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Maschine zum Füllen von Behältern mit Schüttgut Die Erfindung bezieht
sich auf Maschinen zum Füllen von Behältern mit einem vorbestimmten Gewicht von
Schüttgut, z. B. zerkleinertem oder feinteiligem Material.
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Viele Verbrauchsgüter, wie z. B. Waschpulver, werden nach Gewicht
verkauft, und die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Füllens sind Faktoren, welche
die Herstellungskosten des Produktes wesentlich beeinflussen.
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Es sind Äviege-Füllmaschinen bekannt, welche eine Batterie aus einer
Mehrzahl von einzelnen automatischen Wiegevorrichtungen benutzen. Jede automatische
Wiegevorrichtung wiegt die erforderliche Menge des Schüttguts aus und gibt sie in
einen Behälter ab.
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Eine hohe Füllgenauigkeit kann erzielt werden, wenn genügend Zeit
zur Vollendung des Wiegevorganges zur Verfügung steht.
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Zur Erzielung höherer Füllgeschwindigkeiten sind Maschinen vorgeschlagen
worden, die einen drehbaren Füllkopf mit einer Mehrzahl von im gleichen Abstand
angeordneten Abgabetrichtern besitzen, die mit konstanter Geschwindigkeit unter
Einrichtungen bewegt werden, welche den Trichter mit Schüttgut beschicken.
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Es sind zahlreiche Einrichtungen zur Zufuhr von Schüttgut mit konstanter
Geschwindigkeit bekannt.
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Sie können die Gestalt eines Förderbandes haben, das mit einer konstanten
Geschwindigkeit unter einem das Gut enthaltenden Trichter läuft. Das Gut auf dem
Förderband wird gewogen, und die Messung wird dazu benutzt, den Fluß des Gutes von
dem Trichter auf das Förderband konstant zu halten. Es ist jedoch gefunden worden,
daß, wenn eine Gutzuführeinrichtung dieser Art mit einem drehbaren Füllkopf kombiniert
wird, die Anordnung nicht zufriedenstellend arbeitet.
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Es ist ferner gefunden worden, daß dies darauf zurückzuführen ist,
daß beim Ingangsetzen oder Anhalten oder beim Wechseln der Geschwindigkeit der Vorrichtung
der Füllkopf und die Zuführeinrichtung nicht auf die gleiche Weise reagieren und
daß dieser Nachteil ütberwunden werden kann, indem man die Anordnung so trifft,
daß die Zuführeinrichtung Schüttgut nicht mit einer konstanten Geschwindigkeit,
sondern mit einer Geschwindigkeit zuführt, die eine Funktion der Drehgeschwindigkeit
des Füllkopfes ist.
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Gemäß der Erfindung ist eine Maschine zum Füllen von 13ehältern mit
einem vorbestimmten Gewicht von Schüttgut mit einer kontinuierlich arbeitenden Zuführvorrichtung
zur Abgabe eines Stromes des Schüttguts, einer regelbaren Speisevorrichtung, welche
die Zuführvorrichtung mit dem Schüttgut speist, einer auf das Gewicht des Schüttguts
auf der Zuführvorrichtung ansprechenden Wiegevorrichtung, einer Regelvorrichtung,
die auf die Wiegevorrichtung anspricht und die Speisevorrichtung regelt, um das
Gewicht konstant zu halten, einem kontinuierlich drehbaren Füllkopf mit einer Vielzahl
von im gleichen Abstand angeordneten Abgabetrichtern, einer Vorrichtung zum Drehen
des Füllkopfes, um die Trichter durch den Schüttgutstrom hindurchzubewegen, und
einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Bewegen der Behälter, welche jeden Behälter
in Ausrichtung mit dem unteren Ende je eines Trichters bringt, wenn der Trichter
sich durch den Schüttgutstrom bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Synchronisiervorrichtung
zum Synchronisieren der Geschwindigkeit der Zuführvorrichtung mit der Drehgeschwindigkeit
des Füllkopfes vorgesehen ist.
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Die regelbare Speisevorrichtung kann eine solche sein, die mit Schwingungen
arbeitet, wobei die Menge des abgegebenen Gutes von der Schwingungsamplitude abhängt.
Vorrichtungen zum mengengleichen Füllen von Behältern mit Zufuhr des Guts durch
eine in Schwingungen versetzte Rüttelvorrichtung sind an sich bekannt. Die Speisevorrichtung
kann auch einen Trichter, eine Rutsche od. dgl. für das Schüttgut, eine Trommel,
die mit einem Teil ihrer zylindrischen Oberfläche in einer Öffnung im Boden des
Trichters liegt, Mittel zum Drehen der Trommel und einen Schieber od. dgl. aufweisen,
der an der Vorderseite des Trichters angebracht ist, um die Höhe der Schicht des
den Trichter verlassen den Guts auf der Trommel
zu regeln. Gewünschtenfalls
kann die Speisevorrichtung auch einen Trichter od. dgl. für das Gut, ein Förderband,
dessen Oberfläche unmittelbar unter einer Öffnung im Boden des Trichters liegt,
Mittel zum Antrieb des Bandes und einen Schieber umfassen, der an der Vorderseite
des Trichters angeordnet ist und die Höhe der Schicht des den Trichter verlassenden
Guts auf dem Band regelt. Die letztgenannte Ausführungsform - wird in der Praxis
vorzugsweise angewendet.
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Bei den letzten beiden Ausführungsformen kann die Gutsmenge dadurch
eingestellt werden, daß der Spalt zwischen dem Schieber und der Trommel bzw. dem
Förderband-eingestellt oder die Drehgeschwindigkeit der Trommel bzw die Bewegungsgeschwindigkeit
des Bandes geändert wird.
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Die Wiegevorrichtung ist vorzugsweise mit einem Zeiger verstellen,
dessen Verschiebung eine Funktion des Gewichts des Guts auf der Zuführvorrichtung
ist.
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Die Regelvorrichtung kann die Form von Relais besitzen, die durch
Anzeigeelemente betätigt werden. Die Anzeigeelemente können bei Änderung einer Reaktanz
in Tätigkeit treten, oder sie können elektrische Kontakte haben, um eine Verschiebung
des Zeigers aus einer vorbestimmten Stellung und damit eine Abweichung des Gewichts
des Guts auf der Zuführvorrichtung von einem vorbestimmten Wert festzustellen.
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Regelvorrichtungen in der Form von Relais, die durch auf Reaktanzänderungen
ansprechende Elemente betätigt werden, werden im nachstehenden allgemein als Annäherungsschalter
bezeichnet.
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Die Synchronisiervorrichtung besitzt vorzugsweise einen entfernt
aufgestellten Übertragermotor, der mit dem drehbaren Füllkopf gekuppelt ist, und
einen entfernt aufgestellten Mitlaufmotor, der so angeordnet ist, daß er die Zuführvorrichtung
steuert. Die Motoren sind vorzugsweise selbstsynchronis ierende Dreiphasenmotoren,
die gewöhnlich als »Selsyn«-Motoren bezeichnet werden.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen an einer bevorzugten Ausführungsform
beispielsweise näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine Ansicht der 114aschine Fig. 2 zeigt
schematisch in schaubildlicher Darstellung die einstellbare Mengen abgebende Speisevorrichtung
und die zugehärige Ausrüstung; Fig. 3 zeigt schematisch in schaubildlicher Darstellung
den Füllkopf mit den ihm zugeordneten Teilen.
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Das Schüttgut wird von einer geeigneten Quelle (nicht dargestellt)
einem Trichter 1 zugeführt, von dem drei Seiten auf einem Förderband 2 ruhen, das
über einen Getriebekasten 3 von einem Elektromotor 4 angetrieben wird. Die Bewegungsrichtung
des Förderbandes ist durch einen Pfeil angegeben. Die drei Seiten des Trichters
1 bilden zusammen mit der Vorderseite den Umfang der obengenannten Öffnung im Boden
des Trichters.
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Die Vorderseite des Trichters 1 ist mit einem be wegbaren Schieber
5 versehen, der mittels einer Zahnstange6 und eines Zahnrades 7 auf- und abbewegt
werden kann, um den Spalt zwischen der unteren Kante des Schiebers 5 und dem Förderband
2 und dementsprechend die Höhe der Schicht des den Trichter verlassenden Schüttguts
auf dem Förderband einzustellen.
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Das Schüttgut fällt von dem Förderband 2 auf das Laufband 8 der Zuführvorrichtung.
Das Laufband 8 geht über eine lose Rolle 9 und über eine Antriebsrolle 10, die mittels
eines Treibriemens mit einem selbstsynchronisierenden Dreiphasen-Mitlaufmotor 11
gekuppelt ist.
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Die Rollen 9 und 10 und der selbstsynchronisierende Motor 11 sind
auf einem Gestell 12 angebracht, das auf einem Satz von Schneidenlagern 13 getragen
ist.
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Der Satz besteht aus zwei Lagern, von denen je eins auf jeder Seite
des Gestells 12 auf einer Achse angeordnet ist, die rechtwinklig zur Bewegungsrichtung
des Laufbandes 8 verläuft.
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Die elektrischen Verbindungen des selbstsynchron,isierenden Motors
11 werden durch ein fünfadriges Kabel hergestellt, das biegsam an ihm befestigt
ist, so daß nur eine sehr geringe mechanische Beanspruchung auf das Gestell 12 einwirkt.
Diese Beanspruchung läßt sich auf ein Minimum herabsetzen, indem dafür gesorgt wird,
daß die biegsame Verbindung so nahe wie möglich an der Achse der Schneidenlager
13 liegt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in der Zeichnung das Kabel so dargestellt,
daß es die selbstsynchronisierenden Motoren unmittelbar verbindet. - Der selbst
synchronisierende Mitlaufmotor 11 ist auf dem Gestell 12 in einem solchen Abstand
von der Achse der Schneidlager 13 befestigt, daß das Gestell im Gleichgewicht ist,
wenn sich das genaue Gewicht des Schüttguts auf dem Förderband 8 befindet.
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Das Gestell ist mit einer Wiegevorrichtung 14 mitr tels einer Lenkervorrichtung
15 mechanisch verbunden, die am Ende des Gestells 12 in der Nähe der Rolle 9 befestigt
ist. Die Wiegevorrichtung hat einen Zeiger 16, dessen Verschiebung eine Funktion
des auf die Lenkervorrichtung 15 ausgeübten Zuges und daher des Gutgewichtes auf
dem Band 8 ist. Das freie Ende des Zeigers 16 liegt zwischen den Elektroden 17 und
18 von zwei Annäherungsschaltern 19 bzw. 20. Diese beiden Annäherungsschalter bilden
die Regelvorrichtung. Die Anordnung ist derart getroffen, daß, wenn das richtige
Gewicht des Materials auf dem Band 8 liegt, das Ende des Zeigers in der Mitte zwischen
den beiden Elektroden liegt. Die Regelvorrichtung steuert einen elektrischen Umkehrmotor
21, der mit dem Zahnrad 7 mittels eines Getriebekastens 22 mechanisch gekuppelt
ist. Auf diese Weise wird bei irgendeiner Abweichnung des Gutgewichts auf dem Band
8 einer der beiden Annäherungsschalter 'betätigt, wodurch der Motor 21 in Gang gesetzt
wird, der wiederum den Schieber 5 einstellt, bis das Gewicht wieder den vorbestimmten
Wert erreicht. Gegebenenfalls kann eine Rückkopplungs- oder Verzögerungsvorrichtung
eingeschaltet sein, um das Ȇbereilena zu verringern.
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Der Füllkopf der Maschine hat einen kreisförmigen Tisch 23, der an
einer senkrechten Welle oder Spindel 24 befestigt ist. Die Spindel 24 wird über
ein SchneR-kenrad 25 und ein Getriebe 26 von einem Elektromotor 27 mit veränderbarer
Geschwindigkeit angetrieben. Der kreisförmige Tisch trägt zwölf identisch ausgebildete,
im gleichen Abstand angeordnete Trick ter 28, wobei jeder Trichter von seinem benachbarten
Trichter durch eine Schneidkante 29 getrennt ist, die ein scharfes Abschneiden des
Guts, das aus einem Zufuhrtrichter 30 heraustritt, der zur Führung für den von dem
Band 8 herabfallenden Strom des Guts dient, gestattet.
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Die Vorrichtung zum Bewegen der Behälter besitzt die Form eines Kettenförderbandes
31, das eine Vielzahl von Haltern 32 für die Behälter besitzt. Das Form derband
31 wird mittels eines Kettenrades 33 angetrieben, das auf der Spindel 24 befestigt
ist. Die PIalter 32 für die Behälter sind mit Bezug auf die Trichter 28 derart angeordnet,
daß, wenn ein Behälter, z. B. ein I(arton, in den Füllkopf eintritt, er mit dem
unter ren Ende eines Trichters 28 nicht später in Ausrichtung
kommt,
als der betreffende Trichter unter den Zufuhrtrichter 30 gelangt, worauf er mit
dem Trichter 28 um die Spindel 24 über annähernd 1800 umläuft und dann den Füllkopf
verläßt.
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Mit der Spindel 24 ist ferner ein selbstsynchronisierender Übertragermotor
34 gekuppelt, der mit dem selbstsynchronisierenden Mitlaufmotor 11 elektrisch verbunden
ist. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß die Rotoren der selbstsynchronisierenden
Motoren synchron umlaufen und daß daher das Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeit
der Trichter 28 an dem Zufuhrtrichter 30 vorbei zu der Bewegungsgeschwindigkeit
des Bandes 8 konstant ist. Ferner kann, da die tatsächliche Verschiebung der Trichter
28 und des Bandes 8 synchron vor sich geht, der Motor 27 angelassen und angehalten
und seine Geschwindigkeit geändert werden, ohne daß irgendein langwährender Fehler
in dem Gewicht des in die Behälter gefüllten Guts auftreten kann.
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Die Arbeitsweise der Maschine ist kurz folgende: Es sei angenommen,
daß die Maschine die Behälter mit dem richtigen Gewicht des Schüttguts füllt. Wenn
nun z. B. eine Abnahme der Dichte des Schüttguts auftritt, liefert die einstellbare
Mengen abgebende Speisevorrichtung weiter dasselbe Volumen des Guts, aber das Gewicht
des Guts auf dem Band 8 der Zuführvorrichtung nimmt ab. Hierdurch wird eine Bewegung
des Gestells 12 um die Schneidenlager 13 herbeigeführt. Diese Bewegung wird auf
die Wiegevorrichtung 14 übertragen. Die Gewichtsabnahme bewirkt, daß der Zeiger
16 sich der unteren Elektrode 18 nähert, wodurch der untere Annäherungsschalter
20 betätigt wird, welcher ein Relais in der Speiseleitung des Motors 21 erregt,
der darauf das Zahnrad 7 antreibt, um den Schieber 5 bochzuschfeben. Wenn das Gewicht
des Guts auf dem Band 8 wieder den vorbestimmten Wert erreicht hat, kehrt der Zeiger
16 in seine frühere Mittelstellung zwischen den beiden Elektroden 17 und 18 zurück,
und das System ist wieder im Gleichgewicht. Um ein »tSbereilen« zu verhindern, ist
eine kleine neutrale Zone vorhanden, innerhalb welcher der Zeiger 16 sich bewegen
kann, ohne daß er einen der beiden Annäherungsschalter erregt.
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Die Abnahme des Gewichts des Schüttguts auf dem Band 8 der Zuführvorrichtung
kann z. B. auch durch eine Verringerung der Geschwindigkeit des Motors 4 bedingt
sein, der das Band 2 antreibt.
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Um eine andere Möglichkeit zu veranschaulichen, sei angenommen, daß
die Abweichung vom Gleichgewicht durch eine Verringerung der Geschwindigkeit des
Motors 27 verursacht ist, der den Füllkopf antreibt. Die Trichter 28 befinden sich
dann unter dem Strom des Guts während einer längeren Zeit und nehmen dementsprechend
ein zu großes Schüttgutgewicht auf. Diese Abnahme der Geschwindigkeit wird durch
den selbstsynchronisierenden Übertragermotor 34 auf den selbstsynchronisierenden
Mitlaufmotor 11 übertragen, der darauf das Band 8 mit einer entsprechend geringeren
Geschwindigkeit antreibt. Wenn die Geschwindigkeit des Bandes 8 abnimmt, erhöht
sich das Gewicht des Guts auf ihm. Diese Erhöhung des Gewichts des Schüttguts wird
in der oben beschriebenen Weise auf die Regelvorrichtung übertragen, die ihrerseits
den Motor 21 erregt, der den Schieber 5 absenkt, bis das Gewicht des Guts auf dem
Band 8 wieder den vorbestimmten Wert erreicht.
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Es ist ersichtlich, daß die Wiegevorrichtung nicht das wahre Gewicht
des Schüttguts auf dem Band 8 wiegt; das Gut in der Nähe der Rolle 9 hat eine größere
Wirkung als das Gut in der Nähe der Rolle 10. Die hierdurch eingeführten Fehler
sind jedoch sehr gering. Gewünschtenfalls kann das wahre Gewicht des Schüttguts
auf der Zuführvorrichtung gemessen werden.
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PATENTANSPROCHE: 1. Maschine zum Füllen von Behältern mit einem vorbestimmten
Gewicht von Schüttgut mit einer kontinuierlich arbeitenden Zuführvorrichtung zur
Abgabe eines Stromes des Schüttguts, einer regelbaren Speisevorrichtung, welche
die Zuführvorrichtung mit dem Schüttgut speist, einer auf das Gewicht des Schüttguts
auf der Zuführvorrichtung ansprechenden Wiegevorrichtung, einer Regelvorrichtung,
die auf die Wiegevorrichtung anspricht und die Speisevorrichtung regelt, um das
Gewicht konstant zu halten, einem kontinuierlich drehbaren Füllkopf mit einer Vielzahl
von im gleichen Abstand angeordneten Abgabetrichtern, einer Vorrichtung zum Drehen
des Füllkopfes, um die Trichter durch den Schüttgutstrom hindurchzubewegen, und
einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Bewegen der Behälter, welche jeden Behälter
in Ausrichtung mit dem unteren Ende je eines Trichters bringt, wenn der Trichter
sich durch den Schüttgutstrom bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Synchronisiervorrichtung
vorgesehen ist zum Synchronisieren der Geschwindigkeit der Zuführvorrichtung (8
bis 11) mit der Drehgeschwindigkeit des Füllkopfes (23, 28).