EP0038054B1 - Einrichtung zum automatischen Steuern eines mit einer Produkt-Speiseregelung versehenen Müllerei-Walzenstuhles - Google Patents

Einrichtung zum automatischen Steuern eines mit einer Produkt-Speiseregelung versehenen Müllerei-Walzenstuhles Download PDF

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EP0038054B1
EP0038054B1 EP81102782A EP81102782A EP0038054B1 EP 0038054 B1 EP0038054 B1 EP 0038054B1 EP 81102782 A EP81102782 A EP 81102782A EP 81102782 A EP81102782 A EP 81102782A EP 0038054 B1 EP0038054 B1 EP 0038054B1
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EP
European Patent Office
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control
pneumatic valve
valve
pneumatic
piston
Prior art date
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EP81102782A
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French (fr)
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EP0038054A1 (de
EP0038054B2 (de
Inventor
Werner Winteler
Hans Oetiker
Robert Linzberger
Leedert Ketting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Buehler AG
Original Assignee
Buehler AG
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Publication date
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Publication of EP0038054A1 publication Critical patent/EP0038054A1/de
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Publication of EP0038054B2 publication Critical patent/EP0038054B2/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/32—Adjusting, applying pressure to, or controlling the distance between, milling members
    • B02C4/38—Adjusting, applying pressure to, or controlling the distance between, milling members in grain mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/286—Feeding devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/32—Adjusting, applying pressure to, or controlling the distance between, milling members

Definitions

  • the invention relates to a device for the automatic control of a milling feed roller mill provided with a product feed control, in which the setting of the product feed is carried out via an adjustable metering slide, a mechanical signal transmitter depending on the product feed deflecting a transmitter element which moves one into a pneumatic valve push-in switch contact is actuated, which is pressed in when the product supply rises, the input of the valve being connected to a compressed air line and a servo device being provided for adjusting the metering slide.
  • DE-C-582 423 describes a combination of electrical and mechanical control means which are also suitable for use by larger control forces, but the structural outlay is very considerable, in particular due to the use of a mechanical and an electrical system.
  • the mechanical output signal is used directly to control a downstream servo motor, the mechanical transmitter element directly acting on the on / off control valve on the housing of the servo motor.
  • the servo motor directly actuates the metering slide via its output and an intermediate gear reduction. Fluctuations in the supply of the product result in corresponding fluctuations in the metering control.
  • the object on which the invention is based is to further develop a device of the type mentioned at the outset in such a way that, with a relatively simple structure and little effort, it enables a particularly constant product feed and a particularly good keeping of the product level even in the event of large fluctuations in performance.
  • this object is achieved in a device of the type mentioned at the outset in that the output of the pneumatic valve is connected via a control line to the input of the servo device, the pneumatic valve into an off position, in which the switch contact is in the extended position, and in a switch-on position, in which the switch contact is fully pressed in, and can be switched into a zero position between the two switch positions, in which the switch contact is in a middle press-in position and both lines are blocked, the switch contact when pressed in the direction of its extended position is preloaded, and that when the servo device is moved, the housing of the pneumatic valve is always moved relative to the transmitter element in the direction of setting its zero position.
  • the invention makes it possible, with a mechanical signal transmitter, to regulate the product feed for a roller mill sensitively via a servo device, using a follow-up control using a valve with a middle zero switching position.
  • a three-switch position valve required according to the invention, which follows every movement of the transmitter element with a delay, leads, as practice shows, to a regulation in which a really constant product supply line and an excellent constant level of the product level in the dining area even in the case of strong short-term Shock loads in the product feed can be reached.
  • An advantageous embodiment of the device according to the invention also consists in that a second valve acted upon by the control pressure in the control line of the pneumatic valve is provided for controlling the engagement and disengagement of grinding rollers.
  • a particularly simply constructed effective and reliable embodiment of the device according to the invention is achieved in that a lever arm is provided with one end pivotally attached to the roller frame, on which both the housing of the pneumatic valve and an adjusting member for the metering slide as well as the piston rod of the are arranged on the roller frame arranged servo device, the housing of the pneumatic valve sitting at the free end of the lever arm, that the servo device also has a pneumatic cylinder with piston and piston rod points, and that the control side of the piston via the control line with the control pressure of the pneumatic valve is applied, while the other piston side is under the action of a biasing force.
  • the servo device together with the lever arm articulated on one side on the roller mill, forms a functional unit in which an effective and reliable control of the feed power is possible with a few moving parts.
  • the structural effort required is surprisingly low. It is advantageous if links for adjusting the speed of the feed rollers are also attached to the lever arm, wherein regulation of the feed power is possible alternatively or simultaneously by means of a metering slide on the one hand and feed roller speed on the other.
  • a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention also consists in that the pneumatic valve is designed as a diaphragm valve which is switched by a tappet or a roller lever which has a ventilation opening.
  • the piston side facing away from the control side of the piston for adjusting the metering slide is preferably biased by a compression spring in the direction of a closed position of the metering slide.
  • a product feed control is shown schematically in FIG. 1: in the left half of the figure, the feed area 70 is shown, which is closed at the bottom by a distribution roller 71, a feed roller 72 and a metering slide 73.
  • a probe 74 is arranged in the dining area 70 and is supported on a pivot pin 76 via a carrier 75.
  • the carrier 75 has a transmitter 77 which is operatively connected on the one hand to a tension spring 78 and on the other hand to a roller lever 79 of a pneumatic valve 80.
  • the pneumatic valve 80 is connected on the input side to a compressed air line 81; a control line 82 leads from the pneumatic valve 80 to a servo cylinder 83 to act on a piston 84 located therein on one side thereof.
  • a piston rod 85 is provided, which is fastened at the end with a hinge pin 86 to a lever arm 87, which in turn is articulated on the fixed frame structure 89 about a swivel joint 88.
  • the pneumatic valve is attached to the other end of the lever arm 87 and follows the movement of the piston rod 85 or the lever arm 87 in accordance with the lever laws.
  • a metering slide 73 is also non-positively attached to the latter via a connecting bracket 91 or planks 92 and 93 .
  • the metering slide 73 can be tilted about a pivot bearing 94, a metering gap being established between it and the feed roller 72, depending on its current position.
  • the entire system is fed by a pressure supply 95.
  • the compressed air for the control side can also be interrupted via a hand switch 98, for example to carry out service work.
  • the system pressure is kept constantly at a constant pressure by the supply mentioned, which pressure (for example, at a value of 6 bar) is delivered via a line 99 as a counterpressure to the side of the piston 84 which is away from the control pressure.
  • a spring 100 or both can also be used together.
  • the use of a spring 100 has the advantage that the metering slide closes securely if the compressed air fails.
  • FIG. 2 shows the pressure curve of the control signal, as can be determined in the control line 82 using a pressure recorder.
  • the values correspond to the measurement on a roller mill of a B passage.
  • the pressure is remarkably stable and only briefly (at about 29 seconds) is interrupted by a short pressure increase.
  • the essentially horizontal course of the curve shows that very brief power variations are passed on in the control signal.
  • the entire control loop is artificially interrupted by manually disengaging the grinding rollers, which means that the control signal immediately drops to zero.
  • the rapid response of the control to a corresponding malfunction is very advantageous. However, it is particularly important to start the control after the grinding rollers are engaged. According to the measurement of the recorder, the control signal runs out for about 1 second.
  • the restart of the signal occurs almost without delay and the signal immediately changes to an approximately medium value, which is particularly interesting from a control point of view. then oscillates around this value for about 10 seconds and then immediately reverts to a stable control behavior. Particularly noteworthy is the quick reaction to the change, which takes place with almost no oversteer and no rocking.
  • FIG. 2 shows constantly recurring constant control periods of 5 to 10 seconds, all of which lie within a relatively narrow control range. This is very important for the grinding rollers and for the roller bearings, since the feed control device prevents vibrations from fluctuating due to constantly changing grinding forces.
  • the control signal is shown for a C passage (i.e. a rear passage) in which the amount of product fed to the roll mill hardly varies over shorter and longer periods.
  • This case is particularly easy to control in terms of control technology.
  • the product supply was briefly disrupted, which immediately triggered a corresponding drop in the control signal.
  • the curve curve that follows is almost a kind of “ideal curve”.
  • the grinding rollers were briefly removed by hand after about 115 seconds and then immediately reinserted without delay.
  • the diagram shown shows astonishingly that after a very slight override, the same control value as before the artificial disturbance is restored after only 1 to 2 seconds and the original curve continues.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which the feed regulation shown essentially in FIG. 1 is combined with a roller engagement and disengagement.
  • FIG. 4 shows an embodiment for a typical mill roller mill with a double design for the actual grinding unit.
  • the piston 120 is coupled to the movable roller or the corresponding roller bearing via a piston rod 121.
  • the impulse of the flowing material or a corresponding weight component acts immediately on the probe 74, which is thereby pressed downwards.
  • the encoder 77 moves to the right, presses in the switch contact 79, and thereby triggers a control signal.
  • the probe 74 is in motion with the transmitter 77, i. H. the switch contact 79 is fully pressed onto the pneumatic valve 80 in one go.
  • the transmitter 77 releases the maximum control pressure in the control line 82 even with the smallest movements, particularly when using a very sensitive diaphragm valve for the pneumatic valve 80.
  • the lever arm 87 executes a small swiveling movement clockwise when the product feed is started. Simultaneously with this, the switching contact 79 also runs away from the transmitter 77. The tension spring 78 tightens in proportion to the distance of the transmitter 77. If only a small amount of product is fed in via the glass cylinder, then a balance is established very quickly between the regrind forces on the probe 74, in which the feed segment 73, the lever arm 87 and the pneumatic valve 80 remain in place.
  • the transmitter 77 and the switching contact 79 which can be inserted into the pneumatic valve 80 via a spring, are in constant mutual interaction, whereby the smallest movements occur, which, however, which is a significant advantage, no longer have a direct influence on the converted pneumatic control signal exercise.
  • the pneumatic valve 80 remains in this phase in a zero position, in which all inputs and outputs are closed.
  • the pressure value of the pneumatic control signal generated in the first phase remains unchanged and the piston 84 is rigidly clamped by relatively large forces due to the stable pressure conditions on both piston sides.
  • the metering slide 73 remains quietly in its position.
  • the transmitter 77 continues to move in the direction of the switching contact 79 or on the pneumatic valve 80, the latter being the transmitter 77 runs on and, at a set threshold value, again emits a corresponding control signal as an increased pressure value in the control line 82.
  • a pneumatic control signal is predetermined or triggered approximately according to Figure 2 or Figure 3. Depending on the precondition, a stable equilibrium can be established over a uniform signal curve, as can be seen from FIG. 3.
  • control pressure in line 119 can be used for the optical display of the respective position of the rollers.
  • the compressed air z. B. a colored buckle behind a glass eye 120 so that the engagement or disengagement of the grinding rollers by appropriate colors, for. B. red and green, is displayed.
  • the pneumatic control signal in the control line 82 can also be used to set the grinding rollers independently of the power.
  • the grinding gap can be kept constant when the metering capacity is increased by increasing the grinding pressure, or can also be reduced or enlarged.
  • a corresponding grinding gap control device can consist directly of a pneumatic cylinder or other suitable mechanical or electrical means, which can also be connected to a remote control (such as a computer or process computer), which then specifies a basic value for the respective grinding task, which Depending on the output, the pneumatic control signal adjusts the instantaneous output in the roller mill. It goes without saying that other further developments or other functions can also be carried out here, for. B. with regard to the limit value, with regard to safety circuits, etc.
  • the pressure between the grinding rollers can also be controlled as a function of the feed power or by means of the pneumatic control signal. It is also noteworthy that the pneumatic control signal can be used to regulate both the feed rate and the engagement and disengagement of the grinding rollers.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum automatischen Steuern eines mit einer Produkt-Speiseregelung versehenen Müllerei-Walzenstuhles, bei der die Einstellung der Produktzufuhr über einen verstellbaren Dosierschieber vorgenommen wird, wobei ein mechanischer Signalgeber in Abhängigkeit von der Produktzufuhr ein Geberglied auslenkt, das einen in ein pneumatisches Ventil eindrückbaren Schaltkontakt betätigt, der bei steigender Produktzufuhr durch das Geberglied eingedrückt wird, wobei der Eingang des Ventiles an eine Druckluftleitung angeschlossen und zur Verstellung des Dosierschiebers eine Servoeinrichtung vorgesehen ist.
  • In der CH-A-418 791 ist ein Müllerei-Walzenstuhl beschrieben, dessen leistungsabhängige Elemente über ein zentrales elektrokapazitatives Speisemengen-Meßgerät gesteuert werden, mittels dessen das Vorhandensein eines ausreichenden Produktdepots im Speiseraum über eine Speisewalze festgestellt und entsprechend elektrische Steuersignale an elektropneumatische Ventile zur Steuerung u. a. der Stellung eines Dosierschiebers gegeben werden. Hierbei zeigt es sich allerdings bei besonders schwierigen Produkten, daß die Regelung der Speiseleistung nicht immer ganz angeglichen ist, weil Produkt an der kapazitativen Sonde haften bleiben kann, was eine Feinregulierung erschwert.
  • In der DE-C-582 423 ist eine Kombination elektrischer und mechanischer Steuerungsmittel beschrieben, die auch zum Einsatz bei größeren Steuerungskräften geeignet sind, deren baulicher Aufwand allerdings gerade durch die Verwendung eines mechanischen und eines elektrischen Systems ganz erheblich ist.
  • Bei der Anordnung aus der DE-C-817 069 wird das mechanische Ausgangssignal direkt zur Steuerung eines nachgeschalteten Servomotors eingesetzt, wobei das mechanische Geberglied direkt das Ein/Aus-Steuerungsventil am Gehäuse des Servomotors beaufschlagt. In Abhängigkeit von der belastungsbedingten Auslenkung des mechanischen Gebergliedes betätigt dann der Servomotor über seinen Ausgang und eine zwischengeschaltete Heberuntersetzung direkt den Dosierschieber. Schwankungen in der Zufuhr des Produktes resultieren in entsprechenden Schwankungen der Dosiersteuerung.
  • In der CH-A-275417 ist schließlich eine Steuerungsanordnung der eingangs genannten Art beschrieben, bei der in Abhängigkeit von der Produktzufuhr das mechanische Geberglied zur Auslenkung gebracht wird und einen Steuerstift eines Pneumatikzylinders betätigt. Das Gehäuse des Pneumatikzylinders ist starr am Walzengestell befestigt und die in Abhängigkeit von der Auslenkung des Gebergliedes über den Steuerstift ausgelöste Verschiebebewegung des Kolbens des Pneumatikzylinders wird wiederum direkt über zwischengeschaltete Hebel zur Einstellung des Dosierschiebers benutzt.
  • Ausgehend hiervon liegt die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, eine Einrichtung der eingangs genannten-Art so weiterzuentwickeln, daß sie bei relativ einfachem Aufbau und geringem Aufwand eine im besonderen Maß konstante Produktzuleitung sowie eine besonders gute Konstanthaltung des Produktniveaus selbst bei starken Leistungsschwankungen ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Ausgang des pneumatischen Ventiles über eine Steuerleitung mit dem Eingang der Servoeinrichtung verbunden ist, das pneumatische Ventil in eine Ausschaltstellung, in der sich der Schaltkontakt in ausgefahrener Position befindet, und in eine Einschaltstellung, bei welcher der Schaltkontakt ganz eingedrückt ist, sowie in eine zwischen beiden Schaltstellungen liegende Nullstellung schaltbar ist, bei der sich der Schaltkontakt in einer mittleren Eindrückposition befindet und beide Leitungen gesperrt sind, wobei der Schaltkontakt beim Eindrücken in Richtung auf seine ausgefahrene Stellung hin vorgespannt wird, und daß bei einer Verstellbewegung der Servoeinrichtung das Gehäuse des pneumatischen Ventiles relativ zum Geberglied stets in Richtung auf ein Einstellen seiner Nullstellung bewegt wird. Die Erfindung ermöglicht es, mit einem mechanischen Signalgeber über eine Nachlaufsteuerung unter Einsatz eines Ventiles mit einer mittleren Null-Schalt-Stellung die Produktspeisung für einen Walzenstuhl über eine Servoeinrichtung empfindlich zu regeln. Der erfindungsgemäß geforderte Einsatz eines Drei-Schaltstellungs-Ventiles, das jeder Bewegung des Gebergliedes mit Verzögerung nachläuft, führt, wie die Praxis zeigt, zu einer Regelung, bei der wirklich eine gut konstante Produktzuleitung und eine vorzügliche Konstanthaltung des Produktniveaus im Speiseraum selbst bei starken kurzzeitigen Stoßbelastungen in der Produktspeisung erreichbar ist.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht auch darin, daß ein zweites vom Steuerdruck in der Steuerleitung des pneumatischen Ventiles beaufschlagtes Ventil zum Steuern des Ein- und Ausrückens von Mahlwalzen vorgesehen ist.
  • Eine besonders einfach aufgebaute wirksame und betriebssichere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird dadurch erreicht, daß ein mit seinem einen Ende verschwenkbar am Walzenstuhlrahmen befestigter Hebelarm vorgesehen ist, an dem sowohl das Gehäuse des pneumatischen Ventiles wie auch ein Verstellglied für den Dosierschieber wie auch die Kolbenstange der ebenfalls am Walzenstuhlrahmen angeordneten Servoeinrichtung befestigt sind, wobei das Gehäuse des pneumatischen Ventiles am freien Ende des Hebelarms sitzt, daß weiterhin die Servoeinrichtung einen Pneumatikzylinder mit Kolben und Kolbenstange aufweist, und daß die Steuerseite des Kolbens über die Steuerleitung mit dem Steuerdruck des pneumatischen Ventiles beaufschlagt wird, während die andere Kolbenseite unter Einwirkung einer Vorspannkraft steht. Bei dieser Ausgestaltung bildet die Servoeinrichtung zusammen mit dem einseitig am Walzenstuhl angelenkten Hebelarm eine Funktionseinheit, bei der mit wenigen bewegten Teilen eine wirksame und betriebssichere Regelung der Speiseleistung möglich ist. Der erforderliche bauliche Aufwand ist überraschend gering. Dabei ist es von Vorteil, wenn am Hebelarm auch Glieder zum Verstellen der Drehzahl der Speisewalzen befestigt sind, wobei eine Regulierung der Speiseleistung alternativ oder gleichzeitig mittels Dosierschieber einerseits und Speisewalzendrehzahl andererseits möglich ist.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht auch darin, daß das pneumatische Ventil als Membranventil ausgebildet ist, das durch einen Stößel oder einen Rollenhebel geschaltet wird, der eine Entlüftungsöffnung aufweist. Vorzugsweise ist die der Steuerseite des Kolbens zum Einstellen des Dosierschiebers abgewendete Kolbenseite über eine Druckfeder in Richtung auf eine geschlossene Stellung des Dosierschiebers hin vorgespannt.
  • Die Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung in der Praxis hat gezeigt, daß bei einer gleichmäßigen Produktzufuhr auch das Produktniveau im Speiseraum oberhalb der Dosierwalzen konstant blieb. Des weiteren hat sich gezeigt, daß auch dann, wenn sehr starke Leistungsschwankungen auftraten, durch die erfindungsgemäße Anordnung die Dosierleistung bestens diesen Leistungsschwankungen angepaßt wurde, wobei im Steuerungsverhalten gleichzeitig eine starke Glättung erzielt werden konnte. Stets hat sich auch gezeigt, daß die Funktionssicherheit außerordentlich groß war.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen :
    • Figur 1 eine schematisch dargestellte Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Steuerungsanordnung ;
    • Figur 2 und Figur 3 den gemessenen Druckverlauf eines pneumatischen Regelsignales zu einer Ausführung gemäß Figur 1 ;
    • Figur 4 ein vollständiges Steuerschema bei einer erfindungsgemäßen Anordnung an einem Müllerei-Walzenstuhl mit Speiseregulierung, kombiniert mit automatischer Walzenein- und -Ausrückung ;
    • Figur 5 ein pneumatisches Ventil (im Schnitt) zur Umwandlung des mechanischen Regelsignales in ein pneumatisches Regelsignal.
  • In Figur 1 ist schematisch eine Produkt-Speiseregelung gezeigt : in der linken Bildhälfte ist der Speiseraum 70 wiedergegeben, der unten durch eine Verteilwalze 71, eine Speisewalze 72 sowie einen Dosierschieber 73 abgeschlossen ist. Im Speiseraum 70 ist eine Sonde 74 angeordnet, die über einen Träger 75 an einem Drehbolzen 76 abgestütz ist. Der Träger 75 weist einen Geber 77 auf, der einerseits mit einer Zugfeder 78 sowie andererseits mit einem Rollenhebel 79 eines pneumatischen Ventiles 80 in Wirkverbindung steht. Das pneumatische Ventil 80 ist eingangsseitig an eine Druckluftleitung 81 angeschlossen ; eine Steuerleitung 82 führt von dem pneumatischen Ventil 80 an einen Servozylinder 83 zur Beaufschlagung eines darin befindlichen Kolbens 84 auf dessen einer Seite. Weiterhin ist eine Kolbenstange 85 vorgesehen, die endseitig mit einem Gelenkbolzen 86 an einem Hebelarm 87 befestigt ist, der seinerseits um ein Drehgelenk 88 gelenkig an der festen Rahmenkonstruktion 89 fixiert ist. Das pneumatische Ventil ist am anderen Ende des Hebelarmes 87 befestigt und folgt dabei, entsprechend den Hebelgesetzen, der Bewegung der Kolbenstange 85 bzw. dem Hebelarm 87. An letzterem ist ferner ein Dosierschieber 73 über eine Verbindungslasche 91 bzw. über Bohlen 92 und 93 kraftschlüssig befestigt. Der Dosierschieber 73 ist um ein Drehlager 94 kippbar, wobei sich, je nach seiner momentanen Stellung, zwischen ihm und der Speisewalze 72 ein Dosierspalt einstellt. Das ganze System wird von einer Druckversorgung 95 gespeist.
  • Die Druckluft für die Steuerseite kann zusätzlich über einen Handschalter 98 unterbrochen werden, etwa um Servicearbeiten durchzuführen. Der Systemdruck wird durch die genannte Versorgung ständig auf einem konstanten Druck gehalten, der (z. B. im Wert von 6 bar) über eine Leitung 99 als Gegendruck auf die dem Steuerdruck abgekehrte Seite des Kolbens 84 abgegeben wird. An Stelle des genannten konstanten Druckes über die Leitung 99 kann auch eine Feder 100 oder beides gemeinsam eingesetzt werden. Die Verwendung einer Feder 100 ergibt den Vorteil, daß bei Ausfall der Druckluft der Dosierschieber sicher schließt.
  • In Figur 2 ist der Druckverlauf des Regelsignals, wie er in der Steuerleitung 82 mit einem Druckschreiber festgestellt werden kann, gezeigt. Die Werte entsprechen der Messung an einem Walzenstuhl einer B-Passage. Während einer ersten Phase von etwa 50 sec. ist der Druck dabei auffallend stabil und nur kurzzeitig (bei etwa 29 sec.) durch eine kurze Druckerhöhung unterbrochen. Der im wesentlichen horizontale Verlauf der Kurve zeigt, daß ganz kurzzeitige Leistungsvariationen im Regelsignal weitergegeben werden. Bei ca. 50 sec. wird der ganze Regelkreis durch Handausrückung der Mahlwalzen künstlich unterbrochen, wodurch das Regelsignal entsprechend sofort auf den Wert null abfällt. Das rasche Ansprechen der Regelung auf eine entsprechende Störfunktion ist sehr vorteilhaft. Ganz besonders wichtig ist aber der Beginn der Regelung nach dem Einrücken der Mahlwalzen. Das Auslaufen des Regelsignales dauert entsprechend der Messung des Druckschreibers etwa 1 sec. Der Wiederbeginn des Signales tritt nahezu ohne Zeitverzug auf und das Signal geht, was regelungstechnisch besonders interessant ist, sofort auf einen etwa mittleren Wert über, pendelt dann während etwa 10 sec. um diesen Wert und leitet sodann sofort wieder in ein stabiles Regelverhalten über. Besonders bemerkenswert ist die schnelle Reaktion bei der Veränderung, die fast ohne jegliches Übersteuern und ohne Aufschaukelungen stattfindet.
  • In Figur 2 sind ständig wiederkehrende konstante Regelperioden von 5 bis 10 sec. gezeigt, die allesamt innerhalb eines verhältnismäßig engen Regelbereiches liegen. Für die Mahlwalzen und für die Walzenlagerung ist dies sehr wichtig, da damit durch die Speiseregelvorrichtung eine Schwingungsaufschaukelung durch ständig wechselnde Mahlkräfte verhindert werden kann.
  • In Figur 3 ist das Regelsignal bei einer C-Passage (d. h. bei einer hinteren Passage) gezeigt, bei der die dem Walzenstuhl zugeführte Produktmenge über kürzere und längere Perioden hinweg fast nicht variiert. Dieser Fall ist regelungstechnisch besonders leicht beherrschbar. Etwa 5 sec. nach Meßbeginn war die Produktzufuhr kurzzeitig gestört, was sogleich einen entsprechenden Abfall beim Regelsignal auslöst. Der nachfolgend sich einstellende Kurvenverlauf ist regelungstechnisch beinahe als eine Art « Idealverlauf » anzusehen. Auch bei diesem wurden nach etwa 115 sec. die Mahlwalzen kurzzeitig von Hand aus- und danach sogleich ohne Zeitverzug wieder eingerückt. Der dargestellte Diagrammverlauf zeigt erstaunlicherweise, daß sich nach einer sehr geringen Übersteuerung schon nach etwa 1 bis 2 sec der gleiche Regelwert wie vor der künstlichen Störung wieder einstellt und die ursprüngliche Kurve ihren Fortgang findet.
  • In Figur 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die im wesentlichen in Figur 1 gezeigte Speiseregulierung mit einer Walzenein- und -ausrückung kombiniert ist.
  • In Figur 4 ist eine Ausführungsform für einen typischen Mühlereiwalzenstuhl mit Doppelausführung für die eigentliche Vermahlungseinheit dargestellt.
  • Mittels eines zentralen Steuerventils 96 können alle Walzen Wai, Wa2... mit Hilfe der Schnellentlüfter 97 ausgerückt werden.
  • Der Kolben 120 ist über eine Kolbenstange 121 mit der beweglichen Walze bzw. dem entsprechenden Walzenlager gekoppelt.
  • Zusätzlich ist aber auch noch dargestellt, daß der Servozylinder für die Walzenein- und -ausrückung an jedem Walzenende, also insgesamt 4 fach, vorgesehen ist.
  • Die Funktionsweise eines Mühlerei-Walzenstuhles nach einem der gezeigten Ausführungsbeispiele entsprechend Figuren 1 bis 4 ist wie folgt :
    • Der Mahlspalt der Mahlwalzen wird über ein Handrad entsprechend dem zu vermahlenden Gut vorgewählt. Wird über den Speiseraum 70 noch kein Mahlgut eingespeist, so wird die Sonde 74 über eine Zugfeder 78 nach oben gedrückt. Der Geber 77 berührt den Schaltkontakt 79 des pneumatischen Ventils 80 nicht, so daß in der Steuerleitung 82 kein Druck aufgebaut wird. Die Feder 100 oder der Druck aus der Leitung 99 (oder beides, je nach Wahl des Systems) drücken den Hebelarm 87 gegen den Uhrzeigersinn und damit den Dosierschieber 73 in eine geschlossene Stellung. Der Dosierspalt ist geschlossen, so daß auch kein Produkt auf die Mahlwalzen ausdosiert wird. Bei Ausbleiben eines Regelsignales in der Steuerleitung 82 bzw. 115 steht auch am Verstärkerventil 116 kein Steuerdruck an, weshalb sich die Mahlwalzen über die Zylinder 118 in ausgerückter Position befinden.
  • Wird nun Mahlgut über den Speiseraum 70 dem Walzenstuhl zugeführt, so wirkt sofort der Impuls des strömenden Gutes bzw. eine entsprechende Gewichtskomponente auf die Sonde 74, die dadurch nach unten gedrückt wird. Der Geber 77 bewegt sich nach rechts, drückt den Schaltkontakt 79 ein, und löst hierdurch ein Regelsignal aus.
  • In der Steuerleitung 82 baut sich nun ein Druck auf, der jedoch vorerst keine Änderung in der Signalgebung verursacht. Sobald jedoch der Druck einen eingestellten Schwellwert erreicht hat, werden die Mahlwalzen eingerückt. Hierbei handelt es sich um einen dynamischen Vorgang. Die Sonde 74 ist mit dem Geber 77 in Bewegung, d. h. der Schaltkontakt 79 wird in einem Zug voll auf das pneumatische Ventil 80 gedrückt. Vom Geber 77 wird, insbesondere bei Einsatz eines sehr empfindlichen Membranventiles für das pneumatische Ventil 80, schon durch kleinste Bewegungen der maximale Regeldruck in der Steuerleitung 82 freigegeben. Hieraus resultiert, daß die Kolbenstange 85 mit dem Hebel 87 sowie dem pneumatischen Ventil 80 in einem Zeitraum von Hundertstel- oder Zehntel- Sekunden in Bewegung gesetzt werden, wobei sich der direkt verbundene Dosierschieber zu öffnen beginnt und Produkt auf die Mahlwalzen eingespeist wird. Sowohl der Zylinder 118 wie auch der Zylinder 83 sind als pneumatische Servozylinder ausgeführt, wodurch die Arbeitskräfte schnell, aber dennoch nicht schlagartig erzeugt werden. Die Luft im Zylinder bildet im Gegensatz zu Hydraulikmedien eine Art « Stoßdämpfer •. Es hat sich gezeigt, daß durch geeignete Wahl der Zug- und Druckfedern der Querschnitte in den pneumatischen Leitungen sowie entsprechender Vorspannungen der Federn ein im Hinblick auf die betroffenen Maschinenelemente vollkommener Gleichlauf der Steuer- bzw. Regelfunktionen sich erreichen läßt. Dies gilt sowohl beim Einlaufwie beim Auslauffall.
  • Für den weiteren Bewegungsablauf wird auf die Figuren 1 und 4 verwiesen : der Hebelarm 87 führt bei Einsetzen der Produktspeisung als erste Phase eine kleine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn aus. Gleichzeitig mit dieser läuft auch der Schaltkontakt 79 vom Geber 77 weg. Die Zugfeder 78 spannt sich proportional zum Wegstück des Gebers 77. Wird nur eine geringe Produktmenge über den Glaszylinder eingespeist, so stellt sich zwischen den Mahlgutkräften auf die Sonde 74 sehr rasch ein Gleichgewicht ein, bei dem das Speisesegment 73, der Hebelarm 87 und das pneumatische Ventil 80 in ihrer Position verharren bleiben. Gleichzeitig aber sind Geber 77 und Schaltkontakt 79, der über eine Feder in das pneumatische Ventil 80 eingeschoben werden kann, in ständiger gegenseitiger Wirkverbindung, wobei kleinste Bewegungen auftreten, die allerdings, was einen wesentlichen Vorteil darstellt, keinen direkten Einfluß mehr auf das umgewandelte pneumatische Regelsignal ausüben. Das pneumatische Ventil 80 verweilt in dieser Phase in einer Null-Stellung, bei der alle Ein-und Ausgänge verschlossen sind. Dadurch bleibt der in der ersten Phase erzeugte Druckwert des pneumatischen Regelsignals unverändert erhalten und der Kolben 84 durch die stabilen Druckverhältnisse auf beiden Kolbenseiten mit verhältnismäßig großen Kräften starr eingespannt. Der Dosierschieber 73 verweilt ruhig in seiner Position. Wird nun die Zufuhr des Gutes gesteigert oder wird aus anderen Gründen die im Speiseraum zugeführte Leistung größer als die durch den Dosierspalt abgeführte Leistung, so verschiebt sich der Geber 77 weiterhin in Richtung Schaltkontakt 79 bzw. auf das pneumatische Ventil 80, wobei letzeres dem Geber 77 nachläuft und bei einem eingestellten Schwellwert erneut ein entsprechendes Regelsignal als erhöhten Druckwert in die Steuerleitung 82 abgibt. Je nach Gegebenheit, z. B. auch dann, wenn es sich um einen Anfahrvorgang o. ä. handelt, wird ein pneumatisches Regelsignal etwa entsprechend Figur 2 bzw. Figur 3 vorgegeben bzw. ausgelöst. Je nach Vorbedingung kann sich ein stabiles Gleichgewicht über einen gleichmäßigen Signalverlauf einstellen, wie dies aus Figur 3 ersichtlich ist. Es können aber auch bei ständig schwankenden Zufuhrleistungen einzelne Perioden stabiler Lagen, in denen das pneumatische Ventil 80 an irgendeiner beliebigen Stelle des Hebelarmes 87 sich befindet, sich in der Null-Stellung abwechseln. Die gezeigte Regelung ist damit imstande, entweder ein sehr gleichmäßiges Regelsignal zu erzeugen (vgl. Figur 3) oder aber, bei sehr variabler Speiseleistung ein Signal von wiederholt stabilen Phasen aufzuweisen (vgl. Figur 2).
  • Wie aus Figur 4 ersichtlich kann der Steuerdruck in der Leitung 119 zur optischen Anzeige der jeweiligen Stellung der Walzen ausgenützt werden. Mit der Druckluft kann z. B. eine farbige Koppe hinter einem Glasauge 120 verschoben werden, so daß das Ein- bzw. das Ausrücken der Mahlwalzen durch entsprechende Farben, z. B. rot und grün, angezeigt wird.
  • Ferner kann das pneumatische Regelsignal in der Steuerleitung 82 auch dafür eingesetzt werden, um die Mahlwalzen leistungsunabhängig einzustellen. So kann etwa der Mahlspalt bei Erhöhung der Dosierleistung durch Erhöhung des Mahldruckes konstant gehalten oder aber auch verkleinert oder vergrößert werden. Eine entsprechende Mahlspalt-Regelvorrichtung kann direkt aus einem Pneumatik-Zylinder oder aus anderen geeigneten mechanischen oder elektrischen Mitteln bestehen, die zugleich an eine Fernsteuerung (etwa an einen Computer oder Prozeßrechner) angeschlossen sein können, die dann für die jeweilige Mahlaufgabe einen Grundwert vorgibt, der leistungsabhängig durch das pneumatische Regelsignal der Momentanleistung im Walzenstuhl angepaßt wird. Es versteht sich von selbst, daß hier auch noch andere Weiterbildungen vorgenommen oder andere Funktionen ausgeführt werden können, z. B. bezüglich des Grenzwertes, bezüglich Sicherheitsschaltungen usw. Besonders vorteilhaft ist, daß der Druck zwischen den Mahlwalzen ebenfalls in Abhängigkeit von der Speiseleistung bzw. mittels des pneumatischen Regelsignals gesteuert werden kann. Weiterhin bemerkenswert ist, daß über das pneumatische Regelsignal gleichzeitig sowohl die Speiseleistung geregelt, wie auch die Ein- und Ausrückung der Mahlwalzen gesteuert werden kann.
  • Ein pneumatisches Ventil, wie es bei den in den Fig. 1 und 4 dargestellten Anordnungen eingesetzt werden kann, zeigt Fig. 5 :
    • Beim Hineindrücken des Stößels 61 wird die Druckfeder 62 gespannt, der Federschuh 63 drückt die Kugel auf den Sitz der Vorsteuerdüse 64, wonach (von Zuluft 60 gespeist) der Druck in der Kammer 65 proportional mit der Federkraft bzw. dem Federweg ansteigt. Die Membrane des angebauten Leistungsverstärkers wird nach unten gedrückt und öffnet das Kugelventil 67 solange, bis sich in der Kammer 66 ein gleicher Druck aufgebaut hat. Beim Entspannen der Druckfeder 62 öffnet die Vorsteuerdüse 64, wodurch in der Kammer 65 der Druck abgebaut wird. Der sinkende Druck in der Kammer 65 bewirkt nun, daß die Mambrane durch den Druck in der Kammer 66 nach oben gedrückt und das Kugelventil 68 geöffnet wird.

Claims (6)

1. Einrichtung zum automatischen Steuern eines mit einer Produkt-Speiseregelung versehenen Müllerei-Walzenstuhles, bei der die Einstellung der Produktzufuhr über einen verstellbaren Dosierschieber (73) vorgenommen wird, wobei ein mechanischer Signalgeber (74-77) in Abhängigkeit von der Produktzufuhr ein Geberglied (77) auslenkt, das einen in ein pneumatisches Ventil (80) eindrückbaren Schaltkontakt (79) betätigt, der bei steigender Produktzufuhr durch das Geberglied (77) eingedrückt wird, wobei der Eingang des Ventiles (80) an eine Druckluftleitung (81) angeschlossen und zur Verstellung des Dosierschiebers (73) eine Servoeinrichtung (83) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des pneumatischen Ventiles (80) über eine Steuerleitung (82) mit dem Eingang der Servoeinrichtung verbunden ist, das pneumatische Ventil (80) in eine Ausschaltstellung, in der sich der Schaltkontakt (79) in ausgefahrener Position befindet, und in eine Einschaltstellung, bei welcher der Schaltkontakt (79) ganz eingedrückt ist, sowie in eine zwischen beiden Schaltstellungen liegende Nullstellung schaltbar ist, bei der sich der Schaltkontakt (79) in einer mittleren Eindrückposition befindet und beide Leitungen (81, 82) gesperrt sind, wobei der Schaltkontakt (79) beim Eindrücken in Richtung auf seine ausgefahrene Stellung hin vorgespannt wird, und daß bei einer Verstellbewegung der Servoeinrichtung (83) das Gehäuse des pneumatischen Ventiles (80) relativ zum Geberglied (77) stets in Richtung auf ein Einstellen seiner Nullstellung bewegt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites vom Steuerdruck in der Steuerleitung (82) des pneumatischen Ventiles (80) beaufschlagtes Ventil (116) zum Steuern des Ein- und Ausrückens von Mahlwalzen (1, 1' ; 2, 2') vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit seinem einen Ende verschwenkbar am Walzenstuhlrahmen (89) befestigter Hebelarm (87) vorgesehen ist, an dem sowohl das Gehäuse des pneumatischen Ventiles (80), wie auch ein Verstellglied (91) für den Dosierschieber (93), wie auch die Kolbenstange (85 ; 121) der ebenfalls am Walzenstuhlrahmen (89) angeordneten Servoeinrichtung (83 ; 116, 118) befestigt sind, wobei das Gehäuse des pneumatischen Ventiles (80) am freien Ende des Hebelarmes (87) sitzt, daß weiterhin die Servoeinrichtung einen Pneumatik-Zylinder (83 ; 118) mit Kolben (84; 120) und Kolbenstange (85 ; 121) aufweist, und daß die Steuerseite des Kolbens (84; 120) über die Steuerleitung (82) mit dem Steuerdruck des pneumatischen Ventiles (80) beaufschlagt wird, während die andere Kolbenseite unter Einwirkung einer Vorspannkraft (99, 100) steht.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Hebelarm (87) auch Glieder zum Verstellen der Drehzahl der Speisewalzen (71, 72) befestigt sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Ventil als Membranventil ausgebildet ist, das durch einen Stößel oder einen Rollenhebel (61) geschaltet wird, der eine Entlüftungsöffnung aufweist.
6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Steuerseite des Kolbens (84 ; 120) zum Einstellen des Dosierschiebers (73) abgewendete Kolbenseite über eine Druckfeder (100) in Richtung auf eine geschlossene Stellung des Dosierschiebers (73) hin vorgespannt ist.
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