JP4805360B2 - 秤量システム - Google Patents

Description

本発明は、連続して送り込まれる計量商品、特に容器を秤量するための秤量システムに関するものである。

この種のシステムは従来技術で基本的に公知であり、特に充填装置で使用されている。そこでは例えばボトルや缶のような容器が迅速に順次充填され、そして充填量を調べるために次々と検査秤に送り込まれる。

特許文献１（ＤＥ１９５１３１０３Ａ１号公報）で、そのような充填装置が開示されている。そこでは容器が充填され、そして回転台を使って秤に送り込まれ、引き続いて次に搬送される。回転台は、個々の容器を収容するように構成された個別ポケットを有しているので、ポケット壁面との接触により容器が搬送されると共に円形軌道上を移動できる。

そこで欠点として分かっていることは、充填重量を調べるために、計量中に力が回転台に繋がることを排除せねばならない、すなわち、計量台上で容器をフリー状態にせねばならないことである。そのような目的のために前記公報では、ある量だけ回転台を逆回転させ、それにより計量台上で容器を接触させずに立たせて計量する。計量過程の終了後に回転台を再び搬送方向に前進回転させて、計量すべき次の容器を秤に送る。

回転台の逆回転により力が分力化することを防げるとしても、この対応方法は最新の充填装置でますます速くなる速度に対しては充分ではない。そこでは充填した容器の質量ないし慣性が、回転台が搬送サイクルを終了した後に一定量だけ接線方向に容器がスリップするように働くので、その最終的な静止位置を正確には予想できない。結果として、決めたとおりに回転台を僅かに逆回転させたときに、先行するポケット壁面が、この壁面に向かってスリップした容器と再び接触するので、力の分力化が発生して、重量力を正確に求められない場合がある。

ＤＥ１９５１３１０３Ａ１号公報

よって本発明の課題は、特に高速搬送する充填装置の検査秤用秤量システムを提供することであり、そのシステムではサイクル的に移動する計量商品を、高搬送速度にも拘わらず正確に且つ小さな標準偏差で計量できるものである。

この課題を、請求項１に記載の秤量システムにより解決する。

本発明が前提にする見識は、規定の（円形状、直線状、または別の種類の）搬送軌道に沿って移送される計量商品を計量過程前および／または過程中に規定の位置で一時的に固定すると、高速搬送する充填装置内部にある計量すべき計量商品の重量力を特に確実に且つ正確に検知できるということである。以上のようにすることで特に、計量すべき容器の制御できないスリップを防ぎ、それにより回転台を規定量だけ逆回転させた時に確実なフリー状態にでき、そして場合により秤量システムの偏荷重誤差を無視できる。

本発明は特に回転台に適用されるものであるが、例えば直線状または不規則に彎曲した軌道に沿って秤量テーブルに送られ又はそこから排出される別の搬送商品にも、同様に適している。それに相応して、接線方向ないしラジアル方向成分を有する商品円形軌道を以下において引用していることも、制限するものではなく選び出した例にすぎないと解釈されるべきである。

本発明による秤量システムの実施形態は、計量商品の重量力を受けるために設けられていると同時に風袋として秤量セル上に載っている秤量テーブルを備えている。計量すべき計量商品は、本発明により秤量テーブル上方を走る軌道Ｂに沿って、秤量テーブルに供給可能ないし秤量テーブルから排出可能であり、それが典型的には個別のサイクル的なステップで行われるが、不可欠なものではない。秤量テーブルの上方にはクランプ装置が設けられており、秤量テーブルに送り込まれその上に載っている秤量商品を、それを使って解除自在でストッパーに当ててクランプすることができる。

それにより、計量すべき計量商品を規定の位置に保持し、そこで（典型的には秤量商品の“静止状態”で）計量するという本発明による利点が得られる。又この秤量は、秤量商品がクランプされている時間内で完全に行われることが好ましいが、クランプ前に既に始める、および／またはクランプ後直ぐに終了することもある。

従来技術で公知の同等ケースと較べて本発明では、明らかに小さな標準偏差の秤量が可能になるという利点がある。

秤量テーブルと相対的に計量商品の位置を正確に決めているので、計量商品との接触が起きずそして力が分力することなく計量商品を秤量テーブル上に静止するように、秤量商品を移送する駆動手段（特に回転台）を各搬送サイクル毎に移動ないし回転できる。すなわち特に、搬送サイクル終了後に計量商品が制御なしでスリップすることが防がれる。

本発明によればストッパーが、ある意味では秤量セルに対する風袋を形成するクランプ装置の一部である。本発明の利点ある実施形態によれば、ストッパーが秤量テーブルと一体で構成されている。同時に、ストッパー面を適切なコーティングおよび／または適切な受け形状を持たせて構成されていることがあり、それにより摩擦付着または形状一致を使って計量商品をその位置に固定することもある。

利点ある別の本発明の実施形態によれば、本発明によるクランプ装置には少なくとも一つのクランプ要素を含んでおり、それを使うことにより計量商品をストッパーに当ててクランプするために、軌道に対して直角なクランプ力成分で押し付け可能である。すなわち計量商品が、軌道Ｂに沿った第一方向でサイクル的に秤量テーブル上を搬送される間に、一サイクル中にこの方向に対して直角なクランプ力を受ける。

クランプ要素が引き戻される又はクランプしていない状態では、本発明によれば軌道Ｂの内部にはクランプ装置の部品がないので、この場合には障害なく容器を次に搬送することができる。即ちクランプのために必要な部品すべてが、搬送軌道Ｂの側方または両側に延伸していると利点がある。

本発明の利点ある別の実施形態によれば、クランプ要素がピストン形式で構成されており、作動要素を介して動作可能である。そのときピストンは、特に搬送軌道Ｂに直角に前後進自在であるものとする。そこでピストンが、上方に向かって突出する秤量テーブルの壁面部分で又は秤量テーブルの面内で支承されている、ないしはこの部分により案内されると好ましい。そこで“ピストン形式”とは、作動要素の詳細には定義していない動作を並進的ないし直線的な動きに変換し、それによりクランプ作用を達成することを表現しているものとする。（しかし基本的には、ある回転角度だけクランプ要素が旋回動作することもクランプに至ることがある。）

特に、連結棒、レバー、Ｌ字部品要素として又は他の適切な作動要素の第一端部を介して、クランプ要素を作動自在としていることがあり、他方で作動要素の第二端部は駆動シャフトに偏心して配設されている。駆動シャフトの回転時に作動要素の一端が、シャフト軸を中心に偏心して回転移動し、それにより作動要素の他端が、（適切な直線案内時に）対応する直線的なピストン動作を行う。作動要素でこの偏心した支承の特別な利点は、場合により発生するアンバランスを、シャフトないし偏心体の範囲で適切な補償ウエイトにより容易に調整できることにある。特にピストン形式をしたクランプ要素の直線動作は、偏心体に配設したカウンターウエイトにより、障害となる又は測定結果を間違わせるような力が全く発生しないように調整することができる。さらに、偏心して支承した作動要素の一端を使うことにより、狭い空間でもクランプ要素の充分な調整路程を実現でき、そこでこのフルストロークは、駆動シャフトの半回転で戻る。

本発明による秤量システムの特に利点ある実施形態では更に、規則的に押されるピストンの形式による作動要素が、例えば一定回転数で駆動される偏心体を介して、中断なく確実に前後進するようにしている。対応して、偏心体回転数に結びついている規則正しいないし規定の間隔で、そして謂わばクランプ要素が秤量商品を固定する時に常に秤量過程が行われる。実際には計量商品をクランプしない時に、搬送速度ないし秤量テーブル前への秤量商品の“突入”に従って、クランプ要素の個別ストロークが“空”走りすることがある。その場合に、クランプ要素の一様な動作を停止する又は新しくスタートさせることなく、秤量をやめることができ、それによりこの空サイクル中に例えばシステムのゼロ設定を行う。

テストの範疇では更に、クランプ要素を使って計量商品を押さえることを、状況により特に注意して又は優しく行う必要があることが分かった。このような目的のために本発明の別の実施形態では、クランプ要素を少なくとも一つのバネ要素を介して作動要素と接続するようにしている。クランプ要素と作動要素間での固い接続を避けることにより、作動要素の位置に関係なく、狭い許容差でクランプ要素を位置決めできる。同時にスプリングは、クランプ力により計量商品が衝撃的に押さえられることを幾分緩衝するので、より優しく計量商品がそのクランプ位置に搬送され、そしてその内容物が突然に動くことを緩和ないし回避する。

クランプ要素ないしクランプ要素を操作する作動要素の位置を検知するために、本発明の利点ある別の実施形態によれば、作動要素位置の直接的または間接的な検知を可能にする近接センサーを設けている。これは例えば、駆動シャフトに配設したカムディスクを使って実現することができ、その回転位置を近接センサーにより検知する。クランプ要素を駆動するモーターのエンコーダーまたは専門家には公知の別のセンサーも、ここで使用することができる。それと関連する作動要素またはクランプ要素の位置への直接的な逆推も簡単に可能であるので、計量商品が実際にクランプされているか又はフリーになっているかが容易に検知される。カムディスクないし適切に構成された偏心体は、位置検知のほかに同時にバランシング質量としても使用でき、このダブル機能で構造空間を節約するという利点がある。

前記で説明しているように、本発明による秤量システムは特に充填装置に適している。秤量テーブルに計量商品を送り込むために本発明によれば、個別ポケットを設けサイクル的ステップで規定自在の回転角だけ回転できる回転台を設けていることがある。これらのポケットは、それぞれ一つまたは複数の秤量商品を収容するように構成されており、それが秤量テーブルの上方を越えて回転して、前記軌道Ｂに沿って計量商品を搬送する。

その時に、計量商品を秤量テーブル上でフリー状態にする、即ち力が分力化することを防ぐために、秤量テーブルに計量商品を送り込んだ後に、回転台を規定自在の回転角度だけ逆回転すると意味がある。

それに類似した形で、搬送コンベアまたは他の円形ではなく搬送する搬送手段を備えていることもあり、それが前記の例に類似した適切な制御により計量商品を停止および／またはフリーにする。

クランプ要素ないし回転台（または搬送コンベア）による秤量セルで障害となる影響を回避するために、回転台（または搬送コンベア）の動作方向を、意図するクランプの範囲で秤量セルの荷重負荷方向とは直角に選んでいると好ましい。よって、クランプ要素と搬送手段の質量力が秤量セルに影響を与えることがない。三つの動作方向（クランプ要素の方向、クランプ箇所での秤量商品軌道の方向、および秤量セルの荷重負荷方向）全てが、それぞれ直角に走るように、秤量システムが構成されていると特に利点があり、それにより相互の影響が減少／回避される。

利点のある更に別の実施形態は、従属請求項から分かる。

本発明による秤量システムの概略的な遠視外観図。 図１によるシステムの詳細外観図。 偏心体とカウンターウエイトを備えた本発明によるシステムの駆 動シャフトの斜視図。

以下において図面を使って、本発明の例示的な実施形態を詳細に説明することにする。

図１は秤量システム１を示している。これには、詳細には図示していない荷重受け部を備えた秤量セル１１を含んでおり、調べるべき重量力は、その荷重受け部を介して秤量セルに伝達され、そこでデータにされる。側面外観では基本的にＵ字形状の構造を有する秤量テーブル２が、荷重受け部上に載っている。詳細には図示していないが計量すべき容器のための搬送軌道Ｂが、秤量テーブル２の上方を走っており、Ｕ字形状をした秤量テーブル２の両脚部間の少なくとも下側部分を使って、容器を通過搬送する。典型的には搬送軌道Ｂが円形状に構成されており、よってそれは、概略的に明示している竪軸Ｚを中心とする回転台の軌道に相当する。

秤量システム１に構成されたクランプ装置３は、秤量テーブル２上で計量商品を一時的に固定するために使用して、計量商品をクランプ要素５とストッパー４の間でクランプする。ここでストッパー４はＵ字形状をした秤量テーブルの一つの脚部となっており、他方でクランプ要素５は、秤量テーブルの別の脚部内でガイド手段１２を介して案内されるので、好ましくはラジアル方向または軌道Ｂに対して直角に前後動作が可能であるが、そこでそのストロークをリミット１３により制限していることがある。クランプ要素５は、偏心体を介して電気的な駆動装置Ａを使って駆動され、そのときクランプ装置３、秤量テーブル２、駆動装置Ａは、一緒に風袋として秤量セル１１の荷重受け部に載っている。

図２は、クランプ要素５を詳細に図示する透視の秤量テーブル２を示している。明らかに分かることは、作動要素６およびその間に配設されたスプリング８を介して、クランプ要素５が押し付け自在であることであり、それによりラジアル方向ないし軌道Ｂと直角で反対側にあるストッパー４の方向で、ストッパーに向かって又はそれから離れるように動作する。作動要素６の自由側端部は連結棒の形式で穴９を有しており、それを使って偏心体ピン９’に載っている。

図３は、駆動シャフト７に対して偏心して構成された偏心体ピン９’を示している。アンバランスを補償するために、駆動シャフト７にはバランシングウエイト１０が配設されており、それによりクランプ動作時に質量力をバランシングすることになる。

本発明による秤量システムの機能方法は、図１で説明すると一目瞭然である。詳細には図示していない回転台が軸Ｚを中心に回転し、計量すべき容器を搬送軌道Ｂに沿って秤量テーブル２上に搬送する。駆動装置Ａが駆動シャフト７を、その上に備わっている偏心体ピン９’と共に駆動し、それと繋がる作動要素６がスプリング８に当たって、そしてスプリングをクランプ要素５に当たって押し付けるので、スプリングがラジアル方向（ないし軌道Ｂに直角に）でストッパー４に向かって動き、それによりその間にある容器を瞬時的にクランプする。そのとき必要な場合には、力が分力することを防ぐために、回転台が計量すべき容器と接触しない（“フリー状態”の）ように回転台を回転することがある。クランプ要素５とストッパー４の間に容器がクランプされている間に、またはこのクランプ動作が解消された後にも、秤量セル１１の荷重受け部を介して容器の重量を検知し、そしてデータにされる。それに続いて回転台が適切な回転角度だけ搬送方向に前進するので、計量すべき次の容器が秤量テーブル上に来ることになる。

回転台がラジアル方向で隣接する複数の容器を同時に搬送し、それらの重量をそれぞれ別の秤量セルにより検知することが考えられる。この場合には、本発明による複数の秤量システムをラジアル方向でお互いに隣接して配設していることがあり、そのときには回転台が、秤量セルそれぞれの各サイクルでそれぞれ容器を供給する、あるいはそれから次に搬送する。この場合には秤量セルが、同心の軌道Ｂに沿ってラジアル方向で内側から外側に隣接して、または更に円周方向にも互いにオフセットして配設されていると好ましいであろう。

１ 秤量システム
２ 秤量テーブル
３ クランプ装置
４ ストッパー
５ クランプ要素
６ 作動要素
７ 駆動シャフト
８ スプリング
９ 穴
９’ 偏心体ピン
１０ バランシングウエイト
１１ 秤量セル
１２ ガイド手段
１３ リミット
Ａ 駆動装置
Ｂ 搬送軌道
Ｚ 竪軸

Claims (14)

1. 連続的に送り込まれる計量商品、特に容器を秤量するための秤量システム（１）であって、
   ａ）風袋を形成すると共に計量商品の重量力を受ける秤量テーブル（２）を計量商品の連続的送り込みに対して静止位置に備えており、
   ｂ）計量商品を、秤量テーブル（２）の上方を走る軌道（Ｂ）に沿って秤量テーブル（２）に送り込み可能である、あるいは秤量テーブル（２）から排出可能である
   秤量システムにおいて、
   ｃ）秤量テーブル（２）に風袋としてのクランプ装置（３）を設けており、それを使うことにより、計量商品が秤量テーブルに送り込まれてこれを自重で押さえた後に、クランプ状態で計量できるようにするために、計量商品を解除自在でクランプ装置のストッパー（４）に当ててクランプできる
   ことを特徴とする秤量システム。
2. 請求項１に記載の秤量システムにおいて、
   秤量システムが、個別のサイクル的なステップで、秤量テーブル（２）に／から計量商品を送り込むおよび／または排出するように構成されている
   ことを特徴とする秤量システム。
3. 請求項１または２に記載の秤量システムにおいて、
   ストッパーが、その位置で固定されて構成されている
   ことを特徴とする秤量システム。
4. 前記請求項１〜３のいずれか一に記載の秤量システムにおいて、
   クランプ装置（３）は少なくとも一つのクランプ要素（５）を含んでおり、それを使うことにより軌道（Ｂ）に対して直角なクランプ力成分で計量商品を押し付け可能であり、それにより計量商品をストッパー（４）に当ててクランプする
   ことを特徴とする秤量システム。
5. 請求項４に記載の秤量システムにおいて、
   ストッパー（４）および／またはクランプ要素（５）を案内するガイド手段（１２）が、秤量テーブル（２）と一体で構成されている
   ことを特徴とする秤量システム。
6. 前記請求項４または５に記載の秤量システムにおいて、
   クランプ要素（５）の動作方向およびクランプ位置での軌道（Ｂ）が、秤量テーブルと接続する秤量セルの荷重負荷方向と直角に走る
   ことを特徴とする秤量システム。
7. 前記請求項４〜６のいずれか一に記載の秤量システムにおいて、
   クランプ要素（５）の動作方向、クランプ位置での軌道（Ｂ）と秤量セルの荷重負荷方向が、それぞれ互いに直角に走る
   ことを特徴とする秤量システム。
8. 前記請求項４〜７のいずれか一に記載の秤量システムにおいて、
   クランプ要素（５）がピストン形式で構成されていると共に、作動要素（６）を介して動作自在である
   ことを特徴とする秤量システム。
9. 前記請求項４〜８のいずれか一に記載の秤量システムにおいて、
   クランプ要素（５）が、連結棒、レバー、またはＬ字レバーとして構成されている作動要素（６）の第一端部を介して動作自在であり、他方で作動要素（６）の第二端部が、偏心して駆動シャフト（７）により駆動される駆動要素と繋がっている
   ことを特徴とする秤量システム。
10. 前記請求項１〜８のいずれか一に記載の秤量システムにおいて、
    クランプ要素（５）が、連結棒、レバー、またはＬ字レバーとして構成されている作動要素（６）の第一端部を介して動作自在であり、他方で作動要素（６）の第二端部が、空圧的、電気的、または電磁的な駆動装置と接続している
    ことを特徴とする秤量システム。
11. 前記二つの請求項９または１０のいずれか一に記載の秤量システムにおいて、
    クランプ要素（５）が、少なくとも一つのバネ要素（８）を介して作動要素（６）と接続している
    ことを特徴とする秤量システム。
12. 前記請求項１〜１１のいずれか一に記載の秤量システムにおいて、
    秤量テーブルに計量商品を送り込むために、個別のポケットが設けられていると共にサイクル的ステップで規定自在の回転角度だけ回転可能な回転台を設けており、そのポケットが、それぞれ一つ又は複数の秤量製品を収容するように構成されていると共に、秤量テーブル（２）の上方を通過回転する
    ことを特徴とする秤量システム。
13. 前記請求項１２に記載の秤量システムにおいて、
    回転台が、ラジアル方向で隣接すると共にそれぞれ別の秤量セルにより検知される複数の容器を、同時に搬送するように構成されており、そこで秤量セルが、利点あるためには同心の軌道Ｂに沿って、ラジアル方向で互いに隣接して配設されており、そして好ましくは円周方向でも互いにオフセットして配設されている
    ことを特徴とする秤量システム。
14. 前記請求項１２または１３に記載の秤量システムにおいて、
    回転台が、秤量テーブル（２）に計量商品を送り込んだ後に、規定自在の回転角度だけ回転可能であり、それにより計量商品を秤量テーブル上でフリーにする
    ことを特徴とする秤量システム。

Images