DE1086168B

DE1086168B - Control device for dosing devices

Info

Publication number: DE1086168B
Application number: DEA26903A
Authority: DE
Inventors: Arthur Anders; Dipl-Phys Rolf Haeselich
Original assignee: ANDERS AND CO GEB
Current assignee: ANDERS AND CO GEB
Priority date: 1957-04-06
Filing date: 1957-04-06
Publication date: 1960-07-28

Description

Steuereinrichtung für Dosiergeräte Insbesondere in der chemischen, pharmazeutischen und Nahrungsmittelindustrie werden heute Vorrichtungen eingesetzt, die beim Abfüllen von Produkten die gewünschte Menge in kürzester Frist automatisch bestimmen und aussondern. Diese Geräte sind als sog.Control device for dosing devices, especially in chemical, devices are used today in the pharmaceutical and food industries, which automatically fill the desired amount in the shortest possible time when filling products determine and sort out. These devices are known as so-called.

»Dosiergeräte« bekannt. Sie enthalten in vielen Fällen eine Schnecke, mit deren Hilfe das abzumessende, beispielsweise pulverförmige Material ständig nachgeführt und einer Öffnung zugeführt wird. Eine Umdrehung der Schnecke entspricht dann einer ganz bestimmten Dosis, d. h. einer bestimmten Menge bzw. einem bestimmten Gewicht."Dosing devices" known. In many cases they contain a snail, with the help of which the material to be measured, for example powdery material, is constantly tracked and fed to an opening. One turn of the screw corresponds to then a very specific dose, d. H. a certain amount or a certain Weight.

Die gewünschte Dosis entspricht zumeist Bruchteilen einer oder mehrerer Schneckenumdrehungen. The desired dose usually corresponds to fractions of one or more Screw revolutions.

Nach Vorschieben dieser Dosis muß der Nachschub des Abfüllproduktes, d. h. die Schneckenumdrehung, durch einen Schaltvorgang so lange unterbrochen sein, bis ein neuer Karton, ein neues Gefäß od. dgl. zum Abfüllen nachgeführt ist. Entscheidend für die Genauigkeit der abgefüllten Menge ist im wesentlichen die Exaktheit des Schaltvorgangs, nach dem die gewünschte Dosis gefördert ist. Der Schaltvorgang wird durch eine mit der Dosierschnecke verbundene Steuereinrichtung geregelt.After this dose has been advanced, the filling product must be replenished, d. H. the screw rotation, be interrupted by a switching process for so long until a new cardboard box, a new vessel or the like. Is replenished for filling. Decisive for the accuracy of the filled quantity is essentially the exactness of the Switching process after which the desired dose is delivered. The switching process will regulated by a control device connected to the metering screw.

Bekannte Einrichtungen dieser Art benutzen ein zeitabhängiges Schaltglied. Bei ihnen wird durch eine vorherige Eichung, beispielsweise mittels einer Waage, bestimmt, nach welcher Zeit aus der Öffnung der Dosiermaschine - konstante Drehzahl der Schnecke vorausgesetzt - die gewünschte Menge ausgetreten ist. Der sich ergebende Zeitwert wird hernach auf der Steuereinrichtung eingestellt und diese bewirkt nun ihrerseits immer nach der gleichen Zeit den erforderlichen Schaltvorgang, vor allem zum Stoppen der Schnecke. Known devices of this type use a time-dependent switching element. With them, a previous calibration, for example by means of a scale, determines the time after which the dosing machine is opened - constant speed the screw provided - the desired amount has leaked. The resulting The time value is then set on the control device and this now effects on their part always the necessary switching process after the same time, above all to stop the screw.

Der Nachteil solcher Einrichtungen besteht darin, daß die Dosis, die primär allein von der Umdrehung der Schnecke - einwandfreie Füllung der Schnecke vorausgesetzt - abhängig ist, unabhängig von der Schneckendrehung, nämlich durch eine rein zeitabhängige Einrichtung bestimmt wird. Bei Unregelmäßigkeiten an der Dosiermaschine, beispielsweise bei Schwankungen der Schneckendrehzahl, muß demnach auch die Dosierung ungenau werden. The disadvantage of such devices is that the dose, primarily solely from the rotation of the screw - perfect filling of the screw provided - is dependent, regardless of the screw rotation, namely through a purely time-dependent device is determined. If there are any irregularities in the Dosing machine, for example with fluctuations in the screw speed, must therefore the dosage will also be inaccurate.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bei einer anderen bekannten Schneckendosiermaschine eine Steuervorrichtung vorgesehen, durch die nach einer entsprechenden Anzahl von Umdrehungen der Förderschnecke deren Antrieb selbständig abgeschaltet wird. In order to avoid this disadvantage, another is known Screw metering machine provided a control device through which, after a corresponding number of revolutions of the screw conveyor its drive independently is switched off.

Die Konstruktion ist dabei derart, daß über die Schnecke die eine Kupplungshälfte einer Freilaufkupplung gedreht wird, deren zweite Kupplungshälfte mit einer Hubstange verbunden ist, die über eine Kurve rückstellbar ist und einen Kontakt trägt, der mit einem stationären einstellbaren Kontakt zusammenwirkt.The construction is such that one over the worm Coupling half of a one-way clutch is rotated, the second coupling half is connected to a lifting rod, which can be reset via a curve and a Who carries contact with one stationary adjustable contact cooperates.

Wenn nun die Schnecke über eine Magnetkupplung angetrieben wird, wird über die Kupplung die Hubstange geradlinig bewegt, bis ihr Kontakt auf den stationären Kontakt auftrifft, worauf die Magnetkupplung gelöst und die Schnecke stillgesetzt wird.If the worm is now driven via a magnetic coupling, will The lifting rod is moved in a straight line via the coupling until it makes contact with the stationary one Contact occurs, whereupon the magnetic coupling is released and the worm is stopped will.

Anschließend wird dann die Hubstange über eine Kurve in Freilaufrichtung der Kupplung in die Ausgangsstellung zurückbewegt. Bei einer verbesserten Ausführungsform dieser Einrichtung ist es bekannt, nach der Kontaktgabe der Hubstange den Antriebsmotor der Schnecke abzuschalten und eine Bremse einzuschalten. Außerdem erfolgt über eine relaisgesteuerte Magnetspule das Zurückziehen der Hubstange in ihre Ausgangsstellung. Diese Einrichtungen sind umständlich und sperrig. Außerdem ist durch die Vielzahl der tibertragungsglieder eine gewisse Ungenauigkeit gar nicht zu vermeiden. Außerdem ergibt sich durch den unmittelbaren Aufprall der Kontakte an der Hubstange eine weitere Fehlerquelle, da diese Kontakte durch den Stoß in ihrer Lage geändert werden.Then the lifting rod is then over a curve in the freewheeling direction the clutch is moved back to the starting position. In an improved embodiment of this device, it is known, after the lifting rod has made contact, the drive motor turn off the worm and turn on a brake. In addition, there is a Relay-controlled solenoid pulls the lifting rod back into its starting position. These facilities are cumbersome and bulky. Besides, by the multitude of the transmission links a certain inaccuracy cannot be avoided at all. aside from that the direct impact of the contacts on the lifting rod results in a Another source of error, since the position of these contacts is changed by the impact.

Diese Nachteile werden bei einer Steuereinrichtung für Dosiergeräte, insbesondere für Schneckendosiereinrichtungen, mit einem periodisch angetriebenen Fördermittel für das Zuführen und Abmessen des zuzuteilenden Gutes, und mit einem, zum EinsteIlen der zu dosierenden Menge dienenden und vom Fördermittel während der Dauer eines Dosiervorgangs über eine Magnetkupplung mitgenommenen elektrischen Schaltglied, das auf einer sich immer selbsttätig am Ende der Dosierung in die Ausgangslage zurückstellenden Steuerwelle befestigt ist, dadurch beseitigt, daß das Schaltglied als der bewegliche Teil eines Regelgliedes einer an sich bekannten elektrischen Brückenschaltung ausgebildet ist, und daß die das Regelglied und den Anker der Magnetkupplung tragende Steuerwelle, wie an sich bekannt, koaxial zur Antriebswelle des Fördermittels, d. h. der Dosierschnecke, ohne Zwischenschaltung eines Unter- oder Übersetzungsgetriebes angeordnet ist. These disadvantages are in a control device for dosing devices, especially for screw dosing devices, with a periodically driven Funding means for feeding and measuring the goods to be allocated, and with a, for setting the amount to be dosed and used by the conveyor during the Duration of a dosing process via an electrical switching element carried along by a magnetic coupling, that on an always automatically reset to the starting position at the end of the dosing Control shaft is fixed, thereby eliminating that the switching element as the movable Part of a control element of a known electrical bridge circuit is formed is, and that the control shaft carrying the control element and the armature of the magnetic coupling, how known per se, coaxial to the drive shaft of the conveyor, d. H. the dosing screw, without the interposition of a reduction or transmission gear is arranged.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung ergibt sich eine überaus gedrängte Anordnung, da alle Teile koaxial zueinander und unmittelbar angetrieben sind. This arrangement according to the invention results in an extremely compact one Arrangement, since all parts are driven coaxially with each other and directly.

Durch die Brückenschaltung werden Kontakte, die sich schließen und öffnen, ganz vermieden. Ferner geht das Ausschalten mit größter Genauigkeit vor sich. Außerdem ist es nun möglich, die Einstellung der Dosierung an beliebiger Stelle vorzunehmen. Zu diesem Zweck muß lediglich das einstellbare Brückenglied an der gewünschten, gegebenenfalls von der Schnecke weit entfernten Stelle angebracht und durch Leitungen mit der Brücke verbunden werden.The bridge circuit creates contacts that close and open completely avoided. Switching off is also done with the greatest possible accuracy themselves. In addition, it is now possible to set the dosage at any point to undertake. For this purpose, only the adjustable bridge member has to be attached to the desired location, possibly located at a distance from the screw, and be connected to the bridge by cables.

Die Rückstellung des Regelgliedes geschieht in einfachster Weise durch eine Feder, die vorzugsweise als Torsionsfeder ausgebildet ist. The resetting of the control element is done in the simplest way by a spring, which is preferably designed as a torsion spring.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. f einen Längsschnitt durch ein Dosiergerät mit einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein Schaltschema der Steuereinrichtung. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. FIG. F shows a longitudinal section through a metering device with a control device according to the invention, Fig. 2 is a circuit diagram of the control device.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Anlage weist eine in einem Gehäuse 7 laufende Dosierschnecke 6 auf, die über ihre Welle 9, beispielsweise mittels eines Elektromotors, in Pfeilrichtung angetrieben wird. Dabei wird ein von der Maschine etwa abzufüllendes Produkt von links nach rechts bis zur Abfüllöffnung 8 fortbewegt, wo es austritt. Mit der Welle 9 ist der eine Teil der Magnetkupplung 30 mit der Wicklung 31 sowie zwei Schleifringe 10, denen die Schleifer 11 und 12 den Strom für die Wicklung 31 zuführen, starr verbunden. Am Gestell 16 ist ein Regelglied Rl befestigt, dessen drehbare, als Steuerwelle bezeichnete Welle 14 jedoch nicht mit der Schneckenwelle 9 verbunden ist. Die Steuerwelle 14 trägt den in axialer Richtung verschiebbaren Anker 35 der Magnetkupplung 30, der von dem auf der Welle 9 sitzenden Teil der Kupplung 30 angezogen wird, sobald die Wicklung 31 stromführend wird. In diesem Fall sind die Wellen 9 und 14 so lange fest miteinander verbunden, wie die Wicklung 31 stromführend bleibt. Eine Drehfeder 15 ist mit ihrem einen Ende an der Steuerwelle 14, mit ihrem anderen Ende am Gestell 16 befestigt, und zwar so, daß sie bei Drehung der Steuerwelle 14 im gleichen Drehsinn wie demjenigen der Schneckenwelle 9 gespannt wird. Wird die Welle 14 freigegeben, so bewirkt die Feder 15 eine Rückstellung des Regelgliedes Rt in die Ruhestellung. The system according to the invention shown schematically in FIG. 1 has a metering screw 6 running in a housing 7, which via its shaft 9, for example by means of an electric motor, is driven in the direction of the arrow. One of of the machine about the product to be filled from left to right to the filling opening 8 moves where it exits. With the shaft 9 is one part of the magnetic coupling 30 with the winding 31 and two slip rings 10, which the wiper 11 and 12 supply the current for the winding 31, rigidly connected. On the frame 16 is a control element Rl attached, but not its rotatable, designated as control shaft shaft 14 is connected to the worm shaft 9. The control shaft 14 carries the in the axial Direction of the movable armature 35 of the magnetic coupling 30, from the one on the shaft 9 seated part of the coupling 30 is attracted as soon as the winding 31 is energized will. In this case, shafts 9 and 14 are firmly connected to one another as long as how the winding 31 remains energized. A torsion spring 15 is at one end on the control shaft 14, attached at its other end to the frame 16, namely so that when the control shaft 14 rotates in the same direction of rotation as that of the Worm shaft 9 is tensioned. When the shaft 14 is released, the spring acts 15 a return of the control element Rt to the rest position.

Fig. 2 stellt den Prinzipschaltplan der erfindungsgemäßen Einrichtung dar. Das Regelglied R1, beispielsweise ein Potentiometer, befindet sich zusammen mit einem vorzugsweise gleichartigen Regel- oder Stellglied R2 und zwei komplementären Bauelementen R3 und R4, beispielsweise konstanten ohmschen Widerständen, in einer Brückenschaltung an sich bekannter Art. An die Brücke ist an den Klemmen 1 und 2 eine Spannungsquelle26 angelegt. Im sogenannten » Nullzweig« der Brücke befindet sich das Eichinstrument37, beispielsweise ein Galvanometer, außerdem über dem Schalter 46 das Relais 39, durch welches die Kontakte 40, 41, 42 betätigt werden. Eine weitere Spannungsquelle 28 wird an den Klemmen 3 und 4 angeschlossen und speist den Stromkreis für den Motor 44, der die Schnecke 6 antreibt, und die Magnetkupplung 30. Fig. 2 shows the basic circuit diagram of the device according to the invention The control element R1, for example a potentiometer, is located together with a preferably similar control or actuator R2 and two complementary ones Components R3 and R4, for example constant ohmic resistances, in one Bridge circuit of a known type. The bridge is connected to terminals 1 and 2 a voltage source26 is applied. Located in the so-called "zero branch" of the bridge The calibration instrument37, for example a galvanometer, is also located above the switch 46 the relay 39, through which the contacts 40, 41, 42 are actuated. Another Voltage source 28 is connected to terminals 3 and 4 and feeds the circuit for the motor 44, which drives the screw 6, and the magnetic coupling 30.

Die Funktion der Anordnung ist nun folgende: Zunächst wird bei offenem Schalter 46 die Eichung vorgenommen. Durch Schließen des Schalters 47 wird der Motor 44 eingeschaltet und damit die Dosierschnecke 6 in Drehung versetzt. Damit zum Eichen die Schneckendrehung genügend langsam erfolgt, kann in den Stromkreis 3-47-44-4 beispielsweise ein Widerstand Rs gelegt werden. Gleichzeitig mit dem Motor 44 wird auch die Wicklung 31 mit dem Schalter 48 eingeschaltet, so daß das Regelglied Rt mit der Dosierschnecke 6 gekuppelt wird. Das aus der Öffnung 8 austretende Abfüllgut wird auf eine nicht dargestellte Waage geleitet. Bei Erreichen eines bestimmten Gewichtes, d. h. der gewünschten Dosis, wird von Hand oder automatisch der Schalter 47 geöffnet, wodurch der Motor 44 und damit die Dosierschnecke 6 stehenbleiben. Dieser Stellung, bezogen auf die Stellung bei der Dosis »Null«, entspricht ein ganz bestimmter elektrischer Wert, vorzugsweise ein Widerstandswert des Regelgliedes Rl. Mit Hilfe des Stellgliedes R2 wird nun die Brücke abgeglichen, und zwar derart, daß das Instrument 37 im Nullzweig stromlos wird. Durch Öffnen des Schalters 48 wird die Magnetkupplung 31 stromlos, und das Regelglied R1 springt mittels der Feder 15 in seine Nullstellung zurück. The function of the arrangement is now as follows: First, with the open Switch 46 carried out the calibration. By closing the switch 47 is the motor 44 switched on and thus set the metering screw 6 in rotation. So to the calibration the worm rotation takes place slowly enough, can be in the circuit 3-47-44-4 for example a resistor Rs can be placed. Simultaneously with the motor 44 is also the winding 31 is switched on with the switch 48, so that the control element Rt is coupled with the metering screw 6. The filling material emerging from the opening 8 is directed to a scale, not shown. Upon reaching a certain Weight, d. H. the desired dose is manually or automatically the switch 47 opened, whereby the motor 44 and thus the metering screw 6 stop. This position, based on the position at the dose "zero", corresponds to a whole certain electrical value, preferably a resistance value of the control element Rl. With the help of the actuator R2, the bridge is now adjusted in such a way that that the instrument 37 is de-energized in the zero branch. By opening switch 48 the magnetic coupling 31 is de-energized and the control element R1 jumps by means of the spring 15 back to its zero position.

Die richtige Dosierung erfolgt nun automatisch. The correct dosage is now carried out automatically.

Nach Schließen des Schalters 46 zieht das Relais 39 an, da bei der Nullstellung von Rl die Brücke verstimmt ist und somit an 39 eine Spannung auftritt. Das Relais 39 schließt die Kontakte 40 und 41, wodurch Rl mit der Dosierschnecke 6 gekuppelt und die Schnecke in Drehung versetzt wird. Hat nach einer bestimmten Drehung Rl den Wert, der der gewünschten Dosis entspricht, erreicht, so wird das Relais 39 stromlos, da bei dieser Einstellung die Brücke gemäß der Eichung abgeglichen ist. Die Kontakte 40 und 41 öffnen sich, wodurch die Kupplung 30 gelöst und der Motor 44 abgeschaltet wird. Damit das Öffnen der Kontakte stets exakt beim Nullabgleich der Brücke erfolgt, kann es durch Maßnahmen an sich bekannter Art, beispielsweise durch Verwendung eines spannungsempfindlichen elektronischen Relais, erreicht werden. Ein oder mehrere weitere vom Relais 39 betätigte Kontakte 42 schließen beim Abfallen vom Relais 39 und können beispielsweise zur Einschaltung einer Einrichtung, die zum Nachführen eines neuen Gefäßes unter die Abfüllöffnung 8, zum Schließen eines Schiebers vor der Öffnung 8 oder für ähnliche Zwecke dient, verwendet werden. Die genannten Einrichtungen wären an den Klemmen 4 und 5 anzuschließen.After closing the switch 46 pulls the relay 39, because the Zero position of Rl the bridge is out of tune and thus a voltage occurs at 39. The relay 39 closes the contacts 40 and 41, whereby Rl with the metering screw 6 is coupled and the screw is set in rotation. Has after a certain Rotation Rl reaches the value that corresponds to the desired dose, so will Relay 39 de-energized, since with this setting the bridge is adjusted according to the calibration is. The contacts 40 and 41 open, whereby the coupling 30 is released and the Motor 44 is switched off. So that the contacts are always opened exactly during the zero adjustment the bridge takes place, it can be done by measures known per se, for example by using a voltage sensitive electronic relay. One or more further contacts 42 actuated by the relay 39 close when they drop out from the relay 39 and can, for example, to switch on a device that for feeding a new vessel under the filling opening 8, for closing one Slider in front of the opening 8 or for similar purposes can be used. the The devices mentioned should be connected to terminals 4 and 5.

Das Regelglied Rl springt vermöge der Feder 15 in die Nullstellung zurück, wodurch das Relais 39 wieder anspricht und der neue Dosiervorgang beginnt. The control element Rl jumps by virtue of the spring 15 into the zero position back, whereby the relay 39 responds again and the new dosing process begins.

Durch Einbau von Vorrichtungen an sich bekannter Art, beispielsweise eines RC-Gliedes, kann eine Ansprechverzögerung vom Relais 39 und damit eine etwa erforderliche Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Dosierungen erreicht werden.By installing devices of a known type, for example an RC element, a response delay from the relay 39 and thus an approximately required break between two consecutive doses can be achieved.

Das Regelglied Rl ist über die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Anschluß klemmen 17 und 18 in der Brücke angeordnet. Damit ist es beispielsweise möglich, die anderen elektrischen Elemente, vorzugsweise das Stellglieds2, gegebenenfalls an einer anderen bequem zugänglichen Stelle anzuordnen. The control element Rl is via the connection shown in FIGS terminals 17 and 18 arranged in the bridge. This makes it possible, for example, the other electrical elements, preferably the actuator 2, if applicable to be arranged in another conveniently accessible location.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Control device for dosing devices, in particular for screw dosing devices, with a periodically driven conveyor for feeding and measuring the goods to be allocated, and with one for setting serving the amount to be dosed and from the Förderv medium during the duration of a dosing process via a magnetic coupling Switching element that always automatically returns to its starting position at the end of the dosage resetting control shaft is attached, characterized in that the switching element as the moving part of a control element (Rl) of a known electrical Bridge circuit is formed, and that the control element (1e) and the armature (35) of the magnetic coupling (30) carrying the control shaft (14), as known per se, coaxially to the drive shaft of the conveyor, d. H. the dosing screw (6), without interconnection a reduction or transmission gear is arranged.

2. Control device for dosing devices, exclusively according to claim 1, characterized in that a torsion spring for resetting the control shaft (14) (15) is arranged on the control shaft (14) with one end to the Control shaft and is attached at the other end to a stationary part (16).

3. Control device for dosing devices, exclusively according to claim 1 or 2, characterized in that the control element has a sliding contact cooperating resistance (Rl) of a known bridge circuit (R1, R2, R3, R4, 37) that controls the motor circuit (3, 47, 44, 4) via switching means (46, 39, 41) is kept closed until the bridge is rotated accordingly the control shaft (14) and thus the control member is in equilibrium.

Considered publications: German Patent Specifications No. 877 126, 916 473, 921 793; U.S. Patent Nos. 2,471,075, 2,508,162, 2,786 174; German patent application H 8345 XIII81a (published on September 20, 1951).