CH459591A - Differentialsteuerung zum automatischen Ausgleich der Dichteschwankungen des Abfüllmittels in einer Dosiermaschine - Google Patents

Description

  
 



  Differentialsteuerung zum automatischen Ausgleich der Dichteschwankungen des Abfüllmittels in einer Dosiermaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Differentialsteuerung zum automatischen Ausgleich der Dichteschwankungen des Abfüllmittels in einer Dosiermaschine, und zwar hat diese Steuervorrichtung die Aufgabe, die Dichtigkeitsschwankungen des Abfüllmittels infolge seiner Temperaturänderungen auszugleichen.



   Der oben beschriebene Erfindungsgegenstand kann insbesonders in Dosiermaschinen mit drehbarer Säule und einer Mehrzahl von Dosiervorrichtungen Verwendung finden, welche jeweils aus einem Zylinder und einem darin beweglichen abgedichteten Kolben bestehen, welcher von einer mit ihm verbundenen, axial beweglichen und am oberen Ende mit einer ortsfesten, jedoch zur Säulenachse schrägstellbaren Kurvenscheibe eingreifenden Kolbenstange angetrieben wird. Bei dieser Maschine ist es daher möglich, den Kolbenhub durch eine entsprechende Neigung der Kurvenscheibenebene zu verändern. Während der Drehung des Kopfes, auf dem die Dosierelemente angeordnet sind, bewegt sich das obere auf der Kurvenscheibe umlaufende Ende der Kolbenstange von einem unteren zu einem diametral gegenüberliegenden oberen Punkt.



   Im Laufe des Arbeitsspiels erfolgt daher während einer Drehung des Kopfes von   1800    das Ansaugen des Mittels, in diesem Fall eine Flüssigkeit, und während der weiteren Drehung um 1800 die Ausstossung desselben.



  Jeder Zylinder ist mit einem Ansaugventil versehen, welches unmittelbar bei Einsetzen des Ansaugvorganges ge öffnet und nach erfolgter Kopfdrehung um 1800 wieder geschlossen wird, und zwar in dem Augenblick, in dem ein zweites Ventil geöffnet wird, welches die Flüssigkeit in entsprechende, mit einer Förderkette oder einem anderen Transportmittel unter die genannten Dosiervorrichtungen gebrachte Behälter auslaufen lässt.



   Die Differentialsteuerung zum automatischen Ausgleich der Dichteschwankungen des Abfüllmittels in einer Dosiermaschine mit rotierendem Kopf und über eine schrägstellbare Kurvenbahn steuerbare Dosiervorrichtungen ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass sie ein mechanisches Element aufweist, das mit einer Steuerkurvenscheibe der Dosiervorrichtung so in Eingriff steht, dass es in Abhängigkeit von oberhalb von ihm angeordneten Mitteln zur Umwandlung der Temperaturschwankungen der zu dosierenden Flüssigkeit in Bewegungen des genannten Elementes die Kurvenscheibe mehr oder weniger neigt, wobei dieses Element so ausgebildet ist, dass es zusätzliche, von physikalischen Kenngrössen sowohl der Flüssigkeit als auch der Maschinenteile, welche den Dosiervorgang beeinflussen, abhängige Verschiebungen bewirkt.



   Dieses mechanische Organ könnte vorteilhafterweise aus einer Kurvenscheibe bestehen und Mittel aufweisen, welche die Temperaturschwankungen in Verschiebungen dieses Organs umwandeln, sowie eine elektromechanische Vorrichtung, welche Mittel zur direkten Messung der Temperatur des zu dosierenden Mittels enthält, die die Temperaturschwankungen in Veränderungen elektrischer Regelgrössen umwandeln, sowie Mittel, welche letztere in mechanische Verschiebungen umformen, aufweisen.

   Die auf die schrägstellbare Kurvenbahn einwirkende Vorrichtung weist vorteilhafterweise eine umlaufende Welle, Mittel, welche die Umdrehungen der Welle vorzugsweise in eine Vorschubbewegung umwandeln und mit der genannten Kurvenscheibe in Eingriff stehen, ein auf dieser Welle befestigtes Gehäuse mit einer Massskala zur Anzeige der Wellendrehzahl, sowie von Hand betätigbare Mittel auf, um die Welle durch eine auf die Buchse ausgeübte Drehwirkung in Umdrehung zu versetzen, wobei mindestens eine Rotationsmöglichkeit für das Gehäuse in Abhängigkeit mindestens einer Verbindung derselben mit der Kurvenscheibe vorgesehen ist. Das Profil dieser Kurvenbahn ist unter Beachtung der obengenannten physikalischen Eigenschaften des Abfüllmittels und der Dosierorgane verwirklicht worden. Eigenschaften, welche vorwiegend von den Temperaturschwankungen abhängige Kenngrössen sind.

   Diese Kurvenscheibe ist ausserdem mit einer elektromechanischen Vorrichtung verbunden, welche dieselbe beim Auftreten von Temperaturschwan  kungen des zu dosierenden Erzeugnisses in Umdrehung oder Bewegung setzt. Was den schon im wesentlichen bekannten Teil betrifft, besteht diese praktisch elektronische Vorrichtung aus einer Modulationsröhre (Typ (N), wie sie zum Beispiel von der Firma Controlli Elettromeccanici S. p. A., Genua, hergestellt wird, und umfasst unter anderem auch einen in die Flüssigkeit eingetauchten Thermistor, welcher eine elektronische   tZber-    wachungsvorrichtung steuert, die dazu dient, eine Welle,   auf welcher die genannte programmierte T Kurvenscheibe    befestigt ist, über ein Untersetzungsgetriebe in Umdrehung zu versetzen.



   Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Differentialsteuerung nach der Erfindung beschrieben, welche beispielsweise an Hand der beigelegten Zeichnung näher erläutert wird.



   Dabei   zeigen:-   
Fig. 1 eine Differentialsteuerung, welche an einer drehbaren Dosiersäule angebracht ist, in schematischer perspektivischer Darstellung und der Einfachheit halber in verkleinertem Massstab, welche Dosiersäule mit einer gestrichelten Linie abgegrenzt ist;
Fig. 2 einen Ausschnitt der Säule von Fig. 1 in vergrössertem Massstab, welcher die Eingriffsmittel des oberen Endes der Kolbenstange einer Dosiervorrichtung mit der schrägstellbaren Kurvenscheibe darstellt. Mit Bezug auf die Abbildungen, umfasst die Säule 1 eine rotierende Welle 2, an deren Unterseite strahlenförmig eine Vielzahl von Zylindern 3 angebracht ist, welche jeweils an den Boden eines mit der genannten Hauptantriebswelle verbundenen und mit einer einfachen Linie angedeuteten Behälters 4 angeflanscht sind.

   Mit der unteren Verlängerung der Welle ist ausserdem ein Zahnrad 5 verbunden, das mit einer Kette 6 zum Transport der Behälter 7 eingreift, welche von der Vorrichtung unter die oben genannten Zylinder geleitet werden, um mit einer bestimmten Menge des Erzeugnisses, im vorliegenden Fall der in der Wanne 4 enthaltenen Flüssigkeit abgefüllt zu werden. In diesen Zylindern kann eine Mehrzahl von abgedichteten Kolben 8 laufen, welche jeweils mit einer Stange 9 verbunden sind, die vertikal verschiebbar und axial in ihrem Lager 10 geführt ist, und deren oberes Ende 11 eine Führungsrolle 12 mit balliger Aussenfläche aufweist, welche mit der um eine Achse 14 parallel zur unteren Fördervorrichtung schrägstellbaren Kurvenscheibe 13 in Eingriff steht; der Deutlichkeit halber sind nur zwei Kolbenstangen 9 ganz dargestellt.



  Die Führungsrolle 12 wird mittels des Stifts 12a und des Sicherungsbolzens   1 2b    in bekannter Weise an das Ende 11 der Stange 9 befestigt. Auf der diametral der Rotationsachse 14 gegenüberliegenden Seite steht die Kurvenscheibe 13 mit einer zwei Führungsstiften 16, 17 zugeordneten Stange 15 in Eingriff, wobei die Führungsstifte mit gabelförmigen Elementen 18 und 19 zum Ausgleich der während der Drehbewegung der Kurvenscheibe 13 auftretenden Verschiebungen der Stange 15 versehen sind. Diese in 20, 21, 22 und 23 axial geführten Stangen 16, 17 sind bei 24 und 25 verzahnt und stehen an diesen Stellen mit zwei Zahnrädern 26, 27 in Eingriff, welche an einem bei 29, 30 auf dem nicht dargestellten Gestell gelagerten Welle 28 befestigt sind und um ihre eigene Achse rotieren können.

   Am einen Ende der Welle 28 ist ein drehbares und ebenfalls bei 32 im Gestell gelagertes Gehäuse 31 befestigt. Dies weist einen Arm 33 auf, dessen Zapfen 34 mit einer Kurvenscheibe 35 in Eingriff steht. In diesem Gehäuse 31 ist eine endlose Schnecke 36 eingebaut, welche sich in 37 und 38 abstützt und mittels eines Handrads 39 betätigt werden kann. Die Schnecke 36 steht mit einem Zahnrad 40 in Eingriff, welches auf der Welle 28 befestigt ist, an die ein vor der von dem Gehäuse 31 dargestellten Messskala 42 angeordneter Zeiger 41 befestigt ist. Aus der Beschreibung geht hervor, dass der Neigungswinkel der Kurvenscheibe 13 durch Drehen des Handrads 39 so verändert werden kann, dass der effektive Hub der Kolben 8 innerhalb ihrer Zylinder 3, wie eingangs erwähnt, während der Drehung des Dosierkopfes 1 eingestellt werden kann.

   Diese Einstellung erfolgt, um die Maschine auf eine bestimmte Dosiermenge zu regulieren. Die genannte Kurvenscheibe 35 ist auf einer Welle 43 befestigt, welche aus einer im wesentlichen bekannten Vorrichtung hervorragt, die einen nicht dargestellten Elektromotor zur Steuerung der Welle umfasst, der von einer bekannten elektronischen Vorrichtung gesteuert wird, die unter anderem an sich bekannte Verstärkungsmittel 45 enthält, die von einer, einem Thermistor zugeordneter Temperatursonde 46 gesteuert werden, welch letztere in der in der Wanne 4 enthaltenen Flüssigkeit eingetaucht ist.



   Die ganz allgemein mit 44 bezeichnete Vorrichtung ist so ausgelegt, dass die Umdrehungen der Kurvenscheibe 35 im wesentlichen den Temperaturschwankungen der Flüssigkeit proportional sind. Das kurvenförmige in die Kurvenscheibe 35 eingenutete Profil 135 wird entweder im voraus kalkuliert bzw. empirisch errechnet, wobei sowohl die Wärmeausdehnung der Dosierorgane als auch der physischen Kennzeichen des Produktes, wie zum Beispiel die Dichte und Viskosität, die bekanntlich von der Temperatur abhängig sind, in Betracht gezogen werden. Zur Bestimmung des Kurvenprofils 35 wird daher eine ganze Reihe von Kenngrössen herangezogen, welche sich während der Drehung der Kurve auf das Gehäuse 31 auswirken und dabei die Vorrichtung Gehäuse 31, Welle 28, in ihrer Gesamtheit und infolgedessen die Kurvenscheibe 13 zur Steuerung der Dosiervorrichtungen um kleine Korrekturbeträge weiterdrehen.

   Die Welle 43 ist ausserdem mit einem vor einer ortsfesten   Masts skala    48 angebrachten Zeiger 47 verbunden, auf der die Ausgleichs änderungen angezeigt werden. Es ist ausserdem die Möglichkeit vorgesehen, die Kurvenscheibe 35 mit bekannten Mitteln von Hand zu verdrehen.



   Es ist auch eine Variante denkbar, bei der die Kurvenscheibe 35 von unmittelbar durch die Dichteänderungen der Flüssigkeit gesteuerten Mitteln angetrieben wird.



   Der Neigungswinkel der genannten Kurvenscheibe kann um geringe bogenförmige   Korrekturbeträge    ver ändert werden, auch wenn die Maschine schon auf ein bestimmtes Verpackungsformat oder Flüssigkeitsvolumen voreingestellt worden ist.



   Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass die beschriebene Vorrichtung in einer einzigen Steuerung eine Mehrzahl von   Keungrössen    einbezieht, um gleichzeitig die Dichteschwankungen des Mittels, sowie die Volumenänderungen der Dosiermenge infolge der Wär  meausdehnungskoefiizienten    des Dosierkopfes auszugleichen. Es geht ferner hervor, dass die beschriebene Vorrichtung je nach den verschiedenen Verpackungsgrössen von Hand eingestellt werden kann und dadurch auch die Maschine jeweils auf das gewünschte Dosiervolumen voreingestellt werden kann.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Differentialsteuerung zum automatischen Ausgleich der Dichteschwankungen des Abfüllmittels in einer Dosiermaschine mit rotierendem Kopf und über eine schrägstellbare Kurvenbahn steuerbare Dosiervorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein mechanisches Element (12) aufweist, das mit einer Steuerkurvenscheibe (13) der Dosiervorrichtungen (3) so in Eingriff steht, dass es in Abhängigkeit von oberhalb von ihm angeordneten Mitteln (44) zur Umwandlung der Temperaturschwankungen der zu dosierenden Flüssigkeit in Bewegungen des genannten Elementes (12) die Kurvenscheibe (13) mehr oder weniger neigt, wobei dieses Element (12) so ausgebildet ist, dass es zusätzliche von physikalischen Kenngrössen sowohl der Flüssigkeit als auch der Maschinenteile (38), welche den Dosiervorgang beeinflussen, abhängige Verschiebungen bewirkt.

   UNTERANSPROCHE 1. Differentialsteuerung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte mechanische Element (12) unmittelbar auf die Kurvenscheibe (13) einwirkt und dass die Mittel, welche die Temperaturschwankungen in Verschiebungen dieser Scheibe (13) umwandeln, aus einer elektromechanischen Vorrichtung (44) bestehen, welche Mittel (46) zur Direktablesung der Temperatur des zu dosierenden Erzeugnisses sowie Mittel (45), welche die Temperaturschwankungen in Veränderungen elektrischer Grössen umwandeln, umfassen sowie Mittel (35), (135), (33), (28), (27), (24), (25), (16), (17), (15), welche die letzteren in mechanische Bewegungen der Kurvenscheibe (13) umwandeln.

   2. Differentialsteuerung nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die schrägstellbare Kurvenscheibe des Dosierkopfes einwirkende Vorrichtung eine rotierende Welle (15) aufweist, Mittel (18, 19), welche die Drehbewegung der Welle vorzugsweise in eine Vorschubbewegung umwandeln und mit der genannten Kurvenscheibe (13) in Eingriff stehen, ein auf der Welle (28) befestigtes Gehäuse (31) mit einer Skala (42) zur Anzeige der Wellendrehzahl sowie von Hand betätigbare Mittel (39, 36, 40), die die Welle (28) durch eine auf das Gehäuse (31) ausgeübte Drehwirkung in Umdrehung versetzen, wobei mindestens eine Verbindung (33) derselben (31) mit der Kurvenscheibe (35) vorgesehen ist, deren kurvenförmiges Profil (135) eine Anpassung an die genannten physikalischen Eigenschaften des Mittels und die Dosiervorrichtungen zu erreichen erlaubt,

   wobei diese Kurvenscheibe (35) mit einer elektromechanischen Vorrichtung (44) verbunden ist, welche dieselbe bei Auftreten von Temperaturschwankungen des zu dosierenden Erzeugnisses in Umdrehung oder Bewegung setzt.

   3. Differentialsteuerung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturvorrichtung (44) ausserdem über direkt von den Dichtigkeitsänderungen des Produkts und auch von Hand steuerbare Mittel (39, 36, 40) betätigt werden kann.