DE953663C - Abfuellwaage mit pneumatischer Steuerungsvorrichtung fuer die Zufuehrung des Wiegegutes zum Lastgefaess - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 6. DEZEMBER 1956

P 9250 IX142 f

Die Erfindung betrifft eine Abfüllwaage mit pneumatischer Steuerungsvorrichtung für die Zuführung des Wiegegutes zum Lastgefäß, bei der die durch den Waagebalken in Abhängigkeit von seinem Ausschlag bewirkten Druckänderungen von Preßluft zur Steuerung der Wiegematerialzufuhreinrichtung dienen.

Gegenüber den bekannten Abfüllwaagen dieser Art, bei denen eine mit dem Waagebalken verbundene Fahne quer zur Strömungsrichtung von Preßluft in deren Zuleitungsweg zu einer Membrankammer bewegt wird, derenDruckändenungen ihrerseits Ventile für die Preßluftzuführung zu pneumatisch betätigten Vibratoren für die Gutzuführung zur Lastschale steuern, bezweckt die Erfindung, eine schon bei kleinsten Bewegungen des Waagebalkens entsprechende, jedoch mit großer Geschwindigkeit und hohem Preßluftdruck wirkende pneumatische Steuerung der Absperrklappe der Materialzuführung bei einfacher Ausbildung der Waage selbst zu erzielen.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel vor allem dadurch erreicht, daß die pneumatisch betätigte Steuereinrichtung aus einer Primärluftkammer be-

steht, welcher über eine verengte Zuleitung Luft unter Druck zugeführt wird und die eine kleine Ausgangsöffnung aufweist, vor der eine mit dem Waagebalken verbundene Absperrplatte während des Wiegevorganges in Abhängigkeit von dem Lastgewicht so bewegt wird, daß ihr Abstand von der Ausgangsöffnung je nach der Last und dadurch das Maß des Entweichens der Luft aus der Primärluftkammer sowie die Größe des Luftdruckes in ίο ihr entsprechend den sehr kleinen Bewegungen des Waagebalkens geändert wird, und daß ferner ein pneumatisches Sekundärsystem als Verstärker auf die Veränderungen des Luftdruckes in der Primärkammer anspricht und dessen verstärkte Wirkungsänderungen die Steuerung der Absperrklappe in der Wiegegutzufuhr bei Erreichen des Sollgewichtes bewirken.

In den Zeichnungen, welche die bevorzugte Ausführung der Erfindung darstellen, ist ao Fig. ι eine Seitenansicht der Waage,

Fdg. 2 eine E.inzelseitenansicht einer Kupplung, welche nur eine Umdrehung macht, zur Steuerung ■der Arbeitsweise -der Waage,

Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1, Fig. 4 eine Draufsicht, gesehen in Pfeilrichtung der Linie 4-4 der Fig. 1,

Fig. 5 eine Teilansicht nach der Linie 5-5 der Fig. 4,

Fig. 6 eine Einzelseitenansicht eines Teiles der Zufuhrunüerbrechungsvorrichtung,

Fig. 7 eine ähnliche Ansicht, gesehen von der gegenüberliegenden Seite der Waage,

Fig. 8 eine Vorderansicht des Lastgefäßes, Fig. 9 eine Querschnittsdarstellung einer pneumatischen Steuerung für die Zusammenarbeit mit der erfindungsgemäßen Waage und zur Einleitung des Arbeitens der Zufuhrabsperrvorrichtung nach der Linie 9-9 der Fig. 10,

Fig. 10 ein Querschnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 9,

Fig. 11 ein Querschnitt nach der Linie 11 - r 1 der Fig. 10,

Fig. 12 eine Einzelansicht der Absperrklappe in der Gutzufuhr,

Fig. 13 eine Vorderansicht der Absperrklappe, gesehen in Pfeilrichtung der Linie 13-13 der Fig. 12, mit einem damit in Verbindung stehenden Klinkenmechanismus, welcher durch die pneumatische Steuerung zur Auslösung der Absperrklappe betätigt wird,

Fig. 14 eine perspektivische Darstellung des Klinkenmechanismus der Fig. 13,

Fig. 15 und 16 graphische Darstellungen, auf die Bezug genommen ist.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen an einer automatischen Nettogewichtsabfüllwaage gezeigt.

Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, weist der allgemein mit 9 bezeichnete Waagebalken eine parallele Anordnung von vier Blattfedern 10, 12 auf, die von gleicher Länge.sind. Die Federn 10, 12 sind an ihrem einen Ende an einem starren, unbeweglichen Stück 14 gemäß Fig. 1 befestigt. Die anderen Enden der Federn sind an einem zweiten starren Stück 16 befestigt, an welchem auch das Wiegegefäß beispielsweise durch Schrauben befestigt ist. Die beiden starren Glieder 14, 16 stellen zusammen mit den Federn 10, 12 die aus vier Teilen bestehende Anordnung dar, so daß, wenn eine Ladung in das Wiegegefäß 18 gebracht wird, hierdurch diesem eine geradlinige Bewegung in vertikaler Richtung erteilt wird, so daß jedes Teilchen in dem Wiegegefäß sich mit derselben Verschiebung, Richtung und Geschwindigkeit bewegt und ferner irgendein Teilchen die gleiche Federablenkung hervorruft, gleichgültig wo es sich im Gefäß befindet. Das erste starre Glied 14 stellt einen Teil des Waagengestells dar und dient als starre Stütze für die gesamte Waagebalkenkonstruktion. Eine Schraubenfeder 20 ist mit ihrem oberen Lnde an der Halteschraube 22 befestigt. Die Halteschraube 22 ist einstellbar durch Sperrmuttern 24 an der Konsole 25 angebracht. Die Konsole 25 bildet einen Teil des Waagengestells. Die Schraubenfeder 20 hat die Aufgabe, eine Ausgleichskraft auf den Federwaagebalken auszuüben. Das untere Ende der Feder 20 ist an einer Schraube 26 befestigt. Sie ist einstellbar in einer Konsole 28 untergebracht, welche einen Teil des zweiten starren Gliedes 16' bildet, an welchem das Lastgefäß 18 befestigt ist. Die Konsole 28 überragt das starre Glied 16. Die Schraubenfeder hat die Aufgabe, das Gewicht des Lastgefäßes 18 und seiner damit verbundenen Teile auszugleichen, welche auf den Enden der Blattfedern 10, 12 montiert sind, so daß man das gewünschte Maß der Steifheit für die Blattfedern 10, 12 erhält und ebenso auch das gewünschte Maß der Empfindlichkeit. Für eine größere Belastung wird die Schraubenfeder nach oben gespannt, um das Lastgewicht auszugleichen, während für eine kleine Belastung sie in einem geringeren Ausmaß gespannt -wird. In jedem Fall wird sich also die Waagschale um denselben gewünschten Betrag pro Unze (1 Unze = 28,35 §) bewegen. Es ist ferner eine zweite, schwächere Schraubenfeder 30 mit Schraubenverstellung an einem rotierenden Stück 32 vorgesehen, welches einstellbar an einer Konsole 34 des Rahmens befestigt ist, so daß die Länge der Schraubenfeder 30 geändert werden kann, um geringe Änderungen in der Spannung und infolgedessen Einstellungen von feinem Gewicht ohne Stillsetzen der Abfüllwaage zu bekommen.

Die Abfüllwaage mit dem vorstehend beschriebenen neuen Wiegeelement hat einen bei 40 gezeigten vibrierenden Speisebehälter für die Zuführung des Materials, in den das zu wiegende'Material aus einem Vorratsbehälter durch eine Speiseleitung 42 gebracht wird, die für ihre vertikale Einstellung an einer Konsole 44 montiert ist. Die Konsole 44 ist zwischen den Seitenrahmen 46, 48 gemäß Fig. 3 gehalten. Dadurch kann der Abstand zwischen der Mündung des Zuführrohre's 42 und dem Boden des Speisebehälters 40 und dadurch auch der Betrag des Materials, der in die Leitung fließen kann, geändert werden. Der vibrierende Speisebehälter 40 ist an dünnen Stahlbändern 50 auf einer Konsole 54 befestigt, die sich vom Waagerahmen weg

erstreckt. Der Speisebehälter 40 wird durch einen elektrisch betätigten Schwingmotor 56, der zwischen der Konsole 54 und dem Speisebehälter 40 angeordnet ist, in Schwingungen versetzt, damit die Zuführung des Materials durch den Speisebehälter 40 im wesentlichen in einem gleichförmigen Strom erfolgt.

Die Materialzuführungsleitung 40 wird während des Wiegevorganges in Schwingungen versetzt, damit im wesentlichen ein gleichförmiger Materialstrom durch einen Trichter 58 und unmittelbar in das das Gut empfangende Lastgefäß 18 gelangt. • Wie gezeigt, weist der Trichter 58 eine Klappe zur Unterbrechung des Stromes auf. Er besteht aus einer Kurvenplatte 60, die an einem Arm 62 befestigt ist. Der Arm 62 ist an einem Stift 64 schwenkbar befestigt. Der Stift 64 ist auf der einen Seite des Trichters 58 angebracht. Die Materialabsperrklappe 60 wird in ihrer Offenstellung während des Wiegevorganges eingeklinkt. Erreicht das in das Lastgefäß 18 gebrachte Material ein bestimmtes Gewicht, so wird die Klappe durch eine Feder 66 in ihre Sch'ließlage geschwenkt, so daß der Materialstrom abgeschnitten ist. Wie am besten aus den Fig. 12 und 13 ersichtlich, besteht der Klinkenmechanismus zum Halten der Absperrklappe 60 in ihrer Offenlage während des Wiegevorganges aus einer schwenkbar gelagerten Klinke, welche mit einem Haken 70 am Klappenarm 62 zusammenarbeitet. Die Klinke 68 ist bei 71 an einem Vorsprung 72 schwenkbar befestigt, der aus einem Stück mit der Tragplatte 74 besteht. Die Tragplatte 74 ist an der einen Seite des Trichters 58 angebracht. Die Klinke 68 wird normalerweise in eine solche Lage gedruckt, daß die Klappe durch eine Feder 76 zwischen dem oberen Ende der Klinke 68 und einem Federstift 78 an der Tragplatte 74 eingeklinkt ist.

Die Klinke 68 soll schnell freigegeben werden, damit die Klappe 60 nach Schluß des Wiegevorganges rasch geschlossen wird. Hierfür sind Verbindungen einschließlich empfindlicher Steuermittel vorgesehen, die aus einer pneumatisch betätigten, im allgemeinen bei 80 gezeigten Einheit bestehen. Sie werden durch die Bewegung des wiegenden Elementes am Federwaagebalken betätigt. .Wie in Fig. 10 dargestellt, besteht die pneumatisch betätigte Steuerungseinheit 80 aus einer horizontal hin- und hergehenden, federbeaufschlagten KoI-benstange 79 mit einem Kolben 82 an ihrem einen Ende und einem U-förmigen Stück 84 (s. Fig. 3) am anderen Ende. Das Stück 84 ist einstellbar durch eine Schraube 86 daran befestigt und arbeitet mit dem Hebelende eines verlängerten Hebels 88 einer Schwingwelle 90 zusammen, die durch Zapfen 92 gehalten wird. Die Zapfen 92 werden von einer Haltekonsole 94 der Halteplatte 74 getragen. Ein zweiter Arm 96 auf der Schwingwelle 90 faßt eine einstellbare Schraube 98 am Hebelende der Klinke 68 (Fig. 14). Der pneumatisch betätigte und federbeaufschlagte Kolben 82 befindet sich normalerweise in seiner nach außen durch Luftdruck gedrückten Lage (Fig. 10). Nach Vollendung des Wiegevorganges kann sich der federbeaufschlagte Kolben 82 nach innen, gemäß Fig. 13 nach rechts bewegen. Dadurch erfolgt ein Schwenken der Klinke 68 zur Auslösung der Absperrklappe 60 über die beschriebenen Verbindungen. Die Klappe faßt in ihrer geschlossenen Lage ein nachgiebig ausgebildetes Anschlagglied 63.

Vor allem gemäß den Fig. 9, 10 und 11 arbeitet die pneumatisch betätigte Einheit 80 mit dem aus Blattfedern bestehenden Waagebalken 9 zur Steuerung der Arbeitsweise des Materialzuführungsme- ' chanismus zusammen. Die Einheit 80 enthält vor allem eine auf Druck' ansprechende Verstärkungsvorrichtung zum schnellen Auslösen des Klinkenmechanismus bei winziger Ablenkung des gefederten Waagebalkens. Es ist ein Block 81 mit einem vertikalen Durchlaß 83 vorgesehen. Er ist durch ein Rohr 85 und einen Durchlaß 87 mit einer regulierten Druckluftquelle verbunden. Das obere Ende des vertikalen Durchlasses steht mit einer horizontalen Kammer 89 durch einen verengten Halsteil 91 in Verbindung, der dem Luftfluß einen wesentlichen Widerstand bietet. Die Kammer 89, die als die Hauptluftkammer bezeichnet werden kann, steht wiederum mit einer vertikalen Leitung 93 in einem Düsenstück 95 am Block 81 in Verbindung. Das Düsenstück 95 hat eine kleine Ausströmmündung 97 go zur Zusammenarbeit mit einer Platte 99 des· Waagebalkens. Die Mündung 97 kann als die Hauptausströmmündung bezeichnet werden. Normalerweise ist die Platte 99 von der Mündung 97 etwas entfernt. Die Konstruktion der pneumatisch betätigten Einheit ist derart, daß eine große Druckänderung bei minimaler Bewegung der Platte 99 in Richtung zur Mündung 97 entsteht, falls der gefederte Waagebalken 9 um eine entsprechend minimale Strecke abgelenkt wird. Eine zweite horizontale Kammer 101 in rechtwinkliger Anordnung zur Kammer 89 und zwischen dem verjüngten Halsteil 91 und der Mündung 97 ist mit einem ausdehnbaren Blasebalg 103 in einer Kammer 105 verbunden, die sich in einem seitlich erstreckenden. Hohlstück 107 am Block 81 befindet. Der Blasebalg 103 hat eine große Fläche und wird nach außen durch den Luftdruck in der Primärluftkammer gedrückt. Ein geeigneter, nachgiebiger Dichtungsring 109 befindet sich in einer Vertiefung des Stückes 107 und faßt die benachbarte Stirnfläche des Blockes 81 zwecks Herstellung einer festen Dichtung. Der Blasebalg 103 arbeitet mit einer Kolbenstange in zusammen, die sich in dem Hohlstück 107 für ihre horizontale Hin- und Herbewegung befindet und einen vergrößerten Kopfteil 113 aufweist, der an der Außenfläche oder Endfläche des Blasebalges liegt. Die Stängeln hat einen herabhängenden Arm 115, der durch obere und untere Schlitze 117 im Hohlstück 107 zur Begrenzung der Bewegung der Stange in hindurchgeht. Eine um die Stange in gewickelte Feder 119 zwischen dem Arm 115 und einem Lager 121 im Hohlstück 107 drückt normalerweise die Stange in nach links. Eine Bewegung nach rechts erfolgt beim Anwachsen des Druckes in der Kammer 101, um den Blasebalg 103

aufzublasen oder auszudehnen, wenn das Ventil 99 zur Entladungsmündung 97 bewegt wird.

Das untere Ende des Armes 115 erstreckt sich durch das Hohlstück 107 und ist mit einer Platte 123 zur Zusammenarbeit mit der Mündung 125 eines zweiten Düsenstückes 127 ausgerüstet, welches einen Teil der zweiten Luftkammer 131 bildet und damit in Verbindung steht. Die Luftkammer 131 steht über die Kammer 135 mit einer Kammer 137 in einem seitlich sich erstreckenden Hohlstück 129 auf der gegenüberliegenden Seite des Blockes 81 in Verbindung. Dort ist die federbeaufschlagte Kolbenstange 79 zur Betätigung des Klinkenauslösemechanismus hin und her bewegbar untergebracht. Aus Fig. 11 ergibt sich, daß die untere Horizontalkammer 131 mit dem unteren Ende des vertikalen Durchlasses 83 über einen verengten Halsteil 133 in Verbindung steht. Die Kammer 131 steht mit dem Durchlaß 135, der rechtwinklig zur Kammer liegt, in Verbindung. Das eine Ende des Durchlasses 135 steht mit der Mündung 125 der Düse 127 in Verbindung. Das andere Ende des Durchlasses 135 mündet in die Kammer 137 des Hohlstückes 129. Dort befindet sich der Kolben 82 der Kolbenstange 79. Ein geeigneter, - nachgiebiger Dichtungsring 139 befindet sich in einer Ausnehmung des Blockes 81 zur Verhinderung des Entweichens' von Luft zwischen dem Block und dem Hohlstück 129. Eine um die Kolbenstange 79 gewickelte und zwischen dem Kolben 82 und einem Lager 143 im Hohlstück 129 liegende Feder 141 drückt gewöhnlich die Kolbenstange und den Kolben nach rechts gemäß Fig. 10. Ist die Düsenöffnung 125 geschlossen, so reicht der Druck in der Kammer 137 zum Halten des Kolbens und der Kolbenstange in der linken Außenlage gemäß Fig. 10. Schraubenstöpsel 71, 73 dienen zum Schließen der öffnungen, die während des Bohrens der verschiedenen Durchlässe gebildet werden. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die pneumatisch betätigte Steuerungseinheit 80 am starren Stück 14 des Maschinenrahmens befestigt. Die Platte 99 wird einstellbar an einer Vertikalstange 145 gehalten, die in einer Nabe 147 des Armes 28 befestigt ist, der einen Teil des zweiten starren Stückes 16 bildet. Das nach unten sich erstreckende Ende der Stange 145 hat einen Kolben 149, der in einem Dämpfungstopf 151 an der Konsole 34 arbeitet. Die Platte 99 am Federwaagebalken 9 wird durch die Muttern 153 so eingestellt, daß gewöhnlich ein verhältnismäßig kleiner Zwischenraum zwischen der Platte 99 und der Mündung 97 vorhanden ist, wenn sich der Federwaagebalken in seiner oberen Lage befindet. Bei einer sehr kleinen Senkung des Federwaagebalkens unter dem Einfluß der Last wird die Platte 99 zur Mündung 97 eine sehr kleine Strecke bewegt. Dadurch entsteht ein wesentlicher Druckanstieg in der Kammer 101 zwischen der Mündung und dem Halsteil 91 zur Ausdehnung des Blasebalges 103 entgegen dem Druck der Schraubenfeder 119. Überwindet der auf den Blasebalg einwirkende Druck in der Hauptluftkammer die Federwirkung, dann wird die zweite Platte 123 nach rechts (Fig. 10) zur Freigabe der öffnung 125 der Düse 127 bewegt. Dadurch erfolgt eine Verminderung des Druckes in der Kammer 137. Die Feder 141 kann die Kolbenstange 79 und den U-förmigen Arm 84 nach rechts zur Freigabe des Klinkenmechanismus und der. Absperrklappe 60 über die beschriebene Verbindung bewegen. Wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt, ist die Bewegung des Federwaagebalkens 9 einstellbar zwischen einem oberen und unteren Anschlag zu begrenzen. Die obere Bewegungsgrenze wird durch einen seitlich sich erstreckenden Anschlag 155 bestimmt. Er ist einstellbar an einem mit Schraubwindungen versehenen Stift 157 in der Tragkonsole 34 des Waagerahmens befestigt. Der Anschlag 155 wird auf dem Stift durch Muttern 159 eingestellt. Er ist an seinem freien Ende zur Umfassung der Schraube 26 am Arm 28 geschlitzt. Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, hat die Schraube 26 einen Kopf 161 und ist am Arm 28 durch eine Mutter 163 befestigt. Die obere Fläche der Mutter 163 liegt an der unteren Fläche des Anschlages 155 zwecks Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Federwaagebalkens 9 an. Somit erhält man eine fixierte Anfangslage des Federwaagebalkens zur Düsenöffnung 97 beim Beginn des Wiegevorganges. Ein zweiter, in der Tragkonsole 34 einstellbar gelagerter Anschlagstift 165 faßt den Kopf 161 der Schraube 26 zur Begrenzung der Abwärtsbewegung des Federwaagebalkens, um Beschädigungen der Mündung 97 zu verhindern, wenn irgendwelche fremde, große Kräfte versuchen sollten, den Waagebalken zu weit niederzudrücken. Aus der bisherigen Beschreibung ergibt sich, daß bei einer sehr kleinen Ablenkung des Federwaagebalkens 9 unter dem Einfluß der in den Wiegebehälter 16 durch den Speisemechanismus gebrachten Last der Materialfluß durch die Absperrklappe 60 unterbrochen wird. Gleichzeitig wird das Schwingen der Materialzuführungsleitung 40 bei der Auslösung der Klappe 60 unterbrochen. Hierfür arbeitet ein gewöhnlich geschlossener, mit dem Schwingmotor 56 verbundener Schalter 100 mit einem Nocken 102 zusammen, der aus einem Stück mit dem Klappenarm 62 besteht. Der Schalter 100 befindet sich an einer Konsole 104 des Waagerahmens. Er ist mit einem nachgiebigen Arm 106 mit einer Rolle 108 zum Eingriff mit dem Nocken 102 ausgerüstet. Wird die Klappe 60 in ihre geschlossene Lage geschwenkt, so öffnet der Nocken 102 den Kreis zum Anhalten der Schwingung der Leitung 40 und somit zur Unterbrechung der Materialspeisung. Wird dagegen die Klappe 60 in ihre Anfangs- oder Offenlage zurückgebracht, so :rfolgt durch den Nocken 102 das Schließen des Kreises zur Einleitung des Speisevorganges für einen nachfolgenden Arbeitszyklus. iao

Das Lastgefäß 18 hat einen Schwenkverschluß 110, der nachgiebig in seiner Schließlage am Boden des Gefäßes durch eine Feder 112 gehalten wird. Am Schluß des Wiegevorganges wird der Verschluß zur Freigabe des gewogenen Gutes aus dem las Gefäß geöffnet. Das freigegebene Material wird

durch einen Trichter 114 in einen daruntergehaltenen Karton 116 geleitet. Wie in den Fig. 1 und 8 dargestellt, hat der Verschluß 110 oben an der einen Seite eine Schiene 118, auf der eine Rolle 120 rollt. Sie befindet sich an einem Nockenhebel 122, der schwenkbar auf einer im Waagerahmen gelagerten Schwingwelle 124 gelagert ist. Ein zweiter Arm 126 hat eine Rolle 128 zur Zusammenarbeit mit einer Nockenscheibe 130 der Nockenwelle 132. Eine Feder 134 am Arm 126 hält die Rolle 128 im Eingriff mit der Nockenscheibe, wie sich dies aus der Fig. 5 ergibt.

Die Nockenwelle 132 wird so gesteuert, daß sie eine einzige Umdrehung während eines jeden Arbeitszyklus der Wiegemaschine ausführt. Demzufolge wird die Nockenwelle durch Verbindungen angetrieben, welche eine Kupplung aufweisen, die eine einzige Umdrehung macht. Sie ist allgemein mit 136 bezeichnet. Sie wird durch die Wiegeao einrichtung über Verbindungen betätigt. Wie in der Fig. 4 dargestellt, besteht der Antriebsmechanismus aus einem Motor 138. Er ist mit einem Rad 140 über einen Treibriemen verbunden. Er besteht aus einem Stück mit einem Klinkenrad 142, welches einen Teil der Kupplung 136 bildet, die nur eine Umdrehung macht. Das aus einem Stück mit dem Klinkenrad bestehende Rad ist zusammen mit dem Klinkenrad drehbar auf einem Achsenstumpf der Nockenwelle 132 gelagert. Eine auf der Nockenwelle aufgekeilte Scheibe 144 trägt eine federbeaufschlagte Klinke 146 zum Eingriff mit den Zähnen des Klinkenrades, um eine Drehung der Welle auszuführen. Wie besser in der Fig. 2 gezeigt, faßt ein Klinkenanschlag 148, der gleitbar in einer Konsole 150 gelagert ist, das hintere Ende der Klinke 146, um die Klinke aus dem Eingriff mit den Zähnen des Klinkenrades zu bringen, wenn die Welle eine einzige Umdrehung gemacht hat. Dadurch wird die Welle so gesteuert, daß sie tatsächlich während eines jeden Arbeitszyklus der Wiegeeinrichtung nur eine Umdrehung ausführen kann. Der Klinkenanschlag 148 ist über ein Gelenk 152 mit dem einen Arm 154 eines schwenkbar bei 156 gelagerten Hebels verbunden. Bei der gezeigten Ausführung der Erfindung ist ein zweiter Afm 158 des Hebels über ein Gelenk 160 mit dem Nocken 102 verbunden, der beweglich mit der Klappe 60 ist. Wird also die Klappe 60 in ihre Schließlage nach Schluß des Wiegevorganges bewegt, wird der Klinkenanschlag zurückgezogen, so daß die federbeaufschlagte Klinke 146 in Eingriff in das Klinkenrad 142 kommen und die Nockenwelle 132 die Drehung ausführen kann.

Während der einleitenden Umdrehung der Nockenwelle 132 bewirkt der Nocken 130 ein öffnen des Verschlusses 110 und gibt das Material für den Karton, wie oben beschrieben, frei. Bei der weiteren Drehung der Welle wird der Verschluß 110 durch die Feder 112 geschlossen. Während der folgenden Drehung der Nockenwelle, die nur eine einzige Umdrehung zu machen hat, vorzugsweise wenn die Welle sich dem letzten Teil ihrer Umdrehung nähert, wird die Klappe 60 wieder in ihre Offenlage zur Einleitung eines nachfolgenden Wiegezyklus zurückgebracht. Dieser Vorgang für die Klappe und ihres Nockens 102 läßt zu, daß der Klinkenanschlag 148 in den Bereich der Klinke 146 gelangt, so daß sie außer Eingriff mit ihrem Klinkenrad kommt, wodurch die Nockenwelle am Ende einer einzigen Umdrehung angehalten werden kann.

Wie in den Fig. 1 und 7 gezeigt, besteht der Mechanismus, welcher die Klappe 60 wieder in ihre Offenlage zurückbringt und einklinkt, aus einem nockengesteuerten Rückstellarm 162. Er ist an einem Stift 164 an der Seite des Trichters 58 schwenkbar gelagert. Der Stift 164 ist mit dem Stift 64 ausgerichtet und befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite des Trichters, wie sich dies aus der. Fig. 4 ergibt. Ein zweiter Arm 166 des Rückstellungsarmes ist durch ein Gelenk 168 mit dem einen Arm eines doppelarmigen Schwenkhebels 170 verbunden, der schwenkbar auf der Schwingwelle 172 gelagert ist. Der zweite Arm des doppelarmigen Schwenkhebels 170 hat eine Nockenrolle 174 für die Zusammenarbeit mit einer Nockenscheibe 176, welche auf der Nockenwelle 132 aufgekeilt ist (s. Fig. 5). Eine Feder 178 hält die Rolle im Eingriff mit ihrer Nockenscheibe. Wie besser aus der Fig. 4 ersichtlich, hat der Rück- go stellungsarm 162 einen sich seitlich erstreckenden Teil 180 mit einem Stift 182, der ein Winkelstück 184 der Klappe 60 faßt, wie dies auch in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist. Nähert sich somit die Nockenwelle dem Ende ihrer Umdrehung, so wird die Klappe 60 in ihre Offenlage geschwenkt, um wiederum ein Einklinken der Klinkenteile 68 und 70 zu erhalten. Gleichzeitig damit unterbricht der Klinkenanschlag 148 die Umdrehung der Nockenwelle. Der Nocken 102 betätigt den Schalter 100. Dadurch wird die Vibration der Speiseleitung 40 zur Vibration veranlaßt, wodurch ein neuer Zyklus des Wiegevorganges eingeleitet wird. Der Waagebalken 9 kehrt automatisch in seine Anfangs- oder obere Lage zu der Mündung 97 des pneumatischen Steuermechanismus 80 zur Bereitschaft für einen anderen Wiegevorgang zurück, sobald der Behälter 18 seinen Inhalt freigibt und der Verschluß 110 wieder geschlossen ist.

Der Klinkenanschlagarm 154 hat ein herabhängendes Gelenk 186 mit einem Handgriff 188, wodurch von Hand der Klinkenanschlag 148 in die Startlage der Waage zurückgezogen werden kann. Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, steht der Handgriff mit einem geschlitzten Ansatzstück 190 im Eingriff, um ein Zurückziehen des Klinkenanschlages 148 zu verhindern, wenn die Waage leer ist. Der Handgriff wird von Hand von dem geschlitzten Ansatzstück 190 gelöst-und kann dann frei vom Klinkenanschlagarm während des auto- iao matischen Arbeitens der Waage herabhängen. Ein zweiter Klinkenanschlag 192 und eine ähnliche Verbindungsgelenkanordnung, welche allgemein mit 194 bezeichnet ist, sind für die Verbindung mit dem nicht dargestellten Kartoneinlaß und Kartonvorrückmechanismus vorgesehen, um die

Anordnung eines Kartons unter dem Trichter 114 zu sichern, bevor ein neuer Wiegezyklus eingeleitet wird.

Bei der gezeigten Ausführung der Erfindung ist die pneumatisch betätigte Steuerungseinheit gezeigt .und beschrieben worden, wie sie in ihrem Primärluftkreis durch die Bewegung des Gliedes 99 in Richtung zur Primärausströmdüse 97 arbeitet. Wenn gewünscht, kann diese Einheit zum Waagebalken auch so angeordnet werden, daß sie in umgekehrter Weise arbeitet, d. h. derart, daß durch die Bewegung des Gliedes 99 das Entweichen der Luft aus der Düse 97 zunimmt und in solch einem Augenblick die Sekundärplatte 123 bei Bewegung des Blasebalges 103 durch die Feder 119 in Richtung nach links gemäß Fig. 10 arbeitet, um ein Größerwerden des Luftdruckes in der Sekundärluftkammer zu erhalten. Wenn gewünscht, können die Primär- und Sekundärluftkreise in umgekehrter Weise arbeiten, d. h. daß sich das Glied 99 und das Sekundärglied 123 von ihren Ausströmdüsen weg bewegen.

Die pneumatische Steuerungseinheit ermöglicht, daß der MaterialKuführmechanismue in einer einfachen, praktischen, schnellen und sehr wirksamen Weise in Abhängigkeit von einer sehr kleinen Bewegung des Waagebalkens unter dem Einfluß der auf das freie Ende des Waagebalkens wirkenden Last gesteuert wird. Die Fläche des Blasebalges 103 ist ausreichend groß, um eine wesentliche Verstärkung der Druckveränderung, die in der Hauptprimärkammer der Einheit auftritt, zu erhalten. Mit anderen Worten, ein kleiner Druckunterschied in der Primärluftkammer, welcher durch eine Bewegung des Waagebalkens entsteht, in einem kleinen Bruchteil von 1/1000 Zoll, kann eine Druckänderung in der Sekundärluftkammer in Höhe von 5a- bis ioomal dem Betrag der Änderung in dem Hauptluftkreis hervorrufen. Diese relativ große Druckänderung wird benutzt, um eine direkte Steuerung des Materialzuführungsmechanismus, beispielsweise durch Auslösung der Steuerungsklinke, ausführen zu können.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß, nachdem der Druck in der Hauptluftkammer so weit gestiegen ist, daß er die Federwirkung 119 überwindet, danach, wenn der Druck allmählich steigt, die Lage des Ventils 123, das die Sekundärluftdüse 125 steuert, praktisch ein lineares Maß für den Luftdruck in dem Hauptluftkreis ist. Durch die Sekundärluftdüse 125 ist es möglich, sehr genau die Lage des Ventils 123 und infolgedessen auch sehr genau sehr kleine Druckänderungen in der Hauptluftkammer zu messen.

Die Druckverhältnisse sowohl des Primärluftkreises als auch des Sekundärluftkreises können entsprechend dem Betrag der Kraft, die man von dem Sekundärkreis wünscht, gleich oder verschieden sein. Zum Zweck der Erläuterung sei angenommen, daß die Druckverhältnisse dieselben sind und daß in den Fig. 15 und 16 der Abstand bzw. der Luftkammerdruck dargestellt sind. Wie sich aus diesen graphischen Darstellungen ergibt, ist die Empfindlichkeit der Luftdüsen in den geradlinigen Teilen der Kurven ungefähr ι V2 ψ Druckänderung pro 0,0001" Änderung des gemessenen Äbstandes. Unter dem Meßbereich der Düsen (der geradlinige Teil ihrer Druckkurven) versteht man den Abstand der Oberfläche in Höhe von 0,0019 bis 0,0034" von der Düsenmündung. Im Falle der Sekundärdüse bedeutet dies, daß sie genau die Lage der Platte 123 anzeigen kann, wenn der Luftdruck in dem Primärkreis derart ist, daß das Ventil aus diesem Abstand entgegen der Federwirkung 119 bewegt wird. Wie genau gerade der Sekundärkreis Druckänderungen im Hauptkreis anzeigen kann, ist durch die nachfolgende mathematische Analyse eines bestimmten pneumatischen Verstärkungssystems gezeigt: Empfindlichkeit der Düse: 0,0001" = 3/2 ψ oder graphische Dar-

Stellungen III und IV ι ψ = —'- = o,oooo66";

Blasebalgfläche: 0,2sqin. (1/2" 0); Federkonstante: 22 1/2 lbs/in. (Fe'der 119). Eine Druckänderung von 2 ψ in dem Sekundärkreis bedeutet, daß das Ventil 2 X 0,000066" bewegt werden muß.

Diese Kompression von 0,000133" für die Haltefeder bedeutet, daß die Kraftänderung für die Feder sein muß: (0,000133)'X (22 1/2 lbs/in.) 0,0030 lbs Kraftänderung. go

Die Kraftänderung dividiert durch die Blasebalgfläche ergibt die Druckänderung in ψ in dem Primärkreis:

0,0030 lbs _^ , .. ,

: =0,015 W Druckänderung.

0,2 sqin. ^{r ö}

Diese Druckänderung im Primärkreis mal der Änderung des Abstandes gemessen pro 1 Ib Änderung des Primärkreisdruckes ergibt die tatsächliche Differentialverschiebung des Abstandes des Armes 99, welche die Druckänderung verursacht: (0,015 ψ) X (o,oooo66" pro ψ) = ο,οοοοοι" Bewegung.

Infolgedessen ist die Empfindlichkeit der pneumatischen Verstärkungseinheit 2 ψ Druckänderung pro i/i 000000 einer Zolländerung des gemessenen Abstandes.

Für eine bestimmte Größe der Mündung zum Entweichen der Luft sowohl im Primärluftkreis als auch im Sekundär luftkreis müssen, je kleiner no die Verengung ist, die Platten 99 und 123 um so dichter an der Spitze der Mündungen liegen, um das Entweichen der Luft zu drosseln, um so empfindlicher ist das Düsensystem. Es gibt zwei Faktoren, welche die Kleinheit der Verengungen begrenzen. Beide Faktoren werden durch die nahe Lage der Platten von den Düsenmündungen verursacht. Der Meßbereich des Luftdüsensystems ist gewöhnlich wegen der Schwierigkeit der Kalibrierung nicht linearer Teile der Kurve diejenige Strecke, welche eine lineare Druckänderung ergibt. Es ist als unpraktisch empfunden worden, mit einem System zu arbeiten, bei welchem die Meßstrecke von der Düsenmündung weg kleiner als 0,0005" ist, weil die Gefahr der Beschädigung der Düsenmündung und ferner die Notwendigkeit be-

steht, die Fläche, welche die Düsenmündung umgibt, auf sehr kleiner Toleranz zu halten, damit sie flach und parallel mit der Oberfläche der Platten 99 und 123 ist, die damit zusammenarbeiten. Ein anderer Grund ist der, daß der Reibungswiderstand der Luft, welche über die zusammenarbeitenden Flächen hinwegfließt, deren Abstand weniger als 0,0005" beträgt, die Empfindlichkeit des Systems beträchtlich herabsetzt. Da es unpraktisch ist, die Meßstrecke näher als bis 0,0005" vor die Düsenmündung heranzubringen, und da ferner die Breite dieses Meßbereiches wegen der mathematischen Theorie der Düsensysteme gleich diesem Abstand ist, ist praktisch der Meßbereich 0,0005". Solche Bewegungen der Platte 99 in kleinen Brüchen von 1/1000", z. B. eine Bewegung von 0,000001", würde in einem einzigen Düsensystem eine Druckänderung von nur 0,04 ψ ergeben, wenn die Merkmale des Luftdüsensystems derart sind, daß die

ao Bewegung durch den ganzen Meßbereich von 0,0005" ^ei^ne Druckdifferenz von 20 ψ ergeben würde. Eine kleine Druckänderung von 0,04 ψ im Luftkreis ist vollkommen unzureichend, damit die Materialzuführungsmittel der Wiegeeinrichtung die erforderliche Funktion erfüllen können. Infolgedessen bewirkt erst die Verstärkung dieser Druckänderung von 0,04 ψ pro Bewegung von 0,000001" auf einen weit größeren Wert von ungefähr 2 ψ pro 0,000001" unter Zuhilfenahme des Sekundärdüsensystems, daß der Wiegevorgang auf Bewegungen in der Größenanordnung von kleinen Brüchen von 1/1000" empfindlich ist, während die Materialzuführungsmittel schnell und einwandfrei gesteuert werden können.

In der Praxis des Wiegens ist festgestellt worden, daß eine minimale Grenze für die Größe des verengten Halses im Primärluftkreis existiert. Dieses Minimum ist von der Zeit abhängig, die für die Luft erforderlich ist, durch den außerordentlich kleinen verengten Hals zu gelangen, um den Druck in den Kammern 89 und 101 entsprechend der Lage der Platte 99 zu verändern. Es ist auch 'festgestellt worden, daß eine maximale Grenze für die Größe der Ausströmmündung für die Primärluft gegeben ist, da darüber hinaus die entweichende Luft eine übergroße Kraft auf den Waagebalken ausübt, wodurch eine Bewegung desselben nach oben bewirkt und außerdem die Wiegegenauigkeit beeinträchtigt wird. Die praktischen Grenzen, welche sich als verwertbar herausgestellt haben, sind folgende: Die maximalen, praktischen Bereiche für die Größen der verengten Hälse und Aussirömmündungen sowohl für den Primärluftkreis als auch Sekundärluftkreis entsprechen den Kreisflächen mit folgenden Durchmessern:

Primärkreis

Verengter Hals Ausströmöffnung

0,005 bis 0,040" 0,010 bis 0,080"

Sekundärkreis
0,005 bis 0,060" 0,010 bis 0,120"

Der bevorzugte Bereich ist folgender:

bis 0,030"

Primärkreis
0,006 bis 0,015" θ)

Sekundärkreis
0,150 bis 0,030" 0,030 bis 0,060"

Wie oben dargelegt wurde, ermöglicht die Ausführung der in der Fig. 9 dargestellten pneumatischen Verstärkungseinheit eine geringe Energieänderung in dem Primärluftkreis, deren Ursache eine sehr kleine Änderung der Stellung der Platte 99 ist, welche mit dem Waagebalken verbunden ist, um genau in eine große Energieänderung im Sekundärluftkreis verstärkt zu werden, so daß letzterer eine beträchtliche Kraft hat und die Arbeit ausführen kann. Der Betrag der Kraft im Sekundär luftkreis kann durch Erhöhung des Eingangsluftdruckes für den Sekundärluftkreis vergrößert werden. In bevorzugter Weise kann ein gesonderter Lufteingang mit jedem Kreis verbunden werden, so daß ein niedriger Druck, z. B. von 15 ψ, im Primärkreis und ein hoher Druck, z. B. von 100 ψ, im Sekundärkreis benutzt werden kann. Die Größe des verengten Halses und der Ausströmmündung im Sekundärluftkreis ist vorzugsweise größer als bei den entsprechenden im Primärkreis. Dadurch erhält man einen relativ schnellen Luftfluß. Dieser wiederum trägt zu einem Anwachsen sowohl der Kraft als auch der Geschwindigkeit bei, mit welcher der Sekundärluftkreis arbeiten kann, um am Ende des Wiegevorganges die Zuführung des Materials zum Waagebalken zu beenden. Diese Erzeugung von schneller Kraft ist für das Wiegen am wesentlichsten, da sie jeden Fehler auf ein Minimum reduziert, welcher der Zeitverzögerung von der Zeit, in der der Waagebalken den Auslösepunkt erreicht, bis zu der Zeit, in welcher der Materialzuführungsverschluß sich schließt, zuzuschreiben ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 sei bemerkt, daß mit einem Eingangsdruck von 50 ψ der Druck im Primärluftkreis sich von 50 bis 5 ψ ändert, wenn die lichte öffnung der Primärdüse sich von ο bis 0,006" ändert. Entsprechend der Größe des Blasebalges 103 und der Vorspannung der Haltefeder 119 bewegt sich jedoch der Arm 115 nur, wenn der Druck im Primärkreis bis zu einem bestimmten Wert angestiegen ist, der im angenommenen Falle ungefähr 23 ψ beträgt, wie dies in der Fig. 15 gezeigt ist. Wächst der Druck von 23 auf 241/; an, so bewegt sich der Arm 115 um 0,006". Diese Bewegung ist wiederum der gesamte Meßbereich für die Sekundärdüse. Infolgedessen mißt die Sekundärdüse nur eine Änderung in der lichten öffnung der Primärdüse in einem kleinen Bereich, das ist 0,00005", wie dies in Fig. 16 gezeigt ist. Durch Änderung der Vorspannung der Feder 119 kann jedoch der Meßbereich der Sekundärdüse auf verschiedene Punkte im Meßbereich der Primärdüse bewegt werden. Zum Beispiel bei einer Vorspannung der Feder, derart, daß der Arm 115 sich nur bewegt, bis der

Druck im Primärkreis 23 ψ beträgt (s. Fig. 15), verstärkt der Sekundärkreis die Energieänderung des Primärkreises, wenn sich «die lichte Öffnung der Primärdüse von 0,0030 bis 0,0031" ändert, während, wenn die Vorspannung so erhöht wird, daß der Arm 115 sich nicht bewegt, bis der Druck im Primärkreis auf 36 ψ angestiegen ist, der Sekundärkreis arbeitet, wenn die lichte Öffnung der Primärdüse zwischen 0,0028 und 0,0023 liegt.

Infolgedesen ergibt sich, daß nur durch die Vereinigung einer relativ kräftigen Federung und eines sehr empfindlichen Anzeigemechanismus gemäß der Erfindung es möglich und praktisch durchführbar ist, das minimale Gewicht des sich bewegenden Wiegeelementes und sein minimales Ablenkungsmaß zu erhalten, das notwendig ist, um die Zeitverzögerung auf weniger als ¹Z₈ Sekunde zwischen dem Augenblick zu vermindern, in welchem es eine bestimmte Kraft gibt, die auf den Waagebalken einwirkt, und dem Augenblick, in welchem der Steuermechanismus betätigt wird, um die Gutzufuhr so zu regeln, daß die Gutzufuhr während dieser Verzögerung auf einem Minimum gehalten wird und infolgedessen die Ungenauigkeiten im endgültigen Gewicht wegen der Zufuhränderungen während dieser Zeitverzögerung klein genug sind, um ein genaues Wiegen des Materials zu ermöglichen, welches nicht in einem gleichförmigen Strom zugeführt werden kann und bisher nicht schnell und genau gewogen werden konnte.

Zusammengenommen ergeben sich folgende Vorteile: Der Wiegemechanismus ist leicht im Gewicht; er besitzt eine geringe Kraft, er hat keine Schneiden· und anderen beweglichen Teile, die der Reibung unterworfen sind; er hat eine große Starrheit; er ist billig in seiner Konstruktion, und die. ganze Wiegeeinrichtung ist weniger den Wirkungen von Außenschwingungen ausgesetzt; der Hauptvorteil der Waage gemäß der Erfindung ist ein genaues Wiegen mit einer sehr kleinen Waagebalkenablenkung, die zusammen mit der leichten Konstruktion eine sehr niedrige Kraft ergibt, so daß das Wiegesystem außerordentlich gut auf Kraftänderungen anspricht, die von plötzlichen Zufuhränderungen herrühren, und auch die Geschwindigkeit des Wiegens infolge des sehr schnellen Wiegevorganges sehr erhöht wird.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Abfüllwaage mit pneumatischer Steuerungsvorrichtung für die Zuführung des Wiegegutes zum Lastgefäß, bei der die durch den Waagebalken in Abhängigkeit von seinem Ausschlag bewirkten Druckänderungen von Preßluft zur Steuerung der Wiegematerialzufuhreinrichtung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatisch betätigte Steuereinrichtung aus einer Primärluftkammer (89) besteht, welcher über eine verengte Zuleitung (91) Luft unter Druck zugeführt wird und die eine kleine Ausgangsöffnung (97) aufweist, vor der eine mit dem Waagebalken (9) verbundene Absperrplatte (99) während des Wiegevorganges in Abhängigkeit von dem Lastgewicht so bewegt wird, daß ihr Abstand von der Ausgangsöffnung (97) je nach der Last und dadurch das Maß des Entweichens der Luft aus der Primärluftkammer (89) sowie die Größe des Luftdruckes in ihr entsprechend den sehr kleinen Bewegungen des Waagebalkens (9) geändert wird, und daß ferner ein pneumatisches Sekundärsystem als Verstärker (103, 127, 115) auf die Veränderungen des Luftdruckes in der Primärkammer (89) anspricht und dessen verstärkte Wirkungsänderungen die Steuerung der Absperrklappe (60) in der Wiegegutzufuhr bei Erreichen des Sollgewichtes bewirken.
2. 2. Abfüllwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker eine Sekundärluftkammer (131), der Luft unter Druck durch eine verengte Zuleitung zugeführt wird und aus welcher durch eine Ausgangsöffnung (125) die Preßluft wieder entweichen kann, ferner einen Blasebalg (103) von wesentlicher Fläche, der pneumatisch mit der Primärluftkammer (89) verbunden ist und bei Änderungen des Luftdruckes in der Primärluftkammer eine nachgiebige Widerstandsbewegung ausführt, und einen Arm (115) aufweist, welcher mit dem Blasebalg (103) verbunden ist, um relativ zu einer Ausgangsöffnung (125) bewegt zu werden, wobei eine Vorrichtung (82,84) in Abhängigkeit von den Veränderungen des Luftdruckes in der Sekundärhiftkammer (131) zwecks Steuerung der Absperrklappe in' der Wiegegutzufuhr 'wirksam wird.
3. 3. Abfüllwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verengte Zufuhrleitung (91) der Primärluftkammer (89) einen Durchmesser von 0,125 mm bis 1 mm und ihre Ausgangsöffnung (97) einen Durchmesser von 0,25

   bis 2 mm hat. ¹QS
4. 4. Abfüllwaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verengte Zufuhrleitung {133) der Sekundärluftkammer (131) einen Durchmesser von 0,125 bis 1 mm und ihre Ausgangsöffnung (125) einen Durchmesser von 0,25 bis 3 mm hat.
5. 5. Abfüllwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Waagebalken (9) eine Anzahl übereinander angeordneter und im wesentlichen paralleler Blattfedern (10, 12) aufweist, wodurch die Lastaufnahmevorrichtung (16 bis 18) gehalten wird, der das Wiegegut zugeführt wird.
6. 6. Abfüllwaage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (10, 12) im iao wesentlichen die gleiche Länge haben, relativ steif sind und einen Ablenkungswert zwischen den Grenzen von 0,05 und 0,125 mm pro 1% der zu wiegenden Last besitzen, wenn eine solche auf die Federn durch die Lastaufnahmevorrichtung (16, 18) übertragen wird, wobei

   die inneren Enden der Blattfedern (io, 12) an ihrem Träger (14) und miteinander und ihre äußeren Enden an der Lastaufnahmevorrichtung (16, 18) befestigt sind, welche ein starres Stück (16) für das Lastgefäß (18) aufweist, und der pneumatische Steuermechanismus in Abhängigkeit von einer bestimmten Ablenkung der Blattfedern (10, 12) wirksam wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 244624, 337908; britische Patentschrift Nr. 566 738.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

   © 609 £29/283 5.56 (609 701 11.56)