-
Elektronische Abwägevorrichtung mit Meßwertgeber Die Erfindung betrifft
eine elektronische Abwägevorrichtung mit einem Meßwertgeber, an welchem über einen
Lastträger eine mit einer Bodenklappe versehene Lastschale angreift, sowie mit einer
den Meßwertgeber speisenden, diesem vorgeordneten Stromversorgung und einem die
elektrischen Meßwerte aufnehmenden, dem Meßwertgeber nachgeordneten Steuerverstärker,
welcher der Lastschale zugeordnete Zuführvorrichtungen sowie die Bodenklappe steuert.
-
Um bei Abwägevorrichtungen ein vorzeitiges oder auch ein mehrmaliges
Abschalten der Vorrichtungen für die Füllgutzufuhr während eines Wägevorgangs und
dadurch verursachte Gewichtsungenauigkeiten zu vermeiden, ist man dazu übergegangen,
den Waagebalken bzw. den Lastträger vor dem Einfallen des Füllguts in die Schale
in einer vorbestimmten Lage mechanisch zu arretieren. Damit ist ein Auslenken des
Kontakte steuernden Waagebalkens unter der Wucht des auftreffenden Füllguts verhindert,
demzufolge auch eine vorzeitige Kontaktgabe, welche z. B. die zu frühe Unterbrechung
des Speisestromkreises für den Antriebsmagneten der Förderrinne zur Folge hätte.
Erst wenn sich ein Teil des Füllguts in der Schale befindet, wird die Arretierung
freigegeben und der eigentliche Wägevorgang kann beginnen.
-
F i g. 1 veranschaulicht eine solche bekannte Arretiervorrichtung
bei einer Balkenwaage. Dabei ist mit 1 der die Lastschale 2 tragende Waagebalken
bezeichnet, der an seinem der Schale und dem Zuführtrichter 3 abgewandten Ende einen
Anker 4 aufweist, der mit einem Magneten 5 zusammenwirkt. Der Anker 4 enthält ferner
noch einen Stift 6, der auf einen Kontaktarm 7 einwirkt, welcher je nach Lage des
Waagebalkens den Stromkreis für den Antriebsmagnet einer Förderrinne unmittelbar
öffnet oder schließt oder dieses mittelbar veranlaßt.
-
Ein Nachteil dieser Arretierungsart liegt darin, daß Massen zu beschleunigen
sind, wozu, abgesehen von den erforderlichen Kräften, Zeit benötigt wird. Ausgehend
von dem Umstand, daß die Wegänderungen, welche die Lastträger moderner Waagen je
Gewichtseinheit erfahren, so klein sind, daß die Verwendung von mechanischen Arretiervorrichtungen
aus Zeit-und Weggründen oft ausscheidet, ergibt sich somit die Aufgabe, andere Mittel
und Wege zu suchen, um von der Waage die Auswirkungen, welche sich durch die Wucht
des zuströmenden Gutes oder durch sonstige Erschütterungen ergeben, während des
Wägevorganges weitgehend fernzuhalten Eine Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elek-
tronischen
Abwägevorrichtung der oben bezeichneten Art dadurch zu erreichen, daß erfindungsgemäß
vor oder hinter dem Meßwertgeber diesen von seiner Stromversorgung oder seinem nachgeordneten
Steuerverstärker trennende Schalter angeordnet sind, welche über von einem die Bodenklappe
betätigenden Relais eingeschaltete Zeitschalter auslösbar sind, derart, daß die
Schalter erst dann schließen, wenn der Meßwert kurz vor dem dem Sollgewicht entsprechenden
Meßwert liegt.
-
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung
näher erläutert. Es stellt dar F i g. 2 ein Blockschaltbild der Anordnung, F i g.
3 den idealisierten Verlauf der am Meßwertgeber unter dem Einfluß der Last auftretenden
Spannungsänderungen als Funktion des Ausschlages, F i g. 4 einen Schaltplan der
Steuereinheit, F i g. 5 eine andere Ausbildung eines Teils der Steuereinheit nach
F i g. 4 mit Zu- und Abschaltung von Widerständen, F i g. 6 eine weitere Ausbildung
eines Teils der Steuereinheit nach F i g. 4 mit unterdrücktem Ansprechpunkt.
-
In F i g. 2 ist der Meßwertgeber einer elektronischen Wägeeinrichtung
mit 8 bezeichnet. Diesem ist ein Netzgerät 9 vor- und ein Verstärker 10 nachgeschaltet.
An den Verstärker ist ein Steuergerät 11 angeschlossen, das Relais und Schütze enthält,
welche die Antriebsmagneten 12,13 der als Zuführeinrichtungen dienenden Förderrinnen
14, 15 sowie denKlappendrehmagneten 16 der Entleerungsklappe 21 der Lastschale 17
steuern. Das Netzgerät und der Verstärker sind durch die Schalter 38, 38' von dem
Geber trennbar.
-
Die Lastschale 17 ist am Lastträger 18 aufgehängt und wird von den
beiden Förderrinnen mit Füllgut versorgt, wobei die eine Rinne 14, die Grobmenge
bringt, und die Rinne 15 die Rest- oder Feinmenge zuführt.
-
Der Zeitschalter 19 wird von dem Klappendrehmagneten 16 in der Weise
gesteuert, daß ein auf der Drehachse dieses Magneten sitzender Kontaktfinger bei
ansprechendem Magneten (Entleervorgang) den Stromkreis für das Zeitrelais schließt,
das dann nach Ablauf der vorher eingestellten Zeit einen Widerstand oder mehrere
Widerstände im Spannungsteilerkreis des Gebers abschaltet bzw. kurzschließt oder
den Verstärker galvanisch mit dem Geber verbindet, so daß die volle, der Auslenkung
des Trägers entsprechende Spannung am Geber wirksam werden kann und dieser dann
nach Erreichen der voreingestellten Gewichte die Abschaltung der Förderrinnen für
die Grob- und Feinfüllung veranlaßt. Die vom Zeitschalter zu überbrückende Zeitspanne,
während welcher der Meßwert unwirksam ist, vergrößert sich dabei um die Entleerzeit.
Dies ist nicht der Fall, wenn der Kontaktfinger den Stromkreis für den Zeitschalter
erst dann schließt, wenn der Drehmagnet stromlos ist, d. h., wenn die Klappe geschlossen
ist.
-
Zwischen der Abschaltung der Grobfüllrinne und dem Abschaltzeitpunkt
der Feinfüllrinne wird praktisch immer eine Differenz von Sekundenbruchteilen liegen,
die in erster Linie von der abzufüllenden Menge und von der geforderten Gewichtsgenauigkeit
abhängt.
-
Der Zeitschalter kann auch durch einen Hilfskontakt desjenigen Relais
gesteuert werden, welches die Zu- und Abschaltung des Drehmagneten veranlaßt.
-
Der vom Drehmagneten beeinflußte Hebel ist mit 20 bezeichnet, während
21 die Abschlußklappe der Schale kennzeichnet.
-
Um einen Hinweis auf die Größenordnung der auftretenden Spannungen
und Wege zu bringen, wie sie bei gängigen elektronischen Waagen auftreten, sei die
folgende Annahme gemacht (s. F i g. 3).
-
Der Zusammenhang zwischen der Auslenkung des Lastträgers und der
Geberspannung sei im interessierenden Bereich linear und der Abschaltpunkt der Rinne
14 liege bei U1= 3,5 Volt, was einer Auslenkt kung des Trägers von s = 70 pm entspricht.
Der Abschaltpunkt für die Rinne 15 liege dann bei U2 4,0 Volt und s = 80 Fm Lastträgerauslenkung.
-
Die Sollgewichtsmenge betrage 250 g. Setzt man voraus, daß beide Förderrinnen
14 und 15 jeweils zur gleichen Zeit in Tätigkeit treten, dann ist es zweckmäßig,
die volle Geberspannung erst bei einer solchen bereits in der Schale befindlichen
Menge zur Wirksamkeit zu bringen, die einer Spannung von Ua= 3,1 Volt und einem
Geberweg von s = 62 m entspricht.
-
Die hierfür vorgesehene Zeitsteuerung ist in F i g. 4 dargestellt.
-
Die beiden Stromkreise der Antriebsmagneten 12 und 13 werden abhängig
von der Auslenkung jeweils über ein Schütz 22 und 23 geschaltet, wobei das Schütz
22 vom Relais 24 und das Schütz 23 vom Relais 25 gesteuert werden. Die beiden Relais
24 und 25 werden vom Verstärker 10 aus betätigt, der am Meßwertgeber 8 angeschlossen
ist. Die Zuschaltung der beiden Förderrinnen, die hier sbets gleichzeitig erfolgen
soll, wird über den Ruhekontakt 26 des Relais 27 bewirkt, das auch noch den Stromkreis
des Dreh-
magneten 16 steuert. Das Relais 27 wird seinerseits über das Relais 20
gesteuert, dessen Arbeitskontakt mit dem Einschaltdrücker 39 überbrückbar ist.
-
Das Relais Z7 hält sich über seinen ersten Arbeitskontakt 3ü eine
Zeitlang selbst, wobei diese Zeit mit Hilfe des Zeitgliedes 31 voreinstellbar ist.
Ein weiterer Arbeitskontakt 32 schließt und öffnet den Stromkreis für den Zeitschalter
19. Der Zeitschalter 19 schaltet mittels des Kontakts 38 den VerstärkerlO abwechslungsweise
vom Geber 8 ab und diesem zu.
-
Es ist ebensogut auch möglich, mittels des Zeitschalters 19 und dessen
Kontakt 38' den Meßwertgeber 8 abwechslungsweise vom Netzgerät 9 zu trennen und
mit diesem wieder zu verbinden (vgl. hierzu F i g. 2).
-
An Stelle eines Arbeitskontaktes kann auch der gestrichelt gezeichnete
Ruhekontakt 33 für die Impulsgabe vorgesehen sein. Mit 28 ist ein Potentiometer
bezeichnet, das zur Einstellung der Zeit des Zeitschalters 19 dient.
-
Mit dieser Anordnung ergibt sich folgende Wirkungsweise: Angenommen,
das Sollgewicht der Vorfüllung sei erreicht, dann schließt der vom Geber 8 gesteuerte
Schalter 34, so daß das Relais 24 und das Schütz 22 ansprechen und das letztere
den Stromkreis des Rinnenmagneten 12 unterbricht. Sobald die Förderrinne 15 die
zum Endgewicht noch fehlende Menge gebracht hat, wird auch diese Rinne stillgesetzt,
indem der Schalter 35 schließt und das Relais 25 das Schütz 23 an Spannung legt,
so daß auch der Rinnenmagnet 13 von der Spannungsquelle 36 getrennt ist.
-
Nun schließt auch der Schalter 37, was zur Folge hat, daß die beiden
Relais 29 und 27 ansprechen.
-
Damit liegt der Drehmagnet 16 an Spannung und beeinflußt den Hebel20,
so daß sich die Abschlußklappe 21 nach unten bewegen und den Weg für das Füllgut
freigeben kann. Ferner ist der Stromkreis für den elektronischen Zeitschalter 19
über den Arbeitskontakt 32 jetzt geschlossen, so daß dieses an Spannung liegt und
das Lösch- und Startkommando erhält.
-
Nach Ablauf der mittels des Zeitgliedes 31 eingestellten Zeitdauer
fällt das Relais 27 wieder ab. Der zeitliche Ablauf ist dabei also wie folgt: Mit
dem Schließen des Kontaktes 32 gelangt ein Impuls zum Zeitschalter 19, der einerseits
bewirkt, daß das Relais abschaltet, d. h. den Verstärker durch Öffnen des Kontaktes
38 vom Geber trennt und gleichzeitig aber auch den Zeitablauf bis zum erneuten Ansprechen
des Relais 19 (Zeitschalter) und damit zum Zuschalten des Gebers an den Verstärker
festlegt. Im Bedarfsfall ist zusätzlich ein Hilfsrelais zu verwenden.
-
Wird mit dem Ruhekontakt 33 gearbeitet, dann fällt der Kontakt 38
des Zeitrelais 19 beim Ansprechen des Relais 27 ab und unterbricht die Verbindung
Geber-Verstärker. Ist die Entleerung beendet, dann schließt der Kontakt 33 den Stromkreis
wieder, und das eingestelIte Zeitintervall beginnt abzulaufen.
-
In diesem Fall geht die Entleerungszeit der Lastschale nicht mit in
die vom Zeitrelais zu überbrückende Zeitspanne mit ein. Zum vorgegebenen Zeitpunkt
schließt dann der Kontakt 38 wieder bis zu Beginn der nächsten Entleerung.
-
Das den Drehmagneten steuernde Relais 27 oder das Zeitrelais 19 können
auch dazu benutzt werden, den Gitterstromkreis von Elektronenröhren oder den Basiskreis
von Transistoren unmittelbar oder mittelbar zu beeinflussen.
-
Wie Fig. 5 veranschaulicht, werden hier die den Potentiometern 40
und 41 vorgeschalteten Widerstände 42 und 43 durch das Zeitrelais 33 mittels der
Arbeitskontakte 47, 47' bei deren Ansprechen kurzgeschlossen bzw. beim Öffnen derselben
den Potentiometern 40, 41 vorgeschaltet. Hierdurch wird die Geberspannung auch erst
dann voll wirksam, wenn die Vorwiderstände kurzgeschlossen sind. Gemäß F i g. 6
ist zwischen dem Verstärker 10 und dem Steuergerät 11 ein Widerstand 44 in Reihe
mit einer Zenerdiode 45 geschaltet, wodurch bewirkt wird, daß am Widerstand 44 eine
das Steuergerät betätigende Spannung erst dann wirksam wird, wenn die Zenerspannung
dieser Diode erreicht ist. Gegebenenfalls kann zusätzlich oder auch allein eine
Zenerdiode 46 parallel zum Widerstand geschaltet sein. Damit ist verhindert, daß
Überspannungen am Widerstand 44 auftreten, weil nach Erreichen der Zenerspannung
die Spannung am Widerstand 44 nicht mehr steigen kann und somit unabhängig von der
Ausgangsspannung des Steuerverstärkers 10 bleibt. Die Paralleldiode kann nach Erreichen
einer vorbestimmten, nach einem eventuellen Einschwingen auftretenden Spannung mittels
Transistorschalter abgeschaltet werden.
-
Außerdem ist es auch möglich, die Stromzufuhr zu dem die dem Gewicht
proportionale Spannung oder dem hierzu proportionalen Strom liefernden Widerstand
mittels Transistorschalter strom- oder spannungsabhängig freizugeben oder zu sperren.
Das heißt, erst wenn eine vorbestimmte Vorspannung oder ein bestimmter Vorstrom
auftritt, wird dieser Widerstand zugeschaltet.
-
Ebensogut wie bei Abwägevorrichtungen, bei denen am Meßwertgeber
über einen Lastträger eine Lastschale angreift, lassen sich die erfindungsgemäßen
Maßnahmen auch bei Kontrollwägevorrichtungen anwenden.