CH686231A5

CH686231A5 - Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine

Info

Publication number: CH686231A5
Application number: CH102594A
Authority: CH
Inventors: Thomas Fritsche; Juergen Hoerig
Original assignee: Heidenauer Maschf Gmbh
Priority date: 1993-05-04
Filing date: 1994-04-07
Publication date: 1996-02-15
Also published as: ITRM940263A0; DE4314413A1; IT1272229B; DE4314413C2; ITRM940263A1

Description

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CH 686 231 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschik-ken einer Walzenreibmaschine, bei dem ein über einem Einzugswalzenpaar angeordneter Einschüttkasten aus einem Trichter mit Verarbeitungsgut versorgt wird, wobei die Klappe des Trichters zu diesem Zwecke periodisch öffnet und der Füllstand des Einschüttkastens ständig überwacht wird.

Walzenreibmaschinen, wie sie zum Verarbeiten von dispersen Massen, wie z.B. von Schokoladenmassen, eingesetzt werden, weisen ebenso wie Müllerei-Walzenstühle in der Regel im Zuge der Verarbeitungsgutzufuhr eine meist als Trichter oder Bunker ausgebildete Verarbeitungsgut-Bereitstellung auf, dem ein Einzugs- oder Speisewalzenpaar nachgeordnet ist. Das Einzugs- oder Speisewalzenpaar dosiert das Verarbeitungsgut, das in der Regel zu den nachfolgenden Walzen gelangt. Vor dem Einzugs- oder Speisewalzenpaar staut sich das Verarbeitungsgut in einem sogenannten Zulaufoder Einschüttkasten. Dabei darf der Füllungsgrad des Einschüttkasten ein Minimum nicht unterschreiten, um die Gefahr des Trockenlaufs der nachfolgenden Walzen auszuschliessen. Das Überschreiten eines maximalen Füllstandes würde durch ab-fliessendes Verarbeitungsgut zu Verlusten führen. Zum Gewährleisten dieser Randbedingungen sind unterschiedliche Mittel vorgesehen. Sowie in dem DE-GM 8 614 505 als auch in der DE-OS 340 732 wird auf mechanischem Weg der Füllungsgrad des Einschüttkasten erfasst und auf dieser Grundlage die Drehzahl der Speisewalzen verändert und somit der Durchsatz angepasst. Diese Lösung bleibt auf die Müllerei beschränkt. Eine Anwendung in der Schokoladen- oder Farbenherstellung ist nicht möglich, da hier eine ausgesprochene Feinverreibung von dispersen Massen vorliegt und die Qualität des Endproduktes, insbesondere die Grösse der Partikel, stark vom Durchsatz abhängt.

Aus der DE-OS 3 022 564 ist ein einstellbarer Dosierschieber bekannt, der den Verarbeitungsgutstrom aus dem Trichter zum Einzugswalzenpaar bestimmt. Die Öffnungsweite des Dosierschiebers wird durch eine mechanisch-pneumatische Regelung bestimmt.

In der DD-PS 233 928 nunmehr wird eine Lösung zum Konstanthalten des Füllstandes vorgestellt, die speziell für Walzenreibmaschinen zum Feinverreiben von Schokolade entwickelt wurde. Dabei wird ein Einschüttkasten in Form einer Schokoladenmassenaufnahmekammer beschrieben, in die eine bewegliche Wand integriert ist. Diese Wand verändert unter den Druck der Schokoladenmasse ihre Lage. Damit werden mechanische und pneumatische Mittel angesprochen, durch die der Füllstand in der Schokoladenmassenaufnahmekammer geregelt wird.

Diese Lösung ist sehr kompliziert und setzt eine Vielzahl mechanischer und pneumatischer Bauelemente voraus.

Eine andere, weit verbreitete Lösung besteht darin, dass der Trichter mit einer periodisch öffnenden Klappe versehen ist. Die Öffnungsweite der Klappe wird je nach Art und Konsistenz des Verarbeitungsgutes festgelegt. In einer weitgehenden automatisierten Variante dieser Lösung ist ein Vorwahlspeicher vorgesehen, in dem die Einstellungen des Öffnungswinkels der Klappe auf das Verarbeitungsgut bezogen gespeichert sind. Zu Beginn der Bearbeitung wird der Code für die zu verarbeitende Masse eingestellt und damit die Öffnungsweite der Klappe festgelegt. Die Klappe öffnet periodisch und füllt den Einschüttkasten. Über Sensoren wird der Füllstand erfasst. Bei Überschreitung des Maximums bleibt die Klappe geschlossen und öffnet erst wieder, wenn der Sensor eine Unterschreitung des Minimums signalisiert.

Nachteilig hierbei ist, dass der Füllstand in sehr weit entfernten Grenzen schwankt, da über den Vorwahlspeicher nur die für das Verarbeitungsgut typischen Eigenschaften erfasst werden können und Abweichungen davon nicht erfassbar sind. Der Druck, der durch den unterschiedlichen Füllungsgrad des Trichters auf die Klappe wirkt, beeinflusst zusätzlich den Durchsatz und damit die Schwankungsbreite des Füllstandes im Einschüttkasten.

Der Stand des Verarbeitungsgutes im Einschüttkasten wiederum hat einen bedeutenden Einfluss auf die Qualität des Verarbeitungsprozesses. Bei Maximalstand der zu verabeitenden Masse im Einschüttkasten wird der hydrostatische Druck auf den Walzenspalt sehr hoch, bei Niedrigstand wird er minimiert, so dass hier wieder stark schwankende Durchsätze auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine zu entwickeln, durch das die Füllstands-Schwankungen des Verarbeitungsgutes im Einschüttkasten in sehr engen Grenzen gehalten werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des 1. Anspruchs genannten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemässe Lösung hat den Vorteil, dass die Schwankungsbreite des Füllstandes im Einschüttkasten deutlich gesenkt werden kann. Durch den dynamischen Vorwahlspeicher kann ein von äusseren Umständen unabhängiger Füllstand eingestellt werden, der wiederum auf die Qualität des Verarbeitungsproduktes einen positiven Einfluss hat. Die Walzenreibmaschine wird dadurch wesentlich bedienerfreundlicher.

Das Verfahren soll nun an Hand eines nachfolgenden Beispieles näher erläutert werden.

Die dazugehörigen Zeichnungen haben folgende Bedeutung:

Fig. 1: Darstellung des Trichters mit dem zugeordneten Einzugswalzenpaar

Fig. 2: Prinzipdarstellung des erfindungsgemäs-sen Verfahrens

Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, ist auf einem Gestell 1 ein Trichter 2 angeordnet. Dieser weist an seinem unteren Ende eine durch eine Klappe 3 ver-schliessbare Öffnung auf. Die Klappe 3 wird durch einen Klappenantrieb 4 in Form eines Arbeitszylinders um den Drehpunkt A bewegt. Im Bereich des Drehpunktes A ist ein vorzugsweise als Inkremen-

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talgeber ausgeführter Impulsgeber 5 zum Erfassen des Drehwinkels der Klappe 3 angeordnet.

Am Trichter 2 ist ein Maximum-Sensor 6 zum Erfassen des maximalen Füllstandes und ein Minimum-Sensor 7 zum Erfassen des minimalen Füllstandes angeordnet. Beide sind vorzugsweise als optische Sensoren ausgeführt.

Unterhalb des Gestells 1 befindet sich ein Einzugswalzenpaar 8 mit dem Walzenspalt 9. Auf dem Walzenspalt 9 ist ein Einschüttkasten 10 aufgesetzt.

An Hand der Fig. 2 soll nun das erfindungsge-mässe Verfahren erläutert werden. Der Vorwahlspeicher wird beim Start der Walzenreibmaschine auf den kleinsten Betrag für den Klappenöffnungswinkel gesetzt. Maximum-Sensor 6 und Minimum-Sensor 7 erfassen permanent den Füllstand des Einschüttkastens 10.

Am Beginn des Zyklus' (Maschinenstart) wird der kleinste Betrag für den Klappenöffnungswinkel aus einem hier nicht dargestellten Festwertspeicher in den Vorwahlspeicher geladen und über den Minimum-Sensor 7 der Befehl zum Öffnen der Klappe 3 gegeben. Die Klappe 3 öffnet um diesen Betrag.

Dabei erfasst der Impulsgeber 5 den Öffnungswinkel der Klappe 3, indem er Zählimpulse an den Zähler sendet, bis der Zählerinhalt dem Inhalt des Vorwahlspeichers entspricht. Das wird durch den Vergleicher erkannt. Der Vergleicher setzt dann den Klappenantrieb zurück.

Nach Ablauf dieser Klappenöffnungsroutine wird der Minimum-Sensor 7 abgefragt, ob der minimale Füllstand im Einschüttkasten 10 überschritten ist. Die Abfrage wird so eingestellt, dass zwischen dem Schliessen der Klappe 3 und dem Signal des Mini-mum-Sensor 7 in diesem Anwendungsfall etwa 10 Sekunden vergehen, um eine Verteilung des Verarbeitungsgutes im Einschüttkasten 10 zu ermöglichen und so fehlerhafte Signale auszuschliessen.

Ist der minimale Füllstand noch nicht erreicht, das heisst, der Minimum-Sensor 7 gibt ein NEIN-Si-gnal, was in der Anlaufphase der Walzenreibmaschine die Regel sein wird, so wird im Vorwahlspeicher der Betrag für den Klappenöffnungswinkel um einen konstanten Betrag erhöht. Dieser wird auf Grund der konstruktiven Gegebenheiten an der Maschine, insbesondere an der Klappe, und dem Bestimmungszweck der Maschine festgelegt. Der Öffnungswinkel des folgenden Zyklus' setzt sich nunmehr aus den Betrag des vorhergehenden Zyklus' und diesem Erhöhungsbetrag zusammen. Der Zyklus beginnt neu.

Die Zyklen werden so lange wiederholt, bis der minimale Füllstand im Einschüttkasten 10 überschritten ist. Damit vergrössert sich der Klappenöffnungswinkel nicht mehr und der für dieses Verarbeitungsgut optimale Öffnungswinkel ist erreicht.

Sollte auf Grund äusserer Einflüsse, z.B. einem durch Änderung der Viskosität der Schokoladenmasse oder dem Füllstand des Trichters bedingtem schwächeren Ausfluss aus dem Trichter, im Verlauf des Produktionsprozesses der minimale Füllstand unterschritten werden, so setzt der Regelmechanismus erneut ein.

Das gleiche geschieht, wenn der Maximum-Sensor 6 ein JA-Signal gibt und damit anzeigt, dass der maximale Füllstand überschritten wird. Hier wird dann der Klappenöffnungswinkel um den konstanten Betrag auf die beschriebene Weise so lange gemindert, bis der Füllstand unter die Maximum-Lage gesunken ist.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine, bei dem ein über einem Einzugswalzenpaar angeordneter Einschüttkasten aus einem Trichter mit Verarbeitungsgut versorgt wird, wobei die Klappe des Trichters zu diesem Zwecke periodisch öffnet und der Füllstand des Einschüttkastens ständig überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Klappenöffnungszyklus der Füllstand abgefragt, bei Unterschreitung eines minimalen Füllstandes ein konstanter Betrag addiert wird und diese Summe für den jeweils folgenden Klappenöffnungszyklus als Äquivalent für den Klappenöffnungswinkel dient, bei einem JA-Signal eines Maximum-Sensors (6) ebenfalls so verfahren wird, wobei der konstante Betrag dann subtrahiert wird und die Differenz für den jeweils folgenden Klappenöffnungszyklus als Äquivalent für den Klappenöffnungswinkel dient.

2. Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Start der Maschine der kleinste Betrag für den Klappenöffnungswinkel aus einem hier nicht dargestellten Festwertspeicher in den Vorwahlspeicher geladen und über dem Minimum-Sensor 7 der Befehl zum Öffnen der Klappe 3 gegeben wird.

3. Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstand im Einschüttkasten (10) erst nach einer einstellbaren Verzögerung nach dem Schliessen der Klappe (3) erfasst wird.

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