WO2000032473A1 - Verfahren und vorrichtung zur befüllung von gebinden - Google Patents

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WO2000032473A1
WO2000032473A1 PCT/DE1999/003792 DE9903792W WO0032473A1 WO 2000032473 A1 WO2000032473 A1 WO 2000032473A1 DE 9903792 W DE9903792 W DE 9903792W WO 0032473 A1 WO0032473 A1 WO 0032473A1
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filling
container
weighing
weight
amount
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PCT/DE1999/003792
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French (fr)
Inventor
Dieter Schwenke
Robert Oster
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Chronos Holdings Ltd
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Chronos Holdings Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G13/00—Weighing apparatus with automatic feed or discharge for weighing-out batches of material
    • G01G13/24—Weighing mechanism control arrangements for automatic feed or discharge
    • G01G13/241—Bulk-final weighing apparatus, e.g. rough weighing balance combined with separate fine weighing balance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/30—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled
    • B65B1/32—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled by weighing
    • B65B1/34—Adjusting weight by trickle feed
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G13/00—Weighing apparatus with automatic feed or discharge for weighing-out batches of material
    • G01G13/02—Means for automatically loading weigh pans or other receptacles, e.g. disposable containers, under control of the weighing mechanism
    • G01G13/04—Means for automatically loading weigh pans or other receptacles, e.g. disposable containers, under control of the weighing mechanism involving dribble-feed means controlled by the weighing mechanism to top up the receptacle to the target weight

Definitions

  • the invention relates to a method for filling containers, in particular sacks, in a filling station with bulk material, of which a first quantity is introduced into the container in the coarse flow and a second quantity in the fine flow, in order to give the filling weight together.
  • the invention further relates to a device for filling containers, in particular sacks, with bulk material, with a filling station, to which a first quantity measuring device and a first container are assigned, to the outlet of which a filling nozzle is connected.
  • the filling is carried out with coarse flow with the balance switched on, it can be excited to vibrate, which affects an exact determination of the target weight reached. pregnant. Often the throttle element itself is the reason why the filling time cannot be minimized sufficiently while maintaining the desired accuracy of the filling weight.
  • the present invention has for its object to provide a method and an apparatus for filling containers, in particular bags in a single filling station with bulk material, by means of which the filling is shortened in time without the accuracy being impaired.
  • a method and a device of the type mentioned are to be created which can be fully automated and also controlled centrally.
  • a method and a device are also to be created in which changes in the filling process, e.g. can be immediately determined and compensated for due to changes in the properties of the bulk material. Further advantages of the invention result from the following description.
  • This object is achieved according to the invention in the method mentioned at the outset by determining the weight or volume of the first quantity outside the container by a first measurement and filling the container with this first quantity and filling the container with the second quantity, this quantity of weighing undergoes and sets the weight and / or the time of the start of filling and / or the filling speed of the second quantity using the results of the first measurement or the measurements of previous filling cycles.
  • the main quantity of the target weight for example 80 to 95% of it, is weighed outside the container and introduced into the container as a coarse flow, ie at a high filling speed.
  • the second, much smaller quantity of, for example, 5 to 20% of the target weight is introduced into the container as a fine stream and weighed separately from the first measurement, the order of this introduction and weighing being arbitrary.
  • the measurement result of the first weighing is quickly available. It can therefore be processed in a computer at an early stage and used to optimize the filling with the second quantity. Such an optimization can be achieved by changing the temporal overlap of both fillings or the filling speed of the second quantity.
  • the second quantity is weighed together with the first quantity in the container during the second weighing.
  • the container in the filling station is on a scale, i.e. the conveyor chain for the container is interrupted in the filling station by a scale.
  • the balance is then pretensioned to the weight of the first quantity and locked in place and only released again after the container has been filled with the first quantity. This allows filling at high speed and at the same time compacting the bulk material without the scale subsequently vibrating strongly, which would hinder the second weighing and lead to an incorrect result.
  • the metering of the second quantity expediently takes into account the follow-up rate of the fine flow by terminating the latter accordingly.
  • the run-on rate which depends on the dosing speed and the properties of the bulk material, can be determined from previous measurements and the fine flow shutdown can be set accordingly.
  • the second quantity is weighed out of a supply quantity during the second weighing.
  • the conveyor chain at the filling station is not interrupted by a scale.
  • the second quantity results from the weight difference between the quantity stored before and after dosing part of it into the container and can thus be measured very precisely.
  • the first can be filled at the end of the container Quantity from the weights then available from both weighings optimize the remaining time for further filling with the second quantity. This optimization can include setting or re-setting the overlap time of the two filling processes as well as the metering speed, ie the filling speed of the second quantity.
  • the switch-off weight for the second weighing can be calculated from the weights measured for both weighings before the fillings and corrected using the weights measured for the first weighing before and after filling. This correction takes into account the incorrect filling if the provided first quantity does not get completely into the container, but rather remains partly in the preparation room, for example, and the first filling quantity is therefore actually too small.
  • the first quantity can be composed of several subsets of different bulk materials.
  • the container is filled with a bulk mixture.
  • the first weighing comprises several consecutive partial weighings of the bulk goods entering the preparation room from separate sources, the proportions of the bulk goods being able to be controlled via the partial weighings.
  • the subsets are made available one after the other and the container is filled with these subsets.
  • the subsets are located in separate supply rooms, from which they enter the container separately. It is also possible to first bring the subsets together in the same staging area and then run them into the container in one go.
  • the container is filled with the second quantity before the filling with the first quantity has ended.
  • This temporal overlap of the two fillings allows the total filling time to be shortened without the accuracy being reduced End is affected because the final weight is only achieved by the fine flow alone.
  • the filling is started with the first quantity before the first weighing is finished and / or it is ended after the first weighing is finished.
  • the filling time and period of the first weighing partly overlap, so that the weighing result is available while the coarse flow is still running.
  • the filling station has at least a first loading line for the first quantity, each containing a quantity measuring device and the container, and at least one second loading line, each with a container and a scale for the second Quantity (s) comprises and actuators are arranged in the two feed strands.
  • the quantity measuring device is preferably a balance or a volume measuring device, for example a container with level measurement.
  • the actuators are used in particular to block and unblock the bulk material. In the case of several second feed lines, the fine streams running through them serve to set the exact quantitative ratios of the various to those bulk materials fed to the container through the first loading strands.
  • the device according to the invention thus has, in the simplest embodiment, two feed strands connected in parallel to the container for the large first quantity or the small second quantity.
  • Both loading lines are each equipped with containers for providing the bulk material and actuators for the flow control through both lines.
  • the feed line must contain a scale for the first quantity, this is optionally possible with the second line.
  • the second scale can be arranged in the second feed line or in the container conveyor chain under the filler neck.
  • the second container with the dosing unit is arranged on the second scale.
  • the greatest weighing accuracy can be achieved with this design because the default value for the second quantity resulting from the weight measurement of the first quantity is measured directly on the second balance. Since the container is not weighed in the filling station, the bulk material in the container can be compressed during the entire filling process. In addition, in the filling station, the active venting of the container and the bulk goods can be started before filling and can be continued because there is no weighing that could be affected.
  • the balance which is separate from the second container, is set up for weighing the container.
  • the conveyor chain for the container in the filling station is interrupted by a scale.
  • the bag is vented as long as the second scale is locked. After the release of the second scale, the active venting of the container is switched off.
  • the two containers are preferably connected to separate outlets of the same silo, so that both feed lines can be operated independently of one another.
  • the filling station has further containers with further scales assigned for further bulk goods.
  • this embodiment has a plurality of silos with a plurality of connected first feed lines, so that different bulk goods can be introduced into the same container or into different containers in the same overall system.
  • the device according to the invention expediently comprises sensors for flow control on the filling nozzle and / or for checking the presence of the container in the filling position. These sensors and possibly other sensors, e.g. for level control of the silo are advantageous for automatic filling.
  • the scales and the actuators as well as the sensors which may be present are connected to at least one computer via signal or control lines. This allows the filling process to run automatically.
  • the computer can be connected to a central computer, from which the process can be controlled by default values.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the device for filling bags with bulk material in a schematic representation
  • Figure 2 shows a second embodiment of the filling device in a schematic representation
  • Figure 3 shows a third embodiment of the filling device in a simplified schematic representation
  • Figure 4 is a detailed representation of a fourth embodiment of the filling device.
  • the embodiment of the device shown in Figure 1 comprises a first container 1, which is coupled to a first balance -2, a second container 3 with a metering screw 3, a filler neck 4 into which the outlets of the first container 1 and the metering screw 3 open, a second scale arranged under the filler neck 4 5 with sack holder 5 for the sack 6 to be filled and a silo 7 with two discharge funnels 7, 7 to which the first one
  • Container 1 via line 8 and the second container 3 via
  • Line 9 are connected.
  • remote-controlled actuators 11 and 12 are provided.
  • the silo 7 is equipped with a fill level sensor 15, the filler neck 4 with a flow sensor 16 and the filling position below the neck 4 with a sensor 17 for checking the presence of the bag 6.
  • the scales 2.5, the actuators 11-15 and the sensors 15-17 are connected via signal lines or control lines to a computer 18 which, based on the signals coming from the scales 2.5 and the sensors 15-17, sends the control commands to the Actuators 11-14 are in the required chronological order for the filling cycle.
  • the computer 18 is connected to a central computer (host) (not shown), from which the computer 18 receives default values and to which it sends evaluation data. Further signal lines go from the computer 18 to peripheral actuators for loading the silo 7 from a mass flow and for driving the transport chain for the sack 6 (not shown).
  • host central computer
  • peripheral actuators for loading the silo 7 from a mass flow and for driving the transport chain for the sack 6 (not shown).
  • the sequence of a filling cycle is as follows: the silo 7 is filled through the line 19 to a level which is detected by the sensor 15.
  • the signal supplied by the sensor 15 is used in the computer 18 to shut off the feed stream through the line 19.
  • the scale 5 is replaced by a computer 18 incoming signal preloaded and locked by a further signal from the computer with a time delay (actuator 20). These signals can control paths and / or angles of rotation.
  • the actuator 11 is actuated by a signal coming from the computer 18, so that the outlet 7 opens and the first container 1 is loaded with bulk material.
  • the scale 2 assigned to the container 1 reports its weighing result to the computer 18.
  • the point in time at which the outlet 7 is closed is continuously calculated by the computer from the weighing results and transmitted to the actuator 11.
  • a second container 3 is also loaded with bulk material from the silo 7 through an outlet 7 actuated by an actuator 12 via the line 9.
  • the outlet 7 can be closed via the actuator 12 controlled by the computer, for example for emptying the bulk material packer.
  • the container 1 is now filled with a preselected amount of bulk material, which is, for example, 95% of the target weight to be filled. If, according to the signal from the presence sensor 17, there is a sack 6 on the nozzle 4, the computer 18 controls the actuator 13 in order to open the first container 1. The bulk material flows over the funnel and the nozzle 4 into the sack. The flow sensor 16 reports the end of the bulk material flow in the nozzle 4 to the computer. The computer then queries the weight of the container 1 on the scale 2 and forms the difference from the previously reported weight of the filled container 1. The result is used as a specification for the actuator 14 of the metering screw 3.
  • the signal supplied by the flow sensor 16 triggers the closing command to the actuator 13 and the opening command to the actuator 11 by the computer 18, so that the first container 1 is filled for the next cycle while the filling cycle is still in progress.
  • the computer 18 releases the scale 5 by a signal to the actuator 20 a .
  • the filling starts from the second container 3 by means of the dosing screw 3.
  • the computer 18 supplies a signal to the actuator 14 in accordance with a preset value, which can be corrected by an average of previous filling processes.
  • the active ventilation of the bag 6 is switched off, so that an accurate weighing is possible.
  • the computer calculates the switch-off time for the dosing device 3 from the measurement signals supplied by the scale 5.
  • the computer then delivers a corresponding switching signal to the actuator 14 and delays a signal to the drive of the transport chain for the purpose of switching on the bag transport.
  • the sensors 15-17 can be, for example, photocells, ultrasonic sensors and, in the case of the sensor 17, also a vacuum sensor on the sack collar.
  • the device shown in FIG. 2 uses the same reference numbers for the same components as in FIG. 1.
  • the device shown differs from that of FIG. 1 essentially only by the position of the second scale 5. While in the system according to FIG measures the current weight of the bag 6 during the filling process with the fine flow, the scale 5 is coupled to the second container 3 and dosing screw 3 in the system of FIG. Their weight including the amount of bulk material contained is therefore measured. The second quantity of bulk material transferred as a fine flow into the sack 6 is therefore determined by the balance 5 by weighing. Since the locking and unlocking of the scale 5 is omitted here, the actuators 20 , 20 a required in the system according to FIG. 1 are also missing.
  • the computer sends the switch-off command to the actuator 14.
  • the bag transport is switched on with a time delay.
  • the greater weighing accuracy can be achieved because the default value for switching off the fine flow determined after the end of the bag filling with the first quantity is measured directly on the scale 5.
  • the bulk material can be compressed in the sack during the entire filling process. The active venting of the sack and the bulk material can begin before filling and can also be continued since the sack is not weighed during filling.
  • the system shown in FIG. 3 differs from the system according to FIG. 2 only in that two further silos 7, 7, two further weighing containers 1, 1 connected to them via lines 8, 8 with scales 2, 2 are provided.
  • the sack 6 can be filled with three different bulk materials in a desired adjustable weight ratio.
  • Supply line 9 for the fine current generator 3, 3, 5 can be connected to a b any of the three silos 7, 7, 7.
  • FIG. 4 shows a device modified compared to FIG. 3, through which the three bulk goods are introduced separately into a container 6 '(e.g. cardboard box) and also remain separate there.
  • a container 6 ' e.g. cardboard box
  • the filling nozzle 4 ' has three separate filling channels to which the bulk material lines 8, 8 and 8 are connected. It is provided that the fine-flow metering screw 3 can be connected to any of the three filling channels of the nozzle 4 'in accordance with the above-mentioned possibility of connecting the supply line 9 to any of the three silos 7, 7a, 7b.

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Abstract

Verfahren zum Befüllen von Gebinden, insbesondere Säcken, in einer Füllstation mit Schüttgut, von dem eine erste Menge im Grobstrom und eine zweite Menge im Feinstrom in das Gebinde eingebracht werden, um das Füllgewicht zu ergeben, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gewicht oder Volumen der ersten Menge ausserhalb des Gebindes durch eine erste Messung feststellt und das Gebinde mit dieser ersten Menge befüllt und das Gebinde mit der zweiten Menge befüllt, diese Menge einer Wägung unterzieht und das Gewicht und/oder den Zeitpunkt des Befüllbeginns und/oder die Befüllgeschwindigkeit der zweiten Menge unter Benutzung der Ergebnisse der ersten Messung oder der Messungen voraufgegangener Befüllzyklen einstellt. Es wird auch eine Vorrichtung angegeben.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Befüllung von Gebinden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen von Gebinden, insbesondere Säcken, in einer Füllstation mit Schüttgut, von dem eine erste Menge im Grobstrom und eine zweite Menge im Feinstrom in das Gebinde eingebracht werden, um zusammen das Füllgewicht zu ergeben. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Befüllung von Gebinden, insbesondere Säcken, mit Schüttgut, mit einer Füllstation, der ein erstes Mengenmeßgerät und ein erster Behälter zugeordnet sind, an dessen Auslauf ein Füllstutzen angeschlossen ist.
Es ist bekannt, einen Sack an einer Füllstation nacheinander mit einer größeren Schüttgutmenge im Grobstrom und dann mit einer kleinen Restmenge im Feinstrom zu befüllen, um die Zeit für den Füllvorgang möglichst gering zu halten und das Sollgewicht in dem Sack möglichst genau zu erreichen. Grob- und Feinstrom kommen aus dem gleichen Schüttgutbehälter. Die Umschaltung von Grob- auf Feinstrom erfolgt durch teilweises Zufahren eines Drosselorgans. Zur Beendigung des Feinstroms wird das gleiche Drosselorgan gänzlich geschlossen. Diese Art der Befüllung ist nicht optimal, weil Grob- und Feinstrom bei laufender Wägung aufeinanderfolgen und die Umschaltung durch das Erreichen eines vorgegebenen Teilgewichts im Sack ausgelöst wird. Wenn die Befüllung mit Grobstrom bei eingeschalteter Waage erfolgt, kann diese zu Schwingungen angeregt werden, die eine genaue Feststellung des erreichten Sollgewichts beein- trächtigen. Oftmals ist auch das Drosselorgan selbst Ursache dafür, daß die Befüllungszeit bei Einhaltung der gewünschten Genauigkeit des Füllgewichts nicht ausreichend minimiert werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen von Gebinden, insbesondere Säcken in einer einzigen Füllstation mit Schüttgut zu schaffen, durch die die Befüllung zeitlich verkürzt wird, ohne daß die Genauigkeit beeinträchtigt wird. Insbesondere soll ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art geschaffen werden, die vollständig automatisiert und auch zentral gesteuert werden können. Außerdem soll auch ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, bei denen Veränderungen beim Befüllvorgang z.B. infolge Eigenschaftsänderungen des Schüttguts sogleich festgestellt und kompensiert werden können. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das Gewicht oder Volumen der ersten Menge außerhalb des Gebindes durch eine erste Messung feststellt und das Gebinde mit dieser ersten Menge befüllt und das Gebinde mit der zweiten Menge befüllt, diese Menge einer Wägung unterzieht und das Gewicht und/oder den Zeitpunkt des Befüllbeginns und/oder die BefüUgeschwindigkeit der zweiten Menge unter Benutzung der Ergebnisse der ersten Messung oder der Messungen voraufgegangener Befüllzyklen einstellt. Die Hauptmenge des Sollgewichts, z.B. 80 bis 95 % davon werden außerhalb des Gebindes verwogen und als Grobstrom, d.h. mit hoher BefüUgeschwindigkeit in das Gebinde eingeführt. Die zweite, wesentlich kleinere Menge von z.B. 5 bis 20 % des Sollgewichts wird getrennt von der ersten Messung als Feinstrom in das Gebinde eingebracht und verwogen, wobei die Reihenfolge dieser Einbringung und Wägung beliebig sein kann. Durch dieses Verfahren, insbesondere seine getrennten Wägungen der beiden Mengen steht das Meßergebnis der ersten Wägung schnell zur Verfügung. Es kann daher frühzeitig in einem Rechner verarbeitet und dazu benutzt werden, die Befüllung mit der zweiten Menge zu optimieren. Eine solche Optimierung kann durch eine Veränderung der zeitlichen Überlappung beider Befüllungen oder der BefüUgeschwindigkeit der zweiten Menge erreicht werden.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiegt man bei der zweiten Wägung die zweite Menge zusammen mit der ersten Menge in dem Gebinde. In diesem Falle befindet sich das Gebinde in der Füllstation auf einer Waage, d.h die Förderkette für die Gebinde ist in der Füllstation durch eine Waage unterbrochen. Vorzugsweise spannt man dann bei der zweiten Wägung die Waage auf das Gewicht der ersten Menge vor und arretiert sie und gibt sie erst nach der Befüllung des Gebindes mit der ersten Menge wieder frei. Dies erlaubt die Befüllung mit hoher Geschwindigkeit und gleichzeitiger Verdichtung des Schüttgutes, ohne daß die Waage anschließend stark schwingt, wodurch die zweite Wägung behindert und zu einem fehlerhaften Ergebnis führen würde. Zweckmäßigerweise berücksichtigt man beim Dosieren der zweiten Menge die Nachlaufrate des Feinstroms durch entsprechend vorzeitiges Beenden desselben. Die von der Dosiergeschwindigkeit und den Schüttguteigenschaften abhängige Nachlaufrate kann aus vorherigen Messungen ermittelt und die Feinstromabschaltung entsprechend eingestellt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wiegt man bei der zweiten Wägung die zweite Menge aus einer Vorratsmenge aus. In diesem Falle ist die Förderkette an der Füllstation nicht durch eine Waage unterbrochen. Die zweite Menge ergibt sich aus der Gewichtsdifferenz der Vorratsmenge vor und nach der Dosierung eines Teils davon in das Gebinde und kann so sehr genau bemessen werden. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens kann man am Ende der Befüllung des Gebindes mit der ersten Menge aus den dann aus beiden Wägungen vorliegenden Gewichten die Restlaufzeit der weiteren Befüllung mit der zweiten Menge optimieren. Diese Optimierung kann sowohl die Einstellung bzw. Neueinstellung der Überlappungszeit der beiden Befüllvorgänge als auch die Dosiergeschwindigkeit, d.h. die Befüllungsgeschwindigkeit der zweiten Menge beinhalten. So kann man das Abschaltgewicht bei der zweiten Wägung aus den bei beiden Wägungen vor den Befüllungen gemessenen Gewichten berechnen und unter Benutzung der bei der ersten Wägung gemessenen Gewichte vor und nach der Befüllung korrigieren. Diese Korrektur berücksichtigt die Fehlbefüllung, wenn die bereitgestellte erste Menge nicht vollständig in das Gebinde gelangt, sondern z.B. zum Teil in dem Bereitstellungsraum zurückbleibt und dadurch die erste Befüllmenge tatsächlich zu gering ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die erste Menge aus mehreren Teilmengen unterschiedlicher Schüttgüter zusammengesetzt sein. In diesem Fall wird das Gebinde mit einem Schüttgutgemisch befüllt. Dabei umfaßt die erste Wägung mehrere aufeinander folgende Teilwägungen der aus getrennten Quellen in den Bereitstellungsraum einlaufenden Schüttgüter, wobei über die Teilwägungen die Anteile der Schüttgüter gesteuert werden können. Im allgemeinen werden die Teilmengen nacheinander bereitgestellt und wird das Gebinde mit diesen Teilmengen befüllt. Die Teilmengen befinden sich dabei in separaten Bereitstellungsräumen, aus denen sie getrennt in das Gebinde einlaufen. Es ist auch möglich, die Teilmengen zunächst in demselben Bereitstellungsraum zusammenzuführen und dann in einem Zuge in das Gebinde einlaufen zu lassen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beginnt man mit der Befüllung des Gebindes mit der zweiten Menge, bevor die Befüllung mit der ersten Menge beendet ist. Diese zeitliche Überlappung der beiden Befüllungen erlaubt eine Verkürzung der gesamten Befüllzeit, ohne daß die Genauigkeit am Ende dadurch beeinträchtigt wird, da das Endgewicht nur durch den Feinstrom alleine erreicht wird. Im allgemeinen beginnt man die Befüllung mit der ersten Menge vor der Beendigung der ersten Wägung und/oder beendet sie nach der Beendigung der ersten Wägung. Befül- lungszeit und Zeitraum der ersten Wägung überdecken sich teilweise, so daß das Wägeresultat zur Verfügung steht, während der Grobstrom noch läuft.
Zweckmäßigerweise berechnet man aus vorhergehenden Befüllungs- zyklen einen Mittelwert für die Befüllungsdauer mit der zweiten Menge und stellt aufgrund dieses Mittelwerts eine zeitliche Überlappung der Befüllungen mit den beiden Mengen, d.h. den Beginn der Befüllung mit der zweiten Menge ein. Da sich das Füllverhalten eines Schüttguts in den seltensten Fällen sprunghaft ändert, kann aus dem Füllverhalten bei den vorhergehenden Zyklen auf das Verhalten bei dem laufenden Zyklus geschlossen werden. Der genannte Mittelwert steht damit für die Steuerung und Optimierung der zweiten (Feinstrom)menge zur Verfügung, bevor der Meßwert aus der ersten Wägung des laufenden Zyklus vorliegt. Der Beginn der Befüllung mit der zweiten Menge kann daher frühzeitig vor dem Auslaufen der Befüllung mit der ersten Menge beginnen. Da der Mittelwert immer aus den letzten Befüllungszyklen resultiert, kann die Überlappung modifiziert werden, wenn sich in den Befüllungszyklen ein Gang, d.h. eine nicht zufällige Veränderung in einer Richtung zeigt.
Die Aufgabe wird ferner bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Füllstation mindestens einen ersten, je ein Mengenmeßgerät und den Behälter enthaltenden Beschickungsstrang für die erste Menge sowie mindestens einen zweiten Beschickungsstrang mit je einem Behälter und einer Waage für die zweite(n) Menge(n) umfaßt und in den beiden ßeschik- kungssträngen Stellglieder angeordnet sind. Das Mengenmeßgerät ist vorzugsweise eine Waage oder ein Volumenmeßgerät, z.B. ein Behälter mit Füllstandsmessung. Die Stellglieder dienen insbesondere zur Durchlaufsperre und -freigäbe des Schüttguts. Bei mehreren zweiten Beschickungssträngen dienen die durch sie laufenden Feinströme der Einstellung der genauen Mengenverhältnisse der verschie- denen, durch die ersten Beschickungsstränge dem Gebinde zugeführten Schüttgüter. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat somit bei einfachster Ausführung zwei parallel geschaltete Beschickungsstränge zum Gebinde für die große erste Menge bzw. die kleine zweite Menge. Beide Beschickungsstränge sind jeweils mit Behältern zur Bereitstellung des Schüttguts und Stellgliedern für die Durchlaufsteuerung durch beide Stränge ausgestattet. Während der Beschickungsstrang für die erste Menge eine Waage enthalten muß, ist dies bei dem zweiten Strang wahlweise möglich. Je nach Ausführung kann die zweite Waage in dem zweiten Beschickungsstrang oder in der Gebindeförderkette unter dem Füllstutzen angeordnet sein.
Bei der zuerst genannten Ausführungsform der Vorrichtung ist der zweite Behälter mit der Dosiereinheit auf der zweiten Waage angeordnet. Bei dieser Konstruktion ist die größte Wiegegenauigkeit erreichbar, weil der aus der Gewichtsmessung der ersten Menge resultierende Vorgabewert für die zweite Menge an der zweiten Waage direkt gemessen wird. Da das Gebinde in der Füllstation nicht gewogen wird, kann während des gesamten Füllvorgangs das Schüttgut im Gebinde verdichtet werden. Außerdem kann in der Füllstation die aktive Entlüftung des Gebindes und des Schüttguts vor dem Befüllen beginnen und darüber hinaus fortgesetzt werden, weil keine Wägung erfolgt, die dadurch beeinträchtigt werden könnte.
Bei der anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die von dem zweiten Behälter getrennte Waage für die Wägun des Gebindes eingerichtet. In diesem Falle ist die Förderkette für das Gebinde in der Füllstation durch eine Waage unterbrochen. Die Sackentlüftung erfolgt, solange die zweite Waage arretiert ist. Nach der Freigabe der zweiten Waage wird die aktive Entlüftung des Gebindes abgeschaltet.
Vorzugsweise sind die beiden Behälter an separate Ausläufe des gleichen Silos angeschlossen, so daß beide Beschickungsstränge unabhängig voneinander betrieben werden können.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der Füllstation weitere Behälter mit weiteren Waagen für weitere Schüttgüter zugeordnet. Anstelle des bisher beschriebenen einen Silos mit dem angeschlossenen ersten Beschickungsstrang hat diese Ausführungsform eine Mehrzahl von Silos mit einer Mehrzahl von angeschlossenen ersten Beschickungssträngen, so daß in derselben Gesamtanlage verschiedene Schüttgüter in dasselbe Gebinde oder in verschiedene Gebinde eingebracht werden können.
Zweckmäßigerweise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung Sensoren zur Durchflußkontrolle an dem Füllstutzen und/oder zur Anwesenheitskontrolle des Gebindes in der Füllposition. Diese Sensoren und ggfs. weitere Sensoren, z.B. zur Füllstandskontrolle des Silos sind für eine automatische Befüllung von Vorteil.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Waagen und die Stellglieder sowie die ggfs. vorhandenen Sensoren über Signal- bzw. Steuerleitungen mit wenigstens einem Rechner zusammengeschaltet. Dies erlaubt einen automatischen Ablauf der Befüllung. Der Rechner kann an einen Zentralrechner angeschlossen sein, von dem aus der Prozess durch Vorgabewerte gesteuert werden kann.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung für die Befüllung von Säcken mit Schüttgut in schematischer Darstellung;
Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Befüllungsvorrich- tung in schematischer Darstellung;
Figur 3 eine dritte Ausführungsform der Befüllungsvorrichtung in vereinfachter schematischer Darstellung; und
Figur 4 eine Detaildarstellung einer vierten Ausführungsform der Befüllungsvorrichtung.
Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung umfaßt einen ersten Behälter 1, der mit einer ersten Waage -2 gekoppelt ist, einen zweiten Behälter 3 mit einer Dosierschnecke 3 , einen Füllstutzen 4, in den die Ausläufe des ersten Behälters 1 und der Dosierschnecke 3 münden, eine unter dem Füllstutzen 4 angeordnete zweite Waage 5 mit Sackhalterung 5 für den zu befüllenden Sack 6 a b sowie ein Silo 7 mit zwei Auslauftrichtern 7 , 7 , an die der erste
Behälter 1 über die Leitung 8 bzw. der zweite Behälter 3 über die
Leitung 9 angeschlossen sind. Zum Öffnen und Schließen der Ausläufe a b 7 und 7 sind fernbedienbare Stellglieder 11 bzw. 12 vorgesehen.
Zum Öfnen und Schließen des ersten Behälters 1 ist dieser mit einem fernbedienbaren Stellglied 13 bestückt. Zur Betätigung der Dosier- Schnecke 3 ist diese mit einem Stellglied 14 gekoppelt. Ferner ist die Anlage mit Kontrollsensoren bestückt. So ist das Silo 7 mit einem Füllstandssensor 15, der Füllstutzen 4 mit einem Durchflußsensor 16 und die Füllposition unterhalb des Stutzens 4 mit einem Sensor 17 zur Anwesenheitskontrolle des Sackes 6 ausgerüstet. Die Waagen 2,5, die Stellglieder 11-15 und die Sensoren 15-17 sind über Signalleitungen bzw. Steuerleitungen mit einem Rechner 18 verbunden, der aufgrund der von den Waagen 2,5 und den Sensoren 15-17 kommenden Signale die Steuerbefehle an die Stellglieder 11-14 in der nötigen zeitlichen Abfolge für den Befüllzyklus gibt. Der Rechner 18 ist an einen Zentralrechner (Host) angeschlossen (nicht dargestellt) , von dem der Rechner 18 Vorgabewerte erhält und an den er Auswertedaten sendet. Weitere Signalleitungen gehen von dem Rechner 18 an periphere Stellglieder für die Beschickung des Silos 7 aus einem Massestrom und für den Antrieb der Transportkette für den Sack 6 (nicht dargestellt).
Der Ablauf eines Befüllzyklus ist wie folgt: Das Silo 7 wird durch die Leitung 19 bis zu einem Füllstand gefüllt, der durch den Sensor 15 erfaßt wird. Das von dem Sensor 15 gelieferte Signal wird in dem Rechner 18 zur Absperrung des Beschickungsstroms durch die Leitung 19 benutzt. Die Waage 5 wird durch ein von dem Rechner 18 kommendes Signal vorbelastet und durch ein weiteres Signal von dem Rechner zeitverzögert arretiert (Stellglied 20). Diese Signale können Wege und/oder Drehwinkel steuern. Durch ein von dem Rechner 18 kommendes Signal wird das Stellglied 11 betätigt, so daß der Auslauf 7 öffnet und der erste Behälter 1 mit Schüttgut beschickt wird. Die dem Behälter 1 zugeordnete Waage 2 meldet ihr Wiegeergebnis an den Rechner 18. Der Zeitpunkt, an dem der Auslauf 7 geschlossen wird, wird von dem Rechner aus den Wiegeergebnissen laufend berechnet und an das Stellglied 11 übermittelt. Aus dem Silo 7 wird ferner durch einen von einem Stellglied 12 betätigten Auslauf 7 über die Leitung 9 ein zweiter Behälter 3 mit Schüttgut beschickt. Über das von dem Rechner angesteuerte Stellglied 12 kann der Auslauf 7 geschlossen werden, z.B. für eine Entleerung des Schüttgutpackers .
Der Behälter 1 ist nun mit einer vorgewählten Menge Schüttgut gefüllt, die z.B. 95% des abzufüllenden Sollgewichts beträgt. Liegt an dem Stutzen 4 gemäß Signal des Anwesenheitssensors 17 ein Sack 6 an, steuert der Rechner 18 das Stellglied 13 an, um den ersten Behälter 1 zu öffnen. Das Schüttgut fließt über den Trichter und den Stutzen 4 in den Sack. Der Durchflußsensor 16 meldet das Ende des Schüttgutstroms in dem Stutzen 4 an den Rechner. Daraufhin fragt der Rechner an der Waage 2 das Gewicht des Behälters 1 ab und bildet die Differenz zu dem zuvor gemeldeten Gewicht des gefüllten Behälters 1. Das Ergebnis wird als Vorgabe für das Stellglied 14 der Dosierschnecke 3 benutzt. Durch das von dem Durchflußsensor 16 gelieferte Signal wird vom Rechner 18 der Schließbefehl an das Stellglied 13 und der Öffnungsbefehl an das Stellglied 11 ausgelöst, so daß noch während des laufenden Befüllzyklus der erste Behälter 1 für den nächsten Zyklus gefüllt wird. Außerdem gibt der Rechner 18 durch ein Signal an das Stellglied 20a die Waage 5 frei.
Gleichzeitig oder verzögert zur Befüllung des Sackes mit Schüttgut aus dem Behälter 1 im Grobstrom beginnt die Befüllung aus dem zweiten Behälter 3 mittels der Dosierschnecke 3 . Hierzu liefert der Rechner 18 ein Signal an das Stellglied 14 entsprechend einem Vorgabewert, der durch einen Mittelwert vorhergehender Füllvorgänge korrigiert werden kann. Nach der Freigabe der Waage 5 wird die aktive Entlüftung des Sackes 6 abgeschaltet, so daß eine genaue Wägung möglich wird. Aus den von der Waage 5 gelieferten Meßsignalen berechnet der Rechner den Abschaltzeitpunkt für den Dosierer 3 . Der Rechner liefert dann ein entsprechendes Schaltsignal an das Stellglied 14 und verzögert dazu ein Signal an den Antrieb der Transportkette zwecks Einschaltung des Sacktransports. Sobald sich der nächste Sack 6 unter dem Füllstutzen 4 auf der Waage 5 befindet, beginnt der nächste Befüllungszyklus. Die Sensoren 15-17 können beispielsweise Photozellen, Ultraschallsensoren und im Falle des Sensors 17 auch ein Unterdrucksensor am Sackkragen sein.
Die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung benutzt für gleiche Komponenten die gleichen Bezugszahlen wie in Figur 1. Die gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der nach Figur 1 im wesentlichen nur durch die Position der zweiten Waage 5. Während bei der Anlage nach Figur 1 die Waage 5 das aktuelle Gewicht des Sackes 6 beim Befüllvorgang mit dem Feinstrom mißt, ist die Waage 5 bei der Anlage der Figur 2 mit dem zweiten Behälter 3 und Dosierschnecke 3 gekoppelt. Es wird daher deren Gewicht einschließlich der enthaltenen Schüttgutmenge gemessen. Die als Feinstrom in den Sack 6 überführte zweite Menge des Schüttguts wird daher durch die Waage 5 durch Auswägung ermittelt. Da die Arretierung und Entarretierung der Waage 5 hier entfällt, fehlen auch die bei der Anlage nach Figur 1 erforderlichen Stellglieder 20,20a.
Für den Ablauf des Befüllzyklus gilt im wesentlichen das oben zu Figur 1 Gesagte. Abweichend wird jedoch nach dem von Sensor 16 gemeldeten Ende des Schüttgutdurchflusses durch den Stutzen 4 von dem Rechner 18 das Gewicht des Behälters 1 wie auch das Gewicht des Behälters 3,3 abgefragt. In diesem Falle wird das Ergebnis der Rechnung als Vorgabewert für den Antrieb der Dosierschnecke 3 durch entsprechende Signale an das Stellglied 14 benutzt. Die Signajgabe an die Waage 5 zwecks Arretierung und Entarretierung entfällt.
Wenn der von dem Rechner 18 aus den Gewichten des Behälters 1 und des Ausgangsgewichtes des Behälters 3,3 berechnete Vorgabewert an der Waage 5 erreicht ist, liefert der Rechner den Abschaltbefehl an das Stellglied 14. Der Sacktransport wird zeitverzögert eingeschaltet. Bei diesem Verfahren ist die größere Wiegegenauigkeit erreichbar, weil der nach dem Ende der Sackbefüllung mit der ersten Menge ermittelte Vorgabewert zum Abschalten des Feinstroms an der Waage 5 direkt gemessen wird. Während des gesamten Befüllvorgangs kann das Schüttgut im Sack verdichtet werden. Die aktive Entlüftung des Sackes und des Schüttgutes kann vor dem Befüllen beginnen und darüber hinaus fortgesetzt werden, da der Sack während der Befüllung nicht gewogen wird.
Die in Figur 3 gezeigte Anlage unterscheidet sich nur dadurch von der Anlage nach Figur 2, daß zusätzlich zwei weitere Silos 7 , 7 , zwei weitere, über Leitungen 8 ,8 daran angeschlossene Wäge- behälter 1 ,1 mit Waagen 2 , 2 vorgesehen sind. In dieser Anlage kann der Sack 6 mit drei verschiedenen Schüttgütern in einem gewünschten einstellbaren Gewichtsverhältnis befüllt werden. Die
Versorgungsleitung 9 für den Feinstromgenerator 3,3 ,5 kann an a b einen beliebigen der drei Silos 7,7 ,7 angeschlossen werden.
Figur 4 zeigt eine gegenüber Figur 3 modifizierte Einrichtung, durch die die drei Schüttgüter getrennt in ein Gebinde 6' (z.B. Karton) eingeführt werden und dort auch getrennt bleiben.
Der Befüllstutzen 4' hat drei separate Befüllkanäle, an die die a b Schüttgutleitungen 8, 8 und 8 angeschlossen sind. Dabei ist vorgesehen, daß die Feinstrom-Dosierschnecke 3 an einen beliebigen der drei Befüllkanäle des Stutzens 4' angeschlossen werden kann entsprechend der oben erwähnten Möglichkeit des Anschlusses der Versorgungsleitung 9 an ein beliebiges der drei Silos 7,7a ,7b.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Befüllen von Gebinden, insbesondere Säcken, in einer Füllstation mit Schüttgut, von dem eine erste Menge im Grobstrom und eine zweite Menge im Feinstrom in das Gebinde eingebracht werden, um das Füllgewicht zu ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gewicht oder Volumen der ersten Menge außerhalb des Gebindes durch eine erste Messung feststellt und das Gebinde mit dieser ersten Menge befüllt und das Gebinde mit der zweiten Menge befüllt, diese Menge einer Wägung unterzieht und das Gewicht und/oder den Zeitpunkt des Befüllbeginns und/oder die BefüUgeschwindigkeit der zweiten Menge unter Benutzung der Ergebnisse der ersten Messung oder der Messungen voraufgegangener Befüllzyklen einstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der zweiten Wägung die zweite Menge zusammen mit der ersten Menge in dem Gebinde verwiegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der zweiten Wägung die Waage auf das Gewicht der ersten Menge vorspannt und arretiert und erst nach der Befüllung des Gebindes mit der ersten Menge wieder freigibt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Dosieren der zweiten Menge die
Nachlaufrate des Feinstroms durch entsprechend vorzeitiges
Beenden desselben berücksichtigt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der zweiten Wägung die zweite Menge aus einer Vorratsmenge auswiegt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man am Ende der Befüllung des Gebindes mit der ersten Menge aus den dann aus beiden Wägungen vorliegenden Gewichten die Restlaufzeit der weiteren Befüllung mit der zweiten Menge optimiert.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abschaltgewicht der zweiten Wägung aus den bei beiden Wägungen vor den Befüllungen gemessenen Gewichten berechnet und unter Benutzung der bei der ersten Wägung gemessenen Gewichte vor und nach der Befüllung korrigiert.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Menge aus mehreren Teilmengen unterschiedlicher Schüttgüter zusammensetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilmengen nacheinander bereitstellt und das Gebinde mit ihnen befüllt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man mit der Befüllung des Gebindes mit der zweiten Menge beginnt, bevor die Befüllung mit der ersten Menge beendet ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Befüllung mit der ersten Menge vor der Beendigung der ersten Wägung beginnt und/oder bei oder nach der Beendigung der ersten Mengenmessung oder Wägung beendet.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man aus vorhergehenden Befüllungszyklen einen Mittelwert für die Befüllungszeit der zweiten Menge berechnet und aufgrund dieses Mittelwerts den Beginn der Befüllung mit der zweiten Menge einstellt.
13. Vorrichtung zur Befüllung von Gebinden, insbesondere von Säcken mit Schüttgut, mit einer Füllstation, der ein erstes Mengenmeßgerät (2) und ein erster Behälter (1) zugeordnet sind, an dessen Auslauf ein Füllstutzen (4) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstation mindestens einen ersten, je ein Mengenmeßgerät (2) und den Behälter (1) enthaltenden Beschickungsstrang für die erste Menge sowie mindestens einen zweiten Beschickungsstrang mit je einem Behälter (3) und einer Waage (5) für die zweite Menge umfaßt und in den beiden Beschickungsstrangen Stellglieder (11,13 bzw. 12,14) angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Waagen (2,5) und Stellglieder (11-14) über Signal- bzw. Steuerleitungen mit wenigstens einem Rechner (18) zusammengeschaltet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Behälter (3) zusammen mit einer Dosiereinheit (3 ) auf der zweiten Waage (5) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem zweiten Behälter (3) getrennte zweite Waage (5) für die Wägung des Gebindes (6) eingerichtet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Behälter (1,3) an separate Ausläufe a b (7 ,7 ) des gleichen Silos (7) angeschlossen sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch a b gekennzeichnet, daß der Füllstation weitere Behälter (1 ,1 ) auf weiteren Waagen (2a ,2b) für weitere Schüttgüter zugeordnet sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, gekennzeichnet durch Sensor(en) (16,17) zur Durchflußkontrolle an dem Füllstutzen (4) und/oder zur Anwesenheitskontrolle des Gebindes (6) in der Füllposition.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstutzen (4') mehrere separate Befüll- a b kanäle enthält, an die die Schüttgutleitungen (8,8 ,8 ) der ersten Beschickungsstränge angeschlossen sind.
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