DE4314413A1 - Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine, bei dem ein über einem Einzugswalzenpaar angeordneter Einschüttkasten aus einem Trichter mit Verarbei­ tungsgut versorgt wird, wobei die Klappe des Trichters zu diesem Zwecke periodisch öffnet und der Füllstand des Ein­ schüttkastens ständig überwacht wird.

Walzenreibmaschinen, wie sie zum Verarbeiten von dispersen Massen, wie z. B. von Schokoladenmassen, eingesetzt werden, weisen ebenso wie Müllerei-Walzenstühle in der Regel im Zuge der Verarbeitungsgutzufuhr eine meist als Trichter oder Bun­ ker ausgebildete Verarbeitungsgut-Bereitstellung auf, dem ein Einzugs- oder Speisewalzenpaar nachgeordnet ist. Das Einzugs- oder Speisewalzenpaar dosiert das Verarbeitungsgut, das in der Regel zu den nachfolgenden Walzen gelangt. Vor dem Ein­ zugs- oder Speisewalzenpaar staut sich das Verarbeitungsgut in einem sogenannten Zulauf- oder Einschüttkasten. Dabei darf der Füllungsgrad des Einschüttkasten ein Minimum nicht unter­ schreiten, um die Gefahr des Trockenlaufs der nachfolgenden Walzen auszuschließen. Das Überschreiten eines maximalen Füllstandes würde durch abfließendes Verarbeitungsgut zu Ver­ lusten führen.

Zum Gewährleisten dieser Randbedingungen sind unterschiedli­ che Mittel vorgesehen. Sowie in dem DE-GM 86 14 505 als auch in der DE-OS 3 40 732 wird auf mechanischen Weg der Füllungsgrad des Einschüttkasten erfaßt und auf dieser Grundlage die Drehzahl der Speisewalzen verändert und somit der Durchsatz angepaßt. Diese Lösung bleibt auf die Müllerei beschränkt. Eine Anwendung in der Schokoladen- oder Farbenherstellung ist nicht möglich, da hier eine ausgesprochene Feinverreibung von dispersen Massen vorliegt und die Qualität des Endproduktes, insbesondere die Größe der Partikel, stark vom Durchsatz ab­ hängt.

Aus der DE-OS 30 22 564 ist ein einstellbarer Dosierschieber bekannt, der den Verarbeitungsgutstrom aus dem Trichter zum Einzugswalzenpaar bestimmt. Die Öffnungsweite des Dosier­ schiebers wird durch eine mechanisch-pneumatische Regelung bestimmt.

In der DD-PS 2 33 928 nunmehr wird eine Lösung zum Konstant­ halten des Füllstandes vorgestellt, die speziell für Walzen­ reibmaschinen zum Feinverreiben von Schokolade entwickelt wurde. Dabei wird ein Einschüttkasten in Form einer Schoko­ ladenmassenaufnahmekammer beschrieben, in die eine bewegliche Wand integriert ist. Diese Wand verändert unter den Druck der Schokoladenmasse ihre Lage. Damit werden mechanische und pneumatische Mittel angesprochen, durch die der Füllstand in der Schokoladenmassenaufnahmekammer geregelt wird.

Diese Lösung ist sehr kompliziert und setzt eine Vielzahl me­ chanischer und pneumatischer Bauelemente voraus.

Eine andere, weit verbreitete Lösung besteht darin, daß der Trichter mit einer periodisch öffnenden Klappe versehen ist. Die Öffnungsweite der Klappe wird je nach Art und Konsistenz des Verarbeitungsgutes festgelegt. In einer weitgehenden au­ tomatisierten Variante dieser Lösung ist ein Vorwahlspeicher vorgesehen, in dem die Einstellungen des Öffnungswinkels der Klappe auf das Verarbeitungsgut bezogen gespeichert sind. Zu Beginn der Bearbeitung wird der Code für die zu verarbeitende Masse eingestellt und damit die Öffnungsweite der Klappe festgelegt. Die Klappe öffnet periodisch und füllt den Ein­ schüttkasten. Über Sensoren wird der Füllstand erfaßt. Bei Überschreitung des Maximums bleibt die Klappe geschlossen und öffnet erst wieder, wenn der Sensor eine Unterschreitung des Minimums signalisiert.

Nachteilig hierbei ist, daß der Füllstand in sehr weit ent­ fernten Grenzen schwankt, da über den Vorwahlspeicher nur die für das Verarbeitungsgut typischen Eigenschaften erfaßt wer­ den können und Abweichungen davon nicht erfaßbar sind. Der Druck, der durch den unterschiedlichen Füllungsgrad des Trichters auf die Klappe wirkt, beeinflußt zusätzlich den Durchsatz und damit die Schwankungsbreite des Füllstandes im Einschüttkasten.

Der Stand des Verarbeitungsgutes im Einschüttkasten wiederum hat einen bedeutenden Einfluß auf die Qualität des Verarbei­ tungsprozesses. Bei Maximalstand der zu verarbeitenden Masse im Einschüttkasten wird der hydrostatische Druck auf den Wal­ zenspalt sehr hoch, bei Niedrigstand wird er minimiert, so daß hier wieder stark schwankende Durchsätze auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine zu entwickeln, durch das die Füllstands-Schwankungen des Verarbeitungsgutes im Einschüttkasten in sehr engen Grenzen gehalten werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des 1. Anspruchs genannten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß die Schwan­ kungsbreite des Füllstandes im Einschüttkasten deutlich ge­ senkt werden kann. Durch den dynamischen Vorwahlspeicher kann ein von äußeren Umständen unabhängiger Füllstand eingestellt werden, der wiederum auf die Qualität des Verarbeitungspro­ duktes einen positiven Einfluß hat. Die Walzenreibmaschine wird dadurch wesentlich bedienerfreundlicher.

Das Verfahren soll nun an Hand eines nachfolgenden Beispieles näher erläutert werden.

Die dazugehörigen Zeichnungen haben folgende Bedeutung:

Fig. 1 Darstellung des Trichters mit dem zugeordneten Einzugswalzenpaar

Fig. 2 Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens.

Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, ist auf einem Gestell 1 ein Trichter 2 angeordnet. Dieser weist an seinem unteren Ende eine durch eine Klappe 3 verschließbare Öffnung auf. Die Klappe 3 wird durch einen Klappenantrieb 4 in Form eines Ar­ beitszylinders um den Drehpunkt A bewegt. Im Bereich des Drehpunktes A ist ein vorzugsweise als Inkrementalgeber aus­ geführter Impulsgeber 5 zum Erfassen des Drehwinkels der Klappe 3 angeordnet.

Am Trichter 2 ist ein Maximum-Sensor 6 zum Erfassen des maxi­ malen Füllstandes und ein Minimum-Sensor 7 zum Erfassen des minimalen Füllstandes angeordnet. Beide sind vorzugsweise als optische Sensoren ausgeführt.

Unterhalb des Gestells 1 befindet sich ein Einzugswalzen­ paar 8 mit dem Walzenspalt 9. Auf dem Walzenspalt 9 ist ein Einschüttkasten 10 aufgesetzt.

An Hand der Fig. 2 soll nun das erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden. Der Vorwahlspeicher wird beim Start der Walzenreibmaschine auf den kleinsten Betrag für den Klappen­ öffnungswinkel gesetzt. Maximum-Sensor 6 und Minimum-Sensor 7 erfassen permanent den Füllstand des Einschüttkastens 10.

Am Beginn des Zyklus′ (Maschinenstart) wird der kleinste Be­ trag für den Klappenöffnungswinkel aus einem hier nicht dar­ gestellten Festwertspeicher in den Vorwahlspeicher geladen und über den Minimum-Sensor 7 der Befehl zum Öffnen der Klappe 3 gegeben. Die Klappe 3 öffnet um diesen Betrag.

Dabei erfaßt der Impulsgeber 5 den Öffnungswinkel der Klappe 3, indem er Zählimpulse an den Zähler sendet, bis der Zählerinhalt dem Inhalt des Vorwahlspeichers entspricht. Das wird durch den Vergleicher erkannt. Der Vergleicher setzt dann den Klappenantrieb zurück.

Nach Ablauf dieser Klappenöffnungsroutine wird der Minimum- Sensor 7 abgefragt, ob der minimale Füllstand im Einschüttka­ sten 10 überschritten ist. Die Abfrage wird so eingestellt, daß zwischen dem Schließen der Klappe 3 und dem Signal des Minimum-Sensor 7 in diesem Anwendungsfall etwa 10 Sekunden vergehen, um eine Verteilung des Verarbeitungsgutes im Ein­ schüttkasten 10 zu ermöglichen und so fehlerhafte Signale auszuschließen.

Ist der minimale Füllstand noch nicht erreicht, das heißt, der Minimum-Sensor 7 gibt ein NEIN-Signal, was in der Anlauf­ phase der Walzenreibmaschine die Regel sein wird, so wird im Vorwahlspeicher der Betrag für den Klappenöffnungswinkel um einen konstanten Betrag erhöht. Dieser wird auf Grund der konstruktiven Gegebenheiten an der Maschine, insbesondere an der Klappe, und dem Bestimmungszweck der Maschine festgelegt. Der Öffnungswinkel des folgenden Zyklus′ setzt sich nunmehr aus den Betrag des vorhergehenden Zyklus′ und diesem Erhö­ hungsbetrag zusammen. Der Zyklus beginnt neu.

Die Zyklen werden so lange wiederholt, bis der minimale Füllstand im Einschüttkasten 10 überschritten ist. Damit vergrö­ ßert sich der Klappenöffnungswinkel nicht mehr und der für dieses Verarbeitungsgut optimale Öffnungswinkel ist erreicht.

Sollte auf Grund äußerer Einflüsse, z. B. einem durch Ände­ rung der Viskosität der Schokoladenmasse oder dem Füllstand des Trichters bedingtem schwächeren Ausfluß aus dem Trichter, im Verlauf des Produktionsprozesses der minimale Füllstand unterschritten werden, so setzt der Regelmechanismus erneut ein.

Das gleiche geschieht, wenn der Maximum-Sensor 6 ein JA-Si­ gnal gibt und damit anzeigt, daß der maximale Füllstand über­ schritten wird. Hier wird dann der Klappenöffnungswinkel um den konstanten Betrag auf die beschrieben Weise so lange ge­ mindert, bis der Füllstand unter die Maximumlage gesunken ist.

Claims (3)

1. Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine, bei dem ein über einem Einzugswalzenpaar angeordneter Ein­ schüttkasten aus einem Trichter mit Verarbeitungsgut ver­ sorgt wird, wobei die Klappe des Trichters zu diesem Zwecke periodisch öffnet und der Füllstand des Einschütt­ kastens ständig überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Klappenöffnungszyklus der Füllstand abgefragt, bei Unterschreitung eines minimalen Füllstandes ein kon­ stanter Betrag addiert wird und diese Summe für den je­ weils folgenden Klappenöffnungszyklus als Aquivalent für den Klappenöffnungswinkel dient, bei einem JA-Signal ei­ nes Maximum-Sensors (6) ebenfalls so verfahren wird, wo­ bei der konstante Betrag dann subtrahiert wird und die Differenz für den jeweils folgenden Klappenöffnungszyklus als Aquivalent für den Klappenöffnungswinkel dient.

2. Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Start der Maschine der kleinste Betrag für den Klappenöffnungswin­ kel aus einem hier nicht dargestellten Festwertspeicher in den Vorwahlspeicher geladen und über dem Minimum-Sen­ sor (7) der Befehl zum Öffnen der Klappe (3) gegeben wird.

3. Verfahren zum Beschicken einer Walzenreibmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstand im Einschüttkasten (10) erst nach einer einstellba­ ren Verzögerung nach dem Schließen der Klappe (3) erfaßt wird.