DE3801157A1 - Electronically controlled piston dosing pump - Google Patents
Electronically controlled piston dosing pumpInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine elektronisch gesteuerte Dosierpumpe bzw. Maschine.The invention relates to an electronically controlled Dosing pump or machine.
Bei bekannten Kolbendosierpumpen wird der Kolben mit tels mechanischen Hubtrieben, wie Kurbeln, Kurven, Ex zentern etc. gesteuert bzw. bewegt. Bei dieser Art von Antrieben sind nur wenige Parameter verstellbar und die se nur auf umständliche und zeitraubende Weise. Großer Ausfall Zeit - Produktion sind die Folge.In known piston metering pumps, the piston is controlled or moved by means of mechanical lifting drives, such as cranks, curves, Ex centers, etc. With this type of drives, only a few parameters can be adjusted and these only in a complicated and time-consuming manner. Great downtime - production is the result.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, bei Dosierpum pen der bekannten Art, die Steuerung und jeweilig er forderliche Einstellung zu vereinfachen und damit zu erleichtern.It is therefore the object of the invention at dosing pump pen of the known type, the controller and each he simplify required attitude and thus too facilitate.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die se Anordnung ist die jeweilige Einstellung des Dosier kolbens sehr vereinfacht und beschleunigt, weil sie mit tels Knopfdruck erfolgen kann.This task is performed by the in the characterizing part of the specified features solved. Through the This arrangement is the respective setting of the dosing piston very simplified and accelerated because with can be done at the push of a button.
Damit sind folgende Maßnahmen bzw. Einstellungen möglich.The following measures and settings are possible.
- a) die Einstellung bzw. Verstellung des Fördervolumens sowohl bei ruhender wie bei laufender Pumpe.a) the setting or adjustment of the funding volume both when the pump is at rest and when it is running.
- b) die Einstellung der Korrektur-Signale einer manch mal der Dosierpumpe nachgeschalteten Wägezelle der Pumpensteuerung.b) the adjustment of the correction signals of some times load cell downstream of the dosing pump the pump control.
- c) die Einstellung der Saughubgeschwindigkeit des Do sierkolbens unabhängig von seiner Ausstoßgeschwin digkeit.c) the adjustment of the suction stroke speed of the Do sierkolbens regardless of its ejection speed efficiency.
- d) die Einstellung der variblen Ausstoßhubgeschwindig keit des Dosierkolbens unabhängig von seiner Ausstoß geschwindigkeit.d) the adjustment of the variable discharge stroke speed dosing piston regardless of its output speed.
- e) die Verstellung der Ausstoßhubgeschwindigkeit des Dosierkolbens unabhängig von der eingestellten An sauggeschwindigkeit, d.h., daß die Dosierpumpe mit ungleichen Werten für Saug- und Ausstoßgeschwindig keit betrieben werden kann.e) the adjustment of the discharge stroke speed of the Dosing pistons regardless of the set type suction speed, i.e. that the dosing pump with unequal values for suction and discharge speed can be operated.
- f) die Verstellung der Steilheit der Kolben-Anfahrram pe und der Kolben-Bremsrampe, wobei dies sowohl für die gerade wie auch für die Sinoiden-Rampen gilt.f) the adjustment of the slope of the piston approach frame pe and the piston brake ramp, both for which applies just as it does to the Sinoid ramps.
- g) das Eingeben und Löschen einer Rücksaugmenge vom Nullwert bis zum Maximalwert.g) entering and deleting a suckback amount from Zero value up to the maximum value.
- h) daß man zum Zwecke des schnellen Vorfüllens der An saug- und Ausstoßtrakte beim Einrichten der Do sierpumpe, diese ohne Verstellung der Wahltasten für Kolbengeschwindigkeit und Hubvolumen, augenblicklich mit den Maximalwerten für Kolbengeschwindigkeit und Hubvolumen laufen lassen kann.h) that for the purpose of quickly filling the An suction and exhaust tracts when setting up the Do. sierpump, this without adjusting the selection buttons for Piston speed and stroke volume, instantaneously with the maximum values for piston speed and Stroke volume can run.
Erreicht wird diese Schalt- und Verstellmöglichkeit durch das Zusammenwirken eines speziellen Software-Paketes, ei ner Elektronik mit Mikroprozessor, eines Positioniermo tors und eines Umschaltmotores, integriert mit Eingebe schaltern, wobei der Dosierkolben durch Zwischenschaltung z.B. eines Gewinde-, Zahnstangen-, Zahnriemen-, oder ähnlichen Triebes oszilliert wird.This switching and adjustment option is achieved by the interaction of a special software package, ei Electronics with microprocessor, a positioning mo gate and a switch motor, integrated with input switch, the dosing piston being interposed e.g. a thread, rack, toothed belt, or similar drive is oscillated.
In der chemischen und insbesondere in der Lebensmittel industrie werden die Gebindegrößen gewechselt. Bei den bekannten Kolbendosierpumpen bzw. Maschinen ist das Ver stellen von Kurbelradien, Steuerkurven etc., wie schon erwähnt, sehr umständlich und zeitraubend. Die bekannten Abfüllbetriebe verlangen heute Verstellungsmöglichkeiten in den Bereichen von z.B. 1 bis 8 ml oder 15 bis 300 ml, oder 40 bis 600 ml, oder 6000 bis 25000 ml.In the chemical and especially in the food industry, the container sizes are changed. Both known piston metering pumps or machines is the Ver set of crank radii, control curves etc., as already mentioned, very cumbersome and time consuming. The well-known Bottling companies today require adjustment options in the areas of e.g. 1 to 8 ml or 15 to 300 ml, or 40 to 600 ml, or 6000 to 25000 ml.
Wenn nun solche Verstellbereiche in Sekundenschnelle per Knopfdruck zu erzielen sind, wie bei der Anmeldung, be deutet dies einen großen Fortschritt.If now such adjustment ranges in seconds by As with the registration, be reached at the push of a button this means great progress.
Wo keine Wägezelle vollautomatisch die Füllgewichte konstant hält, brauchen die Gebindetransportbänder zwecks Korrek tur des Pumpenkolbenhubes nicht angehalten zu werden. Bei vielen Abfüllbetrieben werden Taktzahlen von bis zu 60 min-1 gefahren. Das wären bei z.B. 8 Zylindern pro einer Maschine 480 Füllungen in der Minute. Der Maschinen-Stop von ca 10 Minuten zwecks Hubkorrektur hat einen Ausfall von 4800 Füllungen zur Folge, wozu oft noch Störungen bei den der Füllmaschine vor- und nachgeschalteten Maschinen kommen, z.B. bei Abstapelmaschinen, Deckelmaschinen, Versiegelungsmaschinen Aufwickeleinrichtungen für aus gestanzte Deckelfolien usw. Hier ergeben sich die gleichen Vorteile wie schon erwähnt, denn nur eine mikroprozessor gesteuerte Kolbendosiermaschine kann die Korrektursignale sofort und bei laufender Maschine in die Kolbenhubänderung umsetzen. Diese Eigenschaft bietet bei mikroprozessorge steuerten Kolbenpumpen einen bisher nicht bekannten Vor teil, der an zwei Beispielen erläutert wird:Where no load cell fully automatically keeps the filling weights constant, the container conveyor belts do not have to be stopped for the purpose of correcting the pump piston stroke. Many filling companies run cycle rates of up to 60 min -1 . That would be 480 fillings per minute with 8 cylinders per machine, for example. The machine stop of approx. 10 minutes for the purpose of stroke correction results in a failure of 4800 fillings, which often leads to faults in the machines upstream and downstream of the filling machine, e.g. in stacking machines, lidding machines, sealing machines, winding devices for punched-out lidding films, etc. the same advantages as already mentioned, because only a microprocessor-controlled piston metering machine can convert the correction signals into the piston stroke change immediately and while the machine is running. This property offers a previously unknown part of microprocessor-controlled piston pumps, which is explained using two examples:
1) Ein zähflüssiges Füllgut wird in eine flache Menüschale dosiert. Wegen der Rückspritzgefahr (die Schalenränder müssen wegen der nachfolgenden Heißversiegelung sauber bleiben) wird die Ausstoßgeschwindigkeit zurückgenommen. Das hätte eine Reduzierung der Anzahl der Füllungen pro Zeiteinheit zur Folge, wenn die Ansauggeschwindigkeit da für nicht entsprechend auf einen schnelleren Wert gestellt werden könnte.1) A viscous product is placed in a flat menu bowl dosed. Because of the risk of splashing back (the shell edges must be clean because of the subsequent heat sealing remain) the ejection speed is reduced. That would have reduced the number of fillings per Unit of time when the suction speed is there for not correspondingly set to a faster value could be.
Bei extrem langen Ansaugleitungen (es sind 15 m und mehr bekannt) muß die Anfahrrampe beim Ansaugen an das Be schleunigungsvermögen der langen Flüssigkeitssäule ange paßt werden können, damit sie nicht abreißt, was Kavitati onen zur Folge hätte.For extremely long suction lines (15 m and more known) the starting ramp must be sucked into the loading acceleration ability of the long liquid column can be adjusted so that it does not tear off what Kavitati onen would result.
Oder, Beim Ausstoßen des Füllgutes kann durch die em pirische Wahl und Einstellung des zum Fließverhalten am besten passenden Beschleunigungswertes das Auftreffverhal ten der Füllgutsäule (Rückspritzen) entscheidend verbessert werden.Or, when the product is ejected, the em piric choice and adjustment of the flow behavior on the best matching acceleration value ten of the filling material column (back injection) significantly improved will.
Eine Rücksaugeeinrichtung hat den Zweck, den Füllstrang nach beendetem Füllhub möglichst nachtropffrei abzureißen, indem der Kolben eine bestimmte Menge des noch am Ausgang befindlichen Füllgutes "rücksaugt". Bei kurbel-, oder exzentergesteuerten Kolbenpumpen ist eine solche Rücksauge einrichtung nur einstufig und umständlich realisierbar, und wenn eingebaut, z.B. in Form von Sonderkurven, dann bei Nichtbedarf nicht abstellbar.A back suction device has the purpose of the filling line after the filling stroke has been completed, tear off without dripping, by the piston a certain amount of the still at the exit located "sucked back". With crank, or eccentrically controlled piston pumps is such a back suction furnishing can only be realized in one step and with great difficulty, and if installed, e.g. in the form of special curves, then cannot be switched off when not required.
Die Rücksaugeeinrichtung bei der Anmeldung wird per Knopf druck in den Werten von Stufe 0 bis Stufe 9 in Sekunden schnelle geschaltet, so daß die Kolbendosiermaschine ge mäß Anmeldung auch hier einen ganz entscheidenden Vorteil aufweist, denn eine Rücksaugeeinrichtung, die nicht abge schaltet werden kann, behindert den Füllprozeß bei Füll gütern, die sie nicht benötigen, infolge Taktzeitverläng erung. Der letztgenannte Vorteil sei am realistischen Bei spiel erklärt. Eine Kolbendosiermaschine für Milchprodukte ist auf 15 ml Füllmenge eingestellt. Alle 4 Stunden (24- Stunden-Betrieb) muß die 15 m lange Saugleitung gespült werden. Zum Wiederfüllen dieser langen Leitung wird der Knopf "Einrichten" gedrückt. Die Maschine fährt mit den Werten "Maximalgeschwindigkeit" und "Maximalförderhub" in wenigen Takten das Füllgut herbei.The suction device at registration is activated by a button pressure in the values from level 0 to level 9 in seconds switched quickly so that the piston metering machine ge According to the registration, here too a very decisive advantage has, because a back suction device, which is not abge can be switched, hinders the filling process when filling goods that you do not need due to increased cycle times generation. The latter advantage is due to the realistic case game explained. A piston dosing machine for dairy products is set to 15 ml filling quantity. Every 4 hours (24- Hour operation) the 15 m long suction line must be rinsed will. To refill this long line, the "Set up" button pressed. The machine runs with the Values "maximum speed" and "maximum conveying stroke" the filling material is brought up in a few cycles.
Die Zeichnung veranschaulicht die Dosierpumpe bzw. Maschine in beispielsweiser Ausführung. Es zeigen:The drawing illustrates the dosing pump or machine in an example. Show it:
Fig. 1 die Schaltorgane, (symbolisch) Fig. 1, the switching elements, (symbolic)
Fig. 2 die Elektronik mit Mikroprozessor, (symbolisch) Fig. 2, the electronics with microprocessor (symbolic)
Fig. 3 einen Längsschnitt vom Dosierzylinder mit Kolben und Umsetzmechanik. Fig. 3 shows a longitudinal section of the metering cylinder with piston and transfer mechanism.
Der im Zylinder 5 der Dosierpumpe bzw. Maschine angeord nete Kolben 4 ist mit einer Zahnstange 4 a ausgerüstet, die mit einem Zahnrad 4 b in Verbindung steht, das über den Positioniermotor 2 den Kolben 4 betätigt. Natürlich kann auch jede andere, dienliche Mechanik dafür verwendet werden. The in the cylinder 5 of the metering pump or machine angeord designated piston 4 is equipped with a rack 4 a , which is connected to a gear 4 b , which actuates the piston 4 via the positioning motor 2 . Of course, any other useful mechanism can be used for this.
Ein Umschaltmotor 3 dient zum Öffnen und Schließen der Ventilöffnungen U und V. Die Steuerung geht über die Elek tronik 1 mit Mikroprozessor. Zwei Sensoren 6 dienen der Auf-Zu-Erkennung der Ventilöffnungen U und V. 7 ist der Zylinderkopf. 8 ist der Eingang des externen Startsignals in die Elektronik 1. 9 ist der Eingang der Korrekturimpulse einer Wägezelle, die den Kolbenweg des Kolbens 4 über den Mikroprozessor der Elektronik 1 korregieren. Zum Öffnen und Schließen der Ventilöffnungen U und V ist ein Umschalt motor 3 vorgesehen, der bei jeder Schaltung den Zylinder 5 um 180 Grad dreht.A switch motor 3 is used to open and close the valve openings U and V. Control is via electronics 1 with a microprocessor. Two sensors 6 serve for the open-closed detection of the valve openings U and V. 7 is the cylinder head. 8 is the input of the external start signal into electronics 1 . 9 is the input of the correction pulses of a load cell, which correct the piston path of the piston 4 via the microprocessor of the electronics 1 . To open and close the valve openings U and V , a switch motor 3 is provided, which rotates the cylinder 5 by 180 degrees with each switching.
Das Schaltsystem besteht aus folgenden Schaltern, die mit der Elektronik 1 mit Mikroprozessor, dem Positioniermo tor 2 und dem Umschaltmotor 3 integriert sind.The switching system consists of the following switches, which are integrated with the electronics 1 with a microprocessor, the positioning motor 2 and the switching motor 3 .
A = Ein-Aus-Schalter
B = Einrichte-Schalter
C = Eingabe des Sollwertes: Volumen oder Gewicht pro
Kolbenhub
C₁ = Eingabe des spez. Gewichtes des Füllgutes
D = Eingabe des Wertes der Rücksaugung
E = Eingabe des Wertes der Kolbengeschwindigkeit für den
Saughub XY
F = Eingabe des Wertes der Kolbengeschwindigkeit für den
Ausstoßhub YX
G = Eingabe der Kolbenbeschleunigungsrampe für den
Saughub XY
H = Eingabe der Kolbenverzögerungsrame für den Saughub XY
I = Eingabe der Kolbenbeschleunigungsrampe für den
Ausstoßhub YX
K = Eingabe der Kolbenverzögerungsrampe für den Ausstoßhub YX. A = on-off switch
B = Setup switch
C = Enter the setpoint: volume or weight per piston stroke
C ₁ = entry of the spec. Weight of the product
D = Enter the value of the back suction
E = Enter the value of the piston speed for the suction stroke XY
F = Enter the value of the piston speed for the exhaust stroke YX
G = Entry of the piston acceleration ramp for the suction stroke XY
H = Enter the piston deceleration frame for the suction stroke XY
I = Enter the piston acceleration ramp for the exhaust stroke YX
K = Enter the piston deceleration ramp for the exhaust stroke YX .
Alle Schalter B bis K sind einstellbar auf diverse Werte.All switches B to K can be set to various values.
Die Funktion ist folgende:
Einstellung der Soll-Abfüllmenge pro Kolbenhub in ml am
Schalter C, wobei der Schalter C₁ auf dem Wert "1" stehen
muß. Falls am Schalter C statt des Volumens in ml das Gewicht
in g vorgegeben werden soll, so muß der Schalter C₁
auf das betreffende spezifische Gewicht des Füllgutes eingestellt
werden.
Einstellung der gewünschten Rücksaugmenge am Schalter D.
Einstellung der Ansauggeschwindigkeit des Kolbens 4 am
Schalter E.
Einstellung der Ausstoßgeschwindigkeit des Kolbens 4 am
Schalter F.
Einstellung der Beschleunigungsrampe des Ansaughubes des
Kolbens 4 am Schalter G.
Einstellung der Verzögerungsrampe des Ansaughubes des Kolbens
4 am Schalter H.
Einstellung der Beschleunigungsrampe des Ausstoßhubes des
Kolbens 4 am Schalter I.
Verzögerungsrampe des Ausstoßhubes des Kolbens 4 am
Schalter K.The function is as follows:
Setting the target filling quantity per piston stroke in ml at switch C , switch C ₁ must be set to "1". If the weight in g is to be specified at the switch C instead of the volume in ml, the switch C ₁ must be set to the specific weight of the product in question.
Setting the desired amount of suckback at switch D.
Setting the suction speed of the piston 4 at the switch E.
Setting the ejection speed of the piston 4 at the switch F.
Setting the acceleration ramp of the suction stroke of piston 4 at switch G.
Setting the deceleration ramp of the intake stroke of piston 4 at switch H.
Setting the acceleration ramp of the ejection stroke of the piston 4 at the switch I.
Deceleration ramp of the discharge stroke of the piston 4 at the switch K.
Sind diese Einstellungen erfolgt, kann die Maschine mit dem Schalter A eingeschaltet werden. Jetzt dreht die Ma schine über den Umschaltmotor 3 das Ventil aufgrund der Signale 6 der Ventilstellungserkennung in die Stellung "V auf". Nach Beendigung dieses Vorganges fährt der Positi oniermotor 2 den Kolben 4 in Stellung X.Once these settings have been made, the machine can be switched on using switch A. Now the machine turns the valve over the switch motor 3 based on the signals 6 of the valve position detection in the "V open" position. After completion of this process, the positioning motor 2 moves the piston 4 to position X.
Nach Beendigung dieses Vorganges fährt der Umschaltmotor 3 das Ventil aufgrund der Signale 6 in Stellung "V auf". After completion of this process, the switching motor 3 moves the valve based on the signals 6 in the " V open" position.
Nach Beendigung dieses Vorganges fährt der Kolben 4 aus der Stellung X in Richtung Y bis zum auf dem Schalter C vorgegebenen Wert und saugt dabei das Füllgut in den Zy linder 5. Jetzt ist die Maschine empfangsbereit für das durch das in Füllbereitschaftsposition gegangene Gebinde ausgelöste elektrische Signal, und der Zyklus kann damit wieder bei 1 beginnen.After completion of this process, the piston 4 moves from the position X in the direction Y to the value specified on the switch C and thereby sucks the contents into the cylinder 5 . The machine is now ready to receive the electrical signal triggered by the container in the ready-to-fill position, and the cycle can start again at 1.
Beim Anfahren mit leerem Ansaugtrakt wird die Maschine nach Betätigung des Einschalters A vor dem Empfang des Signals vom externen Eingang A durch Betätigen des Schal ters B gefahren. Dabei saugt der Kolben 4 mit höchster Ge schwindigkeitsstufe und dem Maximalwert seines Hubes (höchster Wert von C und E und F) in kürzester Zeit mit wenigen Hüben den Saugtrakt voll. Nach Loslassen des Schal ters B stellt sich die Maschine augenblicklich wieder auf die ursprünglich eingestellten Werte von C, E und F ein.When starting with an empty intake tract, the machine is operated after operating switch A before receiving the signal from external input A by pressing switch B. The piston 4 sucks the suction tract with the highest speed level and the maximum value of its stroke (highest value of C and E and F) in a very short time with a few strokes. After releasing switch B , the machine immediately resets itself to the originally set values of C, E and F.
Claims (6)
Schalter (C) zur Einstellung der Soll-Anfüllmenge pro Kolbenhub in ml, wobei der Schalter (C₁) auf dem Wert "1" stehen muß, ausgebildet ist und
Schalter (D) zur Einstellung der gewünschten Rücksaugmenge ausgebildet ist und
Schalter (E) zur Einstellung der Ansauggeschwindigkeit des Kolbens (4) und
Schalter (F) zur Einstellung der Ausstoßgeschwindigkeit des Kolbens (4) und
Schalter (G) zur Einstellung der Beschleunigungsrampe des Ansaughubes des Kolbens (4) und
Schalter (I) zur Einstellung der Beschleunigungsrampe des Ausstoßhubes des Kolbens (4) ausgebildet ist und
Schalter (K) zur Einstellung der Verzögerungsrampe des Ausstoßhubes des Kolbens (4) ausgebildet ist,
während Schalter (B) als Einrichtschalter und Schalter (A) als Ein/Aus-Schalter ausgebildet ist.2. Piston metering pump or machine according to claim 1, characterized in that
Switch (C) for setting the desired filling quantity per piston stroke in ml, the switch (C ₁) must be set to the value "1", and
Switch (D) is designed to set the desired amount of suck back and
Switch (E) for setting the suction speed of the piston ( 4 ) and
Switch (F) for adjusting the ejection speed of the piston ( 4 ) and
Switch (G) for setting the acceleration ramp of the intake stroke of the piston ( 4 ) and
Switch (I) for setting the acceleration ramp of the discharge stroke of the piston ( 4 ) is formed and
Switch (K) is designed to set the deceleration ramp of the ejection stroke of the piston ( 4 ),
while switch (B) is designed as a set-up switch and switch (A) as an on / off switch.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883801157 DE3801157A1 (en) | 1988-01-16 | 1988-01-16 | Electronically controlled piston dosing pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883801157 DE3801157A1 (en) | 1988-01-16 | 1988-01-16 | Electronically controlled piston dosing pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3801157A1 true DE3801157A1 (en) | 1989-08-03 |
Family
ID=6345420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19883801157 Withdrawn DE3801157A1 (en) | 1988-01-16 | 1988-01-16 | Electronically controlled piston dosing pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3801157A1 (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |