Pneumatisch arbeitender Klopfer

Abstract

 Der Klopfer dient insbesondere für das Abklopfen von Behälterwandungen (22). Er besitzt ein Gehäuse (2), in dem ein Schlagkolben (5) gelagert ist, der mit Druckluft gegen die rückwirkende Kraft einer Feder (8) gegen eine Oberwand (3) des Gehäuses (2) bewegbar ist. Die Feder (8) ist in einer oberen Kammer (18) angeordnet, die eine Entlüftungsbohrung (6) besitzt. Über einen Luftkanal (16), wird eine unter dem Schlagkolben (5) angeordnete Kammer (7) entlüftet, wenn der Schlagkolben (5) einen vorbestimmten Hub ausführt. Im Schlagkolben (5) ist ein Steuerelement (4) angeordnet, das zur Schnellentlüftung der unteren Kammer (7) bei einem vorbestimmten Hub des Schlagkolbens (5) den genannten Luftkanal (16) freigibt und diesen bei der Rückführung des Schlagkolbens (5) in eine untere Schlagposition wieder schliesst. Der Klopfer kann sehr kompakt gebaut und kostengünstig hergestellt und montiert werden. Die Schlagkraft kann in einfacher Weise an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen pneumatisch arbeitenden Klopfer, beispielsweise für das Abklopfen von Behälterwandungen, mit einem Gehäuse, in dem ein Schlagkolben gelagert ist, der mit Druckluft gegen die rückwirkende Kraft einer Feder gegen eine Oberwand des Gehäuses bewegbar ist, welche Feder in einer oberen Kammer angeordnet ist, die eine Entlüftungsbohrung besitzt und mit wenigstens einem Luftkanal, durch den eine unter dem Kolben angeordnete untere Kammer entlüftet wird, wenn der Schlagkolben einen vorbestimmten Hub ausgeführt hat.

[0002] Pneumatisch arbeitende Klopfer der genannten Art sind seit langem bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 25 49 551 A einen pneumatisch arbeitenden Klopfer, der insbesondere für das Abklopfen von staubförmigem Material von Behälterwandungen vorgesehen ist. Dieser weist ein Zylinderrohr auf, in dem ein Schlagkolben gelagert ist. Das Zylinderrohr ist an einem Ende mit einem Deckel und an einem anderen Ende mit einer Prallplatte verschlossen. Der Schlagkolben wird gegen die rückwirkende Kraft der Feder angehoben und nach der Umstellung eines Ventils gegen die Prallplatte bewegt.

[0003] Ein weiterer pneumatischer Klopfer dieser Art ist aus der EP 0 345 484 bekannt geworden. Bei diesem ist in einer Gehäuseseitenwand eine Steuerbohrung vorgesehen. Diese Steuerbohrung ist über eine Steuerleitung mit einem 3/2-Wegeluftventil in Verbindung. Dieses Ventil ist zudem mit einem Anschlussloch in der Ventilwandung verbunden. Damit soll eine automatische Taktsteuerung der Kolbenschläge ohne mechanische, mit dem Kolben zusammenwirkende Teile möglich sein. Nachteilig ist bei diesem Klopfer jedoch die vergleichsweise aufwändige Herstellung und Montage.

[0004] Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, einen pneumatisch arbeitenden Klopfer der genannten Gattung zu schaffen, der kostengünstiger herstellbar und einfacher montierbar ist. Der Klopfer soll trotzdem funktionssicher sein.

[0005] Die Aufgabe ist bei einem pneumatisch arbeitenden Klopfer der genannten Gattung dadurch gelöst, dass im Schlagkolben ein Steuerelement angeordnet ist, das zur Schnellentlüftung der unteren Kammer bei einem vorbestimmten Hub des Schlagkolbens den genannten Luftkanal freigibt und diesen bei Rückführung des Schlagkolbens in die untere Schlagposition wieder schliesst.

[0006] Beim erfindungsgemässen Klopfer sind insbesondere ein 3/2-Wegeluftventil und entsprechende Steuerleitungen nicht erforderlich. Die Umsteuerung erfolgt mit dem im Schlagkolben angeordneten Steuerelement, was eine einfache und insbesondere sehr kompakte Konstruktion ermöglicht. Eine besonders betriebssichere und dauerhafte Ausführung ist dann gewährleistet, wenn das Steuerelement als Steuerkolben ausgebildet ist.

[0007] Eine besonders einfache und kompakte Ausführung ergibt sich dann, wenn gemäss einer Weiterbildung der Erfindung der Luftkanal zur Schnellentlüftung der unteren Kammer im Kolben angeordnet ist. Auf eine aussenseitig angeordnete Luftleitung kann in diesem Fall verzichtet werden.

[0008] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass über dem Steuerkolben ein Druckraum angeordnet ist und der Steuerkolben in eine Schliessstellung bringbar ist, in welcher der Druckraum mit einer Druckleitung verbunden ist. Durch Entlüftung des Druckraumes kann dann der Steuerkolben angehoben und der Luftkanal zur Schnellentlüftung freigegeben werden. Das Entlüften des Druckraumes erfolgt gemäss einer Weiterbildung der Erfindung durch ein Entlüftungsloch in dem Kolbengehäuse. Vorzugsweise sind mehrere solche Entlüftungslöcher vorgesehen, wobei jeweils ausser einem Entlüftungsloch alle geschlossen sind. Die Entlüftungslöcher befinden sich in unterschiedlichen Hubhöhen und entsprechen damit unterschiedlichen Schlagkräften. Durch Verschliessen bzw. Öffnen eines Entlüftungsloches kann damit die Schlagkraft in einfacher Weise geändert und damit an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Die Feder, welche den Schlagkolben belastet, muss hierbei nicht ausgewechselt werden.

[0009] Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.

[0010] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

schematisch ein Schnitt durch einen erfindungsgemässen Klopfer und

Figur 2

ein Schnitt durch den Klopfer gemäss Figur 1, wobei der Schlagkolben angehoben ist.

[0011] Die Figur 1 zeigt einen Klopfer 1, der ein zylindrisches Gehäuse 2 besitzt, das an einem Ende mit einem Deckel 3 und am anderen Ende mit einer Prallplatte 25 aus Kunststoff zur Dämpfung versehen ist. Die Prallplatte 25 liegt an einem Anschlussflansch 11 an, der mit einer hier lediglich angedeuteten Behälterwandung 22 verschraubt ist. Mit dem Klopfer 1 kann mit kräftigen Schlägen gegen die Behälterwand 22 ein hier nicht gezeigtes gelöstes Material gelockert und zum Ausfliessen gebracht werden. Der Anschlussflansch 11 ist mit dem Gehäuse 2 verschraubt.

[0012] Im Deckel 3, der eine Oberwand des Gehäuses 2 bildet, ist eine Entlüftungsbohrung 6 angeordnet, an die vorzugsweise ein Schalldämpfer 10 angeschlossen ist. Diese Entlüftungsbohrung 6 ist mit einer oberen Kammer 18 verbunden, in der eine Spiralfeder 8 oder ein anderes geeignetes Federelement angeordnet ist. Die Feder 8 ist an einem Ende am Deckel 3 und am anderen Ende an einem Schlagkolben 5 abgestützt. Der Deckel 3 ist vorzugsweise auf das Gehäuse 2 aufgeschraubt.

[0013] In der Figur 1 ist der Schlagkolben 5 in der Schlagposition gezeigt, in welcher dieser auf der Prallplatte 25 aufliegt. Am vorderen Ende des Kolbens 5 befindet sich ein umlaufender ringförmiger Raum 7, der über eine radiale Anschlussöffnung 12 des Gehäuses 2 mit einer Druckluftleitung 17 verbunden ist. Mittels eines Drosselventils 14 kann der Druckaufbau und damit die Intervallzeit in einer ersten Zweigleitung 34 eingestellt werden. Eine zweite Zweigleitung 13 führt zu einer weiteren Anschlussöffnung 23, die wie ersichtlich im Abstand zur Prallplatte 25 radial im Gehäuse 2 verläuft. Diese Anschlussöffnung 23 ist über einen Durchgang 24 des Schlagkolbens 5 mit einem Raum 20 innerhalb eines Steuerkolbens 4 verbunden, der ein Steuerelement bildet. Dieser Steuerkolben 4 ist in einer Bohrung 26 eines ersten Kolbenteils 5a achsial begrenzt verschieblich gelagert und mit Dichtungsringen 27 gegenüber der Bohrung 26 abgedichtet. Frontseitig angeordnete Dichtungselemente 21 dichten in Figur 1 den Steuerkolben 4 gegenüber einer Wandung 28 des Schlagkolbens 5 ab. Mittig in der Wandung 28 ist ein Durchgang 9 angeordnet, der in Figur 1 vom Steuerkolben 4 verschlossen ist. Der Steuerkolben 4 kann auch durch ein anderes Steuerelement, beispielsweise eine Membran ersetzt sein. Der Steuerkolben 4 zeichnet sich jedoch durch besondere Dauerhaftigkeit aus.

[0014] Der Schlagkolben 5 besteht aus einem ersten Kolbenteil 5a sowie einem zweiten Kolbenteil 5b. Diese beiden Kolbenteile 5a und 5b sind fest miteinander verbunden. Gegenüber einer Innenseite 29 des Gehäuses 2 ist der Schlagkolben 5 mittels Dichtungsnuten 19 abgedichtet. Im Schlagkolben 5 verläuft achsial wenigstens ein Lüftungskanal 16, der an einem Ende mit der oberen Kammer 18 und am anderen Ende mit einem ringförmigen Raum 30 verbunden ist. Der Raum 30 ist gemäss Figur 1 durch den Steuerkolben 4 gegenüber dem Durchgang 9 verschlossen.

[0015] Der Schlagkolben 5 kann gegen die rückwirkende Kraft der Feder 8 von der Prallplatte 25 angehoben werden, indem über die erste Zweigleitung 34 Druckluft in die untere Kammer 7 eingeleitet wird. Hierbei wird gleichzeitig über die zweite Zweigleitung 13, die Anschlussbohrung 23 sowie über den Durchgang 24 Druckluft in den Raum 20 eingeleitet. Das Drosselventil 14 ist nun so eingestellt, dass hierbei die Druckluft langsamer in die Kammer 7 als in die Kammer 20 einströmt. Dadurch ist dieser Druck in der Kammer 20 grösser als in der Kammer 7 und damit das Ventil 14 verschlossen. Dadurch ist sichergestellt, dass der Steuerkolben 4 dicht an der Wandung 28 anliegt und der Durchgang 9 verschlossen bleibt. Der Druck in der Kammer 7 ist so gewählt, dass der Schlagkolben 5 gegen die rückwirkende Kraft der Feder 8 angehoben wird. Der Durchgang 9 bleibt hierbei verschlossen. Der Druck in der Kammer 20 bleibt erhalten, bis der Durchgang 24 eine offene Entlüftungsbohrung 15b erreicht, welche radial die Wandung 2 durchdringt. Der Druck in der Kammer 20 fällt damit auf den Umgebungsdruck. Der erhöhte Druck in der Kammer 7 bleibt jedoch erhalten, sodass der Steuerkolben 4 sofort von der Wandung 28 abgehoben wird.

[0016] Wie die Figur 2 zeigt, ist der Durchgang 9 bei abgehobenem Steuerkolben 4 mit dem Luftkanal 16 verbunden. Sind im Schlagkolben 5 mehrere solche Luftkanäle 16 vorhanden, so sind sämtliche Luftkanäle 16 mit dem Durchgang 9 verbunden. Die untere Kammer 7 ist damit über den Durchgang 9, den wenigstens einen Luftkanal 16 und über die Entlüftungsbohrung 6 mit Umgebungsluft verbunden.

[0017] Damit sinkt sofort der Druck in der unteren Kammer 7 und entsprechend nimmt der Druck auf die Unterseite des Schlagkolbens 5 ab. Die Kraft der Feder 8 auf den Schlagkolben 5 überwiegt damit die Kraft der Druckluft auf den Schlagkolben 5 und dieser bewegt sich damit nach unten und schlägt auf der Prallplatte 25 auf. Die aus der Kammer 7 verdrängte Luft gelangt gemäss den Pfeilen 31 und 32 durch den Durchgang 9 in den Luftkanal 16 und durch die Entlüftungsbohrung 6, in den Schalldämpfer und schliesslich in die Umgebungsluft. Der Schlag auf die Prallplatte 25 wird auf den Anschlussflansch 11 und von diesem auf die Behälterwandung 22 übertragen.

[0018] Der Schlagkolben 5 wird somit angehoben, bis der Durchgang 24 die offene Entlüftungsöffnung 15b erreicht hat. Ist ein grösserer Hub des Schlagkolbens 5 und entsprechend ein stärkerer Schlag gewünscht, so wird die Entlüftungsbohrung 15b verschlossen und die Bohrung 15a durch Entfernen eines Verschlusselementes 33, beispielsweise einer Inbusschraube geöffnet. Die Entlüftungsbohrungen 15c und 15d bleiben weiterhin verschlossen. Soll die Schlagkraft hingegen vermindert werden, so wird die Entlüftungsbohrung 15c oder 15d geöffnet und die entsprechende andere Entlüftungsbohrung 15a bzw. 15b geschlossen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Entlüftungsbohrungen 15a bis 15d vorgesehen. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger Entlüftungsbohrungen vorgesehen sein. Diese sind wie gezeigt etwa in mittlerer Höhe des Gehäuses 2 angeordnet. Denkbar ist auch eine Ausführung mit einer stufenlos verstellbaren Entlüftungsöffnung. Wesentlich ist hierbei, dass die Feder 8 nicht gewechselt werden muss, wie dies üblich war.

[0019] Befindet sich der Schlagkolben 5 in der in Figur 1 gezeigten Stellung, so wird in der unteren Kammer 7 sowie in der Kammer 20 ein Druck aufgebaut. Der Schlagkolben 5 wird damit selbsttätig wieder angehoben, wobei der Durchgang 9 vom Steuerkolben 4 verschlossen gehalten wird. Der oben erwähnte Schlagzyklus beginnt damit von neuem und wird selbsttätig wiederholt, bis der Druck in der Druckluftleitung 17 unterbrochen wird. Der Schlagkolben 5 kehrt dann in die in Figur 1 gezeigte Position zurück.

Ansprüche

1. Pneumatisch arbeitender Klopfer, beispielsweise für das Abklopfen von Behälterwandungen (22), mit einem Gehäuse (2), in dem ein Schlagkolben (5) gelagert ist, der mit Druckluft gegen die rückwirkende Kraft einer Feder (8) gegen eine Oberwand (3) des Gehäuses (2) bewegbar ist, welche Feder (8) in einer oberen Kammer (18) angeordnet ist, die eine Entlüftungsbohrung (6) besitzt und mit wenigstens einem Luftkanal (16), durch den eine unter dem Schlagkolben (5) angeordnete Kammer (7) entlüftet wird, wenn der Schlagkolben (5) einen vorbestimmten Hub ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass im Schlagkolben (5) ein Steuerelement (4) angeordnet ist, das zur Schnellentlüftung der unteren Kammer (7) bei einem vorbestimmten Hub des Schlagkolbens (5) den genannten Luftkanal (16) freigibt und diesen bei der Rückführung des Schlagkolbens (5) in eine untere Schlagposition wieder schliesst.

2. Klopfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (4) als Steuerkolben ausgebildet ist.

3. Klopfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (16) im Schlagkolben (5) angeordnet ist.

4. Klopfer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Steuerkolben (4) ein Druckraum (20) angeordnet ist und der Steuerkolben (4) in eine Schliessstellung bringbar ist, in welchem ein Durchgang (9) zwischen der genannten un teren Kammer (7) und einer Kammer (30) des Schlagkolbens (5) verschlossen ist.

5. Klopfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine Anschlussöffnung (12) aufweist, welche die genannte untere Kammer (7) mit einer Druckleitung (17) verbindet.

6. Klopfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine weitere Anschlussöffnung (23) aufweist, welche eine Zweigleitung (13) der Druckluftleitung (17) mit einer Kammer (20) des Steuerkolbens (4) verbindet.

7. Klopfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drosselventil (14) vorgesehen ist, mit welchem der Druckaufbau in der unteren Kammer (7) einstellbar ist.

8. Klopfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Entlüftungsbohrungen (15a bis 15d) vorgesehen sind, die in unterschiedlichen Hubhöhen mit einer Druckkammer (20) des Steuerkolbens (4) verbindbar sind.

9. Klopfer nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (4) stirnseitig ein Dichtungsmittel (21) aufweist, das in einer Schliessstellung an einer Wandung (28) des Schlagkolbens (5) anliegt und damit ein Durchgang (9) verschlossen wird.

Zeichnung