DE1901756B2

DE1901756B2 - Automatic decanting balance for equal quantities of bulk materials - has preliminary balance, finishing balance and control mechanism

Info

Publication number: DE1901756B2
Application number: DE1901756A
Authority: DE
Inventors: Adolf 7000 Stuttgart Stambera
Original assignee: FR HESSER MASCHINENFABRIK AG 7000 STUTTGART
Current assignee: FR HESSER MASCHINENFABRIK AG 7000 STUTTGART
Priority date: 1968-01-18
Filing date: 1969-01-15
Publication date: 1976-01-08
Also published as: DE1901756A1

Abstract

A differential transformer (24, 25) or a similar conventional electronic data pick-up is used to measure the deflection of the beam (18) of the finishing balance which controls admittance of the last amount of material. The transformer is connected via an amplifier both to a compensating magnet (26) which draws the beam into its zero position and to at least one control switch which responds to a preselected voltage. This control switch is assigned to the delivery mechanism (27, 28, 29). The amplifier can have two switches responding adjustably by means of potentiometers to preselected and different voltages.

Description

Die Erfindung betriff! eine selbsttätig arbeitende Waage zum Abmessen und Abfüllen von gleichen Mengen eines Schüttguts, bestehend aus einer Vorwaage zum Abmessen einer unter dem Sollgewicht liegenden Schüttgutmenge und einer Fertigwaage, in der die in der Vorwaage abgemessene Menge auf das Sollgewicht gebracht wird, sowie aus einer Regeleinrichtung, welche die Füllung der Vorwaage in Abhängigkeit von der für die Fertigwägung benötigten Zeitspanne steuert. .The invention concerns! an automatically working scale for measuring and filling equal quantities a bulk material, consisting of a pre-weigher for measuring a weight that is below the target weight Bulk material quantity and a finished scale in which the quantity measured in the pre-weigher is adjusted to the target weight is brought, as well as from a control device, which the filling of the pre-weigher as a function of the time required for the finished weighing. .

Um die Leistung derartiger Waagen zu erhöhen, ist es bekannt, die Vorwaage mit einer Regelvorrichtung zu versehen, die in Abhängigkeit von der durch das Fertigwägen beanspruchten Zeitspanne die Vorwaage stets auf einen vorgewählten Gewichtswert einstellt. Durch diese Einrichtung kann der Vorgewichtswert sehr nahe dem Sollgewichtswert gewählt und somit die erforderliche Zeitspanne für das Fertigwägen weitgehend verkürzt werden (CH-PS 3 16 447).
Das Problem derartiger Waagen liegt aber nicht nurIn order to increase the performance of such scales, it is known to provide the pre-weigher with a control device which always sets the pre-weigher to a preselected weight value as a function of the period of time required by the finished weighing. With this device, the pre-weight value can be selected very close to the target weight value and thus the required period of time for the finished weighing can be shortened to a large extent (CH-PS 3 16 447).
The problem with such scales is not only there

ίο in der Leistungssteigerung, sondern auch darin, trotz dieser Leistungssteigerungen höhe Wägegenauigkeiten zu erzielen, was insbesondere bei hochwertigen Schüttgütern von wesentlicher Bedeutung ist.ίο in the increase in performance, but also in it, despite this increase in performance to achieve high weighing accuracy, which is especially true for high-quality bulk solids is essential.

Bei Analysenwaagen ist es schon bekanntgeworden, die Genauigkeit dadurch zu erhöhen, daß der der Waagschale zugeführte Schüttgutstrom mittels einer den Anschlag des Waagebalkens abtastenden elektrooptischen Vorrichtung in Abhängigkeit vom Ausschlag des Waagebalkens gedrosselt wird. Auf diese Weise wird der beim Abschalten der Schüttgutzuführung noch verbleibende Schüttgutnachstrom sehr gering und beeinflußt somit die Wägegenauigkeit nur unwesentlich (CH-PS 3 86 913).
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Vorteile auch bei selbsttätigen Abfüllwaagen zu erreichen und damit Waagen dieser Art zu schaffen, die ein Optimum an Leistung und Wägegenauigkeit aufweisen. Diese Aufgabe wird durch einen den Ausschlag des Waagebalkens der Fertigwaage messenden Differentialtransformator oder ähnlichen Meßwertgeber bekannter Art gelöst, der über einen Verstärker sowohl mit einem den Waagebalken in seine Nullage ziehenden Kompensationsmagnet als auch mit wenigstens einem auf eine vorwählbare Spannung ansprechenden Steuerschalter verbunden ist, der der Zuführeinrichtung angeordnet ist.In analytical balances it has already become known to increase the accuracy in that the bulk material flow fed to the weighing pan is throttled by means of an electro-optical device which scans the stop of the balance beam as a function of the deflection of the balance beam. In this way, the bulk material flow remaining when the bulk material feed is switched off is very small and therefore only has a negligible effect on the weighing accuracy (CH-PS 3 86 913).
It is the object of the present invention to achieve these advantages also with automatic filling scales and thus to create scales of this type which have optimum performance and weighing accuracy. This object is achieved by a differential transformer measuring the deflection of the balance beam of the finished balance or a similar transducer of known type, which is connected via an amplifier both to a compensation magnet that pulls the balance beam into its zero position and to at least one control switch that responds to a preselectable voltage, which the Feed device is arranged.

Durch diese neuartige Kombination werden eine hohe Leistung der Abfüllwaage und eine sehr hohe Wägegenauigkeit erzielt, da einmal die nachzugebenden Schüttgutmengen auf ein Geringstmaß reduziert werden und zum anderen der dann noch erforderliche kleine Schüttgutstrom für das Fertigwägen in seiner Schlußphase so weit gedrosselt wird, daß im Nachstrom keine das Wärmeergebnis merkbar beeinflussende Unregelmäßigkeiten auftreten können. Die Zeitspanne für das Fertigwägen wird noch weiter dadurch vermindert, daß der auf den Waagebalken wirkende Kompensationsmagnet zu einer gesteuerten Beschleunigung des Einpendeins in die Nullage beiträgt.This novel combination results in a high performance of the filling scale and a very high Weighing accuracy achieved, as the bulk goods to be added are reduced to a minimum and on the other hand the still required small flow of bulk material for the finished weighing in his The final phase is throttled so far that no noticeably influencing the heat result in the wake flow Irregularities can occur. The period of time for the finished weighing becomes even wider thereby reduces that the compensation magnet acting on the balance beam leads to a controlled acceleration of the dispensing contributes to the zero position.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abfüllwaage ist nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the filling scale according to the invention is shown below with reference to drawings described in more detail. It shows

F i g. 1 die Abfüllwaage in schematischer Darstellung undF i g. 1 the filling scale in a schematic representation and

F i g. 2 einen Schaltplan für die Abfüllwaage gemäß Fig. 1.F i g. 2 shows a circuit diagram for the filling scale according to FIG. 1.

Die Abfüllwaage besteht im wesentlichen aus einer Vorwaage 1 und einer Fertigwaage 2.The filling weigher consists essentially of a pre-weigher 1 and a finished weigher 2.

Die Vorwaage 1 ihrerseits besteht im wesentlichen aus einem in Pfannen 3 gelagerten Waagebalken 4, an dessen Schneiden 5 aufweisenden Armen 6 eine mit einer Auslaßklappe 7 versehene Waagschale 8 hängt und an dessen den erster. Armen 6 gegenüberliegenden und mit einem Gegengewicht 9 versehenem Arm 10 eine Schaltfahne 11 und ein Kettenhalter 12 befestigt sind. Die Vorwaage weist ferner einen mit einer von einem Elektromagnet 13 betätigbaren Klappe 14 verschließbaren Fülltrichter 15 sowie eine Reglerkette 16The pre-balance 1 in turn consists essentially of a balance beam 4 mounted in pans 3 whose arms 6 having 5 cutting edges hangs a weighing pan 8 provided with an outlet flap 7 and at that the first. Arm 10 opposite arms 6 and provided with a counterweight 9 a switching flag 11 and a chain holder 12 are attached. The pre-weigher also has one with one of A flap 14, which can be actuated by an electromagnet 13, can be closed by a filling funnel 15 and a control chain 16

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und einen Regelmotor 17 auf.and a variable speed motor 17.

Die Fertigwaage 2 weist ihrerseits einen doppelarmigen Waagebalken 18 auf, an dessen einem Ende 19 eine Waagschale 20 auf Schneiden 21 ruht und an dessen gegenüberliegendem Ende 22 ebenfalls auf Schneiden 21 eine mittels eines Lenkers 54 gefühne Gewichtsschale 23 hängt, an der der Anker 24 :".nes Diffcrentialtransformators 25 und der bewegliche Teil 34 eines Kompensationsmagneten 26 befestigt sind. Zur Fertigwaage zählt außerdem ein Zuführkanal 27, der mittels zwei nebeneinander angeordneten Klappen 28 und 29, von denen nor eine auf der Zeichnung sichtbar ist, stufenweise verschließbar ist, sowie ein Elektromagnet 30 zum öffnen der beiden Klappen 28 und 29 und ein weiterer Elektromagnet 31 und eine an einem Hebel 32 angreifende Feder 33 zum Schließen der zweiten Klappe 29.The finished balance 2 in turn has a double-armed balance beam 18, at one end 19 of which a Weighing pan 20 rests on cutting edges 21 and also on cutting edges at its opposite end 22 21 a weight shell guided by means of a handlebar 54 23 hangs, on which the armature 24: ". Nes differential transformer 25 and the movable part 34 of a compensation magnet 26 are attached. To the finished scales also includes a feed channel 27, which by means of two flaps 28 and 29 arranged next to one another, one of which is not visible on the drawing, step by step can be closed, as well as an electromagnet 30 for opening the two flaps 28 and 29 and a further electromagnet 31 and one on a lever 32 engaging spring 33 for closing the second flap 29.

Das Abwägen vorbestimmter Gewichtsmengen von Füügut wird in der Weise vorgenommen, daß zunächst mittels des Fülltrichters 15 eine unter der» Sollgewicht liegende Füllgutmenge in die Waagschale 8 der Vorwaage 1 eingefüllt wird, diese Füllgutmenge dann in die Fertigwaage 2 durch öffnen der Auslaßklappe 7 übergeben und bei wesentlich geringerer Zuführleistung von aus den Zuführkanal 27 austretendem Füllgut vollends bis zum Sollgewicht ergänzt wird.The weighing of predetermined amounts of weight of Füügut is carried out in such a way that first by means of the hopper 15, a product quantity below the target weight is placed in the weighing pan 8 of the pre-weigher 1 is filled, this product quantity is then transferred to the finished scale 2 by opening the outlet flap 7 and with a significantly lower feed rate of filling material emerging from the feed channel 27, completely is added to the target weight.

Die zum Abwägen notwendigen Steuervorgänge können beispielsweise von einer Verpackungsmaschine, der eine oder mehrere solcher Abfüllwaagen zugeordnet sind, eingeleitet werden dadurch, daß über einen von der Maschine abgegebenen Steuerbefehl eine in der Abfüllwaage vorgesehene sogenannte Eintourenwelle 35 in bekannter Weise in einen einmaligen Umlauf versetzt wird. Dadurch wird zunächst die in der Vorwaage 1 befindliche Gutmenge in die Waagschale 20 der Fertigwaage 2 übergeben. Anschließend daran werden über eine auf der Eintourenwelle 35 befestigte Nocke 36 und einen dieser und der Fertigwaage 2 zugeordneten Schalter 37 die Klappen 28 und 29 geöffnet, derart, daß Füllgut aus dem Zuführkanal 27 in die Waagschale 20 gelangt. Damit ein möglichst gleichmäßiger Füllgutstrom in die Waagschale 20 gelangt, kann der Zuführkanal 27 in an sich bekannter Weise gerüttelt werden.The control processes necessary for weighing can be, for example, from a packaging machine, to which one or more such filling scales are assigned, are initiated by the fact that over a control command issued by the machine a so-called single-speed shaft provided in the filling scale 35 is set in a single circulation in a known manner. This first sets the in the Transfer the amount of material located in the pre-weigher 1 into the weighing pan 20 of the finished weigher 2. Then after that are assigned via a cam 36 fastened to the single-turn shaft 35 and one of these and the finished scales 2 Switch 37 the flaps 28 and 29 open, so that the product from the feed channel 27 into the Weighing pan 20 arrives. So that a product flow that is as uniform as possible reaches the weighing pan 20 the feed channel 27 are shaken in a manner known per se.

Während die Waagschale 20 gefüllt wird, stellt der Differentialtransformator 25 laufend die Lage des Waagebalkens 18 fest und steuert mittels seiner Ausgangsspannung einen Verstärker 38. An den Ausgang dieses Verstärkers ist der in einem Gleichstromkreis liegende Kompensationsmagnet 26 derart gepolt angeschlossen, daß die mit Hilfe von nicht dargestellten Wicklungen im Feld eines Permanentmagneten erzeugten Kräfte den Waagebalken 18 derart belasten, daß dieser beschleunigt in seine Null- bzw. Gleichgewichtslage zurückzukehren sucht. Um dabei ein Pendeln des Waagebalkens 18 zu unterdrücken, können an sich bekannte, nicht dargestellte hydraulische Dämpfer oder Wirbelstrombremsen vorgesehen sein. Bei stetig in der Waagschale 20 anwachsendem Füllgewicht stellt der Differentialtransformator 25 schließlich einen kleiner werdenden Ausschlag des Waagebalkens 18 fest und der Verstärker 38 gibt demgemäß eine kleinere Kompensationsspannung ab. An den genannten VerstärkerWhile the weighing pan 20 is being filled, the differential transformer 25 continuously adjusts the position of the Balance beam 18 and controls an amplifier 38 by means of its output voltage. To the output of this amplifier, the compensation magnet 26, which is in a direct current circuit, is connected in such a way that it is polarized that the generated with the help of windings, not shown, in the field of a permanent magnet Forces load the balance beam 18 in such a way that it accelerates into its zero or equilibrium position seeks to return. In order to suppress oscillation of the balance beam 18, known, Hydraulic dampers or eddy current brakes, not shown, may be provided. With steadily in the As the filling weight grows on the weighing pan 20, the differential transformer 25 finally represents a smaller one the deflection of the balance arm 18 and the amplifier 38 accordingly gives a smaller compensation voltage away. To the amplifier mentioned

38 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel außer dem Kompensationsmagnet 26 noch zwei auf vorwahl- <\s bare Spannungen ansprechende elektronische Schalter38 in the present exemplary embodiment, in addition to the compensation magnet 26, two more preselected Electronic switches responding to bare voltages

39 und 40 angeschlossen, wobei diese Spannungen mittpls Potentiometern 41 und 42 einstellbar sind. Das Potentiometer 41 ist dabei so eingestellt, daß bei genügender Annäherung des Inhalts der Waagschale 20 an das Sollgewicht der zugehörige Schaher 39 anspricht und den Elektromagnet 30 ausschaltet, so daß die Klappe 28 in Schließstellung geht, wodurch der Zuführkanal 27 teilweise verschlossen wird. Das zweite Potentiometer 42 wird derart eingestellt, daß der ihm zugeordnete Schalter 40 bei Erreichen des Sollgewichts anspricht und der Elektromagnet 31 dann einen Zapfen 43 nach oben zieht, so daß dieser den Weg freigibt für eine Schubstange 44, die an dem Ende des mit der noch offenstehenden Klappe 29 verbundenen Hebels 32 angreift. Dieser Hebel 32 wird von der Feder 33 geschwenkt und verschließt dabei den Zuführkanal 27 vollends.39 and 40 are connected, these voltages med Potentiometers 41 and 42 are adjustable. The potentiometer 41 is set so that with sufficient Approaching the contents of the weighing pan 20 to the target weight of the associated Schaher 39 responds and the electromagnet 30 switches off, so that the flap 28 goes into the closed position, whereby the feed channel 27 is partially closed. The second potentiometer 42 is set so that it is assigned Switch 40 responds when the target weight is reached and the electromagnet 31 then follows a pin 43 pulls up, so that this clears the way for a push rod 44, which is at the end of the still open Flap 29 connected lever 32 engages. This lever 32 is pivoted by the spring 33 and thereby closes the feed channel 27 completely.

Der von der Nocke 36 betätigte Schalter 37 steht außer mit dem elektronischen Schalter 39 noch mit einem Zeitschalter 45 in Verbindung, der zwei unabhängig voneinander einstellbare Zeitglieder aufweist, die derart miteinander verbunden sind, daß zwei wählbare Zeitspannen unmittelbar nacheinander ablaufen.The switch 37 actuated by the cam 36 is also with the electronic switch 39 a time switch 45 in connection, which has two independently adjustable time elements, which are connected to one another in such a way that two selectable periods of time run immediately one after the other.

Wenn nun das Ansprechen des elektronischen Schalters 39 während des Ablaufs der ersten Zeitspanne erfolgt, was bedeutet, daß die von der Fertigwaage 2 den mittels der Vorwaage 1 vorabgemessenen Gutmengen zur Ergänzung bis zum Sollgewicht noch nachzugebenden Mengen zu gering sind, um sicher ein genaues Endgewicht zu erzielen, oder daß die vorabgewogenen Mengen sogar schwerer als das Sollgewicht sind, gibt der Zeitschalter 45 einen Verstellimpuls an den Regelmotor 17, der dadurch vorzugsweise über einen Seiltrieb 55 ein Ende der Reglerkette 16 um ein vorwählbares Maß anhebt, derart, daß das an dem Kettenhalter 12 befestigte Ende der Reglerkette 16 eine geringere Belastung des Arms 10 bewirkt und dadurch die Vorwaage leichtere vorabgemessene Gutmengen liefert. Fällt das Ansprechen des Schalters 39 in die zweite ablaufende Zeitspanne, so bleibt der Regelmotor 17 in Ruhe. Wenn jedoch das Ansprechen des Schalters 39 nach Ablauf der zweiten Zeitspanne erfolgt, was dann der Fall ist, wenn eine in die Fertigwaage 2 abgeschüttete Menge so gering ist, daß eine erhebliche und eventuell zu lange Zeit zum Ergänzen bis zum Sollgewicht notwendig ist, so führt der Regelmotor 17 einen Regelschritt in der entgegengesetzten Richtung aus und senkt dabei das mit ihm verbundene Ende der Reglerkette 16 derart, daß die Belastung des Waagebalkens 4 größer wird und die Vorwaage 1 somit größere vorgewogene Mengen abschüttet. Durch geeignete Einstellung hauptsächlich der ersten Zeitspanne, die mittels eines Potentiometers 46 vorgenommen wird, ist es also möglich, die bestmögliche Leistung der Abfüllwaage auszunutzen. Aus diesem Grund ist zumindest dieses Potentiometer 46 an leicht zugänglicher Stelle angebracht. If the response of the electronic switch 39 occurs during the expiry of the first time period, which means that the quantities pre-measured by the pre-weighed 1 by the finished weigher 2 To add up to the target weight, the quantities still to be added are too small to be sure of an exact final weight to achieve, or that the pre-weighed quantities are even heavier than the target weight, gives the time switch 45 sends an adjustment pulse to the control motor 17, which is thereby preferably via a cable drive 55 lifts one end of the regulator chain 16 by a preselectable amount, so that the chain holder 12 attached end of the regulator chain 16 causes a lower load on the arm 10 and thus the pre-balance delivers lighter, pre-measured quantities. If the response of the switch 39 falls into the second expiring Period of time, the control motor 17 remains at rest. However, if the response of switch 39 takes place after the second period of time has elapsed, which is the case when one is poured into the finished scales 2 The amount is so small that it takes a considerable and possibly too long time to add to the target weight is necessary, the control motor 17 performs a control step in the opposite direction and lowers the end of the regulator chain 16 connected to it in such a way that the load on the balance beam 4 becomes larger and the pre-weigher 1 thus pours off larger pre-weighed quantities. Appropriate setting it is mainly the first time span which is made by means of a potentiometer 46 possible to utilize the best possible performance of the filling scale. Because of this, at least this is it Potentiometer 46 attached in an easily accessible place.

Für die Vorwaage 1 ist ein Steuergerät 47 vorgesehen, an das der Elektromagnet 13 zur Betätigung der Klappe 14 angeschlossen ist. Das Steuergerät 47 versorgt jeweils dann diesen Elektromagnet 13 mit Strom, wenn eine zweite auf der Eintourenwelle 35 angebrachte Nocke 48 einen zweiten Schalter 49 betätigt. Der dieser Art unter Strom gesetzte Elektromagnet 13 öffnet über ein Gestänge 50 und einen Hebel 51 die mittels einer Achse 52 gelagerte Klappe 14 und gibt dem in dem Fülltrichter 15 vorrätigen Füllgut den Weg in die Waagschale 8 frei. Der Elektromagnet 13 wird dann wieder stromlos gemacht, wenn infolge des bereits in der Waagschale 8 befindlichen Füllguts und des Auf-For the pre-weigher 1, a control device 47 is provided, to which the electromagnet 13 for actuating the Flap 14 is connected. The control unit 47 then supplies this electromagnet 13 with current, when a second cam 48 mounted on the single-turn shaft 35 actuates a second switch 49. Of the this type energized electromagnet 13 opens via a linkage 50 and a lever 51 by means of a shaft 52 mounted flap 14 and gives the product stored in the hopper 15 the way into the weighing pan 8 free. The electromagnet 13 is then de-energized again when, as a result of the already in the weighing pan 8 and the contents

:ffens von Füllgut in der Waagschale 8 verursachten ipulsesder Waagebalken 4 beschleunigt wird und dai mittels der bewegten Schaltfahne 11 in einer Indukmsschranke 53 eine Signalspannung erzeugt wird, die das Steuergerät 47 geleitet wird.: ffens caused by the product in the weighing pan 8 ipulses the balance beam 4 is accelerated and dai by means of the moving switching flag 11 in an inductive barrier 53 a signal voltage is generated, which the control unit 47 is conducted.

Die dieser Art vorabgemessene F dann, nachdem die Fertigwaage 2 al bereits beschriebener Weise in die N Fertigwaage 2 übergeben.This type of pre-measured F then after the finished scale 2 al Transferred to the N finished scale 2 in the manner already described.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

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Claims

19 Ol 756 claims:

1. Automatic scales for measuring and filling equal quantities of bulk goods, consisting of from a pre-weigher to measure a quantity of bulk material lying under the soil weight and a finished scale in which the quantity measured in the pre-scale is brought to the target weight is, as well as from a control device, which the filling of the pre-weigher depending on the for controls the time required for finished weighing, indicated by a deflection of the balance beam (18) of the finished balance (2) measuring differential transformer (24, 25) or the like electronic transducer of known type, which has an amplifier (38) with both a the balance beam (18) in its zero position pulling compensation magnet (26) and at least a control switch (39, 30) responsive to a preselectable voltage is connected to the Feed device (27,28,29) is assigned.

2. Automatic balance according to claim 1, characterized in that the amplifier (38) has two responsive to preselectable and adjustable voltages by means of potentiometers (41 and 42) Switches (39 and 40) are provided.

3. Automatic balance according to claim 2, characterized in that the feed device (27) of the Finished scale (2) has two gradual same closing flaps (28, 29), which of the Control switches (39 and 40) responding to adjustable voltages are controlled.

4. Automatic scale according to claims 1 to 3, characterized in that the to the differential transformer (24, 25) connected amplifier (38) a voltage proportional to the stop of the balance beam (18) of the finished balance (2) polarized in such a way to the Konipensationsmagneten (26) that the balance beam (18) in the direction of his Zero position is loaded and that this load increases with decreasing bar deflection becomes less.

5. Automatic balance according to claims 1 to 4, characterized in that the on the Balance beam (4) of the pre-balance (1) acting control device from a connected to the finished balance (2) multi-stage and adjustable time switch (45), a control motor connected to this (17) and a control chain (16), one end of which is lifted by means of the control motor (17) and can be lowered and the second end of which engages the balance beam (4) of the preliminary balance (1).