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Wägeverfahren für eine automatische Abfüll-
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waage und Abfüllwaage zur Durchführung des Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ein Wägeverfahren für eine automatische, ein
Waagebalkenwägesystem einschließende Abfüllwaage mit Füllstromsteuerung und mit
Vorlasteinrichtungen zwecks Beendigung eines jeden Teilfüllstromes sowie eine automatische
Abfüllwaage zur Durchführung des Verfahrens.
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Mit den bekannten, mit einem Waagebalkenwägesystem ausgerüsteten Abfüllwaagen
wird derartig gewogen, daß das meßgewichtsseitige Ende des Waagebalkens in einer
unteren, durch einen Anschlag festgelegten Anfangsstellung ruht, wenn mit einem
Abwägevorgang begonnen wird. Der gesamte Füllstrom einer abzuwägenden Menge bei
einem Abwägevorgang teilt sich in der Regel in einen Grobstrom und in einen Feinstrom
auf, wobei der Waagebalken des Wägesystems bei jedem Teilstrom in bekannter-Weise
mit einer entsprechenden Vorlast belastet ist.
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Bei Aufteilung in einen Grobstrom und in einen Feinstrom wird die
Grobstromvorlast ausgeschaltet, wenn der Waagebalken seine vorher eingenommene Anfangs
stellung verlassen hat, wobei er eine beträchtliche
Wegstrecke
zurücklegt. In der Regel ist diese Grobstromvorlast ein gewichts- oder federbelasteter
Hebel, der sich nach Abschalten des Grobstromes gegen einen Anschlag legt, so daß
diese Stellung zur zweiten Ruhelage des Waagebalkens wird. Aus dieser Ruhelage wird
dann der Feinstrom durch Entriegelung einer Sperre oder durch Betätigen von Schaltgliedern
abgeschaltet, wobei diese Abschalteinrichtungen erst kurz vor Erreichen der oberen
Position des meßgewichtsseitigen Waagebalkenarmes erfolgt.
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Wenn die eichtechnischen Vorschriften hinsichtlich des Anzeigespielraumes
erfüllt werden sollen, die eine relativ große Wegstrecke für den Waagebalken zwecks
Anzeige des Wägeergebnisses fordern, dann sind die Abfülleistungen der nach dem
erwähnten Wägeverfahren arbeitenden Abfüllwaagen entsprechend begrenzt, da die Teilfüllströme,
wie erwähnt, erst dann abgeschaltet werden, wenn der Waagebalken, gemessen an seinem
Ende, eine verhältnismäßig große Wegstrecke aus seiner Ruhelage heraus zurückgelegt
hat, wofür eine entsprechende Zeit benötigt wird. Hinzu kommt das Problem der Beruhigung
des Wägesystems. Dieses legt sich nach dem Abschalten des Grobstromes gegen einen
Grobstromvoreiler, der nur nach unten begrenzt ist, also beim Zurückschwingen des
Waagebalkens wieder angehoben wird und wieder eine Kraft auf das Wägesystem ausübt,
so daß dieses mehrfach hin und her schwingt, bevor es zur Ruhe kommt. Zur Behebung
dieses Nachteils sind zusätzliche, einschaltbare Anschläge vorgeschlagen worden,
die den Waagebalken in seiner Lage unterhalb des Grobstromvoreilers festhalten und
ihn erst nach seiner Beruhigung wieder freigeben. Diese zusätzlichen
Einrichtungen
sind beträchtlich materialaufwendig und schwierig einzustellen. Insgesamt haben
die aufgezählten Nachteile zur Folge, daß die Abfülleistung einer derartig aufgebauten
und betriebenen Abfüllwaage über einen bestimmten, relativ niedrigen Leistungsstandard
nicht vergrößert werden kann, wenn dabei die eichtechnischen Vorschriften eingehalten
werden sollen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit in der Schaffung eines verbesserten
Wägeverfahrens für eine mit einem Waagebalkenwägesystem ausgerüstete, automatische
Abfüllwaage sowie in der Schaffung einer Abfüllwaage für die Durchführung des Verfahrens.
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß bei dem einleitend angeführten
Verfahren das Wägesystem vor dem Beginn eines jeden Teilfüllstromes während eines
Abwägevorgangs in seine Anfangsstellung zurückgeführt und daß jeder Teilfüllstrom
durch Verlassen der Anfangsstellung abgeschaltet wird. In vorteilhafter Weise wird
die Rückführung des Wägesystems in die Anfangsstellung durch äußere Krafteinwirkung
durchgeführt.
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Eine automatische Abfüllwaage mit einem Waagebalkenwägesystem und
mit einer Füllstromsteuerung, die mindestens -zwei Vorlasteinrichtungen für einen
in wenigstens zwei Teilfüllströme aufgeteilten Gesamtfüllstrom umfaßt, zur Durchführung
des vorerwähnten Verfahrens1 kennzeichnet sich dadurch, daß eine Krafteinrichtung
zum Zurückführen des Wägesystems in seine Anfangsstellung vor Beginn eines jeden
Teilfüllstromes und daß eine der Anfangsstellung
des Wägesystems
zugeordnete, vom Wägesystem beim Verlassen seiner Anfangsstellung ausschaltbaren
Vorrichtung zum Abschalten jedes Teilfüllstromes vorgesehen sind. Die Krafteinrichtung
kann aus einer Zylindereinheit bestehen, während die Vorrichtung ein Schalterbetätigungsglied
und einen zugehörigen Schalter umfaßt.
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Durch diese Lösung ist die Leistungsfähigkeit einer Abfüllwaage der
vorbezeichneten Art um mindestens 30 bis 50 % erhöht, da die Steuerung bzw. die
Abschaltung der Teilfüllströme wesentlich schneller erfolgt als bisher, und zwar
in dem Moment, in dem der Waagebalken seine Anfangs stellung verläßt, und da der
Waagebalken, nachdem er nur einen sehr kleinen Weg von einem oder etwa einem Millimeter
nach dem Verlassen seiner Anfangsstellung zurückgelegt hat, zwangsläufig wieder
in seine Anfangsstellung zurückgeführt wird. Daraus wird ein erheblicher Zeitvorteil
für einen gesamten Abwägevorgang gewonnen, wobei dieser Vorteil ferner noch durch
die schnellere Beruhigung des Wägesystems vergrößert wird, da die Massenkräfte des
Wägesystems aufgrund der ihm erteilten Bewegungsenergie entsprechend dem kurzen
Weg gering sind und das Wägesystem daher mit einfacheren Mitteln schneller beruhigt
werden kann. Dies kann ebenfalls mit der erwähnten Krafteinrichtung geschehen, indem
sie nach der Rückführung des Wägesystems für eine kurze Zeit länger eingeschaltet
bleibt. Insgesamt führen die erwähnten Vorteile zu einer beträchtlichen Leistungssteigerung
bei automatischen Abfüllwaagen der vorbezeichneten Art. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, daß nunmehr auch die Intensität aller Teilfüllströme wesentlich erhöht werden
kann, was gleichbedeutend mit einer erheblichen Verringerung
der
gesamten Wägezeit ist. Ferner werden die genannten eichtechnischen Vorschriften
erfüllt, denn nach dem Abschalten aller Teilfüllströme, also auch des letzten Teilfüllstromes,
steht ein großer Anzeigespielraum für den Zeiger od.dgl. des Waagebalkens zur Verfügung,
welcher nur durch seine Hauptanschläge bewegungsmäßig begrenzt wird.
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Die Erfindung ist nachstehend in Verbindung mit einem in der anliegenden
Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei die
Zeichnung eine Abfüllwaage nach der Erfindung in Vorderansicht zeigt.
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Zum leichteren Verständnis des Verfahrens nach der Erfindung wird
zunächst die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Abfüllwaage beschrieben.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, gehört die dargestellte Abfüllwaage
zum Typ der Abfüllwaagen mit Waagenbalkenwägesystem. Der allgemeine Aufbau der Abfüllwaagen
bleibt erhalten, so daß nur die für die Erfindung wesentlichen Merkmale genauer
erläutert sind.
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Mit 1 ist ein gleicharmiger Waagebalken bezeichnet, der, in Aufsicht
betrachtet, H-Form aufweist. In der Zeichnung ist nur der vordere gleicharmige Hebel
1a des Waagebalkens 1 zu sehen, da der hintere Hebel dem vorderen gleicht. Der Waagebalken
1 ist mittig mittels eines Drehgelenkes 2 z.B. an einem Gehäuse 3 gelagert, welches
eine Schüttgutdosiervorrichtung, die normalerweise in eine Grob- und eine
Feindosiervorrichtung
aufgeteilt ist, aufweist (nicht gezeichnet).
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Anstelle der Grobdosiervorrichtung können auch beliebig viele und
in ihrer Intensität unterschiedliche Dosiervorrichtungen vorgesehen sein. Am Lastarm
des Waagebalkens 1 ist ein konusstumpfförmiger Füllstutzen 4 mit einer unteren Sackklemme
5 angelenkt, die einen abgemessen zu füllenden, nicht gezeigten Sack am Füllstutzen
festhält. Nach oben ist der Füllstutzen auf das Gehäuse 3 ausgerichtet, das an ein
Vorratslager (nicht dargestellt) angeschlossen ist. Der Füllstutzen kann auch durch
ein Wägegefäß -mit Bodenklappen-Entleerung ersetzt sein. Kraftarmseitig weist der
Waagebalken eine Gewichtsaufnahme 6 auf, die das Meßgewicht 7 trägt. Die Enddrehgelenke
sowie das Mitteldrehgelenk des Waagebalkens bestehen z.B. aus den hier sinnbildlich
dargestellten Schneidenlagerungen. Ferner weist der Waagebalken einen festen Zeiger
8 auf, dem eine z.B. am Gehäuse 3 befestigte Skala 9 zugeordnet ist.
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Es ist üblich, den gesamten Füllstrom eines einzelnen Abwägevorgangs
in mehrere Teilfüllströme aufzuteilen; in der Regel in einen Grobstrom und in einen
Feinstrom. Diesen Teilfüllströmen sind sogenannte Vorlasten zugeordnet, die regelbar
sind und eine genaue Dosierung der Abfüllmenge für einen Abwägevorgang ermöglichen.
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Für den Grobstrom ist z.B. eine pneumatische Vorlast in Form einer
pneumatischen Zylindereinheit 10 auf der Lastseite des Wägesystems vorgesehen, die
beispielsweise am Gehäuse 3 befestigt ist. Gegen den Kolben 11 der eingeschalteten
Einheit 10 kommt der Waagebalken
1 zur Anlage. Für den Feinstrom
kann eine gleiche Zylindereinheit wie die Einheit 10 lastarmseitig vorgesehen sein;
es kann hierfür aber auch eine rein mechanische Einrichtung verwendet werden. Der
Übersichtlichkeit wegen ist die Einrichtung für die Feinstromregelung in der Zeichnung
fortgelassen.
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Ferner ist für den Kraftarm des Waagebalkens 1 eine Krafteinrichtung
12 vorgesehen, die z.B. am Gehäuse befestigt ist und aus einer pneumatischen Zylindereinheit
bestehen kann. Ihr Kolben 13 ist zur Rückführung des Waagebalkens 1 bzw. des Wägesystems
nach unten in seine Anfangslage bestimmt, Diese zwangsläufige Rückführung wird nach
Beendigung aller Teilfüllströme durchgeführt, kann jedoch nach Wägeende zur Feststellung
des Wägeergebnisses über einen sogenannten Tarierschalter unterbleiben.
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Weiterhin ist am Waagebalken 1 kraftarmseitig ein Schalterbetätigungsglied
14 vorgesehen, das einen mittels eines Armes 15 am Gehäuse 3 befestigten Schalter
16 zur Abschaltung des Grob- und des Teilfüllstromes betätigt. Der Schalter 16 ist
umsteuerbar, d.h.
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wenn er den Grobstrom abgeschaltet hat, wird er umgesteuert, um dann
später den Feinstrom abzuschalten. Anstelle dieser Einrichtungen können jedoch zwei
einzelne Schalter mit je einem gesonderten Betätigungsglied vorgesehen sein, und
ferner können diese Schalteinrichtungen auch lastarmseitig am Wägesystem angeordnet
sein.
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Schließlich sind zwei Hauptanschläge 17 und 18 vorgesehen, die den
Bewegungsspielraum des Waagebalkens 1 begrenzen. Im gezeichneten Beispiel sind diese
Anschläge auf der Lastseite des Waagebalkens
angeordnet; sie können
aber auch auf seiner Kraftarmseite angeordnet sein. Wenn der Waagebalken gegen den
oberen Anschlag 17 anliegt, befindet sich seine Kraftarmseite in der untersten Stellung,
und diese unterste, eine Ruhestellung darstellende Stellung ist die Anfangs stellung
des Waagebalkens bzw. des Wägesystems, die er bzw. das Wägesystems vor Beginn und
während eines jeden Abwägevorgangs immer wieder einnimmt, wie nun zur Erläuterung
des Verfahrens nach der Erfindung beschrieben wird.
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Nach dem Einstellen der Vor lasten und dem Auflegen des entsprechenden
Meßgewichtes 7 befindet sich das Wägesystem in der üblichen, durch den oberen Hauptanschlag
17 definierten Anfangsstellung, d.h.
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die Kraftarmseite des Wägesystems ist um ein gewisses Maß abgesenkt.
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Gleichzeitig ist der Schalter 16 durch das Betätigungsglied 14 eingeschaltet,
so daß auch die Vorlast für den Grobstrom eingeschaltet ist. Bei Betätigung der
Dosiervorrichtung im Gehäuse 3 fällt das Füllgut zunächst imGrobstrom durch den
Füllstutzen 4 in den an diesem hängenden Sack. Nach Erreichen der Grobstromsollmenge
hebt sich das Wägesystem kraftarmseitig an, wodurch der Schalter 16 ausgeschaltet
und umgesteuert wird, wodurch wiederum die Abschaltung der Vorlast 1o und des Grobstromes
bewirkt wird.
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Inzwischen hat sich das Wägesystems kraftarmseitig um einen oder etwa
einen Millimeter, gemessen am Ende des Waagebalkens 1, angehoben, und da di.e Krafteinrichtung
12 gleichzeitig mit dem Abschalten des Schalters 16 eingeschaltet wird, wird das
Wägesystem zwangsläufig wieder in die Anfangsstellung zurückgeführt. Vorteilhaft
bleibt
die Einrichtung 12 nach der Rückführung noch etwas länger in Kraft, um eine sichere
Beruhigung des Wägesystems in der nun erneut eingenommenen Anfangsstellung zu bewirken.
Nach Ausschaltung der Krafteinrichtung 12 geht deren Kolben 13 dann wieder in seine
Ursprungslage zurück.
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Der Schalter 16 ist nun durch sein Betätigungsglied 14 erneut betätigt,
und gleichzeitig sind der Feinstrom und dessen regelbare Vorlast eingeschaltet.
Bewirken die Vorlast für den Feinstrom und der wägbare Anteil des Feinstroms ein
Absenken der Lastseite des Wägesystems, d.h. das Wägesystem verläßt erneut seine
Anfangsstellung, dann wird der Schalter 16 wieder frei und ist somit ausgeschaltet,
wodurch der Feinstrom einschl. seiner Vorlast sofort abgeschaltet wird. Soll nun
das Abwägeergebnis für eine Sackfüllung an der Skala 9 abgelesen werden, unterbleibt
die erneute Rückführung des Waagebalkens in seine Anfangsstellung, so daß sich das
Wägesystem auspendeln kann. Anderenfalls beginnt der Abwägevorgang nach dem Sackwechsel
wie beschrieben von neuem.
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Wie schon erläutert, genügt als Waagebalkenweg für die Abschaltung
der Teiilfüllströme ein solcher von einem oder etwa einem Millimeter.
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Andererseits ergibt sich aus der Beschreibung der Abfüllwaage, daß
die gesamte Distanz zwischen den Anschlägen 17 und 18 zur Anzeige des Wägeergebnisses
ungehindert zur Verfügung steht, ohne zusätzlich-e Maßnahmen ergreifen zu müssen.
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Die Rückführung des Wägesystems in die Anfangsstellung kann auf zweierlei
Art erfolgen. Außer der schon beschriebenen Rückführung
mittels
einer Krafteinrichtung 12 kann di.e Rückführung auch durch das sich von selbst ergebende
Rückstellmoment erfolgen, welches mit Ausnahme des letzten Teilfüllstromes gegeben
ist, wenn die Vorlast für den oder die dem letzten Teilfüllstrom vorausgehenden
Teilfüllströme ausgeschaltet ist. Auf der Kraftsarmseite des Wägesystems ergibt
sich dann durch das Übergewicht des Meßgewichtes ein Rückstellmoment. Die Einrichtung
12 kann dann fortfallen. Diese Ausbildung der Waage kann dann in Frage kommen, wenn
geringere Abfülleistungen für bestimmte Fälle ausreichen.
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Der Abwägevorgang ist vorstehend als in zwei Stufen erfolgend beschrieben
worden. Die Abfüllmenge für einen Abwägevorgang kann natürlich auch in mehrere Teilfüllströme
aufgeteilt werden. In jedem Fall wird jedoch der Waagebalken bzw. das Wägesystem
erfindungsgemäß vor demBeginn eines jeden Teilfüllstromes in die erwähnte Anfangsstellung
zurückgeführt und jeder Teilfüllstrom im Moment des Verlassens dieser Anfangs stellung
abgeschaltet.
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L e e r s e i t e