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Zuführungsvorrichtung für eine oder mehrere Materialkomponenten zu
der Lastschale einer Waage Die Erfindung betrifft eine Zuführungsvorrichtung für
eine oder mehrere Materialkomponenten zu einer Lastschale einer Waage mit einem
entsprechend dem Istgewicht verstellten, elektrischen Spannungsgeber, dessen Ausgangsspannung
(Istwertspannung) über Relaiskontakte eine Sollgewichtsspannung entgegengeschaltet
und eine Vorspannung zur Umschaltung von Grob- auf Feinstrom in gleicher Richtung
zugeschaltet ist, wobei beim Nullwerden der Differenz zwischen der Sollgewichtsspannung
und der Istwertspannung sowie der Vorspannung durch ein über einen Verstärker gesteuertes
Relais von Grob- auf Feinstrom umschaltbar und beim Nullwerden der Differenz zwischen
der Istwertspannung und Sollgewichtsspannung durch ein weiteres Relais die Materialzuführung
abschaltbar ist.
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Es ist eine Waage bekannt, bei der der die Last aufnehmende Behälter
von einer Meßzelle getragen wird, die eine der Belastung proportionale elektrische
Spannung liefert. Der Wert dieser Spannung ist dabei dem Behältergewicht und dem
Gewicht des in den Behälter eingefüllten Gutes proportional. Die Lastzelle kann
über einen Transformator mit Wechselstrom gespeist werden. In Reihe mit der Lastzelle
liegt bei der bekannten Waage eine über den Transformator ebenfalls mit Wechselstrom
gespeiste Schaltung, von der eine Spannung geliefert wird, die dem Behälterbruttogewicht
entspricht, das auf die Meßzelle einwirkt. In dieser zweiten Schaltung ist ein Potentiometer
eingesetzt, an dessen Abgriff das Gewicht des jeweils verwendeten Behälters einstellbar
ist. Bei einer Gegeneinanderschaltung dieser beiden zuvor erläuterten Schaltkreise
entsteht eine Spannung, die dem Istgewicht der in den Behälter eingebrachten Last
entspricht.
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In Reihe hiermit liegen weitere Schaltkreise, von denen Spannungen
abgegeben werden, die je einem Gewicht entsprechen, das in den Behälter eingefüllt
werden soll. Alle diese Schaltkreise werden vom selben Transformator mit Wechselstrom
gespeist, der je nach dem einzustellenden Gewicht auswählbaren Widerständen zugeführt
wird. Zur Auswahl der Widerstände werden Relais benutzt, die die passenden Widerstände
in den Sekundärkreis des Transformators legen. Hinter diesen Schaltkreisen, die
der Reihe nach eine dem einzufüllenden Gewicht entsprechende Spannung entgegengesetzt
zur Spannung der Lastmeßzelle liefern, liegt ein Schaltkreis, an dem eine Spannung
einstellbar ist, die dem Gewicht des Gutes entspricht, das nach Abschaltung der
Hauptzufuhr (Grobstrom) mit verminderter Geschwindigkeit (Feinstrom) zugeführt werden
soll. In diesem Schaltkreis sind zwei Potentiometer vorgesehen, an denen der Feinstrom
voreinstellbar ist.
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Auch dieser Schaltkreis wird vom Transformator mit Wechselstrom gespeist.
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Diese ganzen Schaltkreise liegen bei der bekannten Waage an einem
gemeinsamen Ausgangsverstärker und einem Abgleichdetektor, von dem jedesmal ein
einziges Relais betätigt wird, wenn Gleichgewicht zwischen den von den Schaltkreisen
angegebenen Spannungen und der Istwertspannung erreicht wird, also dem Abgleichdetektor
das Eingangssignal Null zugeführt wird. Von diesem Relais wird ein Impuls abgegeben,
von dem ein Stufen schalter zwangläufig weitergeschaltet wird, um den nächsten,
vorgesehenen Arbeitsgang einzuleiten. Wenn das Eingangssignal Null jedoch nicht
von dem erwünschten Spannungsausgleich, sondern von einer andersartigen, zufälligen
Unterbrechung der zugeführten Spannungen herrührt, wird der nächste Arbeitsgang
zwangläufig zu früh eingeleitet, wodurch der normale Betriebsablauf wesentlich beeinträchtigt
wird.
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Es ist eine weitere Schaltungsanordnung bekannt, die der zuvor beschriebenen
ähnlich ist und bei der ein Schaltkreis zur Überprüfung des Abgleiches, gesondert
vom Abgleichdetektor, an den Ausgangsverstärker angeschlossen ist. In diesem zusätzlichen
Schaltkreis befindet sich ein Meßgerät, an dem visuell festgestellt werden kann,
ob der Abgleich tatsächlich erreicht ist oder ein Über- oder Untergewicht der Materialkomponente
vorliegt. Obgleich bei dieser weiteren Schaltungsanordnung zusätzlich der
Abgleich
zwischen der Sollgewichtsspannung, die dem eingestellten Sollwert der Last entspricht,
und der von der Lastmeßze]le erzeugten Istwertspannung, also dem Istwert der Last,
visuell überprüft werden kann, so wird auch hier während des Auftretens eines Nullsignals
am Verstärkereingang unabhängig davon, ob das Nullsignal von einer Übereinstimmung
zwischen dem Sollgewicht und dem Istwert der Last oder von einer etwaigen anderen
Störung, z. B. einem Wackelkontakt, herrührt, zwangläufig der gerade ablaufende
Arbeitsgang abgebrochen und der nächste Arbeitsgang eingeleitet. Folglich kann z.
B. die Umschaltung vom Grob- auf Fein strom bei der Materialzuführung bereits zu
einem Zeitpunkt erfolgen, wenn erst ein Bruchteil des Sollgewichtes auf die Lastschale
gelangt ist.
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Zur Vermeidung einer zu frühen, unerwünschten Einleitung des nächsten
Arbeitsganges beim Abfüllen infolge eines zufälligen Versagens der Spannungszufuhr
wird die Zuführungsvorrichtung der eingangs bezeichneten Art so ausgebildet, daß
erfindungsgemäß für die Grob-Feinstromumschaltung sowie für die Zuführungsabschaltung
und für eine Kontrolle der abgefüllten Materialkomponenten auf Über- bzw. Untergewicht
je ein nur die ihm zugeordnete Funktion ausübender Verstärker mit nachgeordnetem
Relais angeordnet ist.
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In Weiterbildung der Erfindung sind über einen mehrpoligen Schalter
die Istwertspannung, die Sollgewichtsspannung, die Grob-Feinstromvorspannung und
die Toleranzspannungen gleichzeitig an alle Verstärker bei der Abfüllung einer Komponente
anschließbar.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann bei der Abfüllung
mehrerer. Komponenten die Istwertspannung über jeweils einen mehrpoligen Schalter
mit den Sollspannungen und den Toleranzspannungen additiv zusammenschaltbar sein.
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Der Vorteil einer derartig ausgebildeten Zuführungsvorrichtung besteht
darin, daß bei einer Unterbrechung der Leitung zu einem Verstärker die ihm zugeordnete
Funktion auf keinen Fall übergangen wird; der Betrieb eines nachfolgenden Verstärkers
kann auch nicht zwangläufig die Funktion des vorhergehenden Verstärkers ausschließen,
so daß der vorhergehende Verstärker wieder voll arbeitsbereit werden kann, sobald
seine Zuleitung wiederhergestellt ist.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In der Zeichnung ist die Richtung, in der die Wicklungen auf den
zugehörigen Magnetkemen verlaufen, mit Hilfe von Punkten angegeben, die zugleich
auf die Phase der Wechselströme hindeuten. Es stellt dar F i g. 1 ein Schaltbild
einer Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 ein Schaltbild eines nach einem Programm
schaltenden Kreises, der in Verbindung mit der Vorrichtung nach F i g. 1 verwendbar
ist, und F i g. 3 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Es sei angenommen, daß nacheinander die Materialien A, B und C durch
Zuführungsvorrichtungen in eine gemeinsame Lastschale gebracht werden sollen. Dabei
wird nach dem Einschalten der gesamten Anlage von der Wägevorrichtung 20 entsprechend
dem
Materialzulauf durch ein mit der Waage verbundenes Potentiometer 33, welches von
einer Wicklung 31 eines Transformators gespeist wird (Kreis 30), eine lastproportionale
Spannung als Istwertspannung abgegeben. Dieser Istwertspannung werden von dem Transformator
über weitere, getrennte Wicklungen abgreifbare Spannungen entgegengeschaltet, wobei
diese Spannungen, für jedes Material getrennt einstellbar, sich aus einer Sollgewichtsspannung
sowie Vorspannungen für die Umschaltung von Grobauf Feinstrom und für die Berücksichtigung
des Nachstromes zusammensetzen. Darüber hinaus werden nach dem Abschalten der Materialzuführung
der Sollgewichtsspannung noch Toleranzspannungen zugeschaltet, mit deren Hilfe festgestellt
wird, ob die Istwertspannung innerhalb der damit vorgegebenen Grenzen liegt. Die
Voreinstellung der der Istwertspannung entgegenzuschaltenden Spannungen erfolgt
dabei für das Material A folgendermaßen: Im Schaltkreis 50 wird die Sollgewichtsspannung
für das Material A mittels des Potentiometers 53, welches von der Wicklung 51 gespeist
wird, voreingestellt. Durch ein an einer weiteren Wicklung 61 liegendes Potentiometer
62 wird eine Vorspannung zur Berücksichtigung des Nachstroms voreingestellt (Kreis
60), während ein an einer weiteren Wicklung 71 liegendes drittes Potentiometer 72
mit seiner Einstellung die Vorspannung für die Grob-Feinstromumschaltung liefert
(Kreis 70). Falls nun der Druckknopf eines dem Material A zugeordneten Schalters
S1 (F i g. 2) gedrückt wird, zieht im Stromkreis 416 ein Relais RA an, womit dessen
Kontakte RA1, RA 2 und RA 3 (F i g. 1) geschlossen werden. Beim Schließen der genannten
Kontakte wird ein Vergleichskreis gebildet, in dem die Potentiometer33, 53, 62 und
72 in Reihe zwischen Masse und einem Verstärker 111 liegen. Die andere Eingangsklemme
des Verstärkers 111 ist direkt mit Masse verbunden.
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Wenn das Material A nun in die Lastschale der Waage 20 einläuft, verschiebt
sich der Abgriff des Potentiometers 33 dementsprechend. Die von dem Kreis 30 abgegebene
Spannung hat bei der Speisung der Anlage mit Wechselstrom eine vorbestimmte Phasenlage,
die nachfolgend mit 0 bezeichnet sei.
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Die Wechselspannungen der Kreise 60 und 70 sind phasengleich mit der
Istwertspannung, während die Sollgewichtsspannung die hierzu entgegengesetzte Phasenlage
hat, die nachfolgend mit 0 bezeichnet sei. Diese Kennzeichnungen beziehen sich auch
auf die Phasenlage, für welche die phasenempfindlichen Verstärker 111 bis 114 ausgelegt
sind.
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Wenn nun die Spannung an den Potentiometem 33, 53, 62 und 72 zusammen
Null ergibt, verschwindet damit die Spannung am Q>-Eingang des phasenempfindlichen
Verstärkers (Nulldetektors) 111. Demgemäß geht auch dessen Ausgangsspannung auf
Null zurück. Hierdurch wird ein Relais RDR abgeschaltet, so daß die Materialzufuhr
auf die verminderte Geschwindigkeit (Feinstrom) umgeschaltet wird. Wie in diesem
Zusammenhang bemerkt sei, werden alle Relais, mögen sie für die Verminderung der
Zufuhrgeschwindigkeit, für die endgültige vollständige Unterbrechung der Materialzufuhr,
für die Übertoleranz- oder die Untertoleranz-Überprüfung bestimmt sein, zu Beginn
des Arbeitszyklus erregt. Im Betriebszustand, d. h. während des Abfüllens, sind
somit die an die Ausgangsverstärker angeschlossenen Relais erregt.
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Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung, bei der die Relais im Betriebszustand
erregt sind, ist somit aus Sicherheits- und Überwachungsgründen besonders zweckmäßig.
Wenn nämlich in der Anlage irgendeine Störung auftritt, wenn beispielsweise eine
Stromquelle ausfällt, fallen auch alle Ausgangsrelais ab; der Arbeitszyklus wird
unmittelbar unterbrochen und bleibt unterbrochen, bis die Störung beseitigt ist.
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Wenn bei der Schaltung gemäß Fig. 1 die Erregung des Relais RDR unterbrochen
wird, geht die weitere Zufuhr des Materials A in die Lastschale mit stark verminderter
Geschwindigkeit vor sich. Die Zufuhr wird endgültig unterbrochen, wenn die Summe
der Spannungen von den Kreisen 30, 50 und 60 Null ist. Dieser Zustand wird über
den Kontakt RA 2 vom phasenempfindlichen Verstärker 112 abgetastet, der daraufhin
das Relais RF abfallen läßt. Das MaterialA, das sich noch in der Luft befindet,
nachdem die Zufuhr vom Relais RF unterbrochen wurde (Nachstrom), fällt nun noch
auf die Lastschale. Der bewegliche Abgriff des Potentiometers 33 kommt, sobald alles
Material A die Lastschale erreicht hat, zur Ruhe, worauf die nachstehend erläuterte
Toleranzprüfung und darauf der Abfüllzyklus für das Material B beginnt.
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Zu der Spannung am Potentiometer 33 und der Spannung am Potentiometer
53 wird nun über die Kontakte RA 1 in einem Toleranz-Vergleichskreis (gemeinsamer
Anschluß 81 der Toleranzkreise 80) eine Toleranz-Bezugsspannung addiert. Um eine
Plus-Toleranz ablesen zu können, wird am Potentiometer 102 des Plus-Toleranzschaltkreises
100 eine Spannung eingestellt, die dem Wert des zulässigen Ober gewichts entspricht.
Diese Spannung liegt mit den Spannungen der Potentiometer 33 und 53 am phasenempfindlichen
Verstärker 113. Wenn das Gewicht des Materials A am Potentiometer 33 eine Spannung
hervorruft, die nicht größer als die Summe der Spannungen an den Abgriffen der Potentiometer
53 und 102 ist, verbleibt eine geringe Spannung am Verstärker 113, so daß die Erregung
des Relais ROT aufrechterhalten wird. Infolgedessen tritt in einem (nicht dargestellten)
Anzeigekreis kein Sicht- oder Hörzeichen auf. Der angeschlossene Anzeigekreis kann
jedoch auch so geschaltet sein, daß er ein sichtbares, hörbares oder auf sonstige
Weise wahrnehmbares Zeichen abgibt, wenn der Gewichtswert im Toleranzbereich liegt.
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In entsprechender Weise wird die Spannung am Potentiometer 92 eines
Minus-Toleranzkreises 90 zusammen mit den Spannungen der Potentiometer 33 und 53
an den phasenempfindlichen Verstärker 114 gelegt, um festzustellen, ob das Gewicht
im zulässigen Toleranzbereich liegt. In diesem Fall wird das Relais R UT abgeschaltet,
da dann, falls das Gewicht auf der Lastschale im Toleranzbereich liegt, die am Verstärker
114 auftretende Spannung die Phase besitzt und demgemäß den Verstärker 114 abschaltet.
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Wenn auf diese Weise das Material A in der vorgegebenen Menge in
die Lastschale eingelaufen ist, wird der Schalter S1 in der Leitung 416 geöffnet
und der Schalter S2 (F i g. 2) in der Leitung 417 geschlossen, so daß der Abfüllzyklus
für das Material B beginnt. Durch das Schließen des Schalters S2 zieht nämlich das
Relais RB (Fig. 2) an, womit dessen Kontakte RB 1, RB 2 und RB 3 (F i g. 1) geschlossen
werden. Auch hierbei wird der durch das Potentiometer 33 vorgegebenen Istwertspannung
von einem
Schaltkreis 150 eine mittels eines Potentiometers 153 voreinstellbare Sollwertspannung
mit entgegengesetzter Phase sowie eine Vorspannung für die Grob-Feinstromumschaltung
mittels eines Schaltkreises 170 und eines Potentiometers 172 und eine Vorspannung
für den Nachstrom mittels eines Schaltkreises 160 und dessen Potentiometers 162
mit gleicher Phase wie die Istwertspannung zugeschaltet. Entsprechendes gilt für
das Material C, welchem ein Schaltkreis 250 mit einem Potentiometer 253 für die
Sollgewichtsspannung, ferner ein Schaltkreis 260 mit einem Potentiometer 262 für
den Nachstrom und ein Schaltkreis 270 mit einem Potentiometer 272 für die Grob-Feinstromumschaltung
zugeordnet sind. Für die Zufuhr des Materials C wird dann analog der Schalter S2
geöffnet und der Schalter S3 in der Leitung 418 (Fig.2) geschlossen, wodurch das
Relais RC anspricht und dessen zugeordnete KontakteRC 1, ARC 2 und ARC 3 geschlossen
werden. Auch für dieses Material C arbeiten die phasenempfindlichen Verstärker 111
bis 114 gemäß der Beschreibung für das Material A, wie die F i g. 1 erkennen läßt.
Die von der Sekundärwicklung 51, 151 bzw. 252 gespeisten Nullpotentiometer 52, 152
und 252 dienen dazu, die Nullstellung der Sollgewichtspotentiometer 53, 153 bzw.
253 mit dem der Waage zugeordneten Potentiometer 33 bei dessen Nullstellung in Übereinstimmung
zu bringen.
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Die Schaltung nach F i g. 3 unterscheidet sich von der in F i g.
1 dargestellten Schaltung im wesentlichen dadurch, daß die Potentiometer für die
einzelnen, voreinstellbaren Spannungen nicht mehr getrennt in gesonderten Schaltkreisen
angeordnet sind, sondern daß die eine vorbestimmte Funktion ausübenden Potentiometer
aller Komponenten in einem Kreis angeordnet sind, d. h., daß die Werte der einzelnen
Materialien additiv eingestellt werden. Hierbei sind die einzelnen Potentiometer
mit derselben Bezugsnummer, zum Unterschied von Fig. 1 jedoch mit einem Apostroph
versehen.
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Wenn die Materialien A, B und C mit dem Gewicht von 30, 40 und 50
kg benötigt werden, werden bei der Schaltung gemäß der Fig. 1 die Potentiometer
auf die den Werten von 30, 40 bzw. 50 kg entsprechenden Spannungen eingestellt;
bei der Schaltung nach F i g. 3 wird demgegenüber unter sonst gleichen Bedingungen
das dem Material A zugeordnete Potentiometer auf einen Wert von 30 kg, das dem Material
B zugeordnete Potentiometer auf einen Wert von 70 kg und das dritte Potentiometer
für das Material C auf einen Wert von 120 kg voreingestellt.
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Zu diesem Zweck sind in der Schaltung gemäß der F i g. 3 die einzelnen
Potentiometer 53', 153' und 253' zum Einstellen der Sollgewichte und die zugehörigen,
von der Sekundärwicklung 51 gespeisten Nullpotentiometer 52', 152' und 252' parallel
geschaltet, wobei die letzteren dazu dienen, die Null einstellung der Sollgewichtspotentiometer
53', 153' und 253' mit dem der Waage zugeordneten Potentiometer 33 bei dessen Nullstellung
in Übereinstimmung zu bringen. Die zur vorzeitigen Unterbrechung der Materialzufuhr
(zwecks Berücksichtigung des Nachstromes) dienenden Potentiometer 62', 162' und
262' sind ebenfalls parallel geschaltet und werden durch die Sekundärwicklung 61
gespeist. Die Potentiometer 72', 172' und 272' zum Umschalten von Grob- auf Feinstrom
sind gleichfalls parallel angeschlossen und werden durch die Sekundärwicklung 71
mit Strom versorgt.
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Der in Fig. 2 dargestellte Programmschaltkreis kann auch in Verbindung
mit der Schaltung nach der Fig. 3 verwendet werden, wenn man nur beachtet, daß die
Relais RA, RB und RC in der Leitung 416, 417 bzw. 418 jeweils vier Kontakte enthalten.
Wenn die Relaiskontakte RA 1', Ru2', RA3' und IM 4' (Fig. 3) geschlossen werden,
wird die Summe der Spannungen an den Potentiometern 33, 53', 62' und 72' an den
Eingang des phasenempfindlichen Verstärkers 111 gelegt. Die Arbeitsweise der Schaltung
gemäß der F i g. 3 entspricht sonst der der bereits erläuterten Schaltung gemäß
Fig. 1.
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Wie hervorgehoben sei, kann die Zuführungsvorrichtung gemäß der Erfindung
ohne Schwierigkeit auch auf Gleichstrom umgestellt werden. Die Potentiometer werden
hierbei mit Gleichspannung gespeist, wobei der positive Pol die eine Phase und der
negative Pol die andere Phase darstellt.