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Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Einfüllen abgemessener Mengen
eines flüssigen oder pulverförmigen Stoffes in reihenweise angeordnete Behälter,
z. B.
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Prüfgläser, mit einer Aufgabevorrichtung zum aufeinanderfolgenden
Beschicken der Behälter, welche mittels programmgesteuerter, in zwei zueinander
senkrechten Ebenen wirksamen Vorschubeinrichtungen zunächst schrittweise längs einer
Behälterreihe und nach deren Beschickung bis zur folgenden parallelen Behälterreihe
verschiebbar ist.
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Es ist zwar bereits ein Gerät der eingangs erwähnten Art bekannt,
bei welchem die zu beschickenden Behälter unbeweglich bleiben und die Aufgabevorrichtung
zunächst schrittweise längs einer Behälterreihe und nach deren Beschickung bis zur
folgenden parallelen Behälterreihe usw. verschiebbar ist (deutsche Patentschrift
1 066 494). Die Verschiebung erfolgt dort durch hydraulische Kolben, wodurch ein
kompliziertes hydraulisches System erforderlich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Vereinfachung des Aufbaues und
der Betätigung eines Einfüllgeräts der obengenannten Art. Dies wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die Vorschubeinrichtung zum Bewegen der Aufgabevorrichtung
längs der Behälterreihe eine Schraube bekannter Art mit einem bewegungsumkehrenden,
endlosen Gewinde aufweist, die mittels eines durch eine Programmscheibe und einen
von einer Dosiervorrichtung beaufschlagten Impulsgeber steuerbaren Elektromotors
antreibbar und auf einem Wagen angeordnet ist, welcher zum Verschieben der Aufgabevorrichtung
von einer Behälterreihe zur nächsten mit einer durch einen weiteren Impulsgeber
steuerbaren mechanischen Antrieb verbunden ist.
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Eine derartige Vorrichtung hat gegenüber einer solchen, bei der die
zu füllenden Prüfgläser in einem kreisförmigen drehbaren Gestell angeordnet und
durch Drehen dieses Gestells unter eine feststehende Flüssigkeitsaufgabevorrichtung
bewegt werden können (britische Patentschrift 689079), den Vorteil, daß nicht ein
ganzes Gestell mit zahlreichen zum Teil bereits gefüllten Behältern, sondern nur
die Aufgabevorrichtung bewegt werden muß, was eine wesentlich einfachere Antriebsvorrichtung
ermöglicht und den gesamten Aufbau des Geräts vereinfacht und damit verbilligt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen am
Schluß der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
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Fig. 1 ist eine Schrägansicht des gesamten Gerätes bei entferntem
Gehäuse der Antriebsvorrichtung; F i g. 2 zeigt in größerem Maßstab eine Schrägansicht
der Hauptteile der Längsvorschubeinrichtung des Gerätes; F i g. 3 zeigt einen Schaltplan.
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Die Hauptteile des Gerätes sind ein Rahmen 10 mit einer waagerechten
Schiene 12, ein darauf beweglicher Wagen in Form eines Kastens 14 mit darin angebrachter
Antriebsvorrichtung und elektrischer Ausrüstung sowie ein Gestell 16 für Behälter
in Form von Prüfgläsern 18, die reihenweise im Gestell angeordnet sind. Das Gerät
ist dazu bestimmt, eine Aufgabevorrichtung in Form eines Rohrstücks 20 von beispielsweise
einer Stelle oberhalb eines ersten Prüfglases 22 einer Reihe a solcher Gläser zum
nächsten Prüfglas 24 derselben Reihe usw. zu allen Prüfgläsern
dieser Reihe zu verstellen
und sie dann zur benachbarten Reihe b zu führen, längs welcher die Aufgabevorrichtung
in entgegengesetzter Richtung bewegt wird usw. bis alle Prüfgläser sämtlicher Reihen
durch die Aufgabevorrichtung mit der gewünschten Materialmenge beschickt sind. Die
Aufgabevorrichtung 20 wird von einem Schieber 26 einer kontinuierlich wirkenden
Vorschubeinrichtung getragen, die ihrerseits vom Wagen 14 getragen wird. Der Schieber
26 ist einem waagerechten Rohr 28 entlang beweglich, das vom Wagen 14 getragen wird,
welcher längs der rechtwinklig zum Rohr 28 sich erstreckenden Schiene 12 des Rahmens
10 beweglich ist. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, enthält das Rohr 28 eine darin gelagerte
Schraube 30 mit endlosem Gewinde 32, in die ein Stift 34 eingreift. Der Stift 34
ist in einem die Schraube 30 umschließenden hülsenförmigen Teil 36 des Schiebers
26 befestigt, der im übrigen eine winkelförmige Platte bildet, deren einer Schenkel
sich vom hülsenförmigen Teil 36 durch einen längsgehenden Schlitz 38 im Rohr 28
nach außen erstreckt. Bei Drehung der Schraube 30 wird der Schieber 26 infolge des
Eingriffs des Stiftes 34 in das Gewinde 32 längs der Schraube von einem Ende bis
zum anderen Ende derselben verschoben. An den Enden der Schrauben kehrt der Schieber
um und geht in entgegengesetzter Richtung zurück.
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Zur Drehung der Schraube 30 ist ein elektrischer Motor 40 mit einem
Obersetzungsgetriebe 42 vorgesehen, dessen Abtriebswelle 44 mit einem mittleren
Zapfen 46 an einem Ende der Schraube 30 gekuppelt ist. Das Obersetzungsgetriebe
42 ist in einem Getriebekasten 48 untergebracht, der auf einer Platte 50 befestigt
ist. Die Platte ist ihrerseits auf der Vorderwand 52 des Gehäuses befestigt, in
dem die Hauptteile des Gerätes untergebracht sind und das den Wagen 14 bildet. Der
Wagen 14 wird auf der Schiene 12 durch Laufrollen 54 und 56 geführt, die auf rechtwinklig
zueinander liegenden Achsen gelagert sind.
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Zwei Laufrollen 54, von denen nur die eine in F i g. 1 gezeigt ist,
laufen somit auf der Oberseite der Schiene 12, während ein anderes Paar 56 sich
auf die Vorderseite bzw. Rückseite der Schiene abstützt. Der Wagen 14 ist daher
längs der Schiene 12 leicht beweglich. Zum schrittweisen Vorschub des Wagens 14
längs der Schiene ist ein Federwerk und eine Sperrvorrichtung vorgesehen. Das Federwerk
besteht aus einer in einer Bandspule 58 angebrachten, nicht gezeigten Uhrfeder,
die bestrebt ist, die Bandspule in einer Richtung um eine Achse 60 zu drehen. Um
die Spule ist ein Band 62 gewickelt, das an einem Ende mit dem Rahmen 10 verbunden
ist. Die Sperrvorrichtung besteht aus einem federbeeinflußten Sperrhaken 64, welcher
unter der Wirkung der Feder gegen die Unterseite der Schiene 12 angedrückt wird.
Die Schiene hat auf ihrer Unterseite eine Anzahl von Kerben 66, deren gegenseitigen
Abstand dem Abstand zwischen den Reihen a, b, c der Prüfgläser im Gestell 16 entspricht.
Der Sperrhaken 64 trägt einen Anker 68 gegenüber dem Kern eines Elektromagnets 70,
bei dessen Erregung der Anker 68 eingezogen wird, so daß der Sperrhaken 64 vorübergehend
aus seiner Kerbe herausgezogen wird. Dabei kann das Feder'werk den Wagen einen Schritt
nach rechts in F i g. 1 ziehen.
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Solange der Elektromotor 40 Strom erhält, treibt er die Schraube
30 über das Übersetzungsgetriebe 42 und die Welle 44 kontinuierlich an. Damit aber
der
Scnieber 26 und die Aufgabevorrichtung in richtiger Lage über
jedem Prüfglas der betreffenden Reihe stehenbleiben, wird der Motor 40 in den entsprechenden
Lagen abgestellt. Dies kann mit Hilfe von in den Stromkreis des Motors eingeschalteten
Schaltern erfolgen, die in Abhängigkeit von der Drehung der Welle 44 und der Schraube
30 betätigt werden.
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Im Ausführungsbeispiel ist auf dem Zapfen 46 der Schraube 30 eine
Programmscheibe 72 aufgekeilt, die an ihrem Umgang mit einer Anzahl von Schaltern
74 in Berührung gehalten wird. Diese Schalter, von denen jeder aus einem mittels
einer Stellschraube 75 hinsichtlich seiner Lage justierbaren Mikroschalter besteht,
sind so angeordnet, daß jeweils einer von ihnen in den Stromkreis des Motors 40
eingeschaltet ist, und sie können in verschiedener Weise durch die Programmscheibe
72 gesteuert werden. Im Ausführungsbeispiel hat die Programmscheibe 72 an ihrem
Umfang zwei längsgehende Nuten 76 und 78. Die Nuten, die einander diametral gegenüberliegen,
wirken mit Vorsprüngen oder Rollen 80 zusammen, mit deren Hilfe die Schalter 74
einzeln mit dem Umfang der Programmscheibe 72 zusammenwirken. Die eine Nut 76 ist
so lang, daß die Rollen 80 beider Schalter mit ihr in Eingriff kommen können, während
die andere Nut 78 kürzer und so angeordnet ist, daß nur die Rolle 80 eines Schalters
74 in sie eingreifen kann.
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Wenn bei der Drehung der Programmscheibe eine Rolle 80 in eine Nut
eingreift, so erhält der Schalter eine Bewegung, durch die der Strom zum Motor 40
vorübergehend unterbrochen wird. Ist der eine Schalter eingeschaltet, so wird der
Strom zweimal je Umdrehung unterbrochen, und zwar jedesmal, wenn die Rolle 80 dieses
Schalters in die Nut 76 und 78 eingreift, während der Strom nur einmal je Umdrehung
unterbrochen wird, wenn der andere Schalter im Stromkreis des Motors eingeschaltet
ist. Im erstgenannten Fall wird somit dem Schlitten 26 und der Aufgabevorrichtung
20 zwischen jeder Stromunterbrechung ein Vorschub erteilt, der nur halb so groß
ist wie im letztgenannten Fall. Durch Anordnung einer bestimmten Anzahl von Schaltern
und Nuten in der Programmscheibe lassen sich somit offensichtlich Vorschubschritte
gewünschter Größe erhalten.
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Außer der beschriebenen ersten Programmscheibe 72 ist eine zweite
Programmscheibe in Form eines großen Zahnrades 82 vorhanden, die den Vorschub des
Wagens längs der Schiene 12 bestimmt. Das Zahnrad 82 steht im Eingriff mit einem
Ritzel 84, das auf der Welle 44 aufgekeilt ist. Das tJbersetzungsverhältnis ist
so gewählt, daß bei einer vollen Umdrehung des Zahnrades 82 um ihre Welle 86 das
Ritzel 84 so viele Umdrehungen ausführt, daß der Schlitten 36 durch die Schraube
30 von einem Ende einer Reihe von Prüfgläsern bis zum anderen Ende dieser Reihe
verschoben wird. Die zweite Programmscheibe 82 trägt einen Stift 88, der einmal
je Umdrehung in Eingriff mit einem federnden Kontaktarm 90 eines Schalters 92 kommt,
der dabei einen Stromkreis durch den Elektromagnet 70 für den Sperrhaken 64 schließt.
Dadurch wird der Anker 68 des Sperrhakens in Richtung zum Elektromagnet gezogen,
so daß der Sperrhaken vorübergehend abgehoben wird und den Wagen einen Schritt weitergehen
lassen kann.
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Wie aus dem Schaltplan in Fig.3 ersichtlich, kann das elektrische
System des Gerätes mittels eines handbetätigten Schalters 94 an eine Stromquelle
angeschlossen werden. Die positive Klemme der Strom-
quelle steht über eine Leitung
96 und zwei normal geöffnete Kontakte 98, 100 eines Relais in Verbindung mit der
einen Polklemme 102 des Antriebsmotors 40, während die negative Klemme der Stromquelle
über eine Leitung 104 an die andere Polklemme 106 des Motors angeschlossen ist.
Das mit den Kontakten 98, 100 versehene Relais hat eine Magnetspule 108, die zwischen
der Leitung 104 und einem festen Kontakt 110 des Relais mit einer Magnetspule 112
eingeschaltet ist, die ihrerseits zwischen der Leitung 104 und einer Leitung 114
eingeschaltet ist, die von einem festen Kontakt 116 des letztgenannten Relais zu
einem verstellbaren Kontaktarm 118 eines Umschalters 120 führt (s. auch Fig. 1).
Der Umschalter hat eine Anzahl fester Kantakte 122, die je für sich über eine Leitung
123 an den dazugehörigen Schalter 74 angeschlossen sind. Zwei solche mit vollen
Linien im Schaltplan dargestellte Schalter entsprechen den beiden in Fig. 2 gezeigten
Schaltern.
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Ein dritter Schalter ist mit gestrichelten Linien angedeutet, um zu
zeigen, daß weitere Schalter und entsprechende Umschalterkontakte 122 vorhanden
sein können. Das Relais 112 hat eine federnde Mittelzunge 124, die bei strom losem
Relais mit dem festen Kontakt 110 in Berührung steht, aber bei Erregung des Relais
angezogen und mit dem festen Kontakt 116 in Berührung gebracht wird. Die Mittelzunge
124 ist über eine Leitung 126 an die eine Klemme eines als Schalter dargestellten
Impulsgebers 128 angeschlossen, dessen andere Klemme über eine Leitung 130 mit der
Leitung 96 in Verbindung steht. Der Impulsgeber 128 wird durch eine Meßvorrichtung
betätigt. z. B. eine Waage, welche die in jedes Prüfglas einzufüllende Materialmenge
mißt. Mit Hilfe des Umschalters 120 wird der eine oder der andere der durch die
Programmscheibe 72 betätigten Schalter 74 von Hand aus eingeschaltet. Der Schaltplan
zeigt ferner eine Sicherung 132 und eine Anzeigelampe 134, die aufleuchtet, wenn
das Gerät Strom erhält.
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Parallel zum Motor 40 ist an die Leitungen 96, 104 mittels Leitungen
136, 138 die Spule des Elektromagnets 70 geschaltet, dessen Anker 68 mit dem Sperrhaken
64 verbunden ist, der im Verein mit den Kerben 66 die schrittweise Bewegung des
Wagens 14 längs der Schiene 12 regelt. In Reihe mit der Spule des Elektromagnets
70 liegt der Schalter 92, dessen Kontaktarm durch die Programmscheibe 82 (F i g.
2) betätigt wird. Diese Scheibe gibt mittels ihres Stiftes 88 durch Betätigung des
Kontaktarms 90 automatisch einen Impuls, um den Wagen 14 einen Schritt weiter zu
bewegen. Parallel zu den Kontakten 90, 92 kann ein Schalter 140 angeordnet sein,
der den Vorschub des Wagens 14 durch manuelle Betätigung ermöglicht, und zwar durch
Schließen des Stroms über die Spule des Magnets 70.
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Mit Ausnahme der elektrischen Leitungen sind die im Schaltplan gezeigten
Teil aus Fig. 1 ersichtlich, wo sie mit denselben Bezugszeichen versehen sind wie
im Schaltplan. Unter dem Netzschalter 94 in F i g. 1 ist ein Schaltbrett 142 dargestellt,
das die Einschaltung der verschiedenen Leitungen erleichtert.
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In den folgenden Beschreibungen der Wirkungsweise des Gerätes ist
das mit der Magnetspule 112 versehene Relais mit T und das mit der Spule 108 versehene
Relais mit II bezeichnet. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Meß- oder Dosiervorrichtung
z. B. eine Waage, welche die vorbestimmte Materialmenge für jedes Prüfglas mißt
und sie zum Aufgaberohr
20 strömen läßt, betätigt den Impulsgeber
128 und schließt einen Stromkreis durch diesen, jedesmal, wenn ein Prüfglas beschickt
wurde. Dabei fließt ein Strom von der positiven zur negativen Klemme der Stromquelle
über die Leitungen 96 und 130, den Impulsgeber 128, die Leitung 126, die Mittelzunge
124 des Relais I und den festen Kontakt 110 dieses Relais die Magnetspule 108 des
Relais II und über die Leitung 104 und die Sicherung 132. Das Relais II wird also
erregt, wodurch der Kontakt 98 mit dem festen Kontakt 100 in Berührung gebracht
und ein Stromkreis von der positiven Klemme der Stromquelle über die Leitung 96
zur einen Polklemme 102 des Motors und von dessen anderer Polklemme 106 über die
Leitung 104 zur negativen Klemme der Stromquelle geschlossen wird. Der Motor 40
wird also in Gang gesetzt und dreht die Schraube 30 über das Übersetzungsgetriebe
42. Gleichzeitig wird die auf dem Zapfen 46 aufgekeilte Programmscheibe 72 durch
das Ritzel 84 in Drehung versetzt. Wenn die Programmscheibe sich so weit gedreht
hat, daß eine Nut, beispielsweise die Nut 76, der Schalterrolle 80 gegenüberliegt
und die Rolle in die Nut eingreift, schließt der jeweils mittels des Umschalters
120 eingeschaltete Schalter 74 den Stromkreis von der positiven Klemme der Stromquelle
über die Leitung 96, den Umschalter und die Leitung 114 zur Spule 112 des Relais
I und davon über die Leitung 104 zur negativen Klemme der Stromquelle. Die Mittelzunge
124 des Relais 1 wird daher angezogen und unterbricht den Strom durch die Spule
108 des Relais II und kommt statt dessen in Berührung mit dem festen Kontakt 116.
Dabei unterbricht das zweite Relais den Strom zum Motor 40, der also abgestellt
wird. Die Schraube 30 verbleibt daher in einer Lage, die durch die Lage der Nut
76 der Programmscheibe 72 bestimmt ist. Sollte jedoch die Programmscheibe 72 gerade
in einer Lage stehenbleiben, wo die Rolle 80 des Schalters 74 sich in der Nut 76
befindet, so könnte der Motor durch einen Impuls vom Impulsgeber 128 nicht wieder
in Gang gesetzt werden. Zwecks Ermöglichung einer erneuten automatischen Ingangsetzung
durch den Impulsgeber 128 sind die Massen der Programmscheibe 72 und der damit umlaufenden
Teile so abgestimmt, daß die Programmscheibe 72 infolge der kinetischen Energie
derselben und der genannteri Teile sich nach Unterbrechung des Motorstroms ein kurzes
Stück weiterdreht, und zwar so weit, bis die Rolle 80 des Schalters 74 gerade die
Nut 76 verlassen hat. Dabei wird der Strom durch das Relais I erneut duch den Schalter
74 unterbrochen, so daß die Mittelzunge dieses Relais zum Kontakt 110 zurückkehrt.
Die verschiedenen Schaltmittel nehmen dann wieder ihre Ausgangslage ein, und der
beschriebene Verlauf kann durch einen Impuls vom Geber 128 wiederholt werden, und
zwar nachdem das Prüfglas beschickt wurde, über dem sich das Aufgaberohr 20 eben
befunden hat.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel, wo das Gestell 16 zehn Prüfgläser
in jeder Reihe enthält, macht die zweite Programmscheibe, also das Zahnrad 82, nur
eine Umdrehung, während die Welle 44 und die Schraube 30 zehn Umdrehungen machen.
Nach Beendigung dieser Umdrehungen betätigt der Stift 88 der Programmscheibe 82
den Kontaktarm 90 und schließt den Schalter 92, wobei ein Stromkreis von der positiven
Klemme der Stromquelle über die Leitung 96, die Leitung 136, den Schalter 90, 92,
die
Spule des Elektromagnets 70 und die Leitung 138 zur negativen Klemme der Stromquelle
geschlossen wird.
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Dabei wird der Anker 68 angezogen, so daß der Sperrhaken 64 aus der
Kerbe 66 herausgezogen wird, in der er sich gerade befindet. Der Wagen 14 kann dann
durch die federbetätigte Bandspule 58 und das Band 62 einen Schritt nach rechts
in F i g. 1 gezogen werden. Der federnde Kontaktarm 90 schnappt jedoch zurück, sobald
der Stift 88 ihn verlassen hat, so daß der Strom durch die Spule 70 erneut unterbrochen
wird und der federbeeinflußte Sperrhaken 64 durch die Federkraft wieder in Eingriff
mit der Unterseite der Schiene 12 geführt wird. Der Sperrhaken 64 fällt daher in
die nächste Kerbe 66 der Schiene ein, so daß der Wagen nur einen Schritt weiterbewegt
wird, und zwar eine solche Strecke, daß das Aufgaberohr 20 genau über das erste
Prüfglas der nächsten Reihe kommt. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich, bis
sämtliche Prüfgläser in allen Reihen beschickt sind.
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Falls eine manuelle Steuerung des Vorschubs längs jeder Reihe erwünscht
ist, wird der Impulsgeber 128 als handbetätigter Schalter verwendet, und die Verstellung
des Wagens 14 von einer Reihe zu einer anderen kann mit Hilfe des Schalters 140
von Hand aus gesteuert werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Einzelheiten beschränkt
die nur ein Ausführungsbeispiel darstellen. Beispielsweise können die Programmscheiben
in verschiedener Weise ausgebildet sein. An Stelle der Nuten 76 und 78 kann die
Programmscheibe 72 Vorsprünge oder Daumen aufweisen, welche die Schalter 74 betätigen.
Das Gerät läßt sich auch dahingehend abändern, daß eine beliebige Anzahl von Behältern
beschickt werden können, die in einen Winkel miteinander bildenden Reihen angeordnet
sind. Der Winkel zwischen den Reihen braucht dabei nicht ein rechter zu sein, denn
die Schraube 30 kann mit der Schiene 12 einen anderen als einen rechten Winkel bilden.