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Maschine zum Abfüllen und Verpacken abgewogener Warenmengen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Maschine zum Abfüllen und Verpacken abgewogener Warenmengen,
insbesondere von sperrigen und scharfkantigen Schüttgütern, bestehend aus einem
schrittweise angetriebenen ersten Förderer für die leeren Packungen zu den einzelnen
Arbeitsstationen und aus einer oder mehreren Waagen für eine selbsttätige Wägung
des zu verpackenden Gutes, das mittels eines zweiten Förderers an die Füllstation
gebracht wird, wobei eine mit der Antriebswelle des ersten Förderers zusammenwirkende
Steuereinrichtung vorgesehen ist, die in vorbestimmten Zeitfolgen die Auslösungen
des Wägevorgangs, des Entleerens der Wiegebehälter und die Zu- und Abführung der
leeren und gefüllten Packungen steuert.
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Bei bekannten Ausführungsformen solcher Maschinen besteht der genannte
zweite Förderer aus einem Trichter od. dgl. Solche Fülltrichter neigen zu Verstopfung,
wenn die abgewogene und abgegebene Ware aus verhältnismäßig großen, scharfkantigen
Stücken, wie z. B. Zwieback, besteht, die sich im Trichter leicht verklemmen. Man
hat versucht, diesem Problem z. B. durch Schütteitrichter beizukommen, hatte aber
damit keinen nennenswerten Erfolg.
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Um der Neigung zur Trichterverstopfung zu begegnen erweist es sich
als notwendig, die abgewogene Warenmenge allmählich in die Verpackung einfallen
zu lassen. Erfindungsgemäß wird dies durch Verwendung eines bekannten Fördergurtes
erreicht, auf den die Warenmengen abgegeben werden und der mit solcher Geschwindigkeit
umläuft, daß die gewünschte Warenverteilung herbeigeführt wird.
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Zweck der Erfindung ist es, die Leistungsverminderung der Maschine
zu vermeiden, die entstehen würde, wenn die Rastdauer der Verpackung in der Füllstation
zu der Zeit hinzugerechnet werden müßte, die der Transport der abgewogenen Warenmenge
von der Waage zur Füllstation benötigt. Dadurch ermöglicht die Erfindung die Aufrechterhaltung
der vollen Verpackungsleistung der Maschine, obzwar die abgewogenen Mengen nicht
unmittelbar von der Wägeschale in die Verpackung abgekippt werden.
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Außerdem wird der Neigung der Ware zur Verstopfung der Einschüttöffnung
der Verpackung, die zu unvollständiger Füllung führen würde, wirksam begegner.
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Demgemäß besteht die Erfindung bei einer Maschine der eingangs genannten
Art darin, daß die Steuereinrichtung mit einer zusammen mit der genannten Antriebswelle
des ersten Förderers getriebenen, einen elektrischen Schalter steuernden Nockenscheibe
versehen ist, durch welche in Ab-
hängigkeit von einer vollendeten Wägung die Treibvorrichtung
der Antriebswelle beeinflußt und die Freigabe des Füllgutes von der Waage derart
gesteuert wird, daß die Förderzeit der zu füllenden Leerpackung zur Füllstation
wenig kleiner oder mindestens gleich ist der Zeit für die Förderung des abgewogenen
Gutes auf dem zweiten Förderer zur Füllstation.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in einer beispielsweisen Ausführungsform
an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Ansicht eines
rotierenden Förderers einer Verpackungsmaschine, in der durch eine Waage abgewogene
Mengen zu einer Füllstation am Förderer gebracht werden und Fig. 2 die elektrische
Anordnung, die zur Steuerung der Arbeitsweise der Verpackungsmaschine und der Waage
dient.
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Gemäß Fig. 1 wirkt ein Dreh arm 3 auf ein Malteserkreuz 2 am rotierenden
Förderer 1 von bekannter Bauart. Der Antrieb des Dreharmes 3 erfolgt von einer Hauptwelle
9 mittels eines Kegelradpaares 4, einer Welle 5, eines Kegelradpaares 6, einer Welle
7 und einer elektromagnetischen Kupplung 8. Wird das Solenoid 10 des Elektromagneten
der schematisch dargestellten Kupplung 8 erregt, dann wird die Welle 7 mit der Welle
9 der Maschine gekuppelt, so daß derDreharm 3 das Malteserkreuz2 und dementsprechend
auch den Förderer 1 gemäß
dem Pfeil stufenweise im entgegengesetzten
Uhrzeigersinn in Drehung versetzt. Bei der gezeichneten Ausführungsform dreht sich
der Förderer 1 bei jeder vollen Umdrehung des Dreharmes 3 um 900, es ist aber selbstverständlich
auch möglich, andere Winkeldrehungen zu erreichen, Der rotierende Förderer 1 ist
mit an sich bekannten Haltevorrichtungen 11 versehen, die zum Festhalten der Verpackungen
dienen.
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Bei der zeichnerisch dargestellten Anordnung ist angenommen, daß die
Verpackungen aus Säcken bestehen, die der StationI am rotierenden Förderer 1 zugebracht
werden, wo sie angehängt und sodann während des Transportes zur Station II an ihren
oberen Enden geöffnet werden, wo dann auch die unteren Böden ausgedehnt oder in
Viereckform aufgespreizt werden. Die Haltevorrichtungen 11 des Förderers 1 werden
mittels Gleitelemente 12 be tätigt, die in einer geschlossenen Kurvenbahn 13 geführt
sind.
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Wenn der aufgespreizte Sack die StationIII erreicht hat, wird er
mittels des Fühlers 14 abgetastet, der an die Steuereinrichtung 15 angeschlossen
ist, wie im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird.
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Die mit der Verpackungsmaschine zusammenwirkende und in der Zeichnung
schematisch angedeutete Waage 16 ist mit einer ebenfalls schematisch angedeuteten
Wägeschale 17 ausgestattet, die gekippt werden kann, so daß abgewogene Warenmengen
auf ein Förderband 18 gelangen, das sich mit vorbestimmter Geschwindigkeit bewegt
und die Warenmengen zur Füllstation IV bringt. Die an sich bekannte Waage besitzt
Kontakte 19, die sich schließen, wenn die vorgeschriebene Warenmenge auf die Wägeplatte
17 gelangt ist, und die von der Steuereinrichtung 15 zusammenwirken. Ein in die
Waage eingebauter und durch ein Solenoid 20 versinnbildllchter Elektromagnet steuert
die Wägeschale 17 in der Weise, daß, wenn der Stromkreis über das Solenoid 20 durch
die Steuereinrichtung 15 geschlossen wird, die Wägeschale 17 in eine Stellung gelangt,
in der die abgewogene Materialmenge auf das Förderband 18 abgleitet.
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Eine runde Nockenscheibe 21 mit einer Ausnehmung 22 ist auf der Welle
5 befestigt, die außerdem eine verstellbare Nockenscheibe mit einer Ausnehmung 24
trägt. Die Nockenscheiben 21, 23 zeigen die Winkelstellung der Welle 5 an und wirken
mit je einem Nockenstößel 25 bzw. 26 zusammen, die verschiedene Verrichtungen der
Steuervorrichtung 15 steuern, was im folgenden unter Hinweis auf die Fig. 1 und
2 noch näher beschrieben wird. Die letztere Figur zeigt die elektrische Steueranordnung
und die unmittelbar mit ihr zusammenwirkenden Teile. In der Fig. 2 sind die Kegelräder6
und die Welle 7 zwischen der Kupplung 8 und der Welle 5 mit ihren Nockenscheiben21,
23 als für das Verständnis unerheblich fortgelassen.
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Gemäß Fig. 2 bestehen die drei Fühler 14, 25 und 26 aus elektrischen
Schaltern mit Wechselkontakten, die mit Hilfe der Fühlerarme 28, 29 und 30 betätigt
werden.
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Im folgenden wird angenommen, daß sich die Hauptwelle der Maschine
kontinuierlich dreht. Der Malteserkreuzarm 3 und die Nockenscheiben 21, 23 befinden
sich in der gezeichneten Stellung, wenn der Verpackungsvorgang durch manuelles Schließen
des Anlaßschalterkontaktes 27 eingeleitet wird. Es wird
dabei ein zu einem Steuerrelais
K2 führender Stromkreis vom positiven Potential über den Kontakt 33 des Fühlers
25, die Kontakte 27, den Kontakt 31 des Fühlers 14 und die Wicklung des Steuerrelais
K 2 zum negativen Potential geschlossen. Das Relais2 zieht an und schließt einen
Selbsthaltestromkreis über die Kontakte 37 und den Fühlerkontakt 36 zum positiven
Potential. Gleichzeitig wird der Stromkreis der Wicklung 10 des Kupplungsmagneten
vom positiven Potential über die Kontakte 28 geschlossen, so daß die Welle 5 mit
der kontinuierlich rotierenden Hauptwelle 9 gekuppelt wird. Die Welle 5 beginnt
in der Pfeilrichtung zu rotieren und dreht die Nockenscheiben 21 und 23 in der gleichen
Richtung sowie den Malteserkreuzarm 3 im Uhrzeigersinn. Ein Sack an der Station
I wird dementsprechend zur Station II weiterbefördert. Wenn die Nockenscheibe 21
sich um einen bestimmten kleinen Winkel gedreht hat, verläßt der Fühlerarm 29 die
Ausnehmung 22 und folgt anstatt dessen dem Umfang der Nockenscheibe, so daß der
Kontakt 34 des Fühlers 25 mit dem Pluspol verbunden wird. Das Steuerrelais K2 verbleibt
noch im genannten Selbsthaltestromkreis erregt.
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Nach Drehung der Welle 5 um 900 ist ein Sack aus der Station I zur
Station II gelangt. Während der darauffolgenden Drehung der Welle 5 um 2700 gelangt
der Förderer 1 zum Stillstand, der Malteserkreuzarm 3 dreht sich aber in die Lage
gemäß Fig. 1 weiter, worauf sich dann ein gleicher Arbeitsvorgang wiederholt, so
daß der Sack während einer weiteren Drehung der Welle 5 um 900 zur Station III befördert
wird. Der Fühlerarm 28 des Fühlers 14 wird durch den aufgespreizten Sack selbst
betätigt, so daß der Zwischenkontakt des Fühlers den Kontakt 32 einschaltet. Bei
zeichnungsgemäßer Anordnung der Nockenscheibe 23 auf der Welle 5 wird der Fühlerarm
30 nach einer weiteren 900-Drehung der Welle 5 in die Ausnehmung 24 einfallen und
so den Selbsthaltestromkreis des Steuerrelais K 2 über die Kontakte 36 und 37 öffnen.
Das Relais wird dementsprechend stromlos gemacht und, wenn die Waage die vorgeschriebene
Warenmenge abgewogen hat, was durch die geschlossenen Kontakte 19 angezeigt wird,
dann schließt sich ein Stromkreis zum Abkippsteuerrelais K1 vom positiven Potential
über den Kontakt 35, die Diode 40 oder ein anderes Einweg-Leistungselement, die
Kontakte des Hauptschalters 27, den Fühlerkontakt 32, die Kontakte 39, die »Abwaage
beendet«-Kontakte 19 und die Relaiswicklung zum negativen Potential. Das Kupplungsrelais
10 ist noch erregt in einem Stromkreis, der vom Pluspol über den Kontakt 34 und
die Relaiswicklung zum Minuspol führt. Wenn das Relais1 anzieht, wird der Stromkreis
des Solenoids 20 der Waage mittels des Kontaktes 41 geschlossen, die Wägeschale
17 gekippt und die abgewogene Warenmenge auf das Förderband 18 gebracht, so daß
sie der Füllstation IV zugeführt wird. Das Relais K1 hält sich selbst durch den
Stromkreis, der vom Pluspol über die Kontakte 35, die Kontakte 44, die Diode 45,
die Kontakte 43 und seine Wicklung zum Minuspol führt. Gleichzeitig wird ein Stromkreis
zum Steuerrelais K 2 vom Pluspol über den Kontakt 35, die Kontakte 44, die Diode
46 und die Relaiswicklung zum Minuspol geschlossen. Da der Fühlerarm 30 während
der fortgesetzten Drehung der Welle 5 wiederum auf dem Umfang der Nockenscheibe23
läuft, ist der Haltestromkreis des Relais K1 durch den Kontakt 35 unterbrochen.
Vorher
wurde auch der Erregerstromkreis des Relais K 1 durch die
Kontaktel9 unterbrochen, nachdem die Wägeschale 17 abgekippt worden ist. Nach Entregung
des Relais kr wird der Kreis des Relais 20 geöffnet und die Wägeschale 17 in Wägestellung
gehalten. Während des restlichen Teiles der Umdrehung der Welle 5, vom Kippen der
Wägeschale 17 gerechnet, z. B. um 1800, wird die Ware zur Füllstation IV befördert.
Bei der nun anschließenden Umdrehung der Welle 5 sind die ersten 900 für die Beförderung
des Sackes von der StationIII zur Station IV vorgesehen; in dem Moment, in dem der
Sack bei der Station IV ankommt oder unmittelbar darauf erreicht die auf dem Transportband
18 befindliche Warenmenge die Füllstation IV und fällt in den Sack ab, der sodann
mittels des Förderbandes 47 aus der Verpackungsmaschine abtransportiert wird. Die
für die Beförderung der Ware auf dem Transportband 18 benötigte Zeit entspricht
bei der zeichnerisch dargestellten Ausführungsform der Anlage der Zeit, die die
Welle 5 für die Drehung um die letzten 1800 und die anschließenden ersten 900 benötigt.
Wird die Länge des Transportbandes verändert, z. B. verkürzt, dann muß selbstverständlich
auch die Nockenscheibe 23 entsprechend eingestellt werden.
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Falls der Wägevorgang nicht beendet ist, wenn ein Sack in StationIII
gebracht und der Fühlerarm 30 in der Ausnehmung 24 befindlich ist, dann wird der
rotierende Förderer 1 in der dargestellten Lage festgehalten. Die »Abwaage beendet«-Kontakte
19 sind nicht geschlossen, und das Relais kr wird dementsprechend nicht betätigt.
Dadurch wird das Relais K2 seine mit der WicklunglO des Kupplungs-Solenoids in Serie
geschalteten Kontakte 38 nicht schließen, und das Solenoid wird jetzt nur über den
Kontakt 34 erregt. Wenn die Welle 5 eine Umdrehung vollendet hat und der Malteserkreuzarm
3 die Drehung des rotierenden Förderers 1 um 900 ermöglicht, dann befindet sich
der Fühlerarm 29 in der Ausnehmung 22, wobei der Stromkreis des Kupplungs-Solenoids
mittels des Kontaktes 34 unterbrochen wird. Die Welle 5 wird abgekuppelt und steht
still. Wenn die Wägung der vorgeschriebenen Warenmenge beendet ist, werden die Kontakte
19 geschlossen, so daß der Stromkreis des Relais K1 vom Pluspol über den Kontakt
33, die Kontakte 27, den Kontakt32, die Kontakte39, die Kontaktel9 und die Relaiswicklung
zum Minuspol geschlossen wird. Das Relais K1 hält sich selbst über die Kontakte
43. Der Stromkreis des Wägeschalen-Relais 20 wird vom Pluspol über den Kontakt 41
geschlossen und dann die abgewogene Warenmenge auf das kontinuierlich laufende Transportband
18 befördert. Die Welle 5 darf zu diesem Zeitpunkt mit der Hauptwelle 9 nicht verbunden
sein, denn sonst könnte es geschehen, daß die auf dem Transportband befindliche
Warenmenge nicht in den an der Füllstation IV befindlichen Sack entleert und der
Sack daher dem Transportband 47 nur halbgefüllt oder leer zugebracht werden würde.
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Die Verbindung der Welle 5 mit der Hauptwelle 9 muß daher um eine
Zeitspanne verzögert werden, die der Drehung der Welle 5 um die letzten 1800 entspricht.
Diese Zeitverzögerung wird bei der dargestellten Ausführungsform der Anlage mittels
eines Gleichstrom-Relais K 3 bewirkt, das eine Auslösezeit entsprechend der Drehung
der Welle 5 um 1800 aufweist. Das Relais K 3 wird normalerweise in einem Stromkreis
erregt, der vom Pluspol über den Kontakt
42 führt, der geöffnet wird, wenn das Relais
K 1 erregt wird. Wenn das Relais K1 dann, wie bereits beschrieben, durch den über
den Kontakt 33 führenden Stromkreis anzieht, dann wird die Erregung durch seinen
Selbsthaltestrom aufrechterhalten, bis die Nockenscheibe 21 sich durch die Verbindung
der Welle 5 mit der Hauptwelle 9 wieder zu drehen beginnt, wenn der Stromkreis des
Kupplungs-Solenoids 10 geschlossen ist. Der Stromkreis des Solenoids 10 wird geschlossen,
wenn das Relais K 3 nach der vorbestimmten Verzögerungszeit entregt wird und dabei
seine Kontakte 48 schließt. Es wird dann ein Sack zur Füllstation IV gebracht und
mit der mittels des Transportbandes 18 geförderten Warenmenge gefüllt, und die Maschine
arbeitet normal. Gleichzeitig mit der Zubringung des Sackes in die Füllstation IV
wird der Stromkreis des Relais K1 unterbrochen, so daß das Verzögerungsrelais K
3 vom Pluspol am Kontakt 42 anzieht. Die notwendige Verzögerung des Relais K 3 wird
bei der dargestellten Ausführungsform mittels eines Kondensators 49 erreicht, der
in Serie mit einem veränderlichen Widerstand 50 parallel mit der Relais-Wicklung
geschaltet ist. Die Verzögerungszeit kann mittels des veränderlichen Widerstandes
50 eingestellt werden. Wenn ein Sack fehlen oder an der Station III nicht aufgespreizt
werden sollte, dann wird der Fühlerarm 28 nicht betätigt und die Wägeschale 17 trotz
geschlossener »Abwaage-beendet«-Kontakte 19 nicht abgekippt, da sich der Stromkreis
zum Relais K1 über den Kontakt 32 nicht schließt.
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Der Antrieb des rotierenden Förderers dauert an, bis der Fühlerarm
28 durch einen aufgespreizten Sack betätigt wird, wonach eine abgewogene Warenmenge,
wie beschrieben, auf das Förderband 18 gelangt.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die zeichnerisch dargestellte
Ausführungsform mit nur einer Waage und einem rotierenden Förderer. Es können auch
zwei oder mehrere Waagen vorgesehen und dementsprechend auch die elektrische Steuereinrichtung
15 so vervollständigt werden, daß z. B. das Abkippsignal an die Waage gegeben wird,
die ihre Wägearbeit beendet hat. Der Förderer 1 kann auch aus einem Förderband bestehen,
und die Überwachung der Verpackungen zwecks Steuerung der Wägeschale kann, wenn
gewünscht, auch an einer anderen Station erfolgen. Die dargestellten Nockenscheiben
und mechanischen Fühler können auch z. B. durch bekannte photoelektrische Abtasteinrichtungen
ersetzt werden.