Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Dosieren von Abfüllgut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Dosieren von Abfüllgut, bei welchem das Gut auf einer Abfüllanlage mit mindestens einer einstellbaren Dosiervorrichtung abgemessen und in Behälter abgefüllt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mittels einer Abfüllanlage mit mindestens einer Dosiervorrichtung zum Abfüllen des Gutes in Behälter.
Zweck des Verfahrens und der Vorrichtung ist, die beim volumenmässigen Dosieren z. B. infolge Schwankungen des spezifischen Gewichtes des Abfüllgutes auftretenden Gewichtsunterschiede der einzelnen gefüllten Behälter auszugleichen bzw. innerhalb bestimmter, einstellbarer Grenzwerte zu halten, indem der Inhalt der Dosierkammer automalüsch verändert wird, sobald das Gewicht der abgefüllten Behälter einen Grenzwert über - oder unterschreitet.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Behälter einer elektrischen Waage zuführt, welche einen dem Gewicht des Behälters entsprechenden Spannungswert liefert, dass man dem Spannungswert mindestens zwei Auswerteeinheiten zuführt, von denen die eine nach Überschreiten eines einstellbaren Spannungsgrenzwertes ein Signal abgibt, während die andere nach Unterschreiten eines einstellbaren Spannungsgrenzwertes ein Signal abgibt, dass die Signale der Auswerte einheiten von je einer Speichervorrichtung jeweils während einer einstellbaren Zeitspanne gespeichert werden, wobei die Speichervorrichtungen nach Überschreiten einer einstellbaren Anzahl Signale pro Zeitspanne eine Servosteuereinrichtung beeinflussen, welche das Volumen der Dosiervorrichtung verstellt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine einen dem Gewicht der Behälter entsprechenden Spannungswert liefernde elektrische Waage, durch mindestens zwei Auswerteeinheiten, von denen eine bei Überschreiten eines einstellbaren Spannungsgrenzwertes und die andere bei Unterschreiten eines anderen einstellbaren Spannungsgrenzwertes ein Signal abgibt, durch Speichervorrichtungen, welche jeweils während einer einstellbaren Zeitspanne die Signale der Auswerteeinheiten speichern und nach Überschreiten eines einstellbaren Wertes pro Zeitspanne eine Servosteuereinrichtung für die Verstellung des Volumeninhaltes der Dosiervorrichtung beeinflussen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt und anhand derselben wird das erfindungsgemässe Verfahren erläutert. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum automatischen Dosieren von Abfüllgut.
Das abzufüllende Gut wird vom Trichter 1 einer Abfüllanlage bekannter Bauart in eine Dosierkammer 2 abgefüllt, deren Volumeninhalt veränderlich ist.
Diese Verstellung geschieht durch einen Servomotor 3, der eine Spindel 4 dreht, auf der sich eine Mutter 5 axial verschiebt. Die Mutter 5 trägt den oberen Teil der Dosierkammerwand 2a, die sich dadurch mit der Mutter 5 axial verschiebt. Das abzufüllende Gut gelangt nach öffnen einer Klappe 6 in einen Behälter 7, der auf einem Transportband zugeführt wird. Nach dem Abfüllen wird der Behälter 7 auf eine elektrische Kontrollwaage 8 geführt. Diese Waage liefert einen Spannungswert, der dem Gewicht des gewogenen Behälters entspricht. Es kann beispielsweise eine bekannte Kondensatorwaage oder eine Induktionswaage verwendet werden.
Die von der Waage 8 abgegebene Spannung wird nun zwei Auswerteeinheiten 9 und 10 zugeleitet. Dies sind an sich bekannte spannungsabhängige Schalter, deren Ansprechspannungen veränderlich ist und beliebig eingestellt werden kann und die beim Ansprechen ein Signal abgeben können. Die Auswerteeinheit 9 wird derart eingestellt, dass sie nur anspricht, wenn die von der Waage 8 gelieferte Spannung einen bestimmten oberen Grenzwert überschreitet. Die Auswerteeinheit 10 wird dagegen derart eingestellt, dass sie nur anspricht, wenn die Waagenspannung einen bestimmten unteren Grenzwert unterschreitet. Beim Ansprechen geben beide Auswerteeinheiten jeweils ein elektrisches Signal ab. Das Signal der Einheit 9 wird einer Speichervorrichtung 11, dasjenige der Einheit 10 einer Speichervorrichtung 12 zugeleitet.
Die beiden Speichervorrichtungen enthalten Zählwerke, welche die einzelnen Signale der Auswerteeinheiten zählen. Erreicht eines der Zählwerke innerhalb einer gegebenen Zeitspanne, die sich in Arbeitstakten der Abfüllvorrichtung ausdrückt, einen bestimmten, einstellbaren Wert, so wird eine Servosteuervorrichtung 14 in Bewegung gesetzt, die den Servomotor 3 antreibt und damit die Dosierkammer 2 verstellt. Das Mass der Verstellung wird durch ein Zeitrelais 13 bestimmt, das je nach Maschine, Abfüllgut und gewünschtem Toleranzbereich eingestellt wird.
Die Wirkungsweise der Anlage sei nun anhand eines Zahlenbeispiels noch näher erläutert:
Es sei angenommen, die Speichervorrichtungen 11, 12 seien derart eingestellt, dass sie die Servosteuervorrichtung 14 in Betrieb setzen, wenn von
100 Arbeitstakten der Abfüllmaschine, d. h. von 100 abgefüllten Behältern 10 oder mehr ausserhalb des oberen oder unteren Gewichtsgrenzwertes liegen.
Ferner sei angenommen, das Sollgewicht der einzelnen Behälter betrage 1 kg und der obere Grenzwert, oberhalb welchem die Auswerteeinheit 9 anspricht und ein Signal gibt, sei 1020 Gramm, während der untere Grenzwert, unterhalb welchen die Auswerteeinheit 10 ein Signal abgibt, sei 990 Gramm.
Wenn nun während einer Beobachtungsperiode von 100 Behältern nur z. B. acht Behälter ausserhalb der beiden Grenzwerte liegen, so spricht die Servovorrichtung nicht an. Weisen jedoch z. B. zwölf Behälter ein Gewicht von mehr als 1020 Gramm auf, so setzt die Speichervorrichtung 11 die Servosteuervorrichtung 14 derart in Betrieb, dass der Servomotor 3 den Inhalt der Dosierkammer 2 verkleinert.
Wenn dagegen mehr als zehn Behälter während einer Beobachtungsperiode weniger als 990 Gramm Gewicht aufweisen, so setzt die Speichervorrichtung 12 die Servosteuervorrichtung 14 derart in Betrieb, dass der Servomotor 3 den Inhalt der Dosierkammer vergrössert. Nach jeweils 100 Wägungen werden die in den Speichervorrichtungen 11 und 12 gespeicherten Werte gelöscht und die Zählung beginnt von neuem.
Die Einstellung der einzelnen Variablen richtet sich ganz nach dem Abfüllgut und dem zulässigen Toleranzbereich.
Anstatt nur zwei Auswerteeinheiten könnten auch mehrere, z. B. vier verwendet werden, wobei zwei beim Überschreiten der oberen Gewichtsgrenze und zwei beim Unterschreiten der unteren Gewichtsgrenze ansprechen würden. Je eine der beiden Einheiten könnte dann derart eingestellt werden, dass sie anspricht, wenn z. B. die Gewichtsgrenze um 2 % unter- oder überschritten wird, während die andere Einheit erst anspricht, wenn z. B. die Gewichtsgrenze um 3 % unter- oder überschritten wird.
Es wäre dann eine gleiche Anzahl Speichervorrichtungen vorzusehen, wobei diejenigen die mit den Auswerteeinheiten, welche auf die grösseren Toleranzwerte eingestellt sind, zusammenarbeiten, eine stärkere Beeinflussung der Servovorrichtung 14 ausüben könnten.
Während beim beschriebenen Beispiel von den Speichervorrichtungen 11, 12 die Anzahl der Gewichtsüber- bzw. -unterschreitungen gezählt werden, wäre es auch möglich, die Speichervorrichtungen derart einzustellen, dass bei verschiedenen Werten je ein Nachregelkommando ausgelöst wird. So könnte z. B. während einer Beobachtungsperiode bereits nach der Speicherung von z. B. vier Signalen ein erstes Nachregelkommando ausgelöst werden, während bei der Speicherung von acht Signalen ein zweites Kommando ausgelöst werden könnte.
Ferner wäre es möglich, anstelle der Zählwerke in den Speichervorrichtungen eine Spannungs-Integrationsschaltung vorzusehen. Dabei würde dann nicht nach Überschreiten einer bestimmten Anzahl von Grenzwertüberschreitungen ein Regelkommando ausgelöst, sondern bei einer bestimmten effektiven Gewichtsabweichung, die sich in einer Spannungs Summe ausdrückt innerhalb einer Beobachtungsperiode.
Die einzelnen bei der Vorrichtung verwendeten Geräte, wie Auswerte-Einheiten, Speichervorrichtungen und die Servosteuereinrichtung sind an sich bereits bekannt und im Handel erhältlich. Aus diesem Grunde wurde ihre genaue Arbeitsweise hier nicht näher erläutert.
Anstelle der beim Ausführungsbeispiel beschriebenen Dosierkammer könnte auch eine andere Do- siervorrichtung, z. B. eine Schneckendosiervorrichtung, verwendet werden. Die Verstellung der Abfüllmenge könnte in diesem Fall durch eine verschieden starke Verdrehung der Dosierschnecke erfolgen.
Method and device for automatic dosing of filling goods
The invention relates to a method for the automatic metering of filling goods, in which the goods are measured on a filling system with at least one adjustable metering device and filled into containers. The invention also relates to a device for carrying out the method by means of a filling system with at least one metering device for filling the goods into containers.
The purpose of the method and the device is that the volumetric dosing z. B. due to fluctuations in the specific gravity of the filling material to compensate for weight differences of the individual filled containers or to keep them within certain, adjustable limit values by automatically changing the content of the dosing chamber as soon as the weight of the filled container exceeds or falls below a limit value.
The method according to the invention is characterized in that the container is fed to an electrical balance which supplies a voltage value corresponding to the weight of the container, that at least two evaluation units are fed to the voltage value, one of which emits a signal after an adjustable voltage limit value is exceeded, while the another emits a signal after falling below an adjustable voltage limit value that the signals of the evaluation units are each stored by a storage device for an adjustable period of time, the storage devices influencing a servo control device that adjusts the volume of the dosing device after an adjustable number of signals per period of time is exceeded.
The device according to the invention is characterized by an electrical balance that supplies a voltage value corresponding to the weight of the container, by at least two evaluation units, one of which emits a signal when an adjustable voltage limit value is exceeded and the other emits a signal when it falls below another adjustable voltage limit value, by storage devices which each Store the signals of the evaluation units in an adjustable time span and, after exceeding an adjustable value per time span, influence a servo control device for adjusting the volume of the dosing device.
An exemplary embodiment of the device is shown in the drawing, and the method according to the invention is explained using the same. The figure shows a schematic representation of a device for the automatic metering of filling material.
The material to be filled is filled from the funnel 1 of a filling system of known design into a metering chamber 2, the volume of which is variable.
This adjustment is done by a servo motor 3 which rotates a spindle 4 on which a nut 5 moves axially. The nut 5 carries the upper part of the metering chamber wall 2a, which is thereby axially displaced with the nut 5. After opening a flap 6, the goods to be filled get into a container 7, which is fed on a conveyor belt. After filling, the container 7 is placed on an electrical checkweigher 8. These scales provide a voltage value that corresponds to the weight of the weighed container. For example, a known capacitor balance or an induction balance can be used.
The voltage output by the balance 8 is now fed to two evaluation units 9 and 10. These are voltage-dependent switches known per se, the response voltages of which are variable and can be set as desired and which can emit a signal when they respond. The evaluation unit 9 is set in such a way that it only responds when the voltage supplied by the balance 8 exceeds a certain upper limit value. The evaluation unit 10, on the other hand, is set in such a way that it only responds when the scale voltage falls below a specific lower limit value. When responding, both evaluation units emit an electrical signal. The signal of the unit 9 is fed to a storage device 11, that of the unit 10 to a storage device 12.
The two storage devices contain counters which count the individual signals from the evaluation units. If one of the counters reaches a certain adjustable value within a given period of time, which is expressed in the working cycles of the filling device, a servo control device 14 is set in motion, which drives the servomotor 3 and thus adjusts the dosing chamber 2. The amount of adjustment is determined by a time relay 13, which is set depending on the machine, the filling material and the desired tolerance range.
The mode of operation of the system will now be explained in more detail using a numerical example:
Assume that the storage devices 11, 12 are set to operate the servo control device 14 when from
100 work cycles of the filling machine, d. H. of 100 filled containers, 10 or more are outside the upper or lower weight limit.
It is also assumed that the target weight of the individual containers is 1 kg and the upper limit value above which the evaluation unit 9 responds and emits a signal is 1020 grams, while the lower limit value below which the evaluation unit 10 emits a signal is 990 grams.
If now, during an observation period of 100 containers only z. If, for example, eight containers are outside the two limit values, the servo device does not respond. However, z. If, for example, twelve containers weigh more than 1020 grams, then the storage device 11 activates the servo control device 14 in such a way that the servomotor 3 reduces the content of the dosing chamber 2.
If, on the other hand, more than ten containers weigh less than 990 grams during an observation period, the storage device 12 activates the servo control device 14 in such a way that the servomotor 3 increases the content of the dosing chamber. After every 100 weighings, the values stored in the storage devices 11 and 12 are deleted and the counting starts again.
The setting of the individual variables depends entirely on the product and the permitted tolerance range.
Instead of just two evaluation units, several, e.g. B. four can be used, two would respond when the upper weight limit is exceeded and two would respond when the lower weight limit is not reached. One of the two units could then be set in such a way that it responds when z. B. the weight limit is 2% below or exceeded, while the other unit only responds when z. B. the weight limit is below or exceeded by 3%.
The same number of storage devices would then have to be provided, and those that work together with the evaluation units which are set to the larger tolerance values could exert a greater influence on the servo device 14.
While in the example described the memory devices 11, 12 count the number of excess or undershot weight, it would also be possible to set the memory devices in such a way that a readjustment command is triggered for different values. So could z. B. during an observation period after the storage of z. B. four signals a first readjustment command can be triggered, while storing eight signals a second command could be triggered.
It would also be possible to provide a voltage integration circuit instead of the counters in the storage devices. In this case, a control command would not be triggered after a certain number of limit values has been exceeded, but rather in the event of a certain effective weight deviation, which is expressed as a voltage sum within an observation period.
The individual devices used in the device, such as evaluation units, storage devices and the servo control device are already known per se and are commercially available. For this reason, their exact mode of operation has not been explained in detail here.
Instead of the metering chamber described in the exemplary embodiment, another metering device, e.g. B. a screw metering device can be used. In this case, the filling quantity could be adjusted by rotating the metering screw to different degrees.