Maschine zum Füllen von Behältern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Füllen von Behältern mit einem gleichbleibenden Gewicht von feinteiligem Material.
Viele Verbrauehsgüter, wie zum Beispiel Waschpulver, werden nach. Gewicht verkauft, und die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Füllens sind Faktoren, welehe die Herstel- lungskosten des Produktes wesentlich beeinflussen.
Wiege-Füllmaschinen sind bekannt, welche eine Mehrzahl von einzelnen automatischen Wiegevorrichtungen benutzen. Jede automa- tische Wiegevorrichtung wiegt die erforderliche Menge des feinteiligen Materials aus und gibt sie in einen Behälter ab. Eine hohe Füllgenauigkeit k-ann erzielt werden, vorausgesetzt, dass genügend Zeit zur Vollendung des Wiegevorganges zur Verfügung steht.
Ein Zweek der Erfindung ist die Schaf- fung einer Machine zum genauen und schnellen Füllen von Behältrn mit einem gleichbleibenden Gewicht von feinteiligem Material.
Gemäss der Erfindung ist die Maschine gekennzeichnet durch eine Speisevorrichtung, die eine Zuführvorrichtung mit veiner einstellbaren Menge des Materials speist, eine Wiegevorrichtung, die durch das Gewicht des Materials auf der Zuführ- vorrichtung beeinflusst wird und dieses Ge- wicht durch Regelung des von der Speisevorrichtung abgegebenen Materials konstant hält, einen sich drehenden Füllkopf mit einer Viel- zahl von in geleichem Abstand voneinander angeordneten Abgabetrichtern, die durch den von der Zuführvorrichtung abgegebenen Ma terialstrom hindurehbewegt werden, eine Vorrichtung zum Bewegen der Behälter, welche jeden Behälter in Ausrichtung mit dem untern Ende des zugeordneten Trichters bringt, das Ganze derart,
dass das Verhältnis der Ge schwindigkeit der Zufiihrvorrichtung zu der Drehgeschwindigkeit des Füllkopfes konstant bleibt.
Die einstellbare mengen abgebende Speisevorrichtung kann bei einem Ausführungsbei- spiel der Erfindung eine solche sein, die mit Sehwingungen arbeitet, wobei die Menge des abgegebenen Materials von der Schwingungsamplitude abhängt. Sie kann bei andern Beispielen auch einen Trichter, eine Rutsche oder dergleiehen für das Material, eine Trommel, die mit einem Teil ihrer zylindrischen Oberfläehe in einer Öffnung im Boden des Trichters liegt, Mittel zum Drehen der Trommel und einen Schieber oder dergleichen aufweisen, der an der Vorderseite des Trichters angebracht ist, um die Höhe der Schicht des den Tricher verlassenden Materials auf der Trommel zu regeln ;
oder sie kann auch einen Tricher oder dergleichen für das Material, ein Förderband, dessen Oberfläehe unmittel- bar liter einer Offnung im Boden des Trich- ters liegt, Mittel zum Antrieb des Bandes und einen Sehieber umfassen, der an der Vorclerseite des Trichters angeordnet ist, um die Hoche der Schicht des den Trichter verlassen- den Materials auf dem Band zu regeln. Die letztgenannte Ausführungsform wird in der Praxis vorzugsweise angewendet.
Bei den letzten beiden Ausführungsformen kann die Ma terialmenge dadurch eingestellt werden, dass der Spalt zwischen dem iSchieber imd der Trommel bzw. dem Forderband eingestellt oder die Drehgeschwindigkeit der Trommel bzw. die Bewegungsgesehwindigkeit des Bandes geändert wird.
Die Wiegevorriohtung ist bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorzugsweise mit einem Zeiger versehen, dessen Versehiebung eine Funktion des Gewichtes des Materials auf der Zufiihrvorriehtung ist. Die Regelvorrichtung kann dabei Relais besitzen, die durch Anzeigeelemente betätigt werden.
Die Anzeigeelemente können bei einem Beispiel bei Änderung einer Reaktanz in Tätigkeit treten, oder sie können elektrische Kontakte haben, die bei einer Versehiebung des Zeigers aus einer vorbestimmten Stellung infolge einer Abweichung des Gewichtes des Materials auf der Zuführvorrichtung von einem Sollwert ge sehlossen werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichomgen an einer bevorzugten Aus- führungsform beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ansicht der machine.
Fig. 2 zeigt schematisch in schaubildlieher Darstellung die einstellbare mengen abgebende Speisevorriehtung vmd die zugehörige Aus rüstung
Fig. 3 zeigt schematisch in schaubildlicher Darstellung den Füllkopf mit den ihm zuge- ordneten Teilen.
Das feinteilige Material wird von einer geeigneten Quelle (nicht dargestellt) einem Vorratstriehter 1 zugeführt, von dem drei Steiten auf einem Transportband 2 ruhen, das über einen Getriebekasten 3 von einem Elek- tromotor 4 angetrieben wird. Die Bewegtmgs- richtung des Forderbandes ist durch einer Pfeil angegeben. Die drei+Seitendes'Triehters 1 bilden zusammen mit der Vorderseite den Umfang der oben genannten Öffnung im Boden des Triehters.
Die Vorderseite des Trichters 1 ist mit einem bewegliehen Sehieber 5 versehen, der mittels einer Zahnstange 6 und eines Zahn- rades 7 auf und ab bewegt werden kann, um den Spalt zwischen der untern Kante des Schiebers 5 und dem Band 2 und dementsprechend die Hoche der Schicht des den Tricher verlassenden Materials auf dem Forderband einzustellen.
Das feinteilige Material fällt von dem Transportband 2 auf das Laufband 8 der Zuführvorriehtung. Das Laufband 8 geht iiber eine lose Rolle 9 und über eine Antriebsrolle 10, die mittels eines Treibriemens mit einem Dreiphasensynehronmotor 11 gekuppelt ist.
Die Rollen 9 und 10 und der Synchron- motor 11 sind auf einem Gestell 12 angebracht, das auf einem Satz von Schneiden- lagern 13 getragen ist. Der Satz besteht aus zwei Lagern, von denen je eines auf jeder Seite des Gestelles 12 auf einer Achse angeordnet ist, die perpendikulär zur Bewegungsrichtung des Laufbandes 8 verläuft.
Die elektrischen Verbindungen des Syn chronmotors 11 werden durch ein fünfadriges Kabel hergestellt, das biegsam an ihm befestigt ist, so dass nur eine sehr geringe me chanische Beanspruchung auf das Gestell 12 einwirkt. Diese Beanspruehung lässt sieh auf ein Minimum herabsetzen, indem dafür gesorgt wird, dass die biegsame Verbindung so nahe wie möglich an der Achse der Schneidenlager 13 liegt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in der Zeichnung das Kabel so dargestellt, dass es die Synchronmaschinen unmittelba verbindet.
Der Mitlaufsynchronmotor 11 ist auf dem Gestell 12 in einem solchen Abstand von der Achse der Sehneidlager 13 befestigt, dass das Gestell im Gleichgewicht ist, wenn sich das genaue Gewicht des Materials auf dem Förderband 8 befindet.
Das Gestell ist mit einer Wiegevorrichtung 14 mittels einer Lenkervorrichtung 15 mecha- nisch verbunden, die am Ende des Gestelles 12 in der Nähe der Rolle 9 befestigt ist. Die Wiegevorrichtung hat einen Zeiger 16, dessen Versehiebung eine Funktion des auf die Len kervorriehtung 15 ausgeübten Zuges und daher des Materialgewiehtes auf dem Band 8 ist. Das freie Ende des Zeigers 16 liegt zwisehen den Elektroden 17 und 18 von zwei Annäherungsschaltem 19 bzw. 20. Diese beiden Annäherungssehalter bilden die Regelvor- richtung.
Die Anordnung ist derart getroffen, dass, wenn das richtige Gewicht des Materials auf dem Band 8 liegt, das Ende des Zeigers in der Mitte zwischen den beiden Elektroden liegt. Die Regelvorrichtung steuert einen elek- trischen Umkehrmotor 21, der mit dem Zahnrad 7 mittels eines GetriebekastensS2 meeha- nisch gekuppelt ist. Auf diese Weise wird bei irgendeiner Abweichung des Materialgewich- tes auf dem Band 8 einer der beiden Annä- herungssehalter betätigt, wodurch der Motor 21 in Gang gesetzt wird, der wiederum den Schieber 5 einstellt, bis das Gewicht wieder den vorbestimmten Wert erreicht.
Gegebenenfalls kann eine Rüekkopplungs oder Verzöge- rungsvorrichtung eingeschaltet sein, um das Übereilen zu verringern.
Der Füllkopf der Machine hat einen kreisförmigen'Tisch 23, der an einer senkrechten Welle oder Spindel 24 befestigt ist. Die Spindel 24 wird über ein Schneckenrad 25 und ein Getriebe 26 von einem Elektromotor 27 mit veränderbarer Geschwindigkeit angetrieben. Der kreisförmige Tisch tragt zwölf gleich ausgebildete, im gleichen Abstand ange ordnete Tricher 28, wobei jeder Trichter von seinem benachbarten Trichter durch eine Schneidkante 29 getrennt ist, die ein scharfes Trennen des Materialstroms gestattet, der aus einem Zufuhrtrichter 30 heraustritt, der ihn führt, nachdem das Material von dem Band 8 herabgefallen ist.
Die Vorrichtung zum Bewegen der Behälter besitzt die Form eines Kettenförder- bandes 3i, das eine Vielzahl von Haltern 32 für die Behälter besitzt. Das Forderband 31 wird mittels eines Kettenrades 33 angetrieben, das auf der Spindel 24 befestigt ist. Die Halter 32 für die Behälter sind mit Bezug auf die Trichter 28 derart angeordnet, dass, wenn ein Behälter, zum.
Beispiel ein Earton, in den Füllkopf eintritt, er mit dem untern Ende eines Trichters 28 nicht später in Ausrichtung kommt, als der betreffende Trichter unter den Zufuhrtrichter 30 gelant, worauf er mit dem Tricher 28 um die Spindel 24 über an nähernd 180 umläuft und dann den Fiillkopf verlässt.
Mit der Spindel 24 des F'iillkopfes ist ferner ein Dreiphasensynehrongenerator 34 gekuppelt, der mit dem MitlauM Synehron- motor 11 elektriseh verbunden ist. Die Anord- nung ist dabei derart getroffen, dass die Rotoren der Synchronmaschinen synchron um- laufen und dal3 daher das Verhältnis der Gesehwindigkeit der Trichter 28 zu der des Bandes 8 konstant ist. Der Motor 27 kann angelassen und angehalten und seine Geschwindigkeit geändert werden, ohne dass irgendein langwährender Fehler in dem Gewicht des in die Behälter gefüllten Materials auftreten kann.
Die Arbeitsweise der Maschine ist kurz folgende : Es sei angenommen, da die Machine die Behälter mit dem riehtigen Gewicht des Materials füllt. Wenn nun zum Beispiel eine Abnahme der Dichte des Materials auftritt, liefert die einstellbare Mengen abgebende Speisevorrichtung weiter dasselbe Volumen des Materials, aber das Gewieht des Materials auf dem Band 8 der Zuführvorrichtung nimmt ab. Hierdureh wird eine Bewegung des Gestelles 12 um die Sehneidenlager 113 herbeigeführt. Diese Bewegung wird auf die Wiegevorrichtung 14 übertragen.
Die igewichts- abnahme bewirkt, dass der Zeiger 16 sieh der untem Elektrode 18 nähert, wodurch der un- tere Annäherungssehalter 20 betätigt vnird, welcher ein Relais in der Speiseleitung des Motors 21 erregt, der darauf das Zahnrad 7 antreibt, um den Schieber 5 hoehzuschieben.
Wenn das Gewicht des Materials auf dem Band 8 wieder den vorbestimmten Wert erreicht hat, kehrt der Zeiger 116 in seine frii here Mittelstellung zwisehen den beiden Eleli- troden 17 und 18 zurück, und das. System ist wieder im Gleichgewicht. Um ein Übereilen zu verhindern, ist eine kleine neutrale Zone vorhanden, innerhalb welcher der Zeiger 16 sich bewegen kann, ohne dass er einen der beiden Alingherungssehalter erregt.
Die Abnahme des Gewiehtes des Materials auf dem Band 8 der Zuführvorrichtung kann zum Beispiel auch durch eine Verringerung der Geschwindigkeit des Motors 4 bedingt sein, der das Band 2 antreibt.
Um eine andere Möglichkeit zu veranschau- lichen, sei angenommen, dass die Abweichung vom Gleichgewicht durch eine Verringerung der Geschwindigkeit des Motors 27 verursacht ist, der den Füllkopf antreibt. Die Tricher 28 sind dann unter dem Maberialstrom wäh- rend einer längeren Zeit und nehmen dementsprechend ein zu grosses Materialgewicht auf Die Abnahme der Geschwindigkeit wird aber durch den Synchrongenerator 34 auf den Motor 11 übertragen, der darauf das Band 8 mit einer entsprechend geringeren Geschwin- digkeit antreibt. Wenn die Geschwindigkeit des Bandes 8 abnimmt, erhöht sich das Gewicht des Materials auf ihm.
Diese Erhöhung des Gewichtes des Materials wird in der oben beschriebenen Weise auf die Regelvorrichtung übertragen, die ihrerseits den Motor 21 erregt, der den Sehieber 5 absenkt, bis das Gewicht des Materials auf dem Band 8 wieder den vorbestimmten Wert erreicht.
Es ist ersichtlich, dass die Wiegevorrichtung nicht das wahre Gewicht des Materials auf dem Band 8 wiegt ; das Material in der Nähss der Rolle 9 hat eine grössere Wirkung als das Material in der Nähe der Rolle 10.
Die hierdurch eingeführten Fehler sind jedoch sehr gering. Gewünschtenfalls kann das wahre Gewicht des Materials auf der Zuführvorrichtung gemessen werden.
PATENTANSPRUCE machine zum Füllen von Behältern mit einem gleichbleibenden Gewicht von feinteiligem Material, gekennzeichnet durch eine Speisevorrichtung, die eine Zuführvorrich- tung mit einer einstellbaren Menge des Ma- terials speist, eine Wiegevorrichtung, dic durch das Gewicht des Materials auf der Zu führvorrichtung beeinflusst wird und dieses Gewicht durch Regelung des von der Speise- vorrichtung abgegebenen Materials konstaut hält, einen sich drehenden Füllkopf mit einer Vielzahl von im gleichen Abstand voneinander angeordneten Abgabetrichtem, die durch den von der Zuführvorrichtung abge gebenen Materialstrom hindurchbewegt werden,
eine Vorrichtung zum Bewegen der Be hälter, welche jeden Behälter in Ausrichtung mit dem untern Ende des zugeordneten Trichters bringt, das Ganze derart, dass das Verhältnis der Geschwindigkeit der Zuführvor- riehtung zu der Drehgeschwindigkeit des Füllkopfes konstant bleibt.