Steuervorrichtung für Schneckendosiermaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für Dosiermaschinen, bei denen das Dosiergut mittels einer Förderschnecke abgemessen wird und bei denen die abgemessenen Mengen unmittelbar von der Anzahl der ausgeführten Umdrehungen der Förderschnecke abhängig sind.
Bei einer bekannten Dosiermaschine dieser Art ist zum selbsttätigen Abschalten des Antriebs der Dosierschnecke nach einer gewünschten Anzahl von Umdrehungen ein elektrischer Kontaktgeber vorgesehen, der in Abhängigkeit der Anzahl der Schnekkenumdrehungen von einer Ausgangsstellung aus gegen einen einstellbaren Festkontakt bewegt wird.
Dieser Kontaktgeber, der über ein geeignetes Getriebe mit der Schneckenwelle verbunden ist und der je Schneckenumdrehung einen bestimmten Weg zurücklegt, schaltet bei Berührung mit dem Festkontakt den Schneckenantrieb ab. Zum Vorbereiten einer neuen Abmessung wird er danach wieder in seine Ausgangsstellung zurückverbracht.
Bei einer anderen bekannten Dosiervorrichtung ist mit der Schneckenwelle ein stufenlos versteTlbares Reibradgetriebe verbunden, dessen getriebenes Rad nach einem vollen Umlauf einen Impuls zum Lösen einer zwischen Schnecke und Antriebsmotor angeordneten Kupplung gibt. Zur Einstellung eines bestimmten Dosiervolumens ist das getriebene Rad radial zur Drehachse des treibenden Rades verstellbar eingerichtet, so dass die Umlaufzahl der Schnecke pro Abfüllung gegenüber der einen Steuerumdrehung des getriebenen Rades innerhalb bestimmter Grenzen gewählt werden kann.
Diese Anordnungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass infolge des unvermeidlichen Spieles im einen Fall und des Schlupfes im anderen Fall zwischen den einzelnen Getriebegliedern der Steuervorrichtungen die Gewichtswerte der abgemessenen Mengen in einem verhältnismässig breiten Streubereich liegen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist gemäss der Erfindung der Abmess- oder Dosierschnecke ein Impulsgeber zugeordnet, der je Schneckenumdrehung eine Anzahl von Impulsen erzeugt und diese auf eine Zähleinrichtung gibt, die bei Erreichen einer bestimmten wählbaren Summe von Impulsen den Antrieb der genannten Schnecke unterbricht.
Vorzugsweise umfasst der Impulsgeber ein mit der Welle der Schnecke verbundenes und mit dieser umlaufendes Unterbrecherelement z. B. in Form einer Scheibe, die an ihrem Umfang in gleichmässigen Winkelabständen eine Anzahl von Ausnehmungen aufweist sowie eine diesem Unterbrecherelement zugeordnete ortsfeste induktiv, kapazitiv oder photoelektrisch wirkende Tasteinrichtung, die beim Umlauf des Unterbrecherelements bei jeder abgetasteten Unterbrechung einen Impuls erzeugt.
Dadurch, dass der Abschaltzeitpunkt des Förderschneckenantriebs durch die unmittelbar getastete Stellung der Förderschnecke festgelegt ist, wobei die Steuerung der Schnecke durch keine mit unkontrollierbarer Zeitverschiebung arbeitende, über die Schnecke angetriebene Steuerteile vorgenommen wird, hängt die Dosiergenauigkeit lediglich von der Anzahl der je Umdrehung des Unterbrecherelements des Impulsgebers erzeugten Impulse ab. Diese Impulszahl je Umdrehung kann jedoch infolge der hohen Zählgeschwindigkeiten, die bei modernen Zähleinrichtungen möglich sind, so gross gewählt werden, dass die Gewichtsgenauigkeit der abgemessenen Dosiergutmengen sehr hoch ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Übersichtsskizze einer Dosiermaschine mit der erfindungsgemässen Steuereinrichtung,
Fig. 2 einen photoelektrischen Impulsgeber und
Fig. 3 einen induktiven Impulsgeber, jeweils in schaubildlicher Ansicht.
Innerhalb eines Füllstutzens 1, der sich an den AusIass eines Vorratstrichters 2 anschliesst, ist eine Förderschnecke 3 drehbar angeordnet. Die Antriebswelle 4 der Förderschnecke 3 trägt axial verschiebbar eine Kupplungsscheibe 5, die wahlweise für den Stillstand der Förderschnecke 3 mit einer Elektromagnetbremse 6 oder für den Antrieb der Förderschnecke 3 mit einer von einem Elektromotor 22 angetriebenen Mitnehmerscheibe 7 einer Elektromagnetkupplung in Eingriff gebracht werden kann.
Zum Steuern der Förderschnecke 3 in der Weise, dass diese für jeden Abmessvorgang eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen ausführt, ist deren Antriebswelle 4 ein Impulsgeber 8 zugeordnet, dessen Impulse über einen Verstärker 9 einer Zähleinrichtung 10 zugeleitet werden. Der Impulsgeber 8 ist so ausgelegt, dass er je Umdrehung der Antriebswelle 4 eine bestimmte Anzahl elektrischer Impulse erzeugt.
Zu diesem Zweck besteht der Impulsgeber aus einer auf der genannten Welle 4 befestigten Scheibe 11, die an ihrem Umfang in gleichen Winkelabständen eine Anzahl Unterbrechungen in Form von Bohrungen 12 (Fig. 2) oder Aussparungen 13 (Fig. 3) aufweist, sowie aus einer nachstehend erläuterten photoelektrischen oder induktiven Tasteinrichtung, welche der Scheibe 11 derart zugeordnet ist, dass sie beim Umlauf der Scheibe 11 im Augenblick des Durchgangs einer Bohrung 12 oder einer Aussparung 13 durch den Tastbereich anspricht.
Diese Tasteinrichtung besteht gemäss Fig. 2 aus einer Lichtschranke mit Lichtquelle 14 und Photozelle 15, so dass dann, wenn Licht von der Lichtquelle 14 aus durch die durchlaufenden Bohrungen 12 der Scheibe 11 auf die Photozelle 15 auftrifft, jeweils ein Stromstoss erzeugt wird. Demgegenüber arbeitet die Tasteinrichtung gemäss Fig. 3 induktiv in der Weise, dass eine elektrisch erregte Primärspule 16 in einer gegenüberstehenden Sekundärspule 17 beim Durchlauf einer Aussparung 13 der Scheibe 11 durch den Spalt der beiden Anker 18, 19 dieser Spulen 16, 17 einen Stromstoss induziert.
Eine Unterbrechung dieser Induktion erfolgt dann, wenn eine zwischen je zwei Aussparungen 13 verbliebene Fahne 20 der aus magnetisch leitendem Material bestehenden Scheibe 11 zwischen die beiden Anker 18, 19 gelangt, so dass das magnetische Kraftfeld der Spule 16 zur Spule 17 unterbrochen wird.
Die von der jeweiligen Tasteinrichtung in Abhängigkeit vom Umlauf der Antriebswelle 4 abge gebenen elektrischen Impulse werden in dem nach- geschalteten Verstärker 9 verstärkt und auf die Zähleinrichtung 10 gegeben. Diese Zähleinrichtung
10 ist in an sich bekannter Weise aufgebaut und so einstellbar, dass bei Erreichen einer bestimmten, wählbaren Summe von empfangenen Impulsen ein Schaltimpuls abgegeben wird. Dieser Schaltimpuls betätigt ein Relais 21, so dass der Stromkreis zu der Elektromagnetkupplung 7 unterbrochen und gleichzeitig die Elektromagnetbremse 6 zum Stillsetzen der Schneckenwelle 4 erregt wird. Ausserdem stellt bei der hierdurch bewirkten Beendigung des Abmessund Abfüllvorgangs das Relais 21 zur Vorbereitung eines neuen Abmessvorgangs die Zähleinrichtung 10 auf Null zurück.
Ein neuer Abmessvorgang wird dann durch Umschalten des Relais 21 eingeleitet.
Zur Erzeugung der Impulse können selbstverständlich auch sonstige induktiv arbeitende oder kapazitiv wirksame Impulsgeber verwendet werden.
Als Zähleinrichtung 10 findet infolge der erforderlichen hohen Zählgeschwindigkeit vorzugsweise eine elektronisch arbeitende, an sich bekannte Zähleinrichtung mit drei Zähldekaden Verwendung.
Für den intermittierenden Antrieb der Schnecke 3 könnte anstelle einer Kupplung auch unmittelbar der Antriebsmotor geschaltet werden, sofern dieser eine entsprechende Schalthäufigkeit zulässt.
Control device for screw metering machines
The invention relates to a control device for metering machines in which the material to be metered is measured out by means of a screw conveyor and in which the measured quantities are directly dependent on the number of rotations of the screw conveyor.
In a known metering machine of this type, an electrical contactor is provided to automatically switch off the drive of the metering screw after a desired number of revolutions, which is moved from an initial position against an adjustable fixed contact depending on the number of screw revolutions.
This contactor, which is connected to the worm shaft via a suitable gear and which covers a certain distance per worm revolution, switches off the worm drive when it comes into contact with the fixed contact. To prepare for a new dimension, it is then returned to its original position.
In another known metering device, a continuously adjustable friction gear is connected to the worm shaft, the driven wheel of which gives an impulse to release a clutch arranged between the worm and the drive motor after a full revolution. To set a specific dosing volume, the driven wheel is adjustable radially to the axis of rotation of the driving wheel, so that the number of revolutions of the screw per filling can be selected within certain limits compared to the one control revolution of the driven wheel.
However, these arrangements have the disadvantage that due to the inevitable backlash in one case and the slip in the other between the individual gear members of the control devices, the weight values of the measured quantities are within a relatively wide range.
In order to avoid these disadvantages, according to the invention, the measuring or metering screw is assigned a pulse generator which generates a number of pulses for each screw revolution and sends them to a counting device that interrupts the drive of said screw when a certain selectable sum of pulses is reached.
The pulse generator preferably comprises an interrupter element connected to the shaft of the worm and rotating with it, e.g. B. in the form of a disc, which has a number of recesses at uniform angular intervals on its circumference and a stationary inductive, capacitive or photoelectrically acting sensing device assigned to this interrupter element, which generates a pulse as the interrupter element rotates with each interrupted interruption.
The fact that the disconnection time of the screw conveyor drive is determined by the position of the screw conveyor that is directly touched, whereby the screw is not controlled by any control parts that work with an uncontrollable time shift and driven by the screw, the metering accuracy depends only on the number of times per revolution of the interrupter element Pulse generator generated pulses. However, due to the high counting speeds that are possible with modern counting devices, this number of pulses per revolution can be selected to be so large that the weight accuracy of the measured quantities of material to be metered is very high.
The invention is illustrated below by means of preferred exemplary embodiments and more schematically
Drawings explained in more detail. It shows:
1 shows an overview sketch of a metering machine with the control device according to the invention,
Fig. 2 shows a photoelectric pulse generator and
3 shows an inductive pulse generator, each in a perspective view.
A screw conveyor 3 is rotatably arranged within a filler neck 1, which connects to the outlet of a storage hopper 2. The drive shaft 4 of the screw conveyor 3 carries an axially displaceable clutch disc 5, which can be brought into engagement either with an electromagnetic brake 6 for the standstill of the screw conveyor 3 or with a drive disk 7 of an electromagnetic clutch driven by an electric motor 22 to drive the screw conveyor 3.
To control the screw conveyor 3 in such a way that it executes a certain number of revolutions for each measuring process, its drive shaft 4 is assigned a pulse generator 8, the pulses of which are fed to a counting device 10 via an amplifier 9. The pulse generator 8 is designed so that it generates a certain number of electrical pulses per revolution of the drive shaft 4.
For this purpose, the pulse generator consists of a disk 11 fastened on said shaft 4, which has a number of interruptions in the form of bores 12 (FIG. 2) or recesses 13 (FIG. 3) on its circumference at equal angular intervals, Photoelectric or inductive sensing device explained below, which is assigned to the disk 11 in such a way that it responds when the disk 11 rotates at the moment a hole 12 or a recess 13 passes through the sensing area.
According to FIG. 2, this sensing device consists of a light barrier with a light source 14 and a photocell 15, so that when light from the light source 14 hits the photocell 15 through the bores 12 of the disc 11, a current surge is generated. In contrast, the sensing device according to FIG. 3 operates inductively in such a way that an electrically excited primary coil 16 induces a current surge in an opposing secondary coil 17 when it passes through a recess 13 of the disc 11 through the gap between the two armatures 18, 19 of these coils 16, 17.
This induction is interrupted when a flag 20 of the magnetically conductive material disc 11, which remains between two recesses 13, reaches between the two armatures 18, 19, so that the magnetic force field of the coil 16 to the coil 17 is interrupted.
The electrical pulses emitted by the respective sensing device as a function of the rotation of the drive shaft 4 are amplified in the downstream amplifier 9 and sent to the counting device 10. This counter
10 is constructed in a manner known per se and can be set in such a way that a switching pulse is emitted when a specific, selectable sum of received pulses is reached. This switching pulse actuates a relay 21, so that the circuit to the electromagnetic clutch 7 is interrupted and the electromagnetic brake 6 is simultaneously excited to stop the worm shaft 4. In addition, when the resultant termination of the measuring and filling process, the relay 21 resets the counting device 10 to zero in preparation for a new measuring process.
A new measuring process is then initiated by switching over the relay 21.
Other inductively or capacitively effective pulse generators can of course also be used to generate the pulses.
Because of the required high counting speed, an electronically operating, per se known counting device with three counting decades is used as the counting device 10.
For the intermittent drive of the worm 3, instead of a clutch, the drive motor could also be switched directly, provided that it allows a corresponding switching frequency.