DE1901756C3 - Selbsttätige Abfüllwaage - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft 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. ι

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 nur in der Leistungssteigerung, sondern auch darin, trotz dieser Leistungssteigerungen höhe Wägegenauigkeiten zu erzielen, was insbesondere bei hochwertigen Schüttgütern von wesentlicher Bedeutung ist.

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

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.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abfüllwaage ist nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die Abfüllwaage in schematischer Darstellung und

F i g. 2 einen Schaltplan für die Abfüllwaage gemäß Fig. 1.

Die Abfüllwaage besteht im wesentlichen aus einer Vorwaage 1 und einer Fertigwaage 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 ersten Armen 6 gegenüberliegenden und mit einem Gegengewicht 9 versehenem Arm 10 eine Schaltfahne 11 und ein Kettenhalter 12 befestigt sind. Die Vorwaage v/eist ferner einen mit einer von einem Elektromagnet 13 betätigbaren Klappe 14 verschließbaren Fülltrichter 15 sowie eine Reglerkette 16

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und einen Regelmo'or 17 auf.

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 geführte Gewichtsschale 23 hängt, an der der Anker 24 eines Differeniialtransformators 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 nur eine auf der Zeichnung sichtba. 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.

Das Abwägen vorbestimmter Gewichtsmengen von Füllgut wird in der Weise vorgenommen, daß zunächst mittels des Fülltrichters 15 eine unter dem Sollgewicht liegende Füllgutmenge in die Waagschale 8 der Vorwaage 1 eingefüllt wird, diese FülJgiitmenge 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.

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 sogenanr.te 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 Kiappen 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.

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 Verstärker

38 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel außer dem Kompensationsmagnet 26 noch zwei auf vorwählbare Spannungen ansprechende elektronische Schalter

39 und 40 angeschlossen, wobei diese Spannungen mittels 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 Schalter 39 anspricht und den Elektromagnet 30 ausschaltet, so daß die Klappe 28 in Schließsiellung 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.

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.

Wenn nun das Ansprechen des elektronischen Schalters 39 während des Ablaufs der ersten Zeitspanne erfolgt, was bedeutet, daß die von der Fertiewaage 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.

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 mitiels 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-

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treffens von Füllgut in der Waagschale 8 verursachten Impulses der Waagebalken 4 beschleunigt wird und dabei mittels der bewegten Schaltfahne 11 in einer Induktionsschranke;53 eine Signalspannung erzeugt wird, die an das Steuergerät 47 geleitet wird.

Die dieser Art vorabgemessene Füllgutmenge wird dann, nachdem die Fertigwaage 2 abgeschüttet'Wy in bereits beschriebener Weise in die Waagschale 20 der Fertigwaage 2 übergeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

19 Ol Patentansprüche:

1. Selbsttätige Waage zum Abmessen und Abfül-

- Ten 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 gebrecht wird, sowie aus einer Regeleinrichtung, welche die Füllung der Vorwaage in Abhängigkeit von der für die Fertigwägung benötigten Zeitspanne steuert, gekennzeichnet durch einen den Ausschlag des Waagebalkens (18) der Fertigwaage (2) messenden Differentialtransformaior (24, 25) oder ähnlichen elektronischen Meßwertgeber bekannter Art, der über einen Verstärker (38) sowohl mit einem den Waagebalken (18) in dessen Nullage ziehenden Kompensationsmagnet (26) als auch mit wenigstens einem auf eine vorwählbare Spannung ansprechenden Steuerschalter (39, 30) verbunden ist, der der Zuführeinrichtung (27,28,29) zugeordnet ist.

2. Selbsttätige Waage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verstärker (38) zwei mittels Potentiometern (41 und 42) auf vorwählbare und unterschiedliche Spannungen einstellbar ansprechende Schalter (39 und 40) vorgesehen sind.

3. Selbsttätige Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (27) der Fertigwaage (2) zwei stufenweise dieselbe verschließende Klappen (28, 29) aufweist, die von den auf einstellbare Spannungen ansprechenden Steuerschaltern (39 und 40) gesteuert sind.

4. Selbsttätige Waage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Differentialtransformator (24. 25) angeschlossene Verstärker (38) eine dem Anschlag des Waagebalkens (18) der Fertigwaage (2) proportionale Spannung derart gepolt an den KomDensationsmagneten (26) gibt, daß der Waagebalken (18) in Richtung seiner Nullage belastet wird und daß diese Belastung bei kleiner werdendem Balkenausschlag zunehmend geringer wird.

5. Selbsttätige Waage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Waagebalken (4) der Vorwaage (1) wirkende Regeleinrichtung aus einem mit der Fertigwaage (2) verbundenen mehrstufigen und einstellbaren Zeitschalter (45), .einem an diesen angeschlossenen Regelmotor (17) und einer Reglerkette (16) besteht, deren eines Ende mittels des Regelmotors (17) heb- und senkbar ist und deren zweites Ende am Waagebalken (4) der Vorwaage (1) angreift.