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Gerät zum Füllen von Behältern Füllgeräte, die zur Beendigung des
Füllvorganges von der Ablage eines vorgegebenen Materialgewichtes gesteuert werden,
sind in der Technik bekannt. Solche Geräte haben jedoch den Nachteil, daß zeitweilig
selbst bei Ablage des erforderlichen IAaterialgewlchtes das Volumen geringer als
normal ist, so daß sich ein Käufer, der das Material in der Packung kauft, betrogen
fühlt. Der Grund für die Differenz im Volumen bei gleichem Materialgewicht von einer
Packung zur anderen ist der, daß sich aufgrund der Verarbeitung des Materials und
der Handhabung die Dichte des Materials ändert, Wenn also ein flockiges Material,
wie z.B. Corn Flakes, nicht ordnungsgemäß gehandhabt oder verarbeitet wird, können
die Flocken brechen und deshalb bei gegebenem Gesicht ein geringeres Volumen einnehmen,
oder wenn die Größe von Puffreis kleiner als üblich ist, nimmt dieser bei gegebenem
Gewicht ein kleineres Volumen ein. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Füllgerät zu
schaffen, welches einen Fehler im abgelegten Gewicht des Materials berücksichtigt,
um ein vorgegebenes Volumen zu erreichen und den Behälter weiter füllt, bis das
gewünschte Volumen vorhanden ist ungeachtet der Tatsache, daß dann ein größeres
Materialgewicht vorhanden sein kann.
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Die hier dargestellte Erfindung betrifft eine Füllmaschine, welche
einen Wiegetrichter enthält, Mittel zum Zufut'iren von Material zum Wiegetrichter,
Verschlußmittel, welche in die und aus der Blockierstellung zwischen den ersten
DALtteln und dem Wiegetrichter bewegbar sind, um den Materialstro
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zum Wiegetrichter/steuern, und Mittel, welche die /zu Bewegung der letztgenannten
Mittel in die und aus der Bloctierstellung bewirken derart, daß, wenn bef Zuführung
eines vorgegebenen Materiaigewlchtes zum Wiegetrichter, das Volumen kleiner als
ein vorgegebenes Volumen ist, die Verschlußmittel in Entriegelungsstellung bleiben,
bis das Volumen ein vorgegebenes Volumen erreicht. Die Mittel, welche die Bewegung
der Verschlußmittel aus der Offenstellung in die Schließstellung und umgekehrt bewirken,
enthalten Federmittel, welche normalerweise die Verschluß mittel in die Schließstellung
drücken, und ein nockenbetätigtes Gestänge, welches die Verschlußmittel in die Offenstellung
bewegt. Verriegelungsmittel in der Offenstellung des Verschlusses halten die Verschlußmittel
in ihrer Offenstellung, und es sind Steuermittel vorgesehen, welche auf das Materialgewicht
im WEegetrichter und das Volumen darin ansprechen und die verriegelungsmittel außer
Eingriff bringen, um eine Bewegung des Verschlusses durch die Feder in seine Schließstellung
zu ermöglichen. Die Steuermittel wesen zwei Teile auf, die jeweils den Riegel in
seiner Eingriffsstellung halten, die nacheinander bebetätigbar sind, um den Riegel
außer Eingriff zu bringen, und zwar der eine durch Ablage eines vorgegebenen Material
gewichtes im Wiegetrichter und der andere durch Ablage eines vorgegebenen Materialvolumens
im ttegetrichter.
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Steuermittel bewirken den Betrieb der einen Mittel, wobei die letzteren
durch Bewegung des Wiegetrichters durch Ablage eines vorgegebenen Materialgewichtes
darin betätigt werden, und Abtastmittel bewirken den Betrieb der anderen Mittel
nach Maßgabe des Anstiegs der Materialhöhe im Wiegetrichter auf eine vorgegebene
Höhe. Das i-Regeelement einer Wiegeiaschine stützt den Wiegetrichter, und der vorgenannte
Schalter wird durch Ausgleichen des Wiegelementes betätigt.
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Eine Klappe ist schwenkbar am unteren Ende des rTiegetrichters gelagert
und entleert das Material aus dem Wiegetrichter in einen Karton. Die Klappe wird
von einer Feder geschiossen ehalten,
und ein Gestänge ist mit dieser
verbunden, um die Klappe zu öffnen, während der Verschluß geschlossen ist.
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Die Erfindung ist nachstehend ausführlicher unter Bezug auf die zugehörigen
Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 ist ein Seitenaufriß der erfindungsgemäßen Füllmaschine.
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Fig. 2 ist ein Aufriß von links in Fig. 1.
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Fig. 3 ist ein Aufriß von rechts in Fig. 1.
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Fig. 4 ist ein Schaltbild und zeigt reflektierende photoelekerische
Abtastmittel, und Fig. 5 ist ein Schaltbild und zeigt direkte photoelektrische Abtastmittel.
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Die Abbildungen zeigen einen Fülltrichter lo, eine Aufgabevorrichtung
12 über dem Fülltrichter, um dem Fülltrichter Material zuzuführen, einen Wiegetrichter
14, der sich auf dem Wiegeelement 16 einer Wiegemaschine 18 unter der Aufgabevorrichtung
abstützt und Material vom Fülltrichter aufnimmt, und eine Abgabeleitung 20 unter
dem Wiegetrichter, welche das abgelegte Material in einen Rarton C darunter abgibt;
alle Teile stützen sich an einem Rahmen 8 ab, der hier nur teilweise gezeigt ist.
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Der Fülltrichter lo weist rechtwinklig angeordnete senkrechte und
horizontale Abschnitte 22 und 24 auf, die an ihren Schnittpunkten miteinander in
Verbindung und an ihren Enden offen sind. Eine flache Abdeckung 26, welche diagonal
an der Außenseite der sich schneidenden Abschnitte angeordnet ist, ist normalerweise
geschlossen, ermöglicht aber einen Zugang
zum Inneren, falls erforderlich.
Die Aufgabevorrichtung 12 hat die Form einer Rinne, die von Winkelgliedern 28 und
30 auf dem Rahmen getragen wird, wobei ein Ende 32 im offenen Ende des horizontalen
Abschnitts 24 des Fülltrichters angeordnet und das andere Ende 34 mit dem unteren
Ende eines senkrechten Zuführungsrohres 36 in Verbindung ist. Der Winkel 30 enthält
einen Vibrator 37, der den Materialstrom durch die Rinne der Aufgabevorrichtung
in den Fülltrichter lo einleitet. Es ist ein Verschluß 38 vorgesehen, welcher das
offene untere Ende des senkrechten Abschnitts 22 schließt und aus einer die Öffnung
abdeckenden Stellung in eine zurückgezogene Stellung und umgekehrt durch ein Paar
in Abstand angeordnete Arme 40-40 beweglich gelagert ist, an denen der Verschluß
beispielsweise durch Bolzen befestigt ist. Die Arme 40-40 sind auf einer horizontal
angeordneten Welle 42 schwenkbar gelagert, und eine Feder 44, die an einem Ende
mit einem der Arme und an ihrem anderen Ende mit dem Abschnitt 22 des Fülltrichters
verbunden ist, drückt den Verschluß im Uhrzeigersinn, wie in Fig. 1 gezeigt ist,
in eine Schließstellung. Die Arme sind durch einen Steg 41 miteinander verbunden,
und ein Hebel 43 ist an der Welle 42 zwischen den Armen befestigt, wobei ein Ende
45 so angeordnet ist, daß es durch Bewegung in Eingriff mit dem Steg die Arme im
Gegenuhrzeigersinn auf der Welle 42 verschwenkt. Es ist zu beachten, daß der Verschluß
bogenförmig ausgebildet ist und um eine Achse schwenkt, welche oberhalb der Oberseite
des Fülltrichters über dem offenen unteren Ende zwischen den Seitenwänden und in
Eingriff mit den unteren Kanten der Vorder- und Rückwand gelagert ist.
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Ein Arm 46 (Fig. 3) ist an einem Ende an der Welle 42 und am entgegengesetzten
Ende an einem Ende einer Stange 48 befestigt. Das entgegengesetzte Ende der Stange
48 ist an einem Ende 50 eines Armes 52 eines Winkelhebels 54 schwenkbar gelagert.
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Der andere Arm 56 des Winkelhebels 54 weist an seinem vorderen Ende
eine Rolle 58 auf. Die Rolle 53 wird von dem Arm 56 gegen einen Nocken 60 gehalten,
der an einer ilockenwelle 62 befestigt ist. Der Nocken weist einen Vorsprung 64
auf, der durch Eingriff mit der Rolle 58 den Winkelhebel 54 im veigersinn dreht
und durch diese Drehung die Stange 48 nach unten zieht, so daß der Hebel 43 im Gegenuhrzeigersinn
verschwenkt wird. Durch die Gegenuhrzeigerbewegung des Hebels 43 werden die Arme
40-40 entsprechend verschwenkt und der Verschluß wird vcm unteren Ende des Fülltrichters
weggezogen. Ein Verriegelungshaken 66 ist auf dem Steg 41 zwischen den Armen 40-40
angebracht-und dient dazu, den Verschluß in Offenstellung während der Füllung des
rdiegetrichters mit der erforderlichen Materialmenge zu halten.
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Nach der Verriegelung zieht der Nocken den Hebel 43 zurück.
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Der Wiegetrichter 14 hat rechtwinkligen Querschnitt und ist etwas
größer als das untere Ende des Fülltrichters und nahe genug am unteren Ende- angeordnet,
so daß kein Material seitlich entweichen kann, während es in das obere Ende des
Wiegetrichters fällt. Das Wiegeelement 16, an welchem der Wiegetrichter 4 befestigt
ist, bildet Teil des Wiegemechanismus 68 der in dem US Patent 2 704 197 gezeigten
pneumatischen Wiegema.schine. Diese Wiegemaschine weist eine Düse 70 (Fig. 1) auf,
welche neben einem Kappenglied 72 abgestützt ist, welches von einem Arm 74 des Wiegeelementes
16getragen wird. Durch Bewegung des Armes 74 nach unten wird. die Kappe 72 in die
Nähe der Düse 70 bewegt und dadurch ein Ventil V betätigt, welches den Druckluftstrom
durch einen Leiter 76 zu einem Druckmittelmotor Mi absperrt, der an einer Winkelplatte
78 angebracht ist, welche ihrerseits am Gehäuse 80 der Wiegemaschine befestigt ist.
Eine Spindelwelle 82 (Fig. 3) ist drehbar in einem Lagerblock 84 gelagert,
der
an der Winkelplatte 78 befestigt ist, mit einem Ende von dieser nach innen (nach
rechts) absteht und mit dem anderen Ende von dieser nach außen (nach links) absteht.
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Am inneren Ende der Spindeiwelle ist ein Arm 86 angebracht, der radial
von dieser verläuft. Am vorderen Ende des Armes 86 befindet sich eine Rolle 38 (Fig.
1), die mit dem Verriegelungshaken 66 in Eingriff gelangen kann. Am äußeren Ende
der Spindelwelle 82 befindet sich ein Arm 9o, der von der zelle radial und nach
unten in Gegenüberstellung zum Motor M1 verläuft. Ein an der Spindelwelle befestigter
und von einer Feder 96 mit einem einstellbaren Anschlag 94 in Eingriff gehaltener
Begrenzungsarm 92 begrenzt die Drehung der Spindelwelle im Uhrzeigersinn. Der Motor
Ml weist einen Kolben 97 auf, der durch diesem von einem Ventil V zugeführte Druckluft
in einer ausgezogenen Stellung gehalten wird. Dabei ist dann der Kolben 97 mit dem
Arm 9o in Eingriff, wobei der letztere nachgiebig am kolben von einer Feder loo
gehalten wird. Solange der Kolben 97 in der ausgezogenen Stellung gehalten wird,
hält er die Rolle 88 mit dem Riegel 66 in Eingriff und folglich den Verschluß in
seiner Offenstellung. Wenn das ttslegeelement 16 durch das Vorhandensein eines vorgegebenen
Materialgewichtes im Wiegetrichter herabgedriickt wird, bewirkt es eine Betätigung
des Ventils V, wie vorstehend erwähnt, um den Strom von Druckluft zum Motor M1 zu
unterbrechen, worauf der Kolben 97 eine Bewegung des Armes 9o im Gegenuhrzeigersinn
durch die Feder loo zuläßt und somit den Verriegelungshaken 66 löst. Die Feder 44
bewegt dann den Verschluß in seine Schließstellung.
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Wie vorstehend bereits erwähnt, kann die Dichte der Stoffe, welche
zwecks Abfüllen in Kartons zum Verkauf abgewogen werden, von Füllung zu Füllung
so weit variieren, daß ein erheblicher Unterschied im Volumen auftritt, und der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Zustand dadurch zu beheben, daß
das Jlaterial dem Wiegebehälter weiter zugeführt
wird, nachdem eine
der speziellen Menge gewichtsmäßig entsprechende Menge abgelegt worden ist, bis
das Materialvolumen im Wiegebehälter eine vorgegebene annehmbare Höhe erreicht.
Um dies zu erzielen, ist auf der Wlnkelplatte 78 unter dem Motor M1 ein zweiter
Motor M2 angebracht, der mit einem Kolben 102 versehen ist, der innen in eine zurückgezogene
Stellung federbelastet ist. Der Motor 1Q ist luftbetrieben, um den Kolben 102 auszuziehen.
Der Betriebes Motors M2 wird durch photoelektrische Mittel bewirkt, welche eine
Zelle 104 und eine Lampe 106 nach Art eines Reflektors oder nach Art direkter photoelektrischer
Mittel aufweisen. In Fig. 4 sind die Teile 1o4, 106 auf einer Seite neben einem
Fenster 105 angeordnet, und das Lichtbündel von der Lampe 106 verläuft durch das
Fenster quer über den Trichter auf einer Linie X-X, welche der absolut minimalen
annehmbaren Materialhöhe im Trichter entspricht, zu einem Reflektor 107 und wird
quer über den Trichter durch das Fenster zurückreflektiert auf die Zelle 104. In
Fig. 5 ist die Zelle 104 auf einer Seite neben einem Fenster 1o9 und die Lampe 106
ist auf der entgegengesetzten Seite neben einem Fenster lii angebracht, so daß das
Lichtbündel von der Lampe auf einer Linie X-X, welche der absolut minimalen annehmbaren
Materialhöhe im Trichter entspricht, quer durch den Trichter zur Zelle verläuft.
Die photoelektrischen Mittel sind in einem Schaltkreis 108 (Fig. 4 und 5) angeordnet,
der seinerseits die Zufuhr von Luft zum Motor M2 durch ein magnetbetriebenes Ventil
V2 steuert. Die beiden Motoren M1 und M2 halten also gemeinsam durch Eingriff mit
dem Arm 9o die Rolle 88 mit dem Verriegelungshaken 66 in Eingriff. Wenn das richtige
Materialgewicht im Wiegetrichter abgelegt worden ist, wird, wie oben erwähnt, der
dem Motor Ml zugeführte Druck unterbrochen, so daß der Kolben 97 den Arm nicht mehr
in der Verriegelungsstellung hält. Wenn jedoch das Volumen kleiner als
das
annehmbare Volumen ist, bleibt der Kolben 1o2 in der ausgezogenen Stellung in Eingriff
mit dem Arm 9o, der ihn in seiner ausgezogenen Stellung halt, so daß der Verschluß
offen bleibt. Wenn das annehmbare Volumen erreicht ist, wird dem Motor M2 zugeführter
Druck unterbrochen, und der Kolben 1o2 bleibt zurückgezogen und ermöglicht dem Arm
ein Verschwenken im Gegenuhrzeigersinn, um den Verschluß zu- lösen.
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Der Wiegetrichter 14 ist an seinem unteren Ende von einer Klappe 1o4.1
verschlossen, welche sich bei 1o6.1 abstützt und von einer Feder 108.1 in einer
Schließstellung gehalten wird. Die Klappe weist in Abstand angeordnete parallele
Seitenwände llo.l-llo.l auf, welche auf entgegengesetzten Seiten des Wiegetrichters
nach oben verlaufen, und eine dieser Wände weist einen Ansatz 112'auf, durch welchen
die Klappe nach unten vom unteren Ende des Wiegetrichters verwchwenkt werden kann,
um den Inhalt des Wiegetrichters in den Abgabeleiter 20 zu entleeren. Niederdrücken
des Ansatzes 112 wird durch eine Rolle 114 an einem Ende eines Armes 116 bewirkt,
dessen anderes Ende an einer Welle 118 befestigt ist. Auf der Welle 118 ist ein
gabelförmiger Arm 120 angebracht, der durch ein Gelenk 122 mit einem Arm 124 verbunden
ist, der an seinem vorderen Ende eine Rolle 126 aufweist, welche an einem mit der
Nockenwelle 62 festen trocken 128 eingreift. Der Nocken 128 weist einen Vorsprung
130 auf der durch Eingriff mit der Rolle 126 den gabelförmigen Arm 120 im Uhrzeigersinn
verschwenkt, wodurch wiederum der Arm 116 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, um
den Ansatz 112 niederzudrücken.
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Der Abgabeleiter 20 füllt das Material direkt in das obere Ende des
Kartons C ab, der in aufrechter Stellung unter dem unteren Ende des Abgabetrichters
zwischen Führungsschienen 132-132 derart gelagert ist, daß aufeinanderfolgende Kartons
in eine Stellung unter dem Abgabetrichter zur Aufnahme einer Material füllung, beispielsweise
mittels eines Förderers 134 bewegt werden können.
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Der photoelektrische Kreis, durch welchen das Luftventil V2 zur Zufuhr
von Luft zum Motor M2 betätigt wird, weist, wie schaltbililich in Fig. 4 und 5 dargestellt
ist, ein Relais Rl auf, das erregt wird, wenn das Licht ununterbrochen zwischen
den Teilen 104, 1o6 der photoelektrischen tIlttel wandert, und entregt wird, wenn
das Licht durch das Vorhandensein von Material zwischen den Teilen 1o4, 1o6 behindert
wird; eine Magnetspule S, welche das Ventil V2 betätigt; und Kontakte c, die in
Reihe mit dieser liegen.
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Durch die Erregung der Magnetspule wird das Ventil V2 zur Zufuhr von
Druck zum Motor M2 betätigt.
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Das so beschriebene Gerät ist für einen zyklischen Betrieb ausgebildet,
um ihm zugeführte Behälter nacheinander zu füllen, wobei der Betrieb bei geöffnetem
Verschluß 38 nach Rückkehr des Wiegemechanismus in seine nicht-ausgeglichene Stellung
eingeleitet wird, nachdem der Inhalt des iegetrichters in den Katon entleert ist.
Das Material wird weiter dem Wiegetrichter zugeführt, -bis das Wiegeelement vom
richtigen Materialgewicht herabgedrückt wird und noch weiter, wenn das Gewicht nicht
dem erforderlichen Volumen entspricht, bis das erforderliche Volumen vorhanden ist,
woraufhin der Verschluß geschlossen wird und die Klappe sich öffnet. Durch das Öffnen
der Klappe wird der Mechanismus vom Gewicht entlastet, so daß er in seinen nicht-ausgeblichenen
Zustand zurückkehrt. Die Nockenwelle 62 wird von einem geeigneten Motor und einer
Kupplungangetrieben, die schematisch bei MK dargestellt sind, und der Wiegevorgang
wird durch Drehung der Nockenwelle in eine Stellung eingeleitet, in welcher der
Vorsprung 64 mit dem Nocken 56 des Winkelhebels 54 in Eingriff gebracht wird, der
über die Stange 48 den Verschluß 38 in eine Offenstellung bewegt, in welcher er
verriegelt ist.
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Der Füllzyklus geht weiter mit der Zufuhr von Material zum Wiegetrichter,
und wenn sowohl Gewichts- und Volumenerfordernisse erfüllt sind, wird der Verschluß
geschlossen und
durch weitere Drehung der Nockenwelle wird der
Vorsprung 130 mit dem Arm 124 in Eingriff gebracht, wobei dieser imUhrzeigersinn
verschwenkt wird, um seinerseits die Klappe herabzudrücken.
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Es versteht sich, daß die vorliegende Offenbarung nur der Darstellung
dient, und daß diese Erfindung alle Abwandlungen und Äquivalente einschließt, die
in den Rahmen der zugehörigen Ansprüche fallen.