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Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren einer plasti-
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schen Masse, insbesondere eines Wurstbräts Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren einer plastischen Masse,
insbesondere eines Wurstbräts, mit einem zur Aufnå e der Masse dienenden Füllzylinder
und einem darin axialverschieblich geführten, hydraulisch antreibbaren Füllkolben,
durch dessen Verschiebung die Masse durch eine Austrittsöffnung ausbringbar ist,
mit einem zwischen dem Füllzylinder und der Austrittsöffnung vorgesehenen Absperrorgan,
das zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung steuerbar ist, mit einem
Durchflußvolumenmesser für das den Füllkolben antreibende hydraulische Druckmittel,
durch den eine dem bei der Verschiebebewegung des Füllkolbens durchfließenden Druckmittelvolumen
entsprechende Anzahl elektrischer Impulse erzeugt wird, und mit einer elektronischen
Steuereinrichtung, in der mittels einer Eingabeeinrichtung ein einer
gewünschten
Portionsgröße entsprechender Sollwert in ein Sollwertregister einspeicherbar ist,
in der für jede Portion die Impulse des Durchflußvolumenmessers in einem Istwertzähler
gezählt sowie in einem Vergleicher mit einem in Abhängigkeit von dem Sollwert bestimmten
Abschaltwert verglichen werden und in der durch das bei einer Übereinstimmung erzeugte
Ausgangssignal des Vergleichers vorübergehend die Druckmittelzufuhr für die Verschiebung
des Füllkolbens abgeschaltet und das Absperrorgan von seiner Öffnungsstellung in
seine Schließstellung gesteuert wird.
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Eine derartige bekannte Vorrichtung (DE-OS 30 18 793) ermöglicht
bereits einen vollautomatischen Ablauf des Abfüllens und Portionierens eines Wurstbräts
unter elektronischer Steuerung, indem jeweils nach der durch den Abschaltwert bestimmten
Impulszahl des Durchflußvolumenmessers der durch den Füllkolben erfolgende Transport
des Wurstbräts kurzzeitig unterbrochen und gleichzeitig das an der Austrittsöffnung
des Füllzylinders vorgesehene Absperrorgan in seine Schließstellung gesteuert wird,
wodurch an der hinter dem Absperrorgan liegenden Austrittsöffnung gerade eine dieser
Impulszahl entsprechende Portion abgetrennt wird. Um der elektronischen Steuereinrichtung
die zur Auslösung der Herstellung der nächsten Portion erforderliche Information
zu liefern, ist bei der bekannten Vorrichtung eine die Stellung des Absperrorgans
überwachende Fühlereinrichtung vorgesehen. Darüber hinaus bedarf es noch einer weiteren
Fühlereinrichtung zur Erfassung der axialen Verschiebebewegung des Füllkolbens in
dem Füllzylinder, da die elektronische Steuereinrichtung auch die beiden Endstellungen
des Füllkolbens, in deren einer der Füllkolben in dem Füllzylinder vollständig zurückgezogen
und in deren anderer der Füllkolben in dem Füllzylinder maximal vorgeschoben ist,
für eine
Endlagenabschaltung oder Umsteuerung des hydraulischen
Antriebs des Füllkolbens erkennen muß. Die bekannte Vorrichtung erweist sich somit
als baulich aufwendig.
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Die bekannte Vorrichtung enthält auch schon Maßnahmen zum Ausgleich
von Fehlern in der gewünschten Portionsgröße, die dadurch hervorgerufen werden,
daß zwischen der Erzeugung des die Übereinstimmung von Abschaltwert und gezählter
Impulszahl des Istwertzählers anzeigenden Ausgangssignalsdes Vergleichers und dem
tatsächlichen Übergang des Absperrorgans in seine Schließstellung eine Zeitverzögerung
auftritt, die durch das Ansprechverhalten und die Trägheit des Absperrorgans und
seines beispielsweise ein Hydraulikventil enthaltenden Antriebs bedingt sind. Infolge
dieser Zeitverzögerung entströmt der Austrittsöffnung eine über die dem Abschaltwert
entsprechende Portionsgröße hinausgehende Mehrmenge der plastischen Masse, die der
gewünschten Portionsgröße zugeschlagen wird und damit die Genauigkeit verschlechtert.
Zu diesem Zweck wird unmittelbar der Sollwert als Abschaltwert mit den von dem Istwertzähler
gezählten Impulsen verglichen und durch das die Übereinstimmung anzeigende Ausgangssignal
des Vergleichers gleichzeitig mit der Unterbrechung der Druckmittelzufuhr und der
Umsteuerung des Absperrorgans in seine Schließstellung auch der Istwertzähler auf
Null zurückgesetzt, so daß der Istwertzähler vor Beginn der nächsten Portion durch
die noch nachfließende Mehrmenge auf einen dieser Mehrmenge entsprechenden Zählwert
hochgezählt wird. Damit ist jeweils nur die erste Portion jedes Portionierungsvorganges
fehlerhaft mit der Mehrmenge belegt, während bei allen nachfolgenden Portionen das
die Schließstellung des Absperrorgans einleitende Ausgangssignal des Vergleichers
jeweils schon nach einer um die Mehrmenge korrigierten Portionsgröße auftritt.
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Da diese Fehlerausgleichsteuerung jedoch nur im Rahmen
des
zyklischen Betriebs der elektronischen Steuereinrichtung arbeitsfähig ist, ist auch
sie mittelbar von den in der bekannten Vorrichtung erforderlichen Fühlereinrichtungen
abhängig.
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Eine weitere bekannte Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren eines
Wurstbräts unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß DE-OS 30 18 793 im wesentlichen
nur dadurch, daß an der Austrittsöffnung überhaupt kein Absperrorgang vorgesehen
ist. Demzufolge erübrigt sich zwar ein Fühler zur Überwachung des Absperrorgans,
doch ist statt dessen ein Pausengeber erforderlich, der eine zwischen der Abschaltung
der Druckmittelzufuhr des Füllkolbens und ihrer Wiedereinschaltung für den nächsten
Portioniervorgang erforderliche Pause vorgibt. Bei dieser Art von Vorrichtung ist
jedoch keine hoh-e Genauigkeit der Portionierung zu erwarten, weil die Portionsgröße
ausschließlich durch den Vorschub des Füllkolbens bestimmt wird und selbst bei einem
Stillstand des Füllkolbens mangels eines Absperrorgans an der Austrittsöffnung eine
unkontrollierbare Mehrmenge des weichplastischen Wurstbräts nachfließen kann. Darüber
hinaus ist bei dieser bekannten Vorrichtung keine optimale Steigerung der Portioniergeschwindigkeit
möglich, weil keine den Abschluß des Portioniervorganges anzeigende Fühlerinformation
vorgesehen ist, so daß die zwischen aufeinanderfolgenden Portioniervorgängen fest
vorgegebene Pause des Pauseneinstellers nicht völlig an einen durch das tatsächliche
Ende des jeweiligen Portioniervorganges bestimmten Minimalwert herangeführt werden
kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ihr Aufbau vereinfacht und gleichzeitig
ihre Betriebssicherheit erhöht ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die elektronische
Steuereinrichtung einen Impulsdiskriminator aufweist, durch den ein Auftreten von
Impulsen des Durchflußvolumenmessers erfaßt wird, sowie eine von dem Impulsdiskriminator
angesteuerte Logikeinrichtung, durch die nach einem von dem Impulsdiskriminator
festgestellten, für eine vorbestimmte Zeitspanne andauernden Ausbleiben der Impulse
die Wiedereinschaltung der Druckmittelzufuhr und die Zurücksteuerung des Absperrorgans
in seine Öffnungsstellung ausgelöst wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist also keine gesonderte Einrichtung
zur Überwachung der Stellung des Absperrorgans erforderlich, weil schon durch den
das Ausbleiben der Impulse des Durchflußvolumenmessers feststellenden Impulsdikriminator
eine Information über den Förderstillstand der plastischen Masse erhalten wird.
Somit wird vorteilhaft die gesamte benötigte Steuerinformation ausschließlich aus
der von dem Durchflußvolumenmesser gelieferten Information erhalten. Hierdurch ist
einerseits der bauliche Aufwand herabgesetzt und andererseits die Betriebssicherheit
erhöht, weil keine Störungen infolge einer möglichen Fehlfunktion bei der Abtastung
der Stellung des Absperrorgans auftreten können.
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Im Rahmen der Erfindung läßt sich auch leicht ein Fehlerausgleich
der einzelnen Portionsgrößen durchführen, der dadurch notwendig wird, daß zwischen
der Erzeugung des Ausgangssignals des Vergleichers und dem tatsächlichen Förderstillstand
der plastischen Masse eine ansprech- und trägheitsbedingte Verzögerung auftritt.
Zum Zwecke eines derartigen Fehlerausgleichs ist in einer bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen, daß
nach dem von dem Impulsdiskriminator festgestellten,
für die vorbestimmte Zeitspanne andauernden Ausbleiben der Impulse der Istwertzähler
abgefragt sowie danach auf Null zurückgesetzt wird und der Abschaltwert auf einen
in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen dem gespeicherten Sollwert und dem
abgefragten Istwert kompensierten neuen Abschaltwert eingestellt wird.
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Durch die somit erst nach einem Stillstand des Durchflußvolumenmessers
erfolgende Abfrage des Istwertzählers wird daher die der tatsächlich ausgeförderten
Menge einschließlich einer verzögerungszeitbedingten Mehrmenge entsprechende Impulszahl
erhalten. Indem sodann der Abschaltwert in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen
dem Sollwert und dem abgefragten Istwert kompensiert wird, läßt sich jeweils in
der nachfolgenden Portion der in der vorangegangenen Portion festgestellte Fehler
beseitigen. Dies bedeutet, daß jeweils nur die erste Portion beim Beginn des Abfüllvorgangs
fehlerbehaftet ist, während alle folgenden Portionen im wesentlichen fehlerfrei
sind.
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Aufgrund dieser automatischen Fehlerkompensation könnte beim Beginn
jedes neuen Portioniervorganges irgendein nahe unterhalb dem Sollwert gelegener.
Anfangswert für den Abschaltwert vorgegeben werden. Jedoch besteht eine besonders
unkomplizierte Ausführungsform der Erfindung darin, daß ein der Speicherung des
Abschaltwertes dienendes Abschaltwertregister vorgesehen ist, dessen Anfangswert
vor Beginn des Abfüllens und Portionierens von der Logikeinrichtung auf den in dem
Sollwertregister gespeicherten Sollwert eingestellt wird.
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Diese Maßnahme ist besonders sinnvoll, weil zu erwarten ist, daß der
die richtige Portionsgröße liefernde Abschaltwert geringfügig niedriger liegt als
der voreingestellte Sollwert, so daß dieser Sollwert ein guter Anfangswert für den
rasch konvergierenden Fehlerausgleich ist.
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Ferner dient es bei gleichzeitiger Erreichung einer genügenden Genauigkeit
der Einfachheit des Aufbaus, daß in einer vorteilhaften Ausführungsform der Abschaltwert
jeder nachfolgenden Portion aus dem Abschaltwert der vorhergehenden Portion durch
Addition des Unterschiedes zwischen dem in dem Sollwertregister gespeicherten Sollwert
und dem bei der vorhergehenden Portion abgefragten Istwert des Istwertzählers gebildet
wird. Diese Ausführungsform beruht auf der Annahme, daß die Fehler in zwei aufeinanderfolgenden
Portionen annähernd gleich sind, was unter üblichen Betriebsbedingungen der Vorrichtung
jedenfalls gerechtfertigt ist.
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Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ist auch vorgesehen,
daß die Logikeinrichtung nach Ablauf einer die voreingestellte Zeitspanne übertreffenden
weiteren vorgegebenen Zeitspanne, während der der Impulsdikriminator die Abwesenheit
von Impulsen des Durchflußvolumenmessers festgestellt hat, ein Endlagensignal für
die Verschiebung des Füllkolbens erzeugt.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Aufbau weiter vereinfacht, weil
keine besonderen Endlagengeber für den Füllkolben erforderlich sind. Vielmehr stellt
das Ausbleiben der Impulse des Durchflußvolumenmessers während der weiteren vorgegebenen
Zeitspanne bereits eine ausreichende Information dafür dar, daß der Füllkolben in
einer seiner beiden Endlagen, in deren einer er maximal aus dem Füllzylinder zurückgezogen
und in deren anderer er maximal in den Füllzylinder eingefahren ist, angelangt ist
und durch orstfeste Anschläge an einer weiteren Verschiebung gehindert wird. Selbstverständlich
ist die die Endlagen anzeigende weitere vorgegebene Zeitspanne hinreichend kurz
gewählt, um unnötige Belastungen des Hydrauliksystems zu vermeiden. Die damit ohne
zusätzliche Fühlereinrichtungen erhaltenen Endlagensignale dienen sodann einer Umsteuerung
der Bewegungsrichtung
des Füllkolbens oder einer Abschaltung des
hydraulischen Antriebs.
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Schließlich wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zwecksmäßig derart
ausgeführt, daß die Logikeinrichtung durch einen das Sollwertregister, das Abschaltwertregister,
den Istwertzähler und den Vergleicher enthaltenden Mikroprozessor gebildet ist.
Dies führt einerseits zu baulicher Einfachheit und andererseits zu einer großen
Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung, weil der Mikroprozessor
auf einfache Weise eine Einstellung von Parametern und Betriebsabläufen ermöglicht.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich einer erfindungswesentlichen
Offenbarung aller im Text nicht erwähnten Einzelheiten ausdrücklich hingewiesen
wird. Hierin zeigen: Fig. 1 ein hydraulisches Schaltschema einer Vorrichtung zum
Abfüllen und Portionieren einer plastischen Masse, Fig. 2 einen wesentlichen Teil
eines Schaltschemas einer elektronischen Steuereinrichtung für die in Fig. 1 dargestellte
Vorrichtung, und Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der elektronischen
Steuereinrichtung.
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Eine Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren einer plastischen
Masse, insbesondere eines Wurstbräts, weist einen in Fig. 1 nicht dargestellten
Füllzylinder mit Füllkolben auf, der gemäß Fig. 1 von einem aus einem
Druckkolben
1 und einem Druckzylinder 2 bestehenden Hydraulikantrieb 3 antreibbar ist. In Fig.
1 ist durch die Ausrichtung des Druckkolbens 1 angedeutet, daß der Füllzylinder
mit seiner Achse senkrecht angeordnet ist.
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Der an seinem axial oberen Ende einseitig offene und mit einem Verschlußdeckel
versehene Füllzylinder wird, nachdem der in dem Füllzylinder axialverschieblich
geführte, von dem Druckkolben 1 angetriebene Füllkolben in seine untere Endlage,
in der er maximal in den Füllzylinder zurückgezogen ist, verfahren worden ist, mit
dem Wurstbrät gefüllt, worauf der Deckel geschlossen und verriegelt wird.
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Der Füllzylinder weist ferner ein sich vom Bereich seines axial oberen
Endes aus seitlich erstreckendes Füllrohr auf, dessen freies Ende eine Austrittsöffnung
für das Wurstbrät bildet. Zwischen dieser Austrittsöffnung und dem Füllzylinder
ist ein Absperrorgan, beispielsweise ein Drehschieber, vorgesehen, das durch einen
in Fig. 1 dargestellten weiteren Hydraulikantrieb 4 aus Druckkolben 5 und Druckzylinder
6 zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung steuerbar ist. Das Füllrohr
ist ferner derart ausgebildet, daß es unter der Einwirkung eines hydraulischen Abdrehmotors
7 eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen ausführt, um beispielsweise den auf das
Füllrohr aufgezogenen, das Wurstbrät aufnehmenden Darm am Ende jeder Portion abzudrehen.
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Die Antriebsenergie für den Hydraulikantrieb 3 des Füllkolbens, den
weiteren Hydraulikantrieb 4 des Absperrorgans und den hydraulischen Abdrehmotor
7 liefert eine von einem Elektromotor 8 angetriebene Hydraulikpumpe 9, von der ein
hydraulisches Druckmittel durch eine einlaßseitige Ansaugleitung 10 aus einem Tank
11 entnommen und über eine auslaßseitige Druckleitung 12 unter einem bestimmten
Betriebsdruck
einem Einlaßanschluß 13 einer hydraulischen Schalteinrichtung 14 zugeführt wird.
Nachdem das hydraulische Druckmittel gemäß den verschiedenen Schaltstellungen der
hydraulischen Schalteinrichtung 14 entweder einen leistungslosen Umlauf durchgeführt
oder in den Hydraulikantrieben 3,4 und/oder dem Abdrehmotor 7 Arbeit verrichtet
hat, gelangt es über einen Auslaßanschluß 15 der hydraulischen Schalteinrichtung
14 zu einer Kühlereinrichtung 16 mit einem nachgeschalteten Rücklauffilter 17 und
von dort aus in den Tank 11 zurück.
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Die hydraulische Schalteinrichtung 14 weist gemäß Fig. 1 vier elektromagnetisch
betätigte Schaltventileinrichtungen 18 bis 21 auf. Die mit drei Schaltstellungen
ausgebildete erste Schaltventileinrichtung 18 verbindet in ihrer in Fig. 1 dargestellten
mittleren Neutralstellung eine von der Hydraulikpumpe 9 über den Einlaßanschluß
13 mit dem unter Arbeitsdruck stehenden Druckmittel beaufschlagte Druckmittelzuleitung
22 mit einer über den Auslaßanschluß 15 zum Tank 11 zurückführenden Druckmittelrückleitung
23, um einen drucklosen Umlauf des hydraulischen Druckmittels sicherzustellen, wenn
sich die übrigen Schaltventileinrichtungen 19 bis 21 in ihrer in Fig. 1 dargestellten
Ausschaltstellung befinden. Als zusätzliche Sicherung ist zwischen die Druckmittelzuleitung
22 und die Druckmittelrückleitung 23 ein Überdruckventil 24 geschaltet, das einer
Maximaldruckabsicherung der gesamten Hydraulikanordnung dient. Die beiden weiteren
Schaltstellungen der Schaltventileinrichtung 18 dienen dagegen, wie aus dem Schaltschema
von Fig. 1 hervorgeht, einer Umkehrung der Strömungsrichtung des Druckmittels für
den von der zweiten Schaltventileinrichtung 19 gesteuerten Hydraulikantrieb 3, wodurch
die Bewegungsrichtung des Druckkolbens 1 zwischen oben und unten umgesteuert wird.
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Der der eigentlichen Bewegungssteuerung des Hydraulikantriebs 3 dienenden
zweiten Schaltventileinrichtung 19 ist auf der Seite der Druckmittelzuleitung 22
eine Reihenschaltung aus einem Stromregler 25 und einem Druckminderventil 26 vorgeschaltet.
Der Stromregler 25 dient dazu; die Vorschubgeschwindigkeit des Druckkolbens 1 auf
ein Maximum zu begrenzen und damit einen im Falle eines sehr dünnflüssigen Wurstbräts
möglicherweise auftretenden Druckabfall zu verhindern, während das Druckminderventil
26, dessen freier Auslaß gemäß der symbolischen Darstellung von Fig. 1 zum Tank
11 zurückführt, den maximalen Auspreßdruck des Wurstbräts aus dem Füllzylinder begrenzt.
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Der dem Absperrorgan zugeordnete weitere Hydraulikantrieb 4 ist von
der dritten Schaltventileinrichtung 20 gesteuert, die ebenfalls drei Schaltstellungen
aufweist, in deren mittlerer Neutralstellung der Druckkolben 5 stillgesetzt und
in deren beiden anderen Schaltstellungen die Druckmittelbeaufschlagung des Druckkolbens
5 in seinen beiden möglichen Bewegungsrichtungen erfolgt. Zwischen den weiteren
Hydraulikantrieb 4 und die dritte Schaltventileinrichtung 20 ist eine Drosseleinrichtung
27 geschaltet, durch die die Bewegungsgeschwindigkeit des Druckkolbens 5 und damit
die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Absperrorgans, beispielsweise des Drehschiebers,
einstellbar ist.
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Schließlich ist die nur zwei Schaltstellungen aufweisende vierte
Schaltventileinrichtung 21 dem Abdrehmotor 7 zugeordnet, der in der in Fig. 1 dargestellten
Neutralstellung der vierten Schaltventileinrichtung 21 von dem Druckmittelkreislauf
getrennt und damit abgeschaltet und in der anderen Schaltstellung mit dem Druckmittelkreislauf
verbunden und damit angetrieben ist. Auch dem Abdrehmotor 7 ist eine Drossel 28
zur
Einstellung der maximalen Drehgeschwindigkeit vorgeschaltet.
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In die den Druckzylinder 2 des den Füllkolben antreibenden Hydraulikantriebs
3 mit der zweiten Schaltventileinrichtung 19 verbindende Druckmittelleitung 29 ist
ein Durchflußvolumenmesser 30 geschaltet, der eine dem durchfließenden Druckmittelvolumen
entsprechende Anzahl elektrischer Impulse erzeugt, die somit der dabei erfolgenden
Verschiebung des Druckkolbens-l entspricht.
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Damit stellt gleichzeitig die Anzahl dieser elektrischen Impulse ein
Maß für die von dem Hydraulikantrieb 3 bewirkte Bewegung des Füllkolbens in dem
Füllzylinder und somit ein Maß für die durch die Austrittsöffnung ausgeförderte
Menge des Wurstbräts dar.
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Der Durchflußvolumenmesser 30 ist gemäß Fig. 2 und 3 Bestandteil
einer elektronischen Steuereinrichtung, von der die einzelnen Schaltventileinrichtungen
18 bis 21 mittels einer Ventiltreiberschaltung 31 im Sinne eines noch zu erläuternden
Betriebsablaufes angesteuert werden.
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Wie im einzelnen aus Fig. 2 hervorgeht, weist die elektronische Steuereinrichtung
einen mit den von dem Durchflußvolumenmesser 30 erzeugten elektrischen Impulsen
beschickten Impulsdiskriminator 32 auf, der die Anwesenheit oder die Abwesenheit
von Impulsen aus dem Durchflußvolumenmesser 30 feststellt. Ferner werden die Impulse
des Durchflußvolumenmessers 30 in einem Istwertzähler 33 gezählt. Ein Vergleicher
34 ist an seinem einen Vergleichseingang mit dem Zählwert des Istwertzählers 33
und an seinem anderen Vergleichseingang mit einem in einem Abschaltwertregister
35 gesetzten Abschaltwert beaufschlagt.
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Wenn ein Benutzer mittels einer in Fig. 3 durch das Bezugszeichen
36 bezeichneten Eingabeeinrichtung
einen Startbefehl zum Abfüllen
und Portionieren des Wurstbräts eingibt, wird von der elektronischen Steuereinrichtung
mittels der ersten Schaltventileinrichtung 18 der Druckaufbau für die Vorrichtung
insgesamt freigeschaltet sowie mittels der zweiten Schaltventileinrichtung 19 die
Druckmittelzufuhr für den lDruckkolben 1 derart eingeschaltet, daß der Füllkolben
des Füllzylinders im Sinne eines Transports des Wurstbräts durch die Austrittsöffnung
betätigt wird, deren Absperrorgan gleichzeitig durch eine entsprechende Betätigung
der dritten Schaltventileinrichtung 20 in seine Öffnungsstellung gesteuert worden
ist. Dabei wird der Durchflußvolumenmesser 30 von dem über die Druckmittelleitung
29 in den Druckzylinder 2 einströmenden Druckmittel angetrieben, der demzufolge
die dem durchfließenden Druckmittelvolumen und damit der Verschiebebewegung des
Füllkolbens entsprechende Anzahl elektrischer Impulse erzeugt. Diese Impulse werden
in dem Istwertzähler 32 hochgezählt und mittels des Vergleichers 34 fortlaufend
mit dem in dem Abschaltwertregister 35 gesetzten Abschaltwert verglichen. Sobald
der Zählwert des Istwertzählers 33 mit dem Abschaltwert übereinstimmt, erzeugt der
Vergleicher 34 ein durch eine Ausgangsleitung 37 angedeutetes Ausgangssignal, das
die Steuereinrichtung dazu veranlaßt, die Schaltventileinrichtung 19 im Sinne einer
Abschaltung der Druckmittelzufuhr für die Verschiebung des Füllkolbens anzusteuern
und gleichzeitig durch eine entsprechende Ansteuerung der Schaltventileinrichtung
20 den weiteren Hydraulikantrieb 4 im Sinne einer Überführung des Absperrorgans
in seine Schließstellung zu betätigen.
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Da aber bedingt durch unvermeidliche Ansprechzeiten der Schaltventileinrichtungen
19,20 zwischen dem die Übereinstimmung anzeigenden Ausgangssignal des Vergleichers
34 und dem tatsächlichen Stillstand des Füllkolbens und der tatsächlichen Schließstellung
des Absperrorgans eine Zeitverzögerung eintritt, wird durch die Austrittsöffnung
zusätzlich
zu der beim Auftreten des Ausgangssignals des Vergleichers 34 ausgeförderten Portion
des Wurstbräts eine Mehrmenge ausgestoßen. Während dieses Mehrmengenausstoßes fließt
weiterhin Druckmittel zu dem Hydraulikantrieb 3, so daß der Durchflußvolumenmesser
30 weiterhin Impulse aussendet. Durch diese zusätzlichen Impulse wird der Istwertzähler
33 über den beim Auftreten des Ausgangssignals des Vergleichers 34 vorhandenen Zählwert
hinaus weiter hochgezählt.
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Da der Impulsdiskriminator 32 das Auftreten bzw.
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die Abwesenheit von Impulsen des Durchflußvolumenmessers 30 feststellt,
liefert sein in Fig. 2 durch eine Ausgangsleitung 38 dargestelltes Ausgangssignal
eine Information darüber, wann der Fördervorgang des Füllkolbens tatsächlich beendet
und die Schließstellung des Absperrorgans tatsächlich erreicht ist. Im einzelnen
ist zur Verarbeitung dieser Information eine von dem Impulsdiskriminator 32 angesteuerte,
in Fig. 2 dargestellte Logikeinrichtung 39 vorgesehen, in der das von dem Impulsdiskriminator
32 festgestellte Ausbleiben der Impulse des Durchflußvolumenmessers 30 für eine
vorbestimmte Zeitspanne als tatsächliche Beendigung des Fördervorganges der plastischen
Masse und damit als vollständige Ausförderung einer Portion gewertet wird. Demzufolge
erzeugt die Logikeinrichtung 39 ein durch eine Ausgangsleitung 40 dargestelltes
Ausgangssignal, durch das die Steuereinrichtung dazu veranlaßt wird, die Schaltventileinrichtungen
19,20 im Sinne einer Wiedereinschaltung der Druckmittelzufuhr zum Hydraulikantrieb
3 und einer Rücksteuerung des Absperrorgans in seine Öffnungsstellung umzuschalten
und damit die Ausförderung der nächsten Portion einzuleiten.
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Wie weiter aus Fig. 2 hervorgeht, weist die Steuereinrichtung ein
Sollwertregister 41 auf, in das, wie in Fig. 2 durch eine Eingabeleitung 42 angedeutet,
der
Benutzer mittels der in Fig. 3 dargestellten Eingabeeinrichtung 36 einen der gewünschten
Portionsgröße entsprechenden Sollwert eingibt. Dieser Sollwert wird beim Beginn
eines Abfüll- und Portioniervorganges von der Logikeinrichtung 39, wie in Fig. 2
durch eine Abfrageleitung 43 und eine Übertragungsleitung 44 angedeutet, in das
Abschaltwertregister 35 eingespeichert, um auf diese Weise einen Anfangswert zur
Verfügung zu stellen. Damit erhält zwar die bei dem Abfüll- und Portioniervorgang
hergestellte erste Portion-einen Fehler, weil die wie vorstehend beschrieben zeitverzögerungsbedingt
ausgeförderte Mehrmenge zum Sollwert der ersten Portion hinzutritt. Bei allen nachfolgenden
Portionen wird jedoch dieser Fehler in der folgenden Weise ausgeglichen. Gleichzeitig
mit dem die vollständige Ausförderung einer einzelnen Portion anzeigenden Ausgangssignal
auf der Ausgangsleitung 40 fragt die Logikeinrichtung 39 nach dem von dem Impulsdiskriminator
32 festgestellten, für die vorbestimmte Zeitspanne andauernden Ausbleiben der Impulse
des Durchflußvolumenmessers 30 den Istwertzähler 33 ab, um in einer Subtraktionseinheit
45 die Differenz zwischen dem Sollwert des Sollwertregisters 41 und dem abgefragten
Istwert zu bilden. Diese Differenz entspricht somit der zeitverzögerungsbedingt
ausgeförderten Mehrmenge. Danach wird der Istwertzähler 33 auf Null zurückgesetzt.
Die beiden Vorgänge der Abfrage und Rücksetzung des Istwertzählers 33 sind in Fig.
2 symbolisch durch eine Abfrageleitung 46 und eine Rücksetzleitung 47 dargestellt.
Die solchermaßen gebildete Differenz zwischen Sollwert und abgefragtem Istwert wird
auf den in dem Abschaltwertregister 35 vorhandenen Abschaltwert aufaddiert, wodurch
der bei der vorangegangenen Portion gültige Abschaltwert für die nachfolgende Portion
gerade um den bei der vorangegangenen Portion auftretenden Fehlerbetrag korrigiert
wird. Damit
ist bereits der auf die erste Portion jedes Abfüll-und
Portioniervorganges folgende nächste Portionswert um die beim ersten Portionswert
aufgetretene Mehrmenge korrigiert. Im weiteren Verlauf wird jeweils ein bei der
vorangegangenen Portion etwa aufgetretener Fehlerbetrag bei der nachfolgenden Portion
sofort wieder ausgeglichen. Damit wird eine hohe Portionierungsgenauigkeit erreicht.
Abweichend von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform könnte in das Abschaltwertregister
35 als Anfangswert gleich ein vom Sollwert abweichender Erfahrungswert eingesetzt
werden, durch den sogar schon für die erste Portion eine weitgehende Annäherung
an den gewünschten Sollwert erreicht wird.
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Die vorgegebene Zeitspanne für das Ausbleiben der Impulse, nach der
die Logikeinrichtung 39 den nächsten Portioniervorgang einleitet, wird natürlich
nicht länger gewählt, als es zur Unterscheidung zwischen den einzelnen Portionen
erforderlich ist, um eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung zu erreichen.
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Die vorgegebene Zeitspanne ist somit im allgemeinen verhältnismäßig
kurz. Im Unterschied dazu tritt, wenn der Füllkolben in dem Füllzylinder seine obere
oder untere Endlage erreicht hat, ein andauernder Stillstand seiner Bewegung und
damit ein andauerndes Ausbleiben der Impulse des Durchflußvolumenmessers 30 auf.
Die Logikeinrichtung 39 wertet daher das Ausbleiben der Impulse während einer weiteren
vorgegebenen Zeitspanne, die größer ist als die für den Portioniervorgang geltende
voreingestellte Zeitspanne, als Signal dafür, daß der Füllkolben an einer seiner
Endlagen angekommen und damit zwangsläufig zum Stillstand gekommen ist, worauf die
Logikeinrichtung 39 ein in Fig. 2 durch eine Ausgangsleitung 48 dargestelltes Endlagensignal
erzeugt. Dieses Endlagensignal dient der Steuereinrichtung zur Abschaltung oder
Umsteuerung der Druckmittelzufuhr für den Hydraulikantrieb 3. Natürlich
wird
die weitere vorgegebene Zeitspanne nicht länger gewählt, als es zur sicheren Unterscheidung
der Endlage erforderlich ist.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Logikeinrichtung
39 durch einen Mikroprozessor 49 realisiert, der auch das Sollwertregister 41, das
Abschaltwertregister 35, den Istwertzähler 33 und den Vergleicher 34 enthält. Vermöge
seines Programmspeichers 50 ist der Betrieb des Mikroprozessors 49 vielseitig ausbaubar,
so daß neben dem vorstehend erläuterten Funktionsablauf viele den Betrieb der Vorrichtung
erleichternde Hilfsfunktionen möglich sind. Im einzelnen kann dabei mit Hilfe der
Eingabeeinrichtung 36 der in Fig. 3 mit "Automatik + Abdrehen" bezeichnete Betriebsablauf
eingegeben werden, bei dem in der vorstehend beschriebenen Weise die einzelnen Portionen
nacheinander ausgefördert und zwischen den einzelnen Portionen durch Betätigung
der vierten Schaltventileinrichtung 21 selbsttätig der Abdrehmotor 7 in Betrieb
gesetzt wird, so daß beispielsweise der das Wurstbrät aufnehmende Darm zwischen
den einzelnen Portionen mit einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen abgedreht
wird. Bei dem weiteren gemäß Fig. 3 einstellbaren Betriebsablauf, der mit "Automatik
ohne Abdrehen" bezeichnet ist, entfällt zwischen den einzelnen Portionen der Abdrehvorgang,
was beispielsweise dann sinnvoll ist, wenn die Portionen nicht in einen Darm, sondern
in Dosen abgefüllt werden sollen. Die gemäß Fig. 3 weiter einstellbaren Betriebsvorgänge
"Kolben auf" und "Kolben ab" ermöglichen eine vom Benutzer kontrollierte Verschiebung
des Füllkolbens in dem Füllzylinder. Schließlich wird bei dem gemäß Fig. 3 noch
vorgesehenen Betriebsvorgang "Ausfördern" das Absperrorgan mit Hilfe der dritten
Schaltventileinrichtung 20 geöffnet und gleichzeitig der Füllkolben durch entsprechende
Betätigung der zweiten Schaltventileinrichtung
19 in dem Füllzylinder
derart verschoben, daß die in dem Füllzylinder vorhandene plastische Masse kontinuierlich
durch die Austrittsöffnung ausgefördert wird.
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Schließlich ist an den Mikroprozessor 49 über eine Ausgabeeinheit
51 eine Sichtanzeigeeinheit 52 angeschlossen, auf der verschiedene Betriebsparameter
der Vorrichtung angezeigt werden. Die Umschaltung der Sichtanzeigeeinheit 52 auf
die einzelnen Parameter erfolgt mittels einer Einheit 53, die beispielsweise bei
Betätigung einer in Fig. 3 mit "Portionsgröße" bezeichneten Eingabetaste die Sichtanzeigeeinheit
52 auf eine Anzeige des für den Abfüll- und Portioniervorgang eingestellten Sollwertes
einstellt. Daneben kann beispielsweise durch eine mit "Füllmenge" bezeichnete Eingabetaste
die von dem Prozessor 49 aus der Verschiebestellung des Füllkolbens errechnete Füllmenge
angezeigt werden.
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Durch eine Taste "Haltezeit/Abdrehzeit" kann beispielsweise eine mittels
der Eingabeeinrichtung 36 vom Benutzer vorgebbare Wartezeit zwischen jeweils zwei
aufeinanderfolgenden Portionen bzw. eine ebenfalls mit der Eingabeeinrichtung 36
voreinstellbare Abdrehzeit, welche die Anzahl der Umdrehungen des Abdrehmotors 7
festlegt, angezeigt werden.
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Schließlich weist die Vorrichtung üblicherweise einen nicht dargestellten
Knieschalter auf, der von der Steuereinrichtung abgefragt wird, um verschiedene
Betriebsabläufe einzuleiten oder zu beenden.
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Bezugszeichenliste Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren einer
plastischen Masse, insbesondere eines Wurstbräts 1 Druckkolben 2 Druckzylinder 3
Hydraulikantrieb 4 weiterer Hydraulikantrieb 5 Druckkolben 6 Druckzylinder 7 Abdrehmotor
8 Elektromotor 9 Hydraulikpumpe 10 Ansaugleitung 11 Tank 12 Druckleitung 13 Einlaßanschluß
14 hydraulische Schalteinrichtung 15 Auslaßanschluß 16 Kühlereinrichtung 17 Rücklauffilter
18 Schaltventileinrichtung 19 20 21 22 Druckmittelzuleitung 23 Druckmittelrückleitung
24 Überdruckventil 25 Stromregler 26 Druckminderventil 27 Drosseleinrichtung 28
Drossel 29 Druckmittelleitung 30 Durchflußvolumenmesser
31 Ventiltreiberschaltung
32 Impulsdiskriminator 33 Istwertzähler 34 Vergleicher 35 Abschaltwertregister 36
Eingabeeinrichtung 37 Ausgangsleitung 38 Ausgangsleitung 39 Logikeinrichtung 40
Ausgangsleitung 41 Sollwertregister 42 Eingabeleitung 43 Abfrageleitung 44 Übertragungsleitung
45 Subtraktionseinheit 46 Abfrageleitung 47 Rücksetzleitung 48 Ausgangsleitung 49
Mikroprozessor 50 Programmspeicher 51 Ausgabeeinheit 52 Sichtanzeigereinheit 53
Einheit
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