CH386913A - Einrichtung zum Abwiegen von Füllgut - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zum Abwiegen von Füllgut
Um bei   Abfüllwaagen    jeweils hinreichend genaue Portionen zu erhalten, ist es bekannt, mit einer sogenannten Grob- und Feinfüllung zu arbeiten. Zu diesem Zweck sind meist zwei elektromagnetisch angetriebene Förderrinnen vorgesehen, von denen die eine den groben Füllgutstrom und die andere den Fein- oder Nachfüllstrom bringt. Dabei können Grobund Feinstrom in eine Waagschale entleert werden; es können aber auch zwei Waagschalen vorhanden sein, wobei dann eine Schale die Grobfüllung aufnimmt (Vorwaage) und die andere sowohl die Grobfüllung von dieser Schale übernimmt wie auch die Feinfüllung erhält (Hauptwaage). Die Vorwaage wird im allgemeinen so eingestellt, dass sie bei einer Füllgutmenge, deren Gewicht etwa   60-80 /o    des Endoder Sollgewichts beträgt, diese Menge in die Hauptschale entleert.

   Wenn das eingestellte Gewicht jeweils erreicht ist, schalten Vor- und Hauptwaage die Förderrinnen über vom Waagebalken betätigte Kontakte ab. Die Sollmenge wird dann aus der Hauptschale zum Verpacken an eine entsprechende Maschine abgegeben.



   Anstelle von mechanischen Waagen mit auf einer Seite des Waagebalkens angeordneter Waageschale und auf der gegenüberliegenden Seite angebrachtem Gegengewicht sind auch schon elektronische Wiegeeinrichtungen benutzt worden, die aus einem einen beweglichen Lastträger enthaltenden Geber und aus einem elektronischen Teil bestehen, wobei der letztere den Netzteil sowie Verstärker- und Steuereinheiten umfasst. Dabei trägt der Lastträger eine Waagschale, die von einer Grob- und einer Feinfüllrinne mit Füllgut beschickt wird. Solche Wiegeeinrichtungen weisen gegenüber den mechanischen Waagebalkensystemen vor allem den Vorteil auf, dass sie höhere Wiegegeschwindigkeiten zulassen. Eine solche Leistungssteigerung ist allerdings mit einem beachtlichen Mehraufwand verknüpft.



   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wiegeeinrichtung zu schaffen, die einerseits schneller arbeitet als die herkömmlichen rein mechanischen Waagen und zum andern einen geringeren Aufwand erforderlich macht als eine komplette elektronische Einrichtung.



   Dieses Problem ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Waagschale Wegänderungen in elektrische Grössen umwandelnde Mittel zugeordnet sind, welche die unter dem Einfluss von Gewichtsmengen auftretenden Auslenkungen der Schale bezogen auf eine Ruhestellung erfassen und auslenkungsabhängig die Füllgutzufuhr zur Schale sowie deren Entleerung steuern. Im Falle der Verwendung von zwei Fördervorrichtungen für die Füllgutzufuhr zu einer gemeinsamen Waagschale, von denen die eine je Zeiteinheit eine grössere Gutmenge bringt als die andere, wird die Vorrichtung für die Grobmengenzufuhr bei Erreichen des vorher eingestellten Gewichts, das eine bestimmte Auslenkung der Lastschale verursacht, abgeschaltet, während die Vorrichtung für die Feinmenge stillgesetzt wird, wenn sich die vorgesehene Menge in der Waagschale befindet.

   Die im Abschaltzeitpunkt zum Sollgewicht noch fehlende Restmenge ist im Nachstrom enthalten. Das ist die im Abschaltaugenblick im freien Fall befindliche Gutmenge.



   Das Abschalten der Fördervorrichtungen kann nun mittels eines Weg-Spannungs- oder Wegstromwandlers auf lichtelektrischer Basis und in der Weise geschehen, dass in den Stellungen der Waagschale, welche den erwähnten Gewichtsmengen entsprechen, die Lichtzufuhr zu einem oder mehreren lichtempfindlichen Elementen mittels Blenden oder Reflexionsschichten gegenüber einem Normalwert vermindert  oder verstärkt wird und die damit verbundenen Spannungs- oder auch Wiederstandsänderungen gegebenenfalls nach vorheriger Verstärkung für Steuerzwecke ausgenutzt werden, indem z. B. Relais geschaltet werden, welche auf die Stromkreise der Antriebe für die Fördervorrichtungen, für die Entleerung der Waagschale oder für Weichen einwirken.



   Wird mit zwei Waagschalen gearbeitet, von denen eine für die Grobfüllung bestimmt ist und die andere für diese Grobfüllung zuzüglich der Feinfüllung, so ist jeder Waagschale eine solche lichtelektrische Abtastvorrichtung zuzuordnen.



   Die Waagschalen können nun entweder Teil einer mechanischen   Hebelwaage    herkömmlicher Art sein oder aber unmittelbar auf unter dem Einfluss von Kräften sich deformierenden Elementen wie Federn, Gummi und dergleichen gelagert sein. Die der die Waagschale bzw. deren Träger auslenkenden Kraft entgegenwirkende Kraft kann aber auch magnetischer oder elektromagnetischer Natur sein; schliesslich können auch induktive, kapazitive, piezoelektrische, magnetostriktive oder ähnliche Elemente einer Beeinflussung durch die Waagschale oder den Schalenträger ausgesetzt werden und die weg- oder druckbedingten   Änderungen    dieser Elemente für Steuerzwecke ausgenutzt werden.



   Weitere Einzelheiten werden anschliessend anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergibt, noch näher erläutert.



   Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht einer Wiegeeinrichtung mit hängender Waagschale und den elektrischen Verbindungen der entsprechenden Bauteile,
Fig. 2 eine federnd gelagerte Waagschale mit im Träger angeordnetem Photoelement,
Fig. 3 eine Waagschale perspektivisch mit magnetischer Rückstellkraft.



   Wie die Figuren, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigen, fördert die mittels des Elektromagneten 1 angetriebene und auf Federn 2 abgestützte Rinne 3 das Gut in die Waagschale 4, die an Trägern 5 aufgehängt ist, welche an Federn 6 angreifen. Auf dieselbe Schale arbeitet die Förderrinne 7, die durch den Magneten 8 in Schwingungen versetzt wird. Jeder der beiden Förderrinnen ist ein Zuführschacht 9, 10 zugeordnet. Diese Schächte werden von einem gemeinsamen, nicht dargestellten Sammelbehälter aus mit Gut versorgt.



   Die Waagschale enthält eine um die Achse 11 schwenkbare Klappe 12 und ist mittels drehbar gelagerter Lenker 13 geführt. Die Bewegung der Klappe 12 bzw. deren jeweilige Endlage wird durch den Drehmagnet 14 gesteuert, indem der Arm 15 des Magneten auf den bei 16 drehbar gelagerten Hebel 17 einwirkt, der mittels einer nicht gezeichneten Feder in seine Schliesslage zurückgeholt wird.



   Unterhalb der Waagschale 4 befindet sich ein Aufnahmeschacht 18, der in zwei Kanäle 19, 20 übergeht. Der Kanal 19 führt zu einer nicht näher dargestellten Verpackungsmaschine und übergibt die abgewogenen, kontrollierten und für gut befundenen Mengen jeweils einem Aufnahmebecher 21. Etwaige Fehlmengen gelangen   demgegenüber zu einem Förder-    band 22, das unter dem Kanal 20 kontinuierlich umläuft, wenn die Steuerklappe 23, die durch den Drehmagneten 24 betätigt wird, in die gestrichelt angedeutete Stellung umgelegt ist.



   Die Kontrolle der jeweils abgewogenen Portionen braucht selbstverständlich nicht unbedingt zu erfolgen, solange sich die Menge noch in der Schale befindet, sondern die Gutmenge kann auch erst durch eine besondere, der Waage nachgeordnete Kontrollwiegeeinrichtung überprüft und gegebenenfalls ausgeschieden werden. An einem oder auch an beiden Trägern 5 ist eine Blende 25 angebracht, die mit Schlitzen 26, 27 versehen ist. Diese Blende liegt im Kanal zwischen der Glühlampe 28 mit der Linse 29 und den Lichtempfängern 30 z. B. in Form von Duodioden.



   Wie die Figur 2 erkennen lässt, kann anstelle der Blende auch das photosensitive Element 30 mit dem Träger 5 vereinigt sein. Es empfiehlt sich, in diesem Fall dieses Element in eine geeignete Ausnehmung im Träger 5 einzusetzen. Damit sind dann Blende und Lichtquelle stationär angebracht. Die Schale 4 ist hier auf Federn 31 abgestützt und mittels der Vorrichtung 32 zusätzlich gedämpft.



   Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 3 veranschaulicht. Hierbei ist am Träger 5 eine Skala 33 vorgesehen, deren Marken, die aus gut oder auch sehr schlecht reflektierendem Material bestehen können, mit Hilfe eines Tastkopfes 34 abgetastet werden.



  Für diesen Zweck eignen sich insbesondere auch katadioptrische Mittel (Rückstrahler). Die Rückstellkraft wird in diesem Falle durch Dauer- oder Elektromagnete 35 aufgebracht.



   Zum Zwecke der Anpassung und Einstellung sind Lichtquelle, Lichtempfänger oder Blende verstellbar angeordnet.



   Der elektrische Teil umfasst ein Netzgerät 36 für die Stromversorgung der Antriebe und Geräte sowie eine oder mehrere Brückenanordnungen 37, denen ein Verstärker 38 nachgeschaltet ist, welcher auf eine Relais- und Schützeneinheit 39 arbeitet.



   Die vorbeschriebene Anlage arbeitet folgendermassen:
Nach dem Einschalten der Stromversorgung arbeiten beide Förderrinnen auf die Waagschale 4. Diese Schale senkt sich unter der Einwirkung des ständig zunehmenden Gewichts mehr oder weniger gleichmässig weiter nach unten. Ist die Auslenkung der Waage so gross, dass der erste Schlitz 26 der Blende 25 dem Lichtempfänger 30 gegenüberliegt und somit eine genügend grosse Lichtmenge beispielsweise zu einem Photowiderstand durchlässt, so wird eine zuvor abgeglichene Wheatstone-Brücke 37, in deren einem Zweig der Photowiderstand liegt, verstimmt. Die demzufolge auftretende   Strom- bzw.    Spannungsänderung wird anschliessend im Gerät 38 verstärkt und einem Relais der Einheit 39 zugeführt, das dann anspricht und durch Betätigen des Kontaktes 40 den   Speisekreis für den Magneten 1 der Rinne 3 unterbricht.

   Dieser Zustand ist etwa erreicht bei 70   O/o    der Sollgewichtsmenge.



   Ist die Waagschale so weit nach unten verschoben, dass sie die eingestellte und der Grobfüll- plus Feinfüllmenge entsprechende Lage erreicht hat, so wird entweder derselbe Photowiderstand 30 oder aber ein zweites Photoelement durch den zweiten Blendenschlitz 27 mit einer hinreichenden Lichtmenge beaufschlagt, was wiederum eine Brückenverstimmung zur Folge hat. Der weitere Ablauf bis zum Stillsetzen der Förderrinne 7, das über den Kontakt 41 erfolgt, ist dann sinngemäss derselbe wie der im Zusammenhang mit dem Abschalten der Rinne 3 geschilderte. (Vergleiche hierzu die gestrichelt eingezeichneten Wirkungslinien). Durch Spannungsänderung an den Förderrinnenantrieben lässt sich deren Amplitude ver ändern, so dass auf diese Weise eine Einstellung der Antriebe möglich ist.

   Gegebenenfalls können auch Mittel vorgesehen sein, welche eine selbsttätige gewichtsabhängige Steuerung der Fördervorrichtung zulassen. Für diesen Zweck eignen sich insbesondere Transduktoren, mit deren Hilfe die Spannung an den Antrieben gewichtsabhängig verändert wird.



   Die Klappe 12 der Waagschale wird durch den Magneten 14 periodisch geöffnet, indem beispielsweise der Magnetstromkreis über einen Nockenkontakt 4 gesteuert wird, wobei der Betätigungsnocken 43 über die Welle der zugeordneten Verpackungsmaschine angetrieben wird.



   Wird eine Kontrolle der jeweiligen Portion gewünscht, solange diese sich noch in der Waagschale befindet, so sind Mittel vorzusehen, welche die Umlenkklappe 23 abhängig vom Wiegeergebnis in die richtige Lage bringen. Das heisst, bei guten Gewichten wird der Kanal 19 freigegeben, bei Fehlgewichten dagegen der zum Förderband 22 führende Kanal 20, von dem aus die portionierte Menge dann zu einem Aufnahmebehälter 44 gelangt.



   Um den Einfluss von Spannungsschwankungen und die Auswirkung der damit verbundenen Schwankungen der Lichtintensität auszuschalten, sieht man zweckmässigerweise eine zweite Photodiode vor, die der anderen genau entspricht und in einem zweiten Zweig der Brücke liegt, so dass sich durch Lichtschwankungen bedingte Spannungs- oder Widerstandsänderungen der Photodioden aufheben.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zum Abwiegen von Füllgut, bei der das Gut über Fördervorrichtungen einer Waagschale zugeführt und die Sollgewichtsmenge zum Verpacken weitergegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Waagschale Wegänderungen in elektrische Grössen umwandelnde Mittel zugeordnet sind, welche die unter dem Einfluss von Gewichtsmengen auftretenden Auslenkungen der Schale bezogen auf eine Ruhestellung erfassen und auslenkungsabhängig die Füllgutzufuhr zur Schale sowie deren Entleerung steuern.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Waagschale federnd gehaltert ist und sich zwischen einer aus Lichtgeber und Lichtempfänger gebildeten Lichtschranke bewegt und der Schalenträger mit einer im Lichtkanal befindlichen Blende versehen ist.

   2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Waagschale selbst als Blende dient.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in den Träger der Waagschale eine Photodiode eingesetzt ist und zwischen dieser Diode und einer Lichtquelle eine Blende vorgesehen ist.

   4. Einrichtung nach den Unteransprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass Photodiode, Blende und Lichtquelle höhen- und seitenverstellbar sind und die Blende Schlitze enthält.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass am Schalenträger Reflexionsmarken angebracht sind und als lichtelektrisches Mittel ein Reflexionstastkopf verwendet ist.

   6. Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Reflexionsmarken katadioptrische Mittel verwendet sind und mit Umkehrreflexion gearbeitet wird.

   7. Einrichtung nach den Unteransprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das photosensitive Element jeweils einen Zweig einer Wheatstone-Brücke bildet.

   8. Einrichtung nach den Unteransprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang derselben Lichtquelle ein weiteres, dem ersteren genau entsprechendes lichtempfindliches Element liegt, das einen zweiten Zweig der Brücke bildet.

   9. Einrichtung nach den Unteransprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Auslenkung der Waagschale abhängige Brückenverstimmung für Steuerzwecke ausgenutzt wird.

   10. Einrichtung nach den Unteransprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Brückenanordnung ein Verstärker nachgeschaltet ist, der Relais beeinflusst, welche auf Stromkreise zum Abschalten der Förderrinnen und zum Ausscheiden von Fehlgewichten arbeiten.

   11. Einrichtung nach den Unteransprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisespannung der Magnete mittels Transduktoren selbsttätig und lastabhängig gesteuert wird.

   12. Einrichtung nach den Unteransprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Waagschale auf unter dem Einfluss von Druck- oder Zugkräften sich deformierenden Elementen gelagert ist.

   13. Einrichtung nach den Unteransprüchen 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere und stufen weise arbeitende lichtelektrische Anordnungen vorgesehen sind.

   14. Einrichtung nach Patentanspruch und nach den Unteransprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Träger der Waagschale ein induktiver Geber vereinigt ist.

   15. Einrichtung nach Patentanspruch und nach den Unteransprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Waagschale ein kapazitiver Geber gekuppelt ist.