DE1549253C - Verfahren zum Abfüllen einer gewichtsmäßig zu erfassenden Menge eines flüssigen oder schüttfähigen festen Materials - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfüllen einer gewichtsmäßig zu erfassenden Menge eines flüssigen oder schüttfähigen festen Materials durch laufendes Einwiegen und Abfüllen vorgegebener Teilmengen des Materials.

Solche Verfahren sind vielfach üblich. Sie finden z. B. dann Anwendung, wenn die insgesamt zu erfassende Materialmenge so groß ist, daß ihr Gewicht mit einer einzigen Wägung nicht oder nicht hinreichend genau ermittelt werden kann. Das Verfahren der laufenden Teilmengen-Einwaage ist ferner dann von Bedeutung, wenn das Material in Gestalt eines kontinuierlichen Stromes aufgeliefert wird, beispielsweise mittels eines Förderbandes. In solchen Fällen ist es, da Förderband-Wiegeeinrichtungen bekanntlich verhältnismäßig wenig genau arbeiten, vielfach angezeigt, den Materiaizustrom zumindest zeitweilig diskontinuierlich zu machen, d. h. ihn in Teilmengen aufzuteilen und diese laufend abzuwiegen. Dieses Vorgehen kommt besonders in Frage, wenn der Materialzustrom ohnehin mehr oder weniger diskontinuierlich anfällt, beispielsweise bei der Förderung in Rohrleitungen mittels intermittierend arbeitender pneumatischer Pumpen. Beim laufenden Abwiegen solcher Teilmengen besteht eine gewisse Schwierigkeit darin, daß sich die einzelnen Einwiegefehler, d. h. die jeweiligen Unterschrcitungen oder Überschreitungen des Teilmengen-Sollgewichts, in unkontrollierbarer Weise zu einem Gcsamtfehlcr auflaufen, vor allem dann, wenn die Fehler nicht um das Sollgewicht herum statistisch verteilt sind und sich daher nicht von alleinc bis zu einem gewissen Grade ausgleichen, sondern wenn es sich um systematische Fehler handelt oder um Fehler, die einen gewissen Gang aufweisen. Man ist dieser Schwierigkeit schon dadurch begegnet, daß man den Füllungsfehler jeder Teilmenge mittels einer Tariereinrichtung bei der jeweils folgenden Teilmengenwägung ausgeglichen hat. Dabei ergibt sich im Resultat ein zu erwartender absoluter Fehler etwa von der Größe des mittleren absoluten Fehlers der Teilmengenwägungen, jedoch ein zu erwartender relativer Fehler der bei η Teilmengenwägungen nur den /z-ten Teil des mittleren relativen Fehlers der Teilmengenwägungen ausmacht, also beispielsweise schon bei zehn Wägungen nur noch ein Zehntel dieses Wertes beträgt.

Bei diesem aus der USA.-Patentschrift 2 597 831 bekannten Verfahren wird mit einer Tariereinrichtung gearbeitet, mittels der der Füllungsfehler bei jeder Wägung ermittelt wird. Vor der erneuten Füllung des Wiegebehälters wird die Tariereinrichtung gegenüber ihrer Neutralstellung um ebensoviel, als sie zuvor zur Ermittlung des Wiegefehlers in der einen Richtung verstellt werden mußte, in der anderen Richtung verstellt. Dabei ergibt sich eine gewisse Schwierigkeit insofern, als es — vor allem in einer automatisch ablaufenden Folge von Wiegezyklen — nicht ganz einfach ist, eine mechanisch oder elektrisch wirkende Tariereinrichtung mit hinreichender Genauigkeit in der angegebenen Weise umzustellen, nämlich so, daß bei dem Richtungswcchsel der Wirkung der Betrag der Wirkung genau erhalten bleibt. Hin weilerer Mangel des bekannten Verfahrens besieht darin, daß es nur in der Lage ist, den Füllfehler laufend zu kompensieren, nicht aber auch den sogenannten Hntlecrungsichler. Dieser besteht in folgendem: Bei der Entleerung eines Wiegebehälters bleiben im allgemeinen wechselnde Matcrialmengen im Behälter zurück, vor allem, wenn es sieb um Materialien handelt, die schlechte Schutt- oder Fließeigenschaften aufweisen oder zur Brückenbildung neigen. Die Erfindung will hinsichtlich dieser den bekannten Verfahren anhaftenden Unzulänglichkeiten Abhilfe schaffen, und es liegt ihr daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs umrissene Verfahren so weiterzubilden, daß der Füllungsfehler laufend in einer Weise ausgeglichen wird, bei der zugleich auch der

ίο Entleerungsfehler laufend ausgeglichen wird, und außerdem so, daß dieser Ausgleich nicht auf dem Wege einer Wirkungsgrößeneinstellung erfolgt, sondern auf dem Wege eines Wirkungsgrößenabgleichs, nämlich einer Wägung.

■ Dazu geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Abfüllen einer gewichtsmäßig zu erfassenden Menge eines flüssigen oder schüttfähigen festen Materials durch laufendes Einwiegen und Abfüllen vorgegebener Teilmengen mit Hilfe einer mechanischen oder elektromechanischen Waage, die mit einer Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts und mindestens zwei Tariereinrichtungen versehen ist, wobei der Füllungsfehler jeder Teilmenge mittels einer der Tariereinrichtungen bei der jeweils folgenden Teilmengenwägung ausgeglichen wird.

Die Aufgabe wird durch die zyklische Wiederholung folgender Verfahrensschritte gelöst:

a) Ausgangszustand: Der Wiegebehälter ist geschlossen und entleert; die Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts ist in Wirkung; die eine der Tariereinrichtungen befindet sich in ihrer Neutralstellung, die andere in der Stellung, die sie am Ende des vorausgegangenen Zyklus eingenommen hatte;

b) der Wiegebehälter wird gefüllt;

c) die Befüllung des Wiegebehälters wird unterbrochen, wenn sich die Waage ungefähr in Gleichgewichtsstellung befindet;

d). mit Hilfe der einen Tariereinrichtung wird die Waage nach Aufheben der Neutralisierung in Gleichgewichtsstellung gebracht;

e) der Wiegebehälter wird entleert und dann geschlossen:

f) die Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts wird außer Wirkung gebracht, und zwar nach Beendigung von Schritt d) und nicht später als zu Beginn von Schritt g);

g) mit Hilfe der anderen Tariereinrichtung wird die Waage in Gleichgewichtsstellung gebracht;
h) die eine Tariereinrichtung wird in ihre Neutralstellung gebracht, spätestens jedoch vor der Beendigung der Befüllung des Wiegebehälters beim nächsten Zyklus;

i) die Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts wird zur Wirkung gebracht, womit der Ausgangszustand a) wieder erreicht ist.
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Wenn die Waage nach der Beendigung der Entleerung des Wiegebehälters und dem Außerwirkungbringen der Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengcn-SolIgcwichts mit Hilfe der zweiten Tariereinrichtung wieder in ihre Gleichgewichtslage gebracht wird, dann bedeutet dies — wie man ohne weiteres erkennt — für die nächstfolgende Wägung zunächst eine positive oder negative Vorgabe des

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Wiegefehlers aus der zurückliegenden Wägung, außerdem aber eine Verminderung dieser Vorgabe um den Entleerungsfehler der zurückliegenden Wägung. Der darin liegende Vorteil gegenüber der bekannten Verfahrensweise ist ohne weiteres ersichtlich, und er ist um so größer, als die Berücksichtigung beider Wiegefehler auf dem Vorgang eines mit einfachen Mitteln hohe Genauigkeit verbürgenden echten Gewichtsabgleichs beruht.

Bei einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von einem Verfahren zum Abfüllen einer gewichtsmäßig zu erfassenden Menge eines flüssigen oder schüttfähigen festen Materials durch laufendes Auswiegen und Füllen vorgegebener Teilmengen mit Hilfe einer mechanischen oder elektromechanischen Waage, die mit einer Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts und mindestens zwei Tariercinrichtungen versehen ist, wobei der Füllungsfehler jeder Teilmenge mittels einer der Tariereinrichtungen bei der jeweils folgenden Teilmengenwägung ausgeglichen wird, ausgegangen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt dabei erfindungsgemäß durch die zyklische Wiederholung folgender Verfahrensschritte:

a) Ausgangszustand: Der Wiegebehälter ist geschlossen und so weit gefüllt, daß er mehr als das Tcilmengcn-Sollgewicht enthält; die Einrichtung zur Voreinstellung des auszuwiegenden Teilmcngen-Soügewichts ist in Wirkung; die eine der Tariereinrichtungen befindet sich in ihrer Neutralstellung, die andere in der Stellung, die sie am Ende des vorausgegangenen Zyklus eingenommen hatte.

b) Der Wiegebehälter wird entleert.

c) Die Entleerung wird unterbrochen, wenn sich - die Waage ungefähr in ihrer Gleichgewichtsstellung befindet.

d) Mit Hilfe der einen Tariereinrichtung wird die Waage nach Aufheben der Neutralisierung in Gleichgewichtsstellung gebracht.

e) Der Wiegebehälter wird ,wieder so weit gefüllt, daß er mehr als das Teilmengen-Sollgewicht enthält.

f) Die Einrichtung vor Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts wird außer Wirkung gebracht, und zwar nach Beendigung von Schritt d) und nicht später als zu Beginn von Schritt g).

g) Mit Hilfe der anderen Tariereinrichtung wird die Waage in Gleichgewichtsstellung gebracht.

h) Die eine Tariereinrichtung wird in ihre Neutralstellung gebracht, spätestens jedoch vor der Beendigung der Entleerung des Wiegebehälters beim nächsten Zyklus.

i) Die Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts wird zur Wirkung gebracht, womit der Ausgangszustand a) wieder erreicht ist.

Beide Ausführungen lassen sich überdies in erfinderischer Weise dadurch weiterhin ausgestalten, daß die eine Tariereinrichtung während der Befüllung bzw. der Entleerung des Wiegebehälters die Waage laufend praktisch im Gleichgewicht hält und die Befüllung bzw. die Entleerung beendet, wenn sie ihre Neutralstellung erreicht.

Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und seiner Varianten werden im folgenden an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 schematisch eine mechanische Balkenwaage mit einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ebenfalls schematisch eine elektrische Waage (Dynamometer) mit einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

ίο Fig. 3 eine detailliertere Darstellung der Ausführungsform nach Fig. 2, und zwar eine elektrische Schaltung mit einer belastui.gsempfindlichen Einrichtung vom Typ eines Dehnungsmeßgeräts.

In Fig. 1 ist in der Mitte ein Waagebalken 1 angeordnet, der von zwei Armen gebildet wird, von denen der eine einen Wiegebehälter 2 mit einer Bodenklappe 3 trägt, der durch eine Stellvorrichtung 4 betätigt wird. Der andere Arm des Waagebalkens 1 wird durch ein Hebewerk 5 mit einem Gewicht 6 be-

zo lastet oder von diesem Gewicht entlastet. Das Gewicht 6 stellt das Teilmengen-Söllgewicht dar. Eine Tariereinrichtung 71 wirkt auf den gleichen Arm, wobei das Tarieren durch Verstellung eines Abgleichgewichts 7 erfolgt, das auf einer Laufschiene 8 verschiebbar ist. Die Verschiebung wird durch einen Motor 14 herbeigeführt, dessen mit einem Gewinde versehene Welle (in der Figur durch eine gestrichelte Linie angedeutet) durch eine Gewindebohrung in dem Gewicht 7 hindurchläuft. Der Motor ist als Zweiphasenmotor ausgebildet, dessen eine Wicklung (die Bezugswicklung) immer mit einer Wechselspannung versorgt wird und dessen zweite Wicklung (die Steuerwicklung) in der folgenden Weise zur Erzeugung von verschiedenen Motorbewegungen gespeist wird: Wenn der Motor außer Betrieb ist, wird die Steuerwicklung überhaupt nicht gespeist. Für die Drehung in der einen Richtung wird die Steuerwicklung mit einer der Spannung der Bezugswicklung in der Phase um 90° vorauseilenden Spannung gespeist, und für die Drehung des Motors in der entgegengesetzten Richtung wird die Steuerwicklung mit einer der Spannung der Bezugswicklung in der Phase um 90° nacheilenden Spannung beschickt. Das Abgleichgewicht 7 hat eine Neutralstellung, die in der Figur gestrichelt angegeben ist. Als Hilfseinrichtung für die Rückstellung des Abgleichgewichtes 7 in seine Neutralstellung sind zwei Kontakte vorgesehen, die in der Figur nicht dargestellt sind. Der eine Kontakt ist geschlossen, wenn sich das Abgleichgewicht 7 links von seiner Neutralstellung befindet, und speist, wenn auch der Schalter 19 geschlossen ist, die Steuerwicklung des Motors 14 mit einer Spannung von einer solchen Phasenlage, daß der Motor das Abgleichgewicht? nach rechts bewegt, d. h. in Richtung auf die Neutralstellung. Befindet sich das Abgleichgewicht 7 rechts von seiner Neutralstellung, so ist der andere Kontakt geschlossen und führt der Steuerwicklung des Motors 14 eine Spannung von einer solchen Phasenlage zu, daß der Motor das Abgleichgewicht 7 nach links auf seine Neutralstellung zu bewegt. Erreicht das Abgleichgewicht 7 die Neutralstellung von der rechten oder der linken Seite her,'so wird der jeweilige Kontakt geöffnet, und die Stcuerwicklung des Motors 14 wird abgeschaltet, auch wenn Schalter 19 noch geschlossen ist.

Der andere, den Wiegcbchälter 2 tragende Arm der Waage ist mit einer zweiten Tariereinrichtung 72 versehen, die aus dem Abgleichgevvicht 11 bc-

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steht, das auf seiner Laufschiene 12 gleitet und von letzten Wägung vorlag. Das Programmsteuergerät 9

einem Motor 13 zur Einnahme verschiedener Stellun- wird in Gang gesetzt. Es stellt den Umschalter 10,

gen auf dieser Laufschiene bewegt wird. Der Motor der bisher in der Stellung/? stand, in die Stellung Λ,

13 hat eine mit einem Gewinde versehene Welle, die wodurch ein Abgleich der Waage durch Verrückung durch eine mit einem entsprechenden Gewinde ver- 5 des Abgleichgewichts 11 auf der Laufschiene 12 besehene Gewindebohrung im Abgleichgewicht 11 hin- wirkt wird. Die Verrückung erfolgt durch den Motor durchläuft. Auch der Motor 13 wird mittels einer 13 in derjenigen Richtung, die durch den Abgleichs-Bezugs- und einer Stcuerwicklung veranlaßt, sich im anzeiger 15 bestimmt wird. Herrscht Gleichgewicht, Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu so wird der Motor durch den Abgleichsanzeiger andrehen oder auch stillzustehen. Die Bewegungsart des io gehalten. Nach einer gewissen Zeit, die genügend Motors 13 hängt mit der Speisung seiner Wicklungen lang ist für den Ablauf des Tariervorganges, gein derselben Weise zusammen, wie sie für den Motor schient folgendes: Das Programmsteuergerät 9 bringt

14 beschrieben worden ist. den Schalter in die Stellung B und versorgt dann Mit 9 ist ein Programmsteuergerät bezeichnet, das den Motor 14 über den Schalter 19 mit einer Spanin dem vorliegenden Beispiel im wesentlichen aus 15 nung, deren Phasenlage sich danach richtet, auf welciner durch einen Synchronmotor angetriebenen eher Seite von seiner Ncutralstellung sich das Ab-Wellc besteht, die zur Beeinflussung von elektrischen gleichgewicht 7 befindet. Auf diese Weise wird das und/oder pneumatischen Impulsgebern mit Erhöhun- Gewicht 7 in seine gestrichelt gezeichnete Neutralgen und Vertiefungen aufweisenden Scheiben verse- stellung bewegt, in der der Motor 14 durch automahen ist, um die verschiedenen in der Figur angedeu- 20 tische Öffnung des Stromkreises angehalten wird, teten Befehle auszugeben. Die erforderlichen elektri- Das Prog'rammsteuergerät veranlaßt daraufhin das sehen und/oder pneumatischen Verstärker, nötigen- Hebewerk 5, das Gewicht 6 einzuhängen und läßt falls mit konventionellen Verriegelungsfunktionen durch das Öffnen einer Drosselklappe 17 mittels der ausgestattet, können ebenfalls in dem Programm- Stellvorrichtung 18 das Einfüllen des Materials in Steuergerät enthalten sein. Im gewählten Beispiel 25 den Wiegebehälter 2 beginnen. Während des Einfülüben die Ausgangsverstärker für eine Stellvorrichtung lens erreicht die Waage ihre Abgleichstellung. In der 18 neben ihrer Verstärkerwirkung auch eine Ver- Abgleichstellung gibt der Abgleichsanzeiger ein ricgelungsfunktion aus. die durch das Programm- Signal zum Abstellen der Befüllung.

Steuergerät 9 ausgelöst wird und die durch einen Ab- Nachdem die Stellvorrichtung 18 die Drosselklappe gleichsanzciger 15 mittels eines Verstärkers 16 auf- 30 17 geschlossen hat und genügend Zeit verstrichen ist, gehoben wird, wenn ein Umschalter 10 durch das so daß kein Materialzufluß mehr stattfindet, schaltet Programmsteuergerät 9 in der Stellung B gehalten das Programmsteuergerät 9 den Umschalter 10 in die wird. Der Umschalter 10 hat zwei weitere Stellungen, Stellung C. Wir unterstellen für den vorliegenden in die er durch das Programmsteuergerät 9 bewegt Fall, daß eine gewisse Überschußmenge an Material werden kann. In der einen Stellung A wird ein Ge- 35 in den Behälter 2 gelangt ist, so daß die Abgleichstelwichtsabglcich durch die Tariereinrichtung Tl ge- lung der Waage überschritten worden ist. Der Abschaffen, in der anderen Stellung C erfolgt ein Ge- gleichsanzeiger 15 nimmt nun diese Überschreitung wichtsabglcich durch die Tariereinrichtung Tl. Der wahr und veranlaßt den Motor 14 über den Umschal-Abgleichsanzeigcr 15 ist mit einem Kontaktsystem ter 10, das Abgleichgewicht 7 in eine Stellung zu ververschen, das dem Verstärker 16 die Spannung Null 40 schieben, bei der Gleichgewicht besteht. Das Prozuführt, wenn die Waage abgeglichen ist. Ist aber grammstcuergerät 9 stellt den Umschalter 10 in die ein Ungleichgewicht von solcher Art vorhanden, daß Stellung B zurück, worauf es mittels der Verstelleineincs der Abgleichgcwichte 7 und 11 nach rechts be- richtung 4 durch Öffnen der Bodenklappe 5 den Wiewegt werden muß, um die Abgleichstellung zu errei- gebchälter2 entleert. Zu gleicher Zeit mit dem Entchen, so wird durch den Abgleichanzeiger 15 an den 45 leerungsimpuls wird das Hebewerk 5 durch das ProAusgang des Verstärkers 16 eine Spannung von einer grammsteuergerät veranlaßt, das Gewicht 5 von der solchen Phasenlage gegeben, daß der Motor 13 bzw. Waage abzuheben.

14 das Abgleichgewicht 7 bzw. 11 allmählich nach Nachdem eine für die Entleerung des Behälters 2 rechts bewegt. 1st dagegen ein Ungleichgewicht vor- hinreichende Zeit verstrichen ist, schließt das Prohanden, zu dessen Ausgleich eines der Abgleichge- 50 grammsteuergerät die Bodenklappe des Behälters 2. wichte 7 und 11 nach links bewegt werden muß, so Es sei vorausgesetzt, daß im Wiegebehälter eine gestellt der Abgleichsanzciger 15 einen Kontakt her, wisse Materialmenge zurückgeblieben ist. Die Wiegeder an den Ausgang des Verstärkers 16 eine Span- einrichtung ist nun bis zu der angenommenen Ausnung von solcher Phasenlage liefert, daß der Motor gangsstellung zurückgekehrt, und ein Wiegezyklus ist 13 bzw. 14 das Abgleichgcwicht 7 bzw. 11 nach links 55 vollzogen.

bewegt. Es sei darauf hingewiesen, daß das Abgleichge-

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfah- wicht 7 nicht in seiner Neutralstellung ist, da es ver-

rens an Hand der Fig. 1 möge unterstellt werden, stellt worden ist, um das Überschußmatcrial bei der

daß der am rechten Arm des Waagebalkens 1 hart- vorausgegangenen Befüllung des Wiegebehälters aus-

gendc Wicgcbeliältcr 2 bis auf eine bestimmte zu- 60 zuglcichen. Aus diesem Grunde und auch wegen des

rückgcblicbcnc Materialmengc gelerrt ist und daß im Wiegebehälter zurückgebliebenen Materials be-

dic Bodenklappe 3 durcli die Stellvorrichtung 4 ge- steht nach der Entleerung kein Gleichgewicht. Das

schlossen worden ist. Das Hebewerk 5 hat das Ge- Programmsteuergerät 9 stellt aber den Umschalter 10

wicht 6 vom anderen Waagcbalkcnarm abgehoben. in die Stellung A, so daß der Abgleichsanzciger 15.

Das Abglcichgewiclit 7 befindet sich, wie weiter 65 wie bereits vorstehend beschrieben, das Abgleichge-

unten gezeigt werden wird, in einem Abstand von wicht 11 in eine Stellung bringen kann, bei der wie-

seincr Neutralstellung, der dem Gewicht der über- der Gleichgewicht besteht. Die bei diesem Tariervorschiissigen Maleiialmcnge entspricht, die bei der gang vollzogene Verschiebung des Abgleiehgewichts

11 entspricht somit dem Gewicht des Materialüberschusses aus der vorausgegangenen Füllung, vermindert um das Gewicht der im Wiegebehälter nach seiner letzten Entleerung zurückgebliebenen Materialmenge. Das Programmsteuergerät stellt den Umschalter 10 in die Stellung B und versorgt dann über den Schalter 19 den Motor 14 mit einer Spannung, deren Phasenlage sich danach richtet, auf welcher Seite seiner Neutralstellung sich das Abgleichgewicht 7 befindet. Auf diese Weise wird das Abgleichgewicht 7 zu der gestrichelt gezeichneten Neutralstellung hin bewegt, nach deren Erreichung der Motor 14 automatisch durch Öffnen des Stromkreises angehalten wird. Wenn das Abgleichgewicht 7 seine Neutralstellung erreicht hat, bleibt das Abgleichgewicht 11 mit seiner Wirkung allein übrig. Dabei wird eine Abgleichvorgabe geschaffen, die mit dem vorgegebenen Teilmengen-Sollgewicht bei der nachfolgenden Befüllung zusammenwirkt. Sie beeinflußt dessen Wirkung so, daß die Unterbrechung des Materialzustroms dann erfolgt, wenn das Gewicht der Materialmenge im Wiegebehälter ungefähr ebensogroß ist, wie das um den Befüllungsfehler der vorangegangenen Wägung verminderte und um den Entleerungsfehler vermehrte Teilmengen-Sollgewicht.

Die F i g. 2 zeigt eine elektrische Waage (Dynamometer) mit Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Figur ist mit 20 eine belastungsempfindliche Einrichtung bezeichnet, die beispielsweise mit druckempfindlichen Widerständen (Dehnungsmeßgerät) oder mit magnetostriktiven Elementen arbeitet. Die belastungsempfindliche. Einrichtung 20 ist mit einer elektrischen Schaltung 21 verbunden, die eine möglicherweise notwendige Korrektur und/oder Linearisierung des von der belastungsempfindlichen Einrichtung abgegebenen Signals vornimmt. Die elektrische Schaltung 21 bewirkt außerdem die notwendige Überlagerung der Einflüsse des vorgegebenen Sollgewichtswertes und der Tariereinrichtungen Tl und Tl. Wenn die belastungsempfiridliche Einrichtung 20 aus druckabhängigen Widerständen besteht, so können das vorgegebene Teilmengen-Sollgewicht und die beiden Tariereinrichtungen durch Elemente von solcher Art verkörpert werden, daß ihre Einflüsse auf die belastungsempfindliche Einrichtung als Verstimmung einer Wheatstoneschen Brücke in Erscheinung treten, in der sie und die Elemente der belastungsempfindlichen Einrichtung liegen. Das von der Schaltung 21 abgegebene Ausgangssignal wird in einem Verstärker 22 so weit verstärkt, daß es ein elektrodynamisches System 23 betätigen kann. Dieses wiederum wirkt auf einen Umschalter 35, der mit dem Eingang eines Verstärkers 36 verbunden ist und der drei Stellungen . einnehmen kann: In seiner Neutralstellung, d. h. in der Abgleichstellung, ist die am Ausgang des Verstärkers 36 abgegebene Spannung Null. Nimmt der Umschalter 35 eine Ungleichgewichtsstellung nach rechts ein, entsprechend einer zunehmenden Belastung der belastungsempfindlichen Einrichtung, dann wird am Ausgang des Verstärkers 36 eine Spannung von solcher Phasenlage abgegeben, daß diese Spannung beim Anlegen an den Zweiphasenmotor 33 diesen veranlaßt, ein Potentiometer 32 in einer solchen Richtung zu verstellen, daß, weil das Potentiometer ein Teil der Tariercinrichtung Tl ist, das Ausgangssignal der elektrischen Schaltung 21 so verändert wird, als ob die Belastung der bclastungscmplindlichen Einrichtung 20 verringert wäre. Befindet sich der Umschalter 35 in der entgegengesetzten Ungleichgewichtsstellung, entsprechend einer abnehmenden Belastung der belastungsempfindlichen Einrichtung 20, so gibt der Verstärker 36 eine Spannung von entgegengesetzt verschobener Phasenlage ab, so daß diese Spannung beim Anlegen an die Steuerwicklung des Motors 33 diesen in einer solchen Richtung dreht, daß er das Potentiometer 32 zu einer solchen

ίο Veränderung des Ausgangssignals der elektrischen Schaltung 21 veranlaßt, als ob die Belastung der belastungsempfindlichen Einrichtung 20 zugenommen hätte.

Die Tariereinrichtung Tl besteht; ebenso wie die zuvor erwähnte Tariereinrichtung Tl, aus einem Zweiphasenmotor 34, der mit dem Potentiometer 29 zu dessen Einstellung mechanisch gekoppelt ist. Die Einstellung des Potentiometers 29 verändert das Ausgangssignal der elektrischen Schaltung 21 auf die gleiche Weise, wie sie zuvor für die Tariereinrichtung Tl beschrieben worden ist. Die Zweiphasenmotoren 33 und 34 haben je zwei Wicklungen, von denen die eine, die Bezugswicklung, immer mit einem Wechselstrom versorgt wird, während die andere, die Steuerwicklung, dem Zweiphasenmotor eine Drehung in der einen oder der anderen Richtung auf die gleiche Weise erteilt, wie dies für die Motoren 13 und 14 der F i g. 1 erläutert wurde, nämlich abhängig davon, ob die Steuerwicklung mit einem Wechselstrom versorgt wird, der dem Speisestrom der Bezugswicklung um 90° in der Phase vor- oder nacheilt. Die Versorgungsspannungen für "die Bezugswicklungen der Motoren 33 und 34 haben entgegengesetzt gleiche Phasenlage, sind aber um 90° außer Phase gegenüber den vom Verstärker 36 abgegebenen Spannungen. \

Die Spannungsquellen der Bezugswicklungen sind' darüber hinaus hinsichtlich der Polaritätsumkehr so miteinander verbunden, daß,-wenn die Tariereinrichtungen Tl und Tl durch das Programmsteuergerät 30 bei der Bewegung des Umschalters 31 in die Stellung C bzw. die Stellung/1 in Wirkung gesetzt werden, ein Ungleichgewicht durch die entsprechende Drehung der Motoren 34 bzw. 33 beseitigt wird. Der Einfluß der Tariereinrichtung Tl kann dabei durch einen Schalter 39, der durch das Programmsteuergerät 30 betätigt wird, ausgeschaltet werden.

Das Programmsteuergerät 30 ist von der gleichen Ausführung wie das Programmsteuergerät 9 in Fig. 1 und wirkt auf Impulsgebereinrichtungen für die Ausführung der verschiedenen Funktionen, die sich aus der Fig. 2 und der folgenden Beschreibung ergeben. Das Programmsteuergerät kann auch die Verstärker enthalten, die zur Betätigung der Stellvorrichtungen 26 und 38 benötigt werden. Die Stellvorrichtung 26 öffnet und schließt die Bodenklappe 25 für die Entleerung des Wiegebehälters 24, in den das Material über eine Drosselklappe 37 zugeführt wird, die ihrer-

. seits durch die Stellvorrichtung 38 geöffnet und geschlossen wird. Ein Teil der Ausgangsverstärker des Programmsteuergeräts 30 kann auch eine Verriegelungsfunktion ausüben. So blockiert das Programmsteuergerät 30 den Ausgangsverstärker für die Verstellvorrichtung 38 in Offenstcllung, und der Ausgangsverstärker kann erst dann in eine die Schließung bewirkende Stellung zurückkehren, wenn der Umschalter 35 in Abgleichstellung die Ausgangsspannung vom Verstärker 36 wegnimmt, die dem

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Programmsteuergerät 30 über den Umschalter 31 in mene, der Brückenverstimmung entsprechende Span-

dessen Stellung B zugeführt worden ist. nung. Dieser Einfluß wiederum hängt je nach der

Die belastungsempfindliche Einrichtung 20, die Stellung des Umschalters 50 von der Stellung des elektrische Schaltung 21, der Verstärker 22 und das Schleifkontaktes an dem Potentiometer 48 oder von elektrodynamische System 23 haben die gleichen 5 dem Verhältnis zwischen den Widerständen 48 und Funktionen wie die Waage 1 in Fig. 1. Der Wiege- 49 ab. Durch Verschiebung des Schleifkontaktes des behälter 24, die Bodenklappe 25 und die Stellvorrich- Potentiometers 48 kann die Größe des Teilmengentung26 sind identisch mit den entsprechenden Ein- Sollgewichts eingestellt werden, und durch einen Umrichtungen2, 3 und 4 in Fig. 1. Der Schalter27 schalter 50 kann der vorgegebene Wert wirksam geunterbricht den Einfluß des vorgegebenen Gewichts- io macht oder aber außer Wirkung gebracht und durch wertes F. V., entsprechend dem Hebewerk 5, das das ein konstantes Übergewicht ersetzt werden, das gege-Gewicht 6 in F i g. 1 abnimmt. Die vorgewählte Ein- ben ist durch das Verhältnis zwischen den Widerstänstellung28 entspricht dem Teilmengen-Sollgewicht den 48 und 49, und das pässenderweise so gewählt und wirkt so, wie in der F i g. 1 das Gewicht 6. Die wird, daß es die Tara des Wiegebehälters ausgleicht. Tariereinrichtungen T1 und T2 in Fig. 2 sind elek- 15 Der Verstärker 42 nimmt nicht nur das von der trische Einrichtungen, die aber bezüglich der Wie- Überlagerung der Einflüsse der beiden Tariereinrichderherstellung des Gleichgewichtes den mechani- tungen herrührende Ungleichgewicht des Dynamoschen Tariereinrichtungen T1 und T2 der Fig. 1 meters wahr, sondern auch den Einfluß der Überentsprechen. Der Einfluß der elektrischen Tarierein- lagerung mit dem vorgewählten Teilmengen-SollgerichtungTl in Fig. 2 wird, durch den Schalter 39 20 wicht. Die Menge des zu wiegenden Materials im ausgeschaltet; dieser Funktion entspricht in Fig. 1 Wiegebehälter beeinflußt zusammen mit dem vorgedas Zurückstellen des Abgleichgewichtes 7 in seine gebenen Sollgewicht unmittelbar das Gleichgewicht Neutralstellung. Das Programmsteuergerät 30 ist so- der Wheatstoneschen Brücke. Der Einfluß der Tawohl in seinem Aufbau wie auch in seiner Wirkungs- riereinrichtungen Tl und T2 erfolgt jedoch durch weise identisch mit dem Programmsteuergerät 9 der 25 eine elektrische Schaltung außerhalb des Dynamomechanischen Balkenwaage. Darüber hinaus entspre- meters, die der elektrischen Schaltung21 der Fig. 2 chen der Umschalter 31, die Stellvorrichtung 38 und entspricht. Sofern die resultierende Eingangsspandie Drosselklappe 37 hinsichtlich ihrer Wirkungs- nung am Verstärker 42 von Null abweicht, wirkt die weise den Einrichtungen 10, 18 und 17 der Fig. 1. Ausgangsspannung des Verstärkers über einen Schal-Die Fig. 3 zeigt eine elektrische Schalteinrichtung 30 ter53 bzw. einen Schalter 54 auf den Motor 51 bzw. zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah- 52 für die Bewegung der Potentiometer 43 und 44 in rens, die mit einer auf dem Prinzip der Dehnungs- solcher Richtung, daß die resultierende Eingangsmessung beruhenden belastungsempfindlichen Ein- spannung am Verstärker 42 Null wird und die Ausrichtung (Dynamometer) arbeitet. Die Schaltung gangsspannung am Verstärker verschwindet,
stellt dar, wie die Einrichtungen einer elektrischen 35 Die Wirkungsweise der Einrichtungen 16, 14 und Waage anzuordnen und zu verbinden sind, um eine 13 in F i g. 1 und der Einrichtungen 36, 34 und 33 in Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zu er- Fig. 2 entspricht der des Verstärkers42 und der möglichen. Motoren 51 und 52 in Fig. 3. Die an Hand von

In dieser Figur wird der nicht dargestellte Wiege- Fig. 3 des weiteren erläuterten Einrichtungen decken behälter von einem Dynamometer 40 getragen. Die- 40 sich mit den mehr schematisch wiedergegebenen Einses Dynamometer weist vier Dehnungsmesser41 auf, richtungen nach Fig. 2. Die gegenüber der Fig. 2 die als Wheatstonesche Brücke geschaltet sind. Die abgeänderten Einrichtungen sind der Umschalter 31 Brücke liegt mit ihrer einen Diagonale an einer und die Tariereinrichtung Tl. Auch das Programm-Spannung E, und eine Brückenverstimmung wird steuergerät 55 ist hinsichtlich der von ihm anzugeüber der anderen Diagonale durch einen Verstärker 45 benden Steuerbefehle entsprechend der im folgenden 42 wahrgenommen. Die Wahrnehmung der Brücken- zu erläuternden Verfahrensmodifikation abgeändert. Verstimmung durch den Verstärker 42 erfolgt über Der Schließung des Schalters 53 entspricht in F i g. 2 die Schleifkontakte der Potentiometer 43 und 44, die das Einrücken des Umschalters 31 in die Stellung C, Bestandteile der Tariereinrichtungen Tl und T 2 so wie das Schließen des Schalters 54 das Einrücken sind. Die Stellungen der Schleifkontakte bestimmen 50 des Umschalters 31 in die Stellung A entspricht. Die den Abgleicheffekt der ihnen jeweils zugeordneten Stellung B des Umschalters 31 ermöglicht es der Ab-Tariereinrichtungen, und dieser Effekt wird vom gleichs-Anzeigevorrichtung 23, 35 die Befüllung des Verstärker 42 als Spannung wahrgenommen. Die Wiegebehälters zu unterbrechen,
durch ein Ungleichgewicht erzeugte Spannung und Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verdie beiden Tarierspannungen werden durch Serien- 55 fahrens mit den Einrichtungen der Fig. 3 wird der •schaltung einander überlagert. Um die Tarierspan- . Schalter 53 geschlossen gehalten, d. h., die Tariereinnungen in einer passenden Größenordnung zu halten, richtung Tl ist während des Füllungsprozesses daud. h. in einer dem Ungleichgewicht entsprechenden ernd wirksam. Das würde bei der Einrichtung nach Größe, ist jedes der Potentiometer43 und 44 mit Fig. 1 dem Zustand entsprechen, daß der Umschaleinem größeren Widerstand 45 bzw. 46 in Reihe ge- 60 ter 10 während des BefüIIungsvorganges in der Stelschaltet. Der Teilmengen-Sollwert F. V. wird durch lung C gehalten wird. Bei der Einrichtung nach einen Widerstand 47 verkörpert, der mit seinem einen Fig. 1 würde dies dazu führen, daß die Tarierein-Hnde mit einer Ecke der Wheatstoneschen Brücke richtung Tl bei der Befüllung laufend arbeitet und verbunden ist und mit seinem anderen Ende entvvc- durch Verschiebung des Abgleichgewichtes 7 das der mit dem Schleifkontakt eines Potentiometers 48 65 Gleichgewicht aufrecht erhält. Bei der Einrichtung oder mit der Verbindung zwischen dem Potentiome- nach Fig. 3 wirkt die Taricreinrichtung Tl während lcr 48 und einem Widersland 49. Der Widerstand 47 der Befüllung so lange, bis ein mit dem Schleifkonbceinflüßl die von dem Verstärker 42 wahrgenom- takt des Potentiometers 43 mechanisch verbundener

Schalter 56 mit einer Anzeigevorrichtung 57 die Befüllung unterbricht. Bei der Wiegeeinrichtung nach F i g. 1 würde das einer Anordnung entsprechen, bei der das Abgleichgewicht 7 die Befüllung unterbricht, wenn dieses Gewicht seine Neutralstellung erreicht hat.

Mit einer Wiegeeinrichtung nach Fig. 3 oder einer Wiegeeinrichtung nach Fig. 1, die in der bei der Darlegung der Einrichtung nach F i g. 3 erläuterten Hinsicht abgeändert ist, kann somit das Verfahren nach der Erfindung in einer Weise durchgeführt werden, die sich von der zuvor beschriebenen Verfahrensweise insofern unterscheidet, als nun die Tariereinrichtung Π schon eine gewisse Zeit vor der Unterbrechung der Befüllung in Gang gesetzt und durch die Wiegeeinrichtung die Befüllung unterbrochen wird, wenn das Abgleichgewicht seine Neutralstellung erreicht hat. Das Abgleichgewicht braucht darum nicht durch einen besonderen Steuervorgang in seine Neutralstellung zurückgestellt zu werden, bevor der Füllvorgang durch die Waage unterbrochen wird. Bei dem abgeänderten erfindungsgemäßen Verfahren ist vielmehr die Tariereinrichtung T1 bereits in ihre Neutralstellung zurückgestellt, wenn die Waage den Füllvorgang unterbricht.

Bei dem an den bisher angeführten Beispielen erläuterten erfindungsgemäßen Verfahren zum Abwiegen von Teilmengen unterbricht die Automatik der Wiegeeinrichtung die Füllung des Wiegebehälters. Es sei darauf hingewiesen, daß bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die Automatik der Wiegeeinrichtung statt dessen die Entleerung des Wiegebehälters unterbricht. Die Entleerung des Wiegebehälters bei dem bisher beschriebenen Verfahren ist dann ersetzt durch dessen Befüllung bis zu einer Menge, die grundsätzlich nicht sehr genau festgelegt zu sein braucht, die vielmehr nur größer sein muß, als die vorgegebene und auszuleerende- Teilmenge. Die Befüllung erfolgt dann beispielsweise durch die Entleerung eines über dem Wiegebehälter angeordneten Behälters von ausreichender Größe oder durch die Unterbrechung einer sonstigen Füllzufuhr mittels einer vom erreichten Füllniveau abhängigen Einrichtung im Wiegebehälter.

Im übrigen können das erfindungsgemäße Verfahren und dessen Varianten mit allen Waagentypen durchgeführt werden, an denen Wirkverbindungen hergestellt und getrennt werden können und die mit einer Einrichtung zur Sollgewichts-Voreinstellung und mit Tariereinrichtungen versehen werden können — unabhängig davon, welche sonstigen Einrichtungen, beispielsweise pneumatischer oder hydraulischer Art, die Waage darüber hinaus noch aufzuweisen hat.

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abfüllen einer gewichtsmäßig zu erfassenden Menge eines flüssigen oder schüttfähigen festen Materials durch laufendes Einwiegen und Abfüllen vorgegebener Teilmengen mit Hilfe einer mechanischen oder elektromechanischen Waage, die mit einer Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts und mindestens zwei Tariereinrichtungen versehen ist, wobei der Füllüngsfehler jeder Teilmenge mittels einer der Tariereinrichtungen bei der jeweils folgenden Teiimengenwägung ausgeglichen wird, gekennzeichnet durch die zyklische Wiederholung folgender Verfahrensschritte:

a) Ausgangszustand:: Der Wiegebehälter (2, 24) ist geschlossen und entleert; die Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts (F. V.) ist in Wirkung; die eine der Tariereinrichtungen (Tl) befindet sich in ihrer Neutralstellung, die andere (T 2) in der Stellung, die sie am Ende des vorausgegangenen Zyklus eingenommen hatte;

b) Der Wiegebehälter wird gefüllt;

c) Die Befüllung des Wiegebehälters wird unterbrochen, wenn sich die Waage ungefähr in Gleichgewichtsstellung befindet;

d) Mit Hilfe der einen Tariereinrichtung (Tl) wird die Waage nach Aufheben der Neutralisierung in Gleichgewichtsstellung gebracht;

e) Der Wiegebehälter -wird entleert und dann geschlossen;

f) Die Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts wird außer Wirkung gebracht, und zwar nach Beendigung von Schritt d) und nicht später als zu Beginn von Schritt g);

g) Mit Hilfe der anderenTariereinrichtung(T2) ■; wird die Waage in Gleichgewichtsstellung gebracht;

h) Die eine · Tariereinrichtung (T 1) wird in ihre Neutralstellung gebracht, spätestens jedoch vor der Beendigung der Befüllung des Wiegebehälters beim nächsten Zyklus;

i) Die Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengensollgewichts wird zur Wirkung gebracht, womit der Ausgangszustand a) wieder erreicht ist;

2. Verfahren zum Abfüllen einer gewichtsmäßig zu erfassenden Menge eines flüssigen oder schüttfähigen festen Materials durch laufendes Auswiegen und Füllen vorgegebener Teilmengen mit Hilfe einer mechanischen oder elektromechanischen Waage, die mit einer Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts und mindestens zwei Tariereinrichtungen versehen ist, wobei der Füllungsfehler jeder Teilmenge mittels einer der Tariereinrichtungen bei der jeweils folgenden Teiimengenwägung ausgeglichen wird, gekennzeichnet durch die zyklische Wiederholung folgender Verfahrensschritte:

a) Ausgangszustand: Der Wiegebehälter (2, 24) ist geschlossen und so weit gefüllt, daß er mehr als das Teilmengen-Sollgewicht enthält; die Einrichtung zur Voreinstellung des auszuwiegenden Teilmengen-Sollgewichts (F. V.) ist in Wirkung; die eine der Tariereinrichtungen (Tl )befindet sich in ihrer Neutralstellung, die andere (T2) in der Stellung, die sie am Ende des vorausgegangen Zyklus eingenommen hatte.

b) Der Wiegebehälter wird entleert.

c) Die Entleerung wird unterbrochen, wenn sich die Waage ungefähr in ihrer Gleichgewichtsstellung befindet.

d) Mit Hilfe der einen Tariereinrichtung (Tl) wird die Waage nach Aufheben der Neutralisierung in Gleichgewichtsstellung gebracht;

e) Der Wiegebehälter wird wieder so weit gefüllt, daß er mehr als das Teilmengen-Sollgewicht enthält.

f) Die Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts wird außer Wirkung gebracht, und zwar nach Beendigung von Schritt d) und nicht später als zu Beginn von Schritt g).

g) Mit Hilfe der anderen Tariereinrichtung (T2) wird die Waage in Gleichgewichtsstellung gebracht.

h) Die eine Tariereinrichtung (Tl) wird in ihre Neutralstellung gebracht, spätestens jedoch vor der Beendigung der Entleerung des Wiegebehälters beim nächsten Zyklus. .

i) Die Einrichtung zur Voreinstellung des Teilmengen-Sollgewichts wird zur Wirkung ge-

bracht, womit der Ausgangszustand a) wieder erreicht ist.

3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Tariereinrichtung (Tl) während der Befüllung des Wiegebehälters (2, 24) die Waage laufend praktisch im Gleichgewicht hält und die Befüllung beendet, wenn sie ihre Neutralstellung erreicht.

4. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Tariereinrichtung (Tl) während der Entleerung des Wiegebehälters (2, 24) die Waage laufend praktisch im Gleichgewicht hält und die Entleerung beendet, wenn sie ihre Neutralstellung erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen