bezeichneten Art werden staubförmige Materialien
in Silos oder anderen Speicherbehältern von den Wandungen abgelöst, wenn die gespeicherten
Materialien nicht ganz trocken sind oder zur Brückenbildung neigen. Durch einen kräftigen
Schlag gegen die Außenwandung des Speicherbehälters kann das staubförmige Material
gelockert, die Brücke zerstört und das Material zum Ausfließen gebracht werden.
[0003] Derzeit auf dem Markt befindliche Druckluft-Intervallklopfer bestehen aus einem unten
behälterseitig mit Prallplatte und oben mit einem Deckel verschlossenen Zylinderrohr,
bei welchem Prallplatte und Deckel einen größeren Durchmesser als der Außendurchmesser
des Zylinderrohres haben und am Umfang mit vier Bohrungen versehen sind, durch welche
Ankerschrauben gesteckt sind. Auf dem Deckel des Intervallklopfers ist ein Umsteuerventil
aufgeschraubt, zu welchem eingangsseitig die Druckluftzuleitung führt und von welchem
ausgangsseitig ein Anschlußnippel abgezweigt ist. Auch in das Zylinderrohr über der
Prallplatte ist ein Anschlußnippel eingelassen, und ein Schlauch verbindet die beiden
Anschlußnippel miteinander. Mit Nachteil sind eine Anschweißmuffe und zwei Schlauchtüllen
sowie besondere Abdichtungsmaßnahmen erforderlich, um diesen Intervallklopfer funktionsgerecht
zu montieren. Zu beachten ist weiterhin, daß die Muffe nach vorheriger Bearbeitung,
z.B. Fräsen der Rundung, an das Zylinderrohr angeschweißt wird. Jeder Fachmann erkennt
die Schwierigkeiten, die insbesondere dann entstehen, wenn sich durch das Anschweißen
ein Verzug ergibt, der berichtigt werden muß.
[0004] Durch die Vielzahl und Ausbildung der einzelnen Bauteile, durch die große Bauhöhen
wegen des aufgesetzten Umsteuerventils und wegen der zahlreichen notwendigen Verbindungsteile
war man bestrebt, preiswertere Konstruktionen zu finden. Außerdem hat die untere Prallplatte
Energie verzehrt und wirkte sich leistungsmindernd aus, denn sie mußte durch den
Kolben erst einmal beschleunigt werden.
[0005] Es hat sich weiterhin gezeigt, daß doch eine erhebliche Anzahl von Ersatzteilen
auf Lager gehalten werden mußte, weil Teile der Klopfer durch Rost beschädigt wurden,
an Schraubstellen Undichtigkeiten auftraten und auch bisweilen Ankerschrauben gebrochen
sind.
[0006] Auch hinsichtlich der Steuerung war der bekannte Intervallklopfer beschränkt, denn
es konnte zwar eine automatische Taktsteuerung vorgeschaltet werden, es war aber nicht
möglich, das Schlagintervall oder die Pausen zwischen jeweils einem oder zwischen
jeweils einer Gruppe von Schlägen mit einfachen Mitteln zu steuern, schon gar nicht
in explosionsgesicherten Räumen. Der Aufwand der Ansteuerung ist besonders hoch, wenn
man pneumatische Steuerungen voraussetzt, da im allgemeinen zwei Zeitrelais erforderlich
sind, für die Ladezeit und für die Pausenzeit.
[0007] Es sind bereits Klopfer auf dem Markt, bei denen die Ansteuerung durch eine interne
Umsteuerung, nämlich durch ein im Gerät eingebautes Nadelventil, über gebohrte Steuerleitungen
auf kompliziertem Wege erreicht wird. Durch die Erschütterungen im Betrieb beim Klopfen
verstellen sich diese Nadelventile leicht. Eine Regelung bzw. Nachjustierung ist sehr
aufwendig, da die Klopfer oft bei einem Bunker an einer unzugänglichen Stelle montiert
sind. Außerdem ist mit weiterem Nachteil eine Fernsteuerung, z.B. eine Intervallsteuerung
aus der Ferne, nicht möglich.
[0008] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen pneumatisch arbeitenden Klopfer
der eingangs bezeichneten Art so zu verbessern, daß weniger und einfachere Teile für
seinen Aufbau verwendbar sind, ohne die Strömungsverhältnisse negativ zu beeinflussen,
wobei die Steuerungsmöglichkeiten sogar noch erweitert werden können.
[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Luftleitung in Gestalt
wenigstens eines sich etwa über die Höhe des Gehäuses erstreckenden Luftkanals im
Gehäuse integriert ausgebildet sind, daß die Oberwand aus einem Stück mit dem Gehäuse
besteht, der Deckel unter Belassung eines Ventilraumes im Abstand von der Oberwand
angebracht und mit einer, mit dem Anschlußloch in Verbindung stehenden Ventilbohrung
versehen ist, in welcher eine Steuermembran bewegbar so untergebracht ist, daß sie
sich gegen das Loch in der Oberwand anlegen und dieses verschließen kann, und daß
der Raum unter dem Kolben nach außen offen ist.
[0010] Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die Anzahl der für den pneumatischen Klopfer
vorgesehenen Einzelteile erheblich verringert werden, da bei dem neuen Aufbau z.B.
Ankerschrauben nicht mehr erforderlich sind. Die bei dem bekannten Schrauber eingangs
beschriebene Prallplatte entfällt, weil erfindungsgemäß der Raum unter dem Kolben
nach außen offen ist. Mit anderen Worten entfällt die Bodenplatte als Gegenhalter
für die Ankerschrauben. Das ermöglicht seinerseits schalldämmende Maßnahmen: Im Bedarfsfall
kann eine Gummiplatte oder dergleichen untergelegt werden, so daß statt eines metallischen
Schlages ein gedämpfter Schlag (Gummihammereffekt) erzeugt wird, wie unten noch ausführlicher
erläutert wird.
[0011] Das Gehäuse kann man durch die integrierte Anordnung der Luftkanäle und insbesondere
durch die Ausgestaltung des Schnellentlüftungsventils zwischen am Gehäuse angebrachtem
Deckel und der Oberwand des Gehäuses verkleinert werden. Die vorstehend mit Nachteil
beschriebenen Abdichtungsmaßnahmen und Einzelteile wie Anschweißmuffen, Schlauch,
Schlauchtülle usw. entfallen mit Vorteil ebenfalls. Durch die einfachere Montage und
das Fehlen bruchgefährdeter Teile wie z.B. der Ankerschrauben, sind nicht mehr vergleichsweise
viele Ersatzteile erforderlich, so daß der neue Klopfer bei mindestens gleichguten
Strömungsverhältnissen erheblich verbessert ist.
[0012] Der unter dem Deckel befindliche Teil des Gehäuses des Klopfers ist gleichzeitig
auch das Gehäuse des Schnellentlüftungsventils. Dessen positiver Einfluß auf die
geringere Bauhöhe des neuen Klopfers ist ersichtlich.
[0013] Während bisher kleinere Klopfer nicht wesentlich preisgünstiger als große pneumatische
Klopfer hergestellt werden konnten, bestand für die bekannten Klopfer allein schon
durch den Durchmesser des Kolbens eine unüberwindbare Konstruktionsgrenze. Die Kraft
für den Antrieb des Kolbens hängt bei gleicher Bauhöhe vom Quadrat des Durchmessers
des Kolbens ab. Durch den neuen Aufbau kann diese Konstruktionsgrenze verschoben
werden, auch schon weil die Bauhöhe geringer vorgesehen werden kann.
[0014] Besonders vorteilhaft ist es erfindungsgemäß dabei, wenn das Gehäuse ein Gußstück
ist. Dann kann man alle Gehäuseteile wirtschaftlich auch in großen Stückzahlen fertigen.
Als Werkstoff ist besonders bevorzugt z.B. Aluminium oder Kunststoff. Sehr zweckmäßige
Herstellungsverfahren gelingen mit dem Kokillenguß oder dem Druckguß. Es versteht
sich, daß das Rosten eines derartigen Gehäuses mit seinen einzelnen Leitungen und
Kanälen dadurch mit Vorteil weitgehend ausgeschaltet ist.
[0015] Während bei den bekannten Klopfern Entlüftungsbohrungen in der deckelseitigen Abschlußplatte
axial angeordnet waren und neben dem aufgesetzten Umsteuerventil in die Umgebung mündeten,
wurde bei der Neugestaltung des erfindungsgemäßen Klopfers festgestellt, daß durch
den neuen integrierten Einbau des Schnellentlüftungsventils deckelseitig kein Platz
mehr vorhanden ist. Um dennoch einfach und wirkungsvoll entsprechende Maßnahmen vorzusehen,
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Entlüftungsbohrung in der Gehäuseseitenwandung
radial verlaufend im deckelseitigen Dritten der Höhe des Gehäuses angeordnet ist.
[0016] Unter "deckelseitigem Drittel" der Höhe des Gehäuses wird dasjenige Drittel der Höhe
verstanden, welches dem Deckel am nächsten liegt. Das zweite Drittel liegt dann im
mittleren Bereich des Gehäuses, und das letzte Dritten liegt am offenen Ende des unter
dem Kolben befindlichen Raumes. Man kann den erfindungsgemäßen Klopfer in beliebiger
Stellung an der Wandung eines Lagerbehälters befestigen, so daß man schwerlich von
"oben" oder "unten" sprechen kann. Dennoch soll im Sinne der vorliegenden Erfindung
der Deckel als "oben" angeordnet verstanden werden. Hierdurch ist weder die Funktion
noch die Einbauposition des erfindungsgemäßen Klopfers beschränkt. Der längliche Raum,
in welchem sich der Kolben hin- und herbewegt, kann zwar vieleckigen, ovalen oder
vielseitigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken haben, bevorzugt ist dieser Raum
aber zylindrisch, denn zylindrische Kolben lassen sich erfahrungsgemäß leichter herstellen.
In den deckelseitigen 1 1/2 Dritteln dieses Innenraumes befindet sich dann der sogenannte
Federraum, in welchem sich die Kompressions- oder Druckfeder befindet, und im unteren
Drittel dieses Hohlraumes im Gehäuse befindet sich der oben beschriebene "Raum unter
dem Kolben". Dabei versteht es sich, daß bei Betätigung des Klopfers der Raum unter
dem Kolben durch letzteren vollständig ausgefüllt werden kann.
[0017] Für die Funktion des erfindungsgemäßen Klopfers ist es jedenfalls günstig, wenn
die Entlüftungsbohrung im oberen Drittel der Höhe des Gehäuses neben dem Deckel, die
Seitenwandung radial durchbohrend, angeordnet ist. Diese Entlüftungsbohrung ist wenigstens
dann offen bzw. schafft Verbindung zwischen dem Federraum und der Umgebung, wenn der
Kolben sich in seiner unteren Stellung befindet, wenn der Klopfer entladen ist, d.h.
die Druckfeder unter minimaler Kompression steht.
[0018] Für die Steuerung ist es besonders zweckmäßig, wenn erfindungsgemäß eine Steuerbohrung
in der Gehäusewandung radial verlaufend im offenseitigen Drittel der Höhe des Gehäuses
angeordnet ist, wenn eine Kolbenbohrung, die Seitenwandung des hohlen Teils des Kolbens
durchlaufend, vorgesehen ist und wenn die Steuerbohrung über eine Steuerleitung mit
einem Drei/Zwei-Wege-Luftventil in der Druckluftzuleitung in Verbindung steht. Die
Steuerbohrung im unteren Bereich des Gehäuses und die Kolbenbohrung liegen nach erfolgtem
Schlag des Klopfers und im Endzustand unten befindlichen Kolbens etwa in gleicher
Höhe.
[0019] Im Gegensatz zu oszillierenden Kolbenvibratoren bewirkt der erfindungsgemäße Klopfer
Einzelschläge in regelbaren Intervallen. Mit Vorteil können starke Schläge mit geringem
Luftverbrauch bewirkt werden. Verwendet man nun die vorstehend genannten Maßnahmen,
dann erlaubt der erfindungsgemäße Klopfer eine einfache Fernsteuerung auf sehr preiswerte
und betriebssichere Weise. Durch die erwähnte untere Steuerbohrung im Klopfergehäuse
kann nämlich eine Regelung zum Auslösen eines Klopfschlages dann erfolgen, wenn sich
der Kolben kurz vor der beim Laden erreichten Endposition befindet. Dann liegt die
Steuerbohrung nämlich unter dem Kolben frei außerhalb dieses Kolbens, und der unter
dem Kolben anstehende Luftdruck betätigt das Drei/Zwei-Wege-Luftventil im Sinne des
Entlüftens des Anschlußloches und damit Auslösen des Schlages des Klopfers. Allein
durch Schaffung dieser Steuerbohrung und auch vorzugsweise über die Kolbenbohrung
wird ohne Gestänge, ohne elektrische Antriebe, Felder oder dergleichen eine Regelungsmöglichkeit
geschaffen, daß der Klopfer intervallmäßig arbeitet, und man braucht nur über eine
preiswerte, gegebenenfalls entfernt in der Druckluftzuleitung angeordnete Steuerung
die zugeführte DruckLuft abschalten, und schon hält der Klopfer seinen Betrieb an.
[0020] Besonders einfach ist der Aufbau bei dem erfindungsgemäßen Klopfer, wenn die Steuerleitung
und das 3/2-Wegeventil im Gehäuse integriert untergebracht sind. Beim Druckgießen
oder Kokillengießen ist ein Gehäuse mit mehreren Kanälen einfach herstellbar, so
daß einige Kanäle für die oben erwähnte Luftleitung verwendet werden können und eine
spezielle Bohrung als Steuerleitung dient.
[0021] Auch in explosionsgesicherten Räumen kann die Intervallsteuerung gemäß der Erfindung
gefahrlos und preiswert eingesetzt werden. Man braucht lediglich zwischen dem Luftversorgungsanschluß
und einer Drossel ein Ventil für die Druckluftzufuhr einzubauen, um die Schlagintervalle
zu beginnen oder enden zu lassen. Da es sehr genau einstellbare Drosseln gibt, die
sehr preiswert sind, läßt sich auch die Zeit zum Heben des Kolbens beim Ladevorgang
recht genau einstellen, indem die Drossel reguliert wird. Die Kolbengeschwindigkeit
in Richtung Feder und damit das Schlagintervall wird also durch die Drossel regulierbar.
[0022] Die vorstehend beschriebene Steuermöglichkeit ist gegenüber den bekannten Klopfern
erheblich verbessert. Die neue und preiswert erstellbare Ansteuerung ist besonders
von großem Vorteil, wenn jeweils nur ein Klopfer betätigt werden soll.
[0023] Bei Verwendung der im Handel erhältlichen Arbeitszeit-Pausensteuerung, durch welche
ein zwischen Luftversorgungsanschluß und Drossel befindliches Ventil angesteuert wird,
kann die Selbststeuerfunktion auch dazu verwendet werden, den Klopfer während eines
Zeitablaufes, der sonst nur einen Schlag auslöst, mehrfach schlagen zu lassen. Hierzu
sind also sehr geringe Mittel ausreichend, während bei den bisher bekannten Klopfern
für eine solche Steuerung ein sehr großer Aufwand erforderlich war.
[0024] Mittels Druckregler in der Druckluftzuleitung ist außerdem die Regelung der Schlagstärke
möglich.
[0025] Es wurde bereits oben auf die Möglichkeit der Schalldämmung hingewiesen, nämlich
durch Unterlegen einer Gummiplatte oder dergleichen. Ohne eine schalldämmende Platte
haben Klopfer zwar die optimale Wirkung, es ist aber ein lauter Schlag zu hören wie
bei einem Stahlhammer. Es kann bisweilen bevorzugt sein, eine Schalldämmung des pneumatischen
Klopfers vorzusehen, bei welcher seine Wirkung zwar geringfügig schwächer ist, der
Schlag ist aber lärmgedämpft wie bei einem Gummihammer.
[0026] Es hat sich nun aber gezeigt, daß man nicht ohne weiteres eine Gummiplatte in beliebiger
Weise bei dem Klopfer unterlegen kann, sondern daß die gewünschte Wirkung und Funktionsweise
des Klopfers besondere Vorkehrungen voraussetzt. Deshalb ist es zweckmäßig, wenn bei
weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Raum unter dem Kolben am offenseitigen Ende
erweitert ist, wobei insbesondere der erweiterte Teil einen größeren Durchmesser
hat als der andere, vom offenseitigen Ende abgewandte Teil dieses Raumes. Die Seitenwandungen
des Gehäuses umschließen den Kolben, wie vorstehend beschrieben. Der dem offenseitigen
Ende abgewandte Teil des Raumes unter dem Kolben, der vorstehend erläutert und interpretiert
worden ist, wird also bei im Querschnitt kreisrundem Kolben durch den Durchmesser
des Kolbens bestimmt. Erfindungsgemäß ist nun hier vorgesehen, daß dieser durch den
Kolbendurchmesser bestimmte Raum als "oberer" Teilraum verstanden werden soll, der
im Abstand vor bzw. "über" der untersten, montageseitigen Fläche endet und längs des
restlichen Abstandes bis zur montageseitigen Fläche erweitert ist. Gestaltet man beide
Teilräume in Draufsicht kreisförmig aus, dann kann die Erweiterung dadurch vorgenommen
werden, daß der erweiterte Teil einen größeren Durchmesser als der obere Teilraum
hat. Die Schaffung eines erweiterten Raumes unter dem Kolben bietet nämlich den Vorteil,
daß man eine geräuschdämmende Elastomerplatte so einlegen kann, daß ihre unterste
bzw. äußerste Fläche bündig mit der montageseitigen Fläche des Gehäuses liegt. Ohne
einen solchen erweiterten Teilraum kann sich nämlich bei unsachgemäßer Anordnung einer
Gummiplatte der Nachteil ergeben, daß sich diese infolge der einwirkenden Energie
bis zur Beschädigung, wenn nicht gar Zerstörung der Platte erwärmen kann.
[0027] Besonders vorteilhaft ist es daher, wenn in dem erweiterten Teil des unter dem Kolben
vorgesehenen Raumes mindestens eine Elastomerplatte angeordnet ist. Die Erfindung
gibt die Lehre, eine Elastomerplatte nicht in beliebiger Weise sondern in den erweiterten
Teilraum zu verlegen mit dem Ergebnis des lärmgedämpften Schlages bei immer noch
ausreichender Wirkung des neuen Klopfers.
[0028] Ferner hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Elastomerplatte, die natürlich
nicht dicker sein kann als der Teilraum, in welchem sie untergebracht werden soll,
aus mehreren Schichten besteht, die möglichst sogar separat eingelegt werden. Es
hat sich nämlich mit Vorteil gezeigt, daß solche Elastomerplatten eine größere Kühlfläche
für vorbeistreichende Luft bieten, so daß sich die erwähnte Erhitzung der Elastomerplatte
durch einen Mehrplattenaufbau beschränken oder eliminieren läßt.
[0029] Selbst bei solchen Klopfern, die durch entsprechend hohe Energieeinleitung lärmgedämpfte
Schläge abgeben sollen, können eine oder mehrere Elastomerplatten mit langer Lebensdauer
eingesetzt werden, wenn erfindungsgemäß in der Elastomerplatte eine Öffnung vorgesehen
ist. Hierdurch kann in dem Raum unter dem Kolben befindliche Luft einen Abströmkanal
finden, so daß jeglicher Hitzestau vermeidbar ist. Beispielsweise kann eine solche
Öffnung durch Bohren hergestellt werden, wobei es aber lediglich auf die Luftdurchlässigkeit
der Elastomerplatte(n) ankommt. Die Elastomerplatte kann also gelocht, perforiert,
geschlitzt oder porös sein.
[0030] Im Betrieb hat sich gezeigt, daß die Elastomerplatte in dem offenseitigen Teilraum
in dem Luftstrom schwimmt. Beim Laden kann nämlich die durch die Luftleitung unter
den Kolben eingeführte Luft (bzw. anderweitige Gase) teilweise auch unter die Elastomerplatte
gelangen und sie in dem offenseitigen Teilraum in Richtung Kolben anheben. Umgekehrt
wird beim Ausführen des Schlages die Elastomerplatte nach unten an die äußerste Montagefläche
gedrückt. Diese Bewegung ist das Schwimmen im Luftstrom. Ersichtlich kühlt dieser
dadurch die freischwimmende Platte einmal von der einen, einmal von der anderen Seite
und zusätzlich durch die Öffnung bzw. die Randflächen.
[0031] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung
mit den Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Klopfer gemäß der Erfindung,
Figur 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-B in Figur 1,
Figur 3 einen ähnlichen Schnitt wie in Figur 1, jedoch von einer anderen Ausführungsform
eines Klopfers mit Druckluftzuführ- und Steuerleitung und
Figur 4 abgebrochen den unteren Teil des Klopfers in den Darstellungen der Figuren
1 und 3, wobei der unter dem Kolben befindliche Raum in zwei Teile aufgeteilt ist
und in dem erweiterten Teil drei dünne Elastomerplatten mit einer Öffnung angeordnet
sind.
[0032] Im Gehäuse 1 der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen von Klopfern
ist ein Kolben 2 entgegen der Kraft einer Druckfeder 9 in einem zylindrischen Raum
und auch in umgekehrter Richtung beim Entspannen der Feder 9 hin- und herbewegbar.
Bei der Darstellung der Figuren 1 und 3 befindet sich der Kolben 2 gerade in einem
Zustand, kurz bevor er unten auf die Ebene 24 aufschlägt oder nachdem er diese beim
Aufwärtshub wieder verlassen hat. Mit 22 ist daher der Raum unter dem Kolben und mit
13 der Federraum bezeichnet, d.h. derjenige Raum, in welchem die Druckfeder 9 angeordnet
ist. Diese befindet sich im hohlen Teil 2b des Kolbens 2 innerhalb der Seitenwandungen
2a und stützt sich gegen das massive Teil des Kolbens 2 auf der einen Seite ab, während
sie sich auf der gegenüberliegenden Seite gegen die Oberwand 20 des Gehäuses 1 abstützt,
in welcher ein Loch 10 vorgesehen ist, welches nach oben hin von einem zylindermantelförmigen
Bund 25 umgeben ist.
[0033] Die in etwa zylindermantelförmigen Seitenwandungen 1a des Gehäuses 1 enden nach
oben hin in einen sich etwas erweiternden Kragen 26, der mit einem Innengewinde 27′
versehen ist. In dieses ist der Deckel 3 unter Belassung eines Ventilraumes 15 eingeschraubt.
Der Deckel kann auch durch radiale Schrauben befestigt sein.
[0034] Aus Figur 2 erkennt man gemäß Schnitt A-B der Figur 1 den kreisrunden Kragen 26,
zu dem koaxial zentrisch der Bund 25 mit dem Loch 10 gelegen ist, wobei zwischen dem
Bund 25 und dem Kragen 26 der Ventilraum 15 oberhalb der sichtbaren Oberwand 20 des
Gehäuses zu erkennen ist. In der Oberwand 20 münden vier über den Kreisumfang gleichmäßig
beabstandete Luftkanäle 14, die sich von dem Raum 22 unter dem Kolben 2 bis nahezu
über die ganze Höhe H des Gehäuses 1 bis in den Ventilraum 15 erstrecken. Das Gehäuse
1 ist gemäß Darstellung der Figur 2 nach unten etwa rechteckig erweitert und hat vier
Schraubenlöcher 27, über welche unter der Zwischenlegung der Dichtung 4 das Gehäuse
1 an einer nicht dargestellten Wandung eines Lagerbehälters anschraubbar ist.
[0035] Auch deckelseitig ist eine Dichtung 5 vorgesehen, ebenso wie am unteren offenseitigen
Ende des Kolbens 2 eine Dichtung 6 und gegenüberliegend am deckelseitigen, hohlen
Teil 2b des Kolbens 2 ein Führungsring 12 angeordnet ist. Die Rippen 28 dienen lediglich
der Versteifung des Gehäuses.
[0036] Aus den Figuren 1 und 3 erkennt man die Entlüftungsbohrungen 7, welche im oberen
Drittel (deckelseitig) der Höhe H des Gehäuses 1, die Seitenwandung 1a radial durchgreifend,
so angeordnet sind, daß eine Verbindung des Federraumes 13 und bei abgehobener Steuermembran
auch der Luftkanäle 14 mit der Außenluft gewährleistet ist. Der Durchmesser der Entlüftungsbohrung
7 ist dabei erheblich kleiner als der der Luftkanäle 14.
[0037] In Flucht zum Loch 10 und koaxial befindet sich im Deckel 3 eine Ventilbohrung 21,
in welcher eine Steuermembran 11 aus Gummi, Kunststoff oder einem anderen Elastomer
in axialer Richtung nach oben und unten gleitbar aufgenommen ist. Die Steuermembran
11 kann soweit nach unten gedrückt werden, daß sie sich auf die ringförmige Stirnfläche
des Bundes 25 legt und bei entsprechendem Druck das Loch 10 abdichtet. Mittig im Deckel
und koaxial zu diesem Loch 10 sowie zur Ventilbohrung 21 ist das Anschlußloch 8 vorgesehen,
an welches in in Figur 3 nur schematisch dargestellter Weise die Leitung 29 anschließt,
welche die Verbindung zwischen diesem Anschlußloch 8 und einem 3/2-Wegeventil 16 schafft.
Dieses wiederum liegt in der Leitung zwischen dem Anschlußloch 8 und der Druckluftzuleitung
19. In dieser sind ferner gemäß Darstellung in Figur 3 eine Drossel 20 und ein Luftversorgungsanschluß
30 angeordnet.
[0038] Durch die Steuermembrane 11 wird praktisch der Ventilraum 15 mehr oder weniger gegen
den Raum 14a über der Membrane 11 abgedichtet. Bei entsprechender Druckdifferenz
zwischen den beiden Räumen 14a und 15 kann nämlich Luft an den Rändern der Steuermembran
11 vorbeiströmen. Dies ist erwünscht, wie in der nachfolgenden Betriebsfunktion noch
erläutert wird.
[0039] Die für den nachfolgend beschriebenen Betrieb der Ausführungsform des Klopfers nach
den Figuren 1 und 2 notwendigen Teile und Bezugszahlen sind beschrieben worden.
[0040] Die Ausführungsform des Klopfers nach Figur 3 weist außer den schon beschriebenen
Leitungen 29, 18, 19 auch noch die Ventilfeder 16a und vor allem die Steuerbohrung
17 auf, mit welcher die Steuerleitung 18 durch Verschraubung verbunden ist.
[0041] Nun wird die Betriebsweise des Klopfers nach der Ausführungsform der Figuren 1 und
2 beschrieben.
[0042] Druckluft gelangt über das Anschlußloch 8 auf die flexible Steuermembrane 11, die
dadurch gegen das Loch 10 zum Federraum 13 gedrückt wird und auf der ringförmigen
Stirnfläche des Bundes 25 unter Abdichtung des Federraumes 13 gegen den Ventilraum
15 gedrückt wird. Da der Federraum 13 über die Entlüftungsbohrung 7 mit der Umgebung
bzw. Außenluft in Verbindung steht, ist der Druck auf die Steuermembrane 11 von der
beaufschlagten Seite (von oben) her größer als der Druck (von unten) durch das Loch
10. Der sich hierdurch ergebende Differenzdruck besorgt den Andruck der Steuermembran
11 auf den Bund 25 und damit die Abdichtung des Loches 10. Die anstehende Druckluft
gelangt an der flexiblen Außenkante der Steuermembrane 11 vorbei über die im Gehäuse
1 angebrachten Kanäle 14, die z.B. gebohrt oder eingegossen sind, unter den Kolben
2 und drückt diesen gegen die Druckfeder 9.
[0043] Wird das zur Betätigung des Klopfers verwendete und nur bei der Ausführungsform der
Figur 3 gezeigte Drei/Zwei-Wege-Ventil geschlossen, d.h. entgegen der Kraft der Feder
16a aus der in Figur 3 gezeigten Stellung nach links verschoben, so wird das Anschlußloch
8 für die Druckluft entlüftet. Der über der Steuermembrane 11 befindliche Raum 14a
steht jetzt mit der Außenluft in Verbindung. Hierdurch wird der Druck unter der Steuermembrane
11 stärker und hebt diese an. Die unter dem Kolben 2 befindliche Druckluft kann jetzt
schlagartig durch die Luftkanäle 14 in den Federraum 13 entweichen und von dort über
die Entlüftungsbohrung 7 ins Freie. Die jeder 9 kann jetzt den Kolben 2 gegen die
Aufspannfläche 24 schießen. Hierdurch erfolgt die stoßartige Beschleunigung der Masse,
z.B. der Wandung, an welcher der Klopfer angebracht ist.
[0044] Die somit beschriebene Betriebsweise des Klopfers nach der Ausführungsform der Figuren
1 und 2 gilt gleichermaßen für die Ausführungsform der Figur 3, nur daß hier zusätzlich
eine Selbststeuerung bzw. Regelung vorgesehen ist. In der Nähe oder in beliebiger
Entfernung vom Klopfer ist zwischen den Leitungen 29 und 19 das Drei/Zwei-Wege-Luftventil
16 so angebracht, daß sein Luftausgang A mit dem Anschlußloch 8 für Druckluft verbunden
ist. Das Ventil 16 ist in der gezeigten Stellung unbetätigt offen, d.h. der Luftausgang
A ist mit P verbunden, und der Klopfer wird geladen, sobald der Luftversorgungsanschluß
30 Luft zuführen kann.
[0045] Mit einer nicht gezeigten Steuerung, z.B. mittels eines Kugelhahnes, der zwischen
dem Luftversorgungsanschluß 30 und der verstellbaren Drossel 20 angeordnet sein kann,
kann die Druckluftzuleitung 19 unter Betriebsdruck gesetzt werden.
[0046] Kurz vor der beim Laden erreichten deckelseitigen bzw. oberen Endposition des Kolbens
2 liegt dann die Steuerbohrung 17 unter der dann erreichten Position der Dichtung
6. Auf diese Weise ist über die Steuerleitung 18 eine Verbindung zwischen dem Raum
22 unter dem Kolben 2 mit dem Steueranschluß Z des Ventiles 16 vorgesehen.
[0047] Aus der in Figur 3 gezeigten Position bewegt sich das Ventil 16 entgegen der Kraft
der Feder 16a nach links, so daß das Ventil die Leitung von P nach A schließt und
die Verbindung von A nach R öffnet. Damit wird der Klopfer betätigt, denn das Anschlußloch
8 wird ja entlüftet.
[0048] Nach erfolgtem Schlag, wenn also die Kraft in der Feder 9 den Kolben 2 nach unten
bewegt hat, gelangt eine Kolbenbohrung 15a, die in der Seitenwandung 2a des hohlen
Teils 2b des Kolbens 2 radial durchlaufend vorgesehen ist, in den Bereich der Steuerbohrung
17. Dadurch kann über die Steuerleitung 18 das Ventil 16 über den Federraum 13 und
die Entlüftungsbohrung 7 entlüftet werden. Die Feder 16a stellt nun das Ventil 16
wieder in die in Figur 3 gezeigte Position zurück. Das Spiel kann erneut beginnen.
[0049] Die in der Druckluftzuleitung 19 zwischen Luftversorgungsanschluß 30 und Ventil
16 angeordnete Drossel 20 reguliert die Kolbengeschwindigkeit und damit auch das Schlagintervall.
[0050] Es versteht sich, daß die in Figur 3 schematisch außen außerhalb des Gehäuses 1
verlaufende Steuerleitung 18 auch in den Gehäusemantel gelegt werden kann. Beispielsweise
könnte eine der vier Luftkanäle 14 entsprechend angeschlossen werden. Das Schnellentlüftungsventil
ist ohnehin im Deckel 3 und deckelseitigen Ende des Gehäuses 1 integriert.
[0051] Der neue Klopfer kann auch mit kleinen Außenmaßen hergestellt werden, so daß er auch
bei kleineren Behältern angewendet werden kann. Beispielsweise benötigen Bäckereibetriebe
bisweilen solche kleineren Klopfer, bei denen außerdem erwünscht ist, daß der Behälter
nahezu vollständig vom Füllgut entleert ist, z.B. Mehl oder Backpulver, nämlich wenn
nach dem Entleeren ein anderes Füllgut eingefüllt werden soll, der Klopfer gemäß
der Erfindung kann dann so eingestellt werden, daß er für die Restentleerung des Behälters
gleichzeitig während der Behälterentleerung fünfmal klopft mit keiner weiteren Steuerung
als einer Drossel. Öffnungszylinder und Klopfer würden über das gleiche Ventil versorgt
werden können.
[0052] Wenn hier von Druckluft als Treibmittel gesprochen wird, dann kann man hierunter
selbstverständlich auch andere unter Druck stehende Gase verstehen.
[0053] In Figur 4 ist abgebrochen der untere Teil des Klopfers gemäß Figur 1 dargestellt,
wobei hier die Aufteilung des unter dem Kolben 2 befindlichen Raumes 22 deutlicher
veranschaulicht ist. Nimmt man wieder die Montagefläche 24 als unten an, dann befindet
sich hier die offene Seite des Gehäuses, bis zu welcher der Kolben 2 bei seinem Schlagbetrieb
bewegt werden kann. Der Raum 22 ist in zwei Teilräume aufgeteilt, nämlich den erweiterten
Teil 22b, welcher dem offenseitigen Ende zugewandt ist, und der diesem erweiterten
Teil 22b abgewandte engere Teil 22a, dessen Durchmesser etwa dem Kolbendurchmesser
entspricht für den Fall, daß es sich um im Querschnitt kreisförmige Räume und auch
Teilräume 22a, 22b handelt. Bei rechteckigen Räumen sind dann die Rechteckabmaße
entsprechend usw.
[0054] Vom Hersteller wird der Klopfer gegebenenfalls mit lose beigefügten Elastomerplatten
30, 31, 32 geliefert. Der Käufer kann dann eine von ihm gewünschte Anzahl von Platten
in den erweiterten Teil 22b einlegen. Der Klopfer kann gegebenenfalls auch ohne Elastomerplatten
betrieben werden. Die Gesamtdicke der eingelegten Elastomerplatten 31-32 ist kleiner
als die Höhe (in axialer Richtung des Gehäuses 1 gesehen) des erweiterten Teils 22b
dieses Raumes. Wenn es sich um kreisförmige Scheiben bei den Elastomerplatten 30-32
handelt, dann ist deren Durchmesser auch kleiner als der Durchmesser des offenseitigen,
erweiterten Teilraumes 22b, so daß die Elastomerplatten 30-32 frei in dem erweiterten
Teilraum 22b im Luftstrom schwimmen können, und zwar axial und radial.
[0055] Außerdem sind alle drei Elastomerplatten 30-32 mit bündig zueinander angeordneten,
hier mittig vorgesehenen Öffnungen 33 versehen.
[0056] Im Betrieb strömt beim Ladevorgang Luft oder ein anderes Gas durch die Luftleitung
14 nach unten und auch von außen neben die Elastomerplatten 30-32, so daß diese teilweise
angehoben werden. Die Luft strömt dann von der Seite, über, zwischen und unter den
Platten in den inneren Teil 22a des Raumes 22 unter dem Kolben 2, teilweise auch durch
die Öffnung 33, so daß der Ladevorgang in der beschriebenen Weise effektiv erfolgen
kann.
[0057] Nach Auslösen des Schlagbetriebes wird der Kolben 2 durch die Kraft der Feder 9 in
Richtung des Pfeiles 34 nach unten geschlagen. Er treibt die Luft aus den Teilräumen
22a und 22b durch die Öffnung 33 einerseits und am Rand der Elastomerplatten 30-32
andererseits über die Luftleitung 14 wieder heraus und schlägt schließlich auf die
Elastomerplatten (gedämpfter Schlag).
1. Pneumatisch arbeitender Klopfer, insbesondere für das Abklopfen von staubförmigem
Material von Behälterwandungen, beispielsweise Bunkerwandungen, mit einem einen länglichen,
eine Entlüftungsbohrung (7) aufweisenden Federraum (13) mit Feder (9) umschließenden
und einseitig durch eine Oberwand (20) mit Loch (10) verschlossenen Gehäuse (1), einem
Deckel (3) mit Anschlußloch (8), mit einem gegen den Druck der Feder (9) mittels Druckluft
zum Deckel (3) hin bewegbaren Kolben (2) und mit einem im Bereich des Deckels (3)
befindlichen Schnellentlüftungsventil (3, 8, 10, 11, 14a, 15), welches den Raum (22)
unter dem Kolben (2) mittels einer Luftleitung (14) in den Federraum (13) entlüftet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitung (14) in Gestalt wenigstens eines sich etwa über die Höhe (H)
des Gehäuses (1) erstreckenden Luftkanals im Gehäuse (1) integriert ausgebildet ist,
daß die Oberwand (20) aus einem Stück mit dem Gehäuse (1) besteht, der Deckel (3)
unter Belassung eines Ventilraumes (15) im Abstand von der Oberwand (20) angebracht
und mit einer, mit dem Anschlußloch (8) in Verbindung stehenden Ventilbohrung (21)
versehen ist, in welcher eine Steuermembran (11) bewegbar so untergebracht ist, daß
sie sich gegen das Loch (10) in der Oberwand (20) anlegen und dieses verschließen
kann, und daß der Raum (20) unter dem Kolben (2) nach außen offen ist.
2. Klopfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) ein Gußstück
ist.
3. Klopfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsbohrung
(7) in der Gehäuseseitenwandung (1a) radial verlaufend im deckelseitigen Drittel der
Höhe (H) des Gehäuses (1) angeordnet ist.
4. Klopfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerbohrung
(17) in der Gehäuseseitenwandung (1a) radial verlaufend im offenseitigen Drittel
der Höhe (H) des Gehäuses (1) angeordnet ist, daß eine Kolbenbohrung (15a), die Seitenwandung
(2a) des hohlen Teils (2b) des Kolbens (2) durchlaufend, vorgesehen ist und daß die
Steuerbohrung (17) über eine Steuerleitung (18) mit einem Drei/Zwei-Wege-Luftventil
(16) in der Druckluftzuleitung (19) in Verbindung steht.
5. Klopfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (18) und
das 3/2-Wegeventil (16) im Gehäuse (1) integriert untergebracht sind.
6. Klopfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum
(22) unter dem Kolben (2) am offenseitigen Ende (im Teil 22b) erweitert ist, wobei
insbesondere der erweiterte Teil (22b) einen größeren Durchmesser hat als der andere,
vom offenseitigen Ende abgewandte Teil (22a) dieses Raumes.
7. Klopfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem erweiterten Teil (22b)
des unter dem Kolben (2) vorgesehenen Raumes (22) mindestens eine Elastomerplatte
(30, 31, 32) angeordnet ist (Figur 4).
8. Klopfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Elastomerplatte (30-32)
eine Öffnung (33) vorgesehen ist (Figur 4).