DE2951665A1

DE2951665A1 - Verfahren und vorrichtung zum gewichtsmaessigen fuellen von verpackungsbehaeltern

Info

Publication number: DE2951665A1
Application number: DE19792951665
Authority: DE
Inventors: Kurt 7051 Hegnach Braun; Gerhard Laupp; Rolf 7000 Stuttgart Leich; Walter 7257 Ditzingen Saur; Horst 7000 Stuttgart Scheifele; Jürgen 7140 Ludwigsburg Schick
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1981-07-02
Also published as: JPS5694223A; US4385670A; GB2065900A; FR2472178B1; GB2065900B; FR2472178A1; CH646253A5

Description

VM 671
13.12.1979 Gl/han

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart

Verfahren und Vorrichtung zum gewichtsmäßigen Füllen von Verpackungsbehältern

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Wiege- und Abfüllverfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen beispielsweise durch die CH-PS 400 595 bekannt gewordenen Verfahren dieser Art wird zunächst eine Gutmenge, deren Gewicht wenig unter dem Sollgewicht liegt, volumetrisch abgemessen und in eine Waagschale zum Feststellen des Fehlgewichts gegeben. Aufgrund des Fehlgewichts wird eine Nachdosier einrichtung so gesteuert, daß diese die Fehlmenge in die Waagschale zugibt. Um das spezifische Gewicht des Füllguts zu kompensieren, wird die so abgemessene Menge in eine

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zweite Waagschale abgeschüttet, deren zugehörige Wägeeinrichtung das nun noch kleinere Fehlgewicht ermittelt und eine zweite zugeordnete Nachdosiereinrichtung zum Zugeben der entsprechenden Kleinmenge steuert. Die so abgemessene Gutmenge wird schließlich in einen unterhalb der zweiten Waagschale zugeführten Verpackungsbehälter abgeschüttet. Da der Öffnungsquerschnitt der Verpackungsbehälter gegenüber der aufzunehmenden Menge verhältnismäßig klein ist, nimmt der Füllvorgang eine verhältnismäßig lange Dauer in Anspruch, so daß insbesondere bei voluminösen oder sperrigen Gütern eine geringe Ausbringung pro Zeiteinheit erreicht werden kann.

Um bei Verpackungsmaschinen die Abfülleistung zu erhöhen, wurden, wie beispielsweise die DE-PS 11 37 670 und DE-PS 14 61 896 zeigen, über der Fördereinrichtung, die die Verpackungsbehälter hintereinander zuführt, mehrere automatische Wägeeinheiten angeordnet, von denen aus die abgewogenen Gutmengen durch mit den Behältern über eine bestimmte Wegstrecke mitlaufende Trichter abgeschüttet werden. Eine derartige Einrichtung ist aufwendig. Ferner hat sie den Nachteil, daß durch die große Fallhöhe bruchempfindliche Güter, wie beispielsweise Gebäckstücke, teilweise verletzt werden oder brechen. Es ist daher ein Verfahren wünschenswert, nach

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dem Mengen fallempfindlicher Güter in einfacher Weise nach Gewicht abgemessen und in Verpackungsbehälter abgefüllt werden können.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Wäge- und Abfüllverfahren mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber den bekannten den Vorteil, daß bei Einhaltung hoher Gewichtsgenauigkeit der abgefüllten Gutmengen eine hohe Ausbringung bei schonendster Behandlung des Guts erreicht wird. Ferner ist eine nach dem Verfahren arbeitende Vorrichtung in ihrem Aufbau einfach und übersichtlich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die ein Blockschaltbild einer Wäge- und Abfüllvorrichtung in vereinfachter Form zeigt, und wird im folgenden näher beschrieben.

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Beschreibung; des Ausführungsbeispiels

Nach der Erfindung wird eine in einen Verpackungsbehälter abzufüllende Gutmenge in mehreren Teilmengen abgemessen, deren Gewichte werden addiert, und die Teilmengen jeweils nach dem Wiegen an verschiedenen Stellen in den Verpackungsbehälter geschüttet. Zum Durchführen dieses Verfahrens fördert eine Fördereinrichtung 1 die zu füllenden, oben offenen Verpackungsbehälter 2 nacheinander schrittweise zu mehreren in gleichen Abständen nebeneinander liegender Stationen I - V. Den Stationen I - IV sind je eine Wägevorrichtung 11-14 mit einer Waagschale 15-18 zugeordnet. In die Waagschalen 15-18 mündet je eine Dosiervorrichtung 21 - 24 mit einem Antrieb 25 - 28, beispielsweise eine Rüttelrinne oder ein Förderband. Die Dosiervorrichtungen 21 - 24 sind an Vorratsbehälter 31 - 34 angeschlossen.

Die beiden den Stationen I und II zugeordneten Wäge- und Dosiervorrichtungen 11 und 12, 21 und 22 sind zum Abmessen von Grobfüllungen eingerichtet, also Teilmengen, deren Gewicht etwa 50 % bzw. 30 % des Sollgewichts der Gesamtmenge beträgt. Dagegen sind die Wäge- und Dosiereinrichtungen 13 und 14, 23 und 24 zum Abmessen von Feinfüllungen ausgelegt, deren Gewicht etwa 15 % bzw. 5 % beträgt.

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Zum Einbringen der angestrebten Teilmengen in die Waagschalen 15 - 18 werden die Antriebe 25 - 28 der Dosiereinrichtungen 21 - 24 von einstellbaren Zeitgebern 41-44 gesteuert. Die Zeitgeber 41 - 45 sind von Hand auf einen bestimmten Grundwert entsprechend dem angestrebten Gewicht der Teilmengen einstellbar. Dieser Grundwert stellt einen bestimmten Mittelwert dar, der bei einer Tendenz zum Unter- oder Überschreiten der angestrebten Gewichte von der zugehörigen Wägeeinrichtung 11-14 automatisch verstellt werden kann. Ferner sind an die Zeitgeber 42-44 der Dosiervorrichtungen 22- 24 Verstellglieder 45 - 47 angeschlossen, die zu dem Grundwert für jede Dosierung einen Vorgabewert zufügen oder von diesem abziehen können, wenn die zuvor abgemessene Teilmenge oder Teilmengen vom Sollgewicht zu weit abweichen.

Tie von den Dosiereinrichtungen 21 - 24 in die Waagschalen 15-18 eingebrachten Teilmengen werden von den Wägevorrichtungen 11 - 14 gewogen, und die festgestellten Gewichtswerte in digitaler Form in Zwischenspeicher βίε IV eingegeben. Analog arbeitende Wiegevorrichtungen können einen Analog-Digital-Umsetzer enthalten. Zu einem bestimmten Zeitpunkt während eines Abfüllzyklus werden die Gewichtswerte aus den Zwischenspeichern S I - S IV in

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Summierspeichel* gegeben, und zwar aus S I und S II in < I + II, aus S III in £1 + II + III und aus S IV in C I + II + III + IV. Gleichzeitig werden die Summenwerte der Summierspeicher weitergeschoben und zwar aus C I + II in 2.1 + II + III usw., so daß in gleicher ^; Weise, wie ein Verpackungsbehälter 2 von einer Station zur anderen weitergefördert wird, der Gewichtswert seiner Füllung zu dem zugehörigen Summierspeicher mitwandert.

Um kleine Abweichungen der Gewichte der Teilmengen von den angestrebten Gewichten während des über vier Stationen sich erstreckenden Abfüllvorganges ausgleichen zu können, werden die Istgewichtswerte der Teilmengen in Zwischenspeicher S I und in den Summierspeichern CI + II, %1 + II + III, CI + II + IH + IV mit den Sollwerten verglichen. Bei bestimmte Grenzen über- oder unterschreitenden Abweichungen geben diese Speicher an die Verstellglieder 45 - 47 der Zeitgeber 42-44 Vorgabewerte, die zu dem dort eingestellten Grundwert addiert bzw. subtrahiert werden, so daß eine außerhalb zulässiger Grenzen liegende Gewichtsabweichung einer Teilmenge auf der nächstfolgenden Station kompensiert wird. Der der letzten Dosiervorrichtung 24 zugeordnete Zeitgeber 44 hat keine manuelle Einstellung, er wird lediglich vom Summierspeicher J[ I + II + III so angesteuert, daß das je-

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weilige Fehlgewicht abgemessen wird. Wird im Summierspeicher £ I + II + III + IV festgestellt, daß das Gesamtgewicht der Teilmengen außerhalb der zulässigen Grenzen liegt, wird ein Ausstoßer 49 betätigt, der den betreffenden Verpackungsbehälter 2 auf Station V ausscheidet.

Der Summierspeicher £ I + II + III + IV hat ferner Ausgänge 50 für Einrichtungen zum Anzeigen und Registrieren von Daten über Einzelgewichte, Gesamtgewichte und Anzahl der Abmessungen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels zum Abfüllen von Gebäckstücken, deren mittleres Gewicht 3 Gramm beträgt, in Mengen von 200 Gramm Sollgewicht beschrieben.

Ein Verpackungsbehälter 2 wird zunächst der Station I zugeführt, auf der von der Abmeßeinrichtung 21, beispielsweise einer gleichförmig fördernden Rüttelrinne Gebäckstücke während einer vom Zeitgeber 41 gesteuerten Zeitdauer von 0,4 Sekunden in die Waagschale 15 gefördert worden sind. Die Wiegeeinrichtung 11 stellt nach Beendigung der Zuführung das Gewicht der abgemessenen Teilmenge mit beispielsweise 103 Gramm fest, veranlaßt die Entleerung der Teilmenge aus der Waagschale 15 in den bereitgestellten Verpackungsbehälter

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und gibt den Gewichtswert in digitaler Form in den Zwischenspeicher S I. Dort wird das eingehende Gewichtssignal mit dem eingegebenen Gewichtswert von 100 Gramm verglichen. Da die Abweichung nicht größer ist als 3 %, wird kein Signal zum Verstellen des Grundwertes des Zeitgebers 42 für die zweite Dosiervorrichtung 22 ausgegeben.

Während der Verpackungsbehälter 2 zur Station II verbracht wird, fördert die Dosiereinrichtung 22 während einer Zeitdauer von ebenfalls 0,4 Sekunden Gebäckstücke in die Waagschale 16. Die anschließende Wiegung ergibt 73 Gramm. Die Wiegeeinrichtung 12 veranlaßt die Abschüttung der zweiten Teilmenge in den Verpackungsbehälter 2 und gibt ein entsprechendes Signal in den Zwischenspeicher S II. Die Signale der ersten und der zweiten Teilmenge werden im Summierspeicher £ I + II addiert, so daß sich ein Gewichtswert von 176 Gramm einstellt. Ein Vergleich mit einem vorgegebenen Wert von 170 Gramm zeigt eine Abweichung von 6 Gramm entsprechend +3»5 % vom Soll. Da diese Abweichung größer als 3 % ist, gibt der Summierspeicher JL I + II dem Verstellglied 46 des Zeitgebers 43 ein Signal zum Reduzieren des Grundwertes von 0,4 Sekunden um 0,1 Sekunden auf eine Einschaltdauer von 0,3 Sekunden.

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Während der Verpackungsbehälter 2 von Station II in Station III verbracht wird, wird während der nun eingestellten Zeitdauer von 0,3 Sekunden eine dritte Teilmenge von der Dosiereinrichtung 23 in die Waagschale 17 gefördert. Die anschliessende Wiegung ergibt 15 Gramm. Eine Übermittlung dieses Gewichtswertes über den Zwischenspeicher S III in den Summierspeicher £ I + II + III und des aus dem Summierspeieher Έ.1 + II weitergeschobenen Gewichtswertes der beiden ersten Teilmengen und eine Summierung dieser beiden Signale ergibt einen Gewichtswert von 191 Gramm. Im Summierspeicher Z. I + II + II wird dieser Wert mit dem Nenngewichtswert entsprechend 200 Gramm verglichen und ein Fehlgewichtswert von 9 Gramm festgestellt. Ein entsprechendes Signal wird dem Verstellglied 47 des Zeitgebers 4-3 für die vierte Dosiereinrichtung 24 übermittelt. Diese Dosiereinrichtung 24 ist so bemessen, daß sie in 1 Sekunde zehn Gebäckstücke mit einem mittleren Stückgewicht von 3 Gramm fördert. Da im vorliegenden Fall zum Nenngewicht 9 Gramm fehlen, stellt das Verstellglied 47 entsprechend dem vom Summierspeicher CI + II + II eingegangenen Signal den Zeitgeber 44 auf eine Einschaltzeit von 0,3 Sekunden, so daß, die Dosiereinrichtung drei Gebäckstücke in die Waagschale 18 fördert. Währenddessen hat die Waagschale 17 die dritte Teilmenge in den Verpackungsbehälter 2 abgeschüttet, der nun in Station IV verbracht worden ist und dort nach dem Wiegen der vierten Teilmenge durch die Wiegeeinrichtung 14 die vierte Teilmenge mit einem Gewüit

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von 9 Gramm erhält, so daß die aus vier Teilmengen bestehende, in dem Verpackungsbehälter 2 zusammengestellte Gesamtmenge ein Gewicht von 200 Gramm hat. Der Verpackungsbehälter wird nun von der Fördereinrichtung 1 weiteren Stationen zum Verschließen zugeführt.

Die mit Zeitvorgabe arbeitende Dosiervorrichtung 24 zum Zugeben einer dem Fehlgewicht entsprechenden Menge kann bei entsprechender Anpassung für schüttfähige Güter allgemein Verwendung finden. Für stückige Güter, wie Gebäckstücke, deren Stückgewicht im wesentlichen konstant ist, kann auch eine Vorrichtung Verwendung finden, welche je nach Vorgabe des Summierspeichers £1 + II + III eine entsprechende Anzahl von Stücken in den Verpackungsbehälter 2 zugibt.

Ergänzend wird bemerkt, daß die Anzahl der Dosiereinrichtungen nicht auf vier beschränkt ist. Bei gut schüttfähigen Gütern genügen auch drei Dosiereinrichtungen, wohingegen bei voluminösen Gütern oder solchen mit niedrigem spezifischen Gewicht noch die Anzahl der Dosiereinrichtungen erhöht werden kann. Bei fünf Dosiereinrichtungen wird beispielsweise für die fünf abzumessenden Teilmengen auf den aufeinanderfolgenden Stationen ein Gewicht von etwa 35 %, JO %, 20 %,

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10 % und 5 % als Vorgabegewicht eingestellt. Ferner ist zu erwähnen, daß allgemein für das jeweilige Gut geeignete Dosiereinrichtungen Verwendung finden können, die einen gleichförmigen Gutstrom während einer bestimmten Zeitdauer fördern, wie Rüttelrinnen, Schneckendosiereinrichtungen, Bandförderer und Pumpen oder auch volumetrisch arbeitende Vorrichtungen, deren Meßgefäße verstellbar sind.

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Claims

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Ansprüche

/ 1J Verfahren zum Füllen von Verpackungsbehältern mit einer nach Gewicht abgemessenen Menge schüttbaren Gutes, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander mehrere Teilmengen abgemessen und gewogen und danach jeweils in einen Verpackungsbehälter abgefüllt werden, und daß die Gewichtswerte der jeweiligen Teilmengen zu einem Gesamtwert summiert werden, in Abhängigkeit dessen die letzte Teilmenge abgemessen und abgefüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgefüllte Gesamtmenge aus mindestens drei nacheinander abgemessenen und abgefüllten Teilmengen mit jeweils kleiner werdendem Gewicht zusammengestellt wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtswerte der Teilmengen in Form von digitalen Signalen in einen mehrstufigen Rechner gegeben werden, der nach Summieren der Signale das Abmessen der letzten Teilmenge steuert.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein zu einer bestimmten Gesamtmenge gehörendes Signal zu einem bereits vorhandenen Signal in einem Summierspeicher addiert und dann in einen nächstfolgenden Summierspeicher des Rechners weitergeschoben wird.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß einer Fördereinrichtung (1) für Behälter (2) hintereinander mehrere Wägevorrichtungen (11 - 14) mit Dosiervorrichtungen (21 - 24) zum Abmessen und Abschütten von Teilmengen in nacheinander zugeführte Behälter (1) zugeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegevorrichtungen (11 - 14) mit einem Rechner (S I - S IV, £ I + II - il + II + III + IV) verbunden sind, der die von den Wiegevorrichtungen (11 - 13) für die ersten Teilmengen erzeugten Gewichtssignale summiert und die letzte Teilmenge zur Abgabe der zum Nenngewicht fehlenden Menge steuert.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtungen (21 - 24) von Zeitgebern (41 - 44) gesteuert werden, deren vorgegebene Zeitwerte vom Rechner veränderbar sind.

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