DE2526899A1

DE2526899A1 - Automatische wiegemaschine

Info

Publication number: DE2526899A1
Application number: DE19752526899
Authority: DE
Inventors: Michael Johnston Topham; Thomas William Wilson
Original assignee: TOOTAL Ltd
Current assignee: TOOTAL Ltd
Priority date: 1974-06-18
Filing date: 1975-06-16
Publication date: 1976-01-02
Also published as: NL7507263A; FR2299631A1; CH584401A5; FR2299631B1; SE7506922L; DE2526899B2; US4040496A; JPS5114055A; GB1499502A

Description

Dr.-lng. E. BERKENFELD · D-oi-lng. H. RERKRNI=FLD, Patentanwälte, Köln

9R9R899

Anlage Aktenzeichen *. V *. V W W W

zur Eingab, vom i4o JUIll 1975 VA. Name d. Anm. TOOTAL LIMITED

Automatische Wiegemaschine

Die Erfindung betrifft eine automatische Wiegemaschine.

Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung einer Maschine zum automatischen Ausgeben von strömungsfähigem Material in vorgegebenem Gewicht.

Eine weitere Aufgabe liegt in der Ausbildung einer Maschine zum automatischen Ausgeben von zwei oder mehr verschiedenen strömungsfähigen Materialien in vorgegebenen Gewichten zum Erreichen eines vorbestimmten Gemisches aus diesen Materialien.

Nach der vorliegenden Erfindung enthält eine automatische Wiegemaschine zum Auswiegen einer vorgegebenen Menge eines strömungsfähigen Materials in einen Behälter ein das Material nach unten abgebendes Ventil mit einem Verschluß mit mehreren wählbaren,verschiedenen Durchflußgeschwindigkeiten entsprechenden Stellungen, ein Wiegekontrollsystem zum Steuern des Ventils derart, daß dieses nach Maßgabe eines vorgegebenen Programms die zutreffende Gewichtsmenge des strömungsfähigen Materials in den Behälter ausgibt, wobei das Kontrollsystem eine oder mehrere Lastzellen enthält, die nach Maßgabe des Gewichts von Behälter und Inhalt ein elektrisches Signal liefert, eine Vergleichsstufe zum Vergleichen des von der oder den Lastzellen abgegebenen Signals mit einem durch das Programm vorgebebenen Sollgewicht, so daß augenblicklich ein das noch abzugebende zusätzliche Gewicht anzeigendes elektrisches Fehlersignal entsteht, und eine auf das Fehlersignal ansprechende Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Einstellen des Ventils zum Herabmindern der Durchflußstellungen bei Abnahme des Fehlersignales.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung-ist:

Fig. 1 ein Schnitt durch eine Ausführungsform eines Farben-Abga- _I32/13 509881/0881

beventiles zum Einbau in ein erfindungsgemäßes System,

Fig. 2 ein erläuterndes Blockschaltbild einer einzigen von dem Farbabgabegerät zu durchlaufenden Verfahrensfolge,

Fig. 3 ein erläuterndes Blockschaltbild der von dem System während der Zugabe einer Farbe in den Behälter an einer der Abgabestationen durchgeführten Operationen,

Fig. 4 eine Darstellung, teilweise in Form eines Blockschaltbildes, einer Ausführungsform einer Gewichtskontrollanordnung und

Fig. 5 eine Darstellung, teilweise in Form eines Blockschaltbildes, eines der dynamischen Detektorelemente aus der in Fig, 4 gezeigten Anordnung.

Die in den beiliegenden Zeichnungen schematisch dargestellte Maschine dient zum Auswiegen einer oder mehrerer vorgegebener Mengen von strömungsfähigem Material und ist in ihrem Inneren auf das Durchführen einer Folge von Operationen programmiert, was zum automatischen Transport eines Behälters an eine oder mehrere geeignete Materialausgabestationen nach Maßgabe eines vorgegebenen Programmes führt, und wobei das strömungsfähige Material in passendem Gewicht nach Maßgabe dieses Programmes an der oder an jeder Station in den Behälter ausgegeben wird.

Bei dem auszugebenden Material kann es sich um fast jede fließfähige Substanz handeln. Die folgende Beschreibung beziwht sich jedoch auf das Ausgeben von zum Textildruck zu verwendenden flüssigen Farben oder Pigmenten, Beim Textildruck müssen verschiedene Flüssigbfarben zum Erreichen einer gewünschten Endfarbe in vorgegebenen Mengen vermischt werden.

Die von der Maschine durchzuführende Arbeitsfolge zerfällt in mehrere Stufen. Im vorliegenden Fall sind es acht. An jeder Stufe führt die Maschine ein entsprechendes Programm durch. Mindestens die Zwischenstufen betreffen im allgemeinen den Transport eines T 32/13 509881/088 1

Behälters, wie eines oben offenen Fasses, zu einer Abgabestation, Zugabe einer bestimmten Menge des Mittel—s in den Behälter und Ausdrucken des Gewichtes und einer die Station betreffenden und kennzeichnenden Information. Mindestens an den ersten und letzten Stufen kann das Programm je'doch anders sein. Im folgenden wird dies beschrieben.

Eine ins einzelne gehende Darstellung fehlt. Im allgemeinen enthält die Maschine jedoch mehrere Abgabeventile. Im vorliegenden Fall sechs. Sie haben die in der GB-PS 1 338 143 beschriebene Bauweise und sind an den Füllstationen angeordnet. Auf Schienen läßt sich ein Wagen zum Transport eines Behälters zu den jeweiligen Stationen für die zu erzeugende jeweilige Farbmischung verfahren. Der Behälter steht auf einer auf dem Wagen befindlichen Wiegevorrichtung auf. Diese erzeugt eine sein Gewicht und das seines Inhaltes angebende elektrische Information. Die Wiegevorrichtung enthält zweckmäßig mehrere, vorzugsweise drei Lastzellen, Diese erzeugen elektrische, der aufgesetzten Last proportionale Signale. Mit einem Verstärker werden pro 100 kg Last Spannungsschwingungen von etwa 10V erzeugt. Die verstärkte Ausgangsspannung der Wiegevorrichtung wird unter Erzeugung eines Fehlersignales mit einem durch das Programm vorgegebenen Bezugswert verglichen. Mit dem Fehlersignal wird das Farbventil an der Ausgabestation gesteuert. Die Steueranordnung, die nach Maßgabe des Fehlersignales die Farbventile steuert, wird weiter unten in ihren Einzelheiten beschrieben.

Vorteilhafterweise hat der Wagen einen Eigenantrieb. Das heißt, daß er keine Verbindungskabel zu einem ortsfesten Antrieb benötigt. Dies erreicht man mit auf dem Wagen angeordneten Batterien. Am Ende jeder Arbeitsfolge werden sie bei Rückkehr des Wagens in dessen Ausgangsstation selbsttätig aufgeladen. Eine Information über die/oeweilige Lage des Wagens wird aus an den Schienen angeordneten Magneten digital abgeleitet.

Zu der Maschine gehört weiter noch ein Lochkartenleser zum Lesen und Entschlüsseln des in den einzelnen Karten enthaltenen Programms. Für jedes auf der Maschine herstellbare Farbgemisch ent-T 32/13 509 8 S 1/088 1

hält jede Karte bestimmte Anweisungen und Informationen. Zum Erzielen eines bestimmten Gemisches braucht daher lediglich die betreffende Karte in den Leser eingegeben zu werden.

Ein Speicherfähigkeiten aufweisender Drucker ist zum Ausdrucken der Information vorgesehen. Diese betrifft zum Beispiel das an einer bestimmten Station zugegebene Gewicht und die diese Station betreffenden Einzelheiten. Im folgenden wird dies noch erläutert. Das von den Lastzellen registrierte Gewicht wird mit einem digitalen Voltmeter kontinuierlich überwacht.

Ein Beispiel eines der an jeder Abgabestation befindlichen einzelnen Ventile wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Das erläuterte Ventil entspricht im wesentlichen der in der GB-PS 1 338 143 beschriebenen Konstruktion. Das bekannte Ventil weist zwei Stellungen auf. Das hier verwendete Ventil hat im Unterschied dazu drei bestimmten Fließgeschwindigkeiten entsprechende Stellungen.

Das in Fig. 1 gezeigte Flüssigkeitsventil hat ein eine Kammer 4 umschließendes Gehäuse 2. Die Kammer steht über einen Einlaßkanal 6 mit einer um einzelnen nicht dargestellten Flüssigkeitsquelle in Verbindung. Im Boden 8 der Kammer ist eine vertikal ausgerichtete und den Auslaß des Ventils darstelLende Bohrung 10 vorgesehen. Auf ihrem größeren Teil ist die Bohrung zylindrisch. An ihrem unteren Ende weist sie jedoch eine nach innen gerichtete Lippe auf. Diese bildet einen Ventilsitz 13 mit umgedrehter kegelstumpfförmiger Gestalt. Auch die Unterseite des Ventilsitzes ist von umgedrehter kegelstumpfförmiger Gestalt. Damit entsteht eine scharfe Kante und ein im allgemeinen abwärts gerichteter scharfer kreisförmiger Rand 14.

Zum Ventil gehört weiter noch ein Verschlußglied 16. Dieses ist . vertikal beweglich auf einer Stange 18 angeordnet. Diese tritt durch die Decke 20 der Kammer 4 durch. Dort wird sie von einer Dichtpackung 22 umschlossen. Das Verschlußglied 16 weist umgedrehte Tassenform auf mit einem Basisabschnitt 24 und einer zylindrischen Seitenwand 26. Die Abmessungen sind derart, daß die Seiten-T 32/13 509881/088 1

wand mit engem Schiebesitz im zylinderförmigen Abschnitt der Auslaßbohrung 10 sitzt. Das untere Ende der Zylinderwand 26 des Verschlußgliedes ist mit einer komplementären kegelstumpfförmigen Verschlußfläche 28 ausgebildet. In Schließstellung des Ventiles paßt sie auf die Oberseite des kegelstumpfförmigen Ventilsitzes 13.

Zum Erreichen von drei verschiedenen Pließgeschwindigkeiten weist die zylinderische Seitenwand 26 des Verschlußgliedes 16 mehrere axial verlaufende Schlitze 32 auf. Die Tiefe dieser Schlitze ändert sich abrupt auf etwa halber Länge*. Auf ihren unteren Bereichen 32a sind die Schlitze daher tiefer als auf ihren oberen Bereichen 32b. Bei voll aus der Bohrung 10 herausgezogenem Verschlußglied 16, wie es in Fig. 1 durch die strichlierten Linien dargestellt wird, tritt die Strömung damit praktisch ungehindert aus, und es ergibt sich eine hohe Fließgeschwindigkeit. Im folgenden wird dies voller Fluß genannt. Bei teilweise in die Bohrung 10 eingeschobenem Verschlußglied 16 ergibt sich eine zweite Stellung. In dieser liegen die die größere Tiefe aufweisenden unteren Bereiche 32a der Schlitze in der Bohrung 10, während die die geringere Tiefe aufweisenden oberen Bereiche 32b ausreichend außerhalb der Bohrung 10 liegen. Damit kann die Strömung über die tieferen Schlitzbereiche 32a ausströmen,und es ergibt sich eine mittlere Fließgeschwindigkeit. Im folgenden wird dies Tropfen genannt. Bei weiter in die Bohrung 18 eingeschobenem Verschlußglied 16 ergibt sich eine dritte Stellung. In dieser liegen die oberen flacheren Bereiche 32b der Schlitze in der Bohrung 10. Die kegelstumpfförmige Fläche 28 liegt jedoch noch außerhalb des Ventilsitzes 13. Die Strömung kann dann über die flacheren Bereiche 32b ausströmen,und es ergibt sich eine niedrige Fließgeschwindigkeit. Im folgenden wird die Tröpfeln genannt«

Zum wählbaren Verschieben des Verschlußgliedes 16 in seine vier Stellungen, nämlich voller Fluß, Tropfen, Tröpfeln und geschlossen, ist an der Stange 18 des Verschlußgliedes 16 ein Kolben 34 befestigt. Er gleitet in einem Zylinder 36. Durch eine spiralförmig gewickelte Schraubenfeder 38 wird er in die Schließstellung des Ventiles gedrückt. Im folgenden wird noch im einzelnen be-T 32/13 509881/0881

schrieben, daß die für die Wiegevorrichtung vorgesehene Steueranordnung so ausgebildet ist, daß an der Unterseite des Kolbens 34 mit Hilfe einer Einlaßleitung 40 ein einstellbarer Luftdruck erreicht werden kann. Dieser kann drei verschiedene Werte annehmen. Sie werden mit der Steueranordnung ausgewählt und bringen das Verschlußglied. 16 in die drei oben genannten Stellungen. Bei Fehlen des Druckes wird der Kolben 34 allein der Einwirkung der Feder 38 ausgesetzt. Mit einem ersten niedrigen Druck wird der Kolben 34 entgegen der Kraft der Feder 38 bis in die Tröpfelstellung verschoben. Mit einem zweiten höheren Druck wird der Kolben 34 weiter verschoben und bringt das Verschlußglied 16 in die Tropfstellung. Mit einem dritten noch höheren Druck wird das Verschlußglied 16 vollends aus der Bohrung 10 herausgedrückt und nimmt die Stellung für vollen Fluß an.

Die Beschreibung soll sich jetzt wieeder dem Gesamtbetrieb der Maschine zuwenden. An jeder Stufe wird ein Teil einer Lochkarte oder eines anderen Informationsträgers abgetastet. Die in der Karte enthaltene Information bestimmt, an welcher Station der Behälter anhalten soll und wieviel zusätzliches FlUssigkeitsgewicht hinzuzufügen ist.

Vor dem erneuten Anlauf der Maschine in ihrer Arbeitsfolge müssen zahlreiche Bedingungen erfüllt sein:

1. Ein Behälter geeigneter Größe muß auf der Plattform der Wiege-Vorrichtung aufstehen.

2. Im Lochkartenleser muß sich eine Karte befinden und dieser muß die das gesamte Gewicht betreffende Information korrekt ablesen.

3. In keinem System darf ein Fehlerzustand vorliegen.

Bei Erfüllen dieser drei Bedingungen leuchtet ein Startknopf auf. Bei Drücken dieses Knopfes läuft die Maschine zu der ersten ihrer acht Stufen.

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Die erste Stufe betrifft im wesentlichen das Erfassen und Aufzeichnen des Leergewichtes des Behälters, das heißt des leeren Gewichtes des Behälters vor dem Einfüllen von irgendwelchem Materialc Zusätzlich wird der Lochkartenleser so erregt, daß er auch weit'ere auf der Lochkarte enthaltene Informationen liest. Dies sind Informationen betreffend die G gerade auszuführende Arbeit, das heißt die Ordnungszahl der Arbeit, die Wegnummer der Arbeit, die Abstandszahl der Arbeit und dergleichen« Diese Informationen werden der Lochkarte entnommen und vom Drucker ausgedruckt. Das Taragewicht wird von den Lastzellen auf dem Wagen gemessen und vom Drucker ausgedruckt. Anschließend läuft die Maschine zur zweiten Stufe vor.

Das an der zweiten Stufe durchzuführende Programm ist wie folgt:

1. Die erste Station, an der der Behälter anzuhalten ist, und das an dieser Station hinzuzufügende Gewicht werden durch den Lochkartenleser der Lochkarte entnommen.

2. Die Bewegung des Wagens auf den Schienen wird ausgelöst.

3c An einer Station zuvor wird der Wagen abgebremst und dann an der erforderlichen Station angehalten.

4. Das Farbventil an dieser Station wird geöffnet und dann zwecks Abgabe der gewünschten Farbenmenge stufenweise geschlossen. Die Steueranordnung, mit der die korrekten Farbmengen innerhalb enger Toleranzen abgegeben werden,.wird im folgenden noch beschrieben.

5. Der Drucker druckt aus, wieviel hinzugegeben wurde, wieviel hätte hinzugegeben werden sollen, was die Station gewesen sein sollte (das heißt welche) und welche Station tatsächlich vorlag.

6. Bei einer innerhalb der Toleranzgrenzen liegenden Zugabe läuft die Maschine zur nächsten Stufe weiter. Anderenfalls erscheint ein Fehlerzustand, der vor dem Weiterlauf der Maschine berei-

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nigt werden muß.

Die dritte, vierte und alle weiteren Stufen mit Ausnahme der. letzten sind mit der zweiten Stufe identisch. Sie betreffen die an den anderen Ausgabestationen zu machenden Gewichtszugaben. In manchen Fällen mögen einige Ausgabestationen überflüssig sein. In solchen Fällen wird die Station passiert und die nächste Stufe aktiviert. Die Anzahl und damit auch die Ordnungszahl der Stationen unterliegen keiner festen Vorschrift, Die hier beschriebenen acht Stationen sind daher nur als Beispiel aufzufassen.

Die letzte Stufe, in diesem Fall die achte, enthält folgendes Programm:

1. Der letzte Abschnitt des Kartenlesers, der das gesamte Nettogewicht enthält, das an den verschiedenen Stationen hinzugefügt werden sollte, wird aktiviert,

2. Der Wagen wird in seine Ausgangsstation, in der er selbsttätig an ein Batterie ladegerät angeschlossen wird, zurückgeführt.

3. Der Speicher wird angesprochen und das tatsächlich in dem Behälter enthaltene Nettogewicht durch einen Vergleich mit dem vom Lesegerät gegebenen gesamten Nettogewicht ausgedruckt.

4. Schließlich wird ein aus dem Drucker austretender Papierstreifen zum Abriß vorgezogen und ein Chargenzähler um 1 vorgestellt.

Die oben genannten Stufen 2 bis 7 sind in Blockform schematisch in Fig. 2 dargestellt. Der "Start des Stufenprogramms" 42 wird durch die "Folgestufe" 41 ausgelöst. Mit einer Einheit 43 wird zur nächsten Stufe vorgeschaltet. Die "Wagenverschiebung" 44 verschiebt den Wagen in eine Stellung auf den Schienen, die der durch den Lochkartenleser 46 abgelesenen Stellung entspricht. Die "Zugstellung" 48 liefert eine digitale Information, die von entlang der Schiene angeordneten Magneten abgenommen wird. Diese Information zeigt die Stellung des Wagens aru Die "Gewichtszugabe" T 32/13 509881/0881

50 bewirkt einen Wiegevorgang. Er wird durch Anhalten des Wagens an seiner richtigen Station ausgelöst. Die "Druckausgabe"-Einheit 52 liefert am Ende jeder Gewichtszugabe eine sämtliche Informationen bezüglich des Wagengewichtes und der zugegebenen Mengen betreffende Aufzeichnung.

Der "Gewichtszugabe"-Block 50 von Fig. 2 ist schematisch aber in größerer Ausführlichkeit in Fig. 3 dargestellt. Der "Beginn des Wiegens"-Block 54 löst beim Eintreffen des Wagens an seiner Bestimmung einen Wiegevorgang aus. Der Behälter wird unter ein ausgewähltes Farbventil 56 gestellt. Dessen Bauart wurde in Fig. 1 gezeigt. Das öffnen und Schließen des Farbventiles 56 wird mit einer"Wiegesteueranordnung" 58 gesteuert. Diese wird in ihren Einzelheiten weiter unten mit Bezug auf die Figuren 4 und 5 beschrieben. Der von dem Wagen getragene und unter dem Farbventil 56 eingestellte Behälter 60 wird durch die auf dem Wagen befindlichen Lastzellen kontinuierlich gewogen. Das Ausgangssignal der Lastzellen wird in dem "Lastzellenverstärker" 62 verstärkt. Dieser ist temperatur- und thermisch kompensiert und liefert für eine Last von 100 kg ein Ausgangssignal von 10 kV_e Die der vorhergehenden Gewichtszugabe oder dem Taragewicht entsprechenden Signale werden in einer "Prüf- und Haite-"-Einheit 64 bis zu einem Kommando bezüglich des Einstellens eines neuen Wertes gespeichert.

Die ^wStufen"-Einheit 66 bestimmt, welcher Abschnitt der Karte von dem "Kartenleser" 68 geHesen wird. In dieser Ausführung liefert dieser vier dekadische Ziffern oder sechzehn Ziffern im BCD-Code. Ein "Analag-Digital-Wandler" 70 wandelt die von den Karten abgelesenen Ziffern in eine analoge Spannung um. Diese wird zu der dem vorhergehenden tatsächlichen Gewicht entsprechenden Spannung aus der Einheit 64 addiert«, Dies erfolgt in einer "Sollpegel"-Einheit 72 unter Bildung eines Signales, das dem am Ende des nächsten Wiegevorganges erforderlichen Gesamtgewicht entspricht. Das von dem Lastzellenverstärker 62 abgegebene Ausgangssignal wird in einem •»Fehlerverstärker" 74 mit dem Sollpegelsignal verglichen. Auf der Leitung 76 entsteht ein Fehlersignal. Dieses wird der Wiegesteueranordnung 58 zugeführt. Mit ihm wird die Öffnung des Farbventils und damit die Menge und die Strömungsgeschwindigkeit der dem Be-T 32/13 509881/0881

hälter zugeführten Farbe gesteuert. Die "Druck"-Einheit 78 liefert sofort nach dem vollständigen Schließen des Ventiles 56 eine Aufzeichnung des Betriebes der Wiegesteueranordnung. ' '

Die "Wiege steueranordnung" 58 von Fig. 3 wird nun unter Bezug auf die Figuren 4 und 5 im einzelnen beschrieben.

Das von dem Fehlerverstärker 74 von Fig. 3 abgegebene Fehlersignal E, das anfangs natürlich dem durch ein bestimmtes Ventil zuzugebenden Gesamtgewicht gleich ist, wird der Eingangsklemme 80 zugeleitet. Von dort wird es dem Eingang eines ersten dynamischen Detektors 82 und den Eingängen von ersten und zweiten Pegeldetektoren 84 und 86 zugeleitet. Im gezeigten Beispiel liegt das Fehlersignal E zwischen Null und ί 12 Volt und stellt einen Gewichtsbereich von Null bis ί 6 kg dar.

Ebenso wird das Fehlersignal E dem Eingang eines ersten Verstärkers 87 zugeführt. Dieser hat eine Verstärkung von 12. Er erzeugt ein zweites Fehlersignal E₂. Dieses schwankt im gleichen Spannungsbereich von Null bis - 12 V. Dieses entspricht jetzt jedoch einem Gewichtsbereich von Null bis - 500 g. Das zweite Fehler signal E₂ wird weiter noch den Eingängen von zweiten und dritten dynamischen Detektoren 88 und 90 und dem Eingang eines dritten Pegeldetektors 92 zugeführt.

Ebenso wird das Fehlersignal E„ noch dem Eingang eines zweiten Verstärkers 94 zugeführt. Auch dieser hat eine Verstärkung von 12. Er erzeugt ein drittes Fehlersignal E₃. Auch dieses liegt im gleichen Spannungsbereich von Null bis ί 12 V. Jetzt bedeutet dies einen Gewichtsbereich von Null bis etwa ± 45 g. Das dritte Fehlersignal K, wird dem Eingang eines vierten dynamischen Detektors 96, dem Eingang eines vierten Pegelfcdetektors 98 und den Eingängen von ersten und zweiten Differentialpegeldetektoren 100 und 102 zugeführt.

Die Pegeldetektoren 84, 86, 92 und 98 sind so voreingestellt, daß sie bei Spannungen entsprechend 3 kg, 1 kg, 250 g bzw. 40 g auslösen. Im vorliegenden Fall entspricht dies 6 V, 2 V, 6 V bzw. T 32/13 509881/0881

11,75 V· Die auf diese Weise erzielten Ausgangsspannungen werden in Grenzschichtelementen 104, 106, 108 und 110 behandelt. Damit werden sie mit der im folgenden anzutreffenden logischen Schaltung kompatibel. Diese wird weiter unten beschrieben. Sie ist so aufgebaut, daß bei niedrigem Fehlerpegel ein "Null"-Ausgangssignal entsteht.

Die Differentialpegeldetektoren 100 und 102, die auf Grenzschichtelemente 112 und 114 arbeiten, stellen den Fehler fest, sofern er in vorgegebenen Bereichen liegt. Der Detektor 100 erzeugt eine "Null", sofern der Fehler geringer als - 20 g (ί 5,8 V) ist. Der Detektor 112 erzeugt eine "Null", sofern der Fehler unter -3g (± 0,9 V) liegt.

Die dynamischen Detektoren 82, 88, 90 und 96, die auf Grenzschichtelemente 116, 118, 120 und 122 arbeiten, sind sämtlich miteinander identisch. In Fig. 5 wird ein solcher Detektor im Detail gezeigt. Die dynamischen Detektoren steuern die Größe der öffnung des Ventiles. In Fig. 4 wird dies schematisch bei 124 dargestellt. Die Steuerung erfolgt nach Maßgabe von sowohl der Größe des augenblicklichen Fehlers als auch der Änderungsgeschwindigkeit des Fehlers. Die Detektoren sind so geschaltet, daß das Signal an einem ihrer Ausgänge von "Null" auf "Eins" wechselt, sobald das Ventil 124 auf seine nächste Öffnungsstufe heruntergeschaltet werden muß.

Gemäß Fig. 5 ist der Eingang 126 jedes dynamischen Detektors sowohl an den Eingang einer Differenzierstufe 128 als auch an den Eingang einer Summationsvorrichtung 130 angeschlossen. Im vorliegenden Fall sind dies einfach ein Paar von Reihenwiderständen. Am Verbindungspunkt beider Widerstände wird die Summenspannung abgegriffen. Das Fehlersignal Ex wird am Eingang 126 angelegt und damit der Differenzierstufe 128 zugeführt. Deren Ausgangsspannung ist damit der Änderungegeschwindigkeit (^r=) des Fehlers E proportional. Ein Anteil V^ dieser Spannung wird mit einem Potentiometer 132 abgegriffen und dem anderen Eingang der Summationsvorrichtung 130 zugeführt. Der Ausgang dieser Vorrichtung ist mit dem einen Eingang eines Pegeldetektors 134 verbunden. Dessen an-T 32/13 509881/088 1

derer Eingang liegte an einer voreingestellten negativen Spannung V₂. Diese wird von einem weiteren Potentiometer 136 abgegriffen. Der Ausgang des Pegel%detektors führt zu einer Grenzschichtvorrichtung 138. Die Ausgangsspannung läßt sich an der Klemme 140 abgreifen. Diese Schaltung arbeitet nun wie folgt:

Bei einer gegebenen und damit einer der Strömungsstellungen (das heißt voller Fluß, Tropfen oder Tröpfeln) entsprechenden Öffnung des Ventiles wird eine im wesentlichen konstante Fehler and erungsgeschwindigkeit erzielt. Am Potentiometer 132 wird damit auch eine im wesentlichen konstante positive Spannung V₁ abgegriffen und dem zweiten Eingang der Summationsvorrichtung 130 zugeleitet. Das Fehlersignal Ex beginnt bei einem hohen negativen Pegel und nähert sich bei abnehmendem Fehler dem Wert Null. Die von dem Potentiometer abgenommene negative Spannung V« liegt im allgemeinen unter 1 V. Der Pegeldetektor 134 schaltet bei gleichen an seinen beiden Eingängen liegenden Spannungen von "Null¹¹ auf "Eins" um. Liegt die Spannung V₁ zum Beispiel bei ⁺2 V und die Spannung V₂ bei - 0,5 V, schaltet der Pegeldetektor bei Abfallen des Fehlersignales Ex auf - 2,5 V um, das heißt, bevor das Fehlersignal tatsächlich Null erreicht.

Der Sinn dieses vorzeitigen Ansprechens der Anordnung auf diese Weise ist vor allen Dingen darin begründet, daß damit die endliche Ansprechzeit g der mechanischen Teile der Anordnung berücksichtigt wird. Dies gilt insbesondere für die Zeit, die die Ventile für ihre Reaktion auf ihre Steuersignale und zum Erreichen ihrer nächsten Stellung benötigen. Damit nimmt die Anordnung das Erreichen des Nullwertes durch den Fehler vorweg und löst das Umschalten des Ventiles aus. Damit schaltet das Ventil bei einem Fehler von praktisch Null um. Der Umschaltpunkt wird bei größerer Durchflußgeschwindigkeit zusätzlich bei einem Fehler von Null ausgelöst.

Die Ansprechzeit der mechanischen Teile der Anordnung läßt sich nicht vorhersagen und schwankt von Maschine zu Maschine. Der für das Erreichen einer kcxrekten Vorwegnahme notwendige Wert der Umschaltspannung V₂ muß durch Versuch ermittelt werden. Ein einmal T 32/13 50988 1/088 1

ermittelter Wert bleibt jedoch für den gesamten Betrieb der Maschine konstant. Für dynamische Detektoren, die mit dem Wechsel von einer Strömungsgeschwindigkeit zur nächsten befaßt sind, ist die Umsehaltspannung Vp im allgemeinen größer. Für Detektoren, die den endgültigen Abschlußpunkt feststellen, ist die Umwechselspannung im allgemeinen kleiner.

Für die oben genannten Fehler und eine maximale Strömungsgeschwindigkeit von 6 kg/sec (12 V pro Sekunde) liegt β die Ausgangsspannung der Differenzierstufe 128 für jeden Spannungswechsel von 1 V pro Sekunde am Eingang,, vorzugsweise bei 1 Volt. Mit dem Potentiometer 132 wird die für jede Maschine zutreffende Bemessung der Ausgangsspannung durch Versuch ermittelt.

Nach Fig. 4 sind die über Grenzschichtelemente zusammengeschalteten Ausgänge der Pegeldetektoren, die zu Programmierungszwecken verwendet werden, an die vier Eingänge a, b, c und d einer Prüf- und Halteeinheit 142 angeschlossen, die auf ihren Ausgängen A, B, C und D jegliche auf a, b, c und d erscheinenden Pegel hält, wenn immer ein ^MBewertungs"-Signal ("1") an einem zweiten Eingang e von einem Anschluß 144 erscheint.

Der Ausgang A ist an einen Eingang eines ersten Nand-Gliedes 146 angeschlossen. Der Ausgang C ist an einen Eingang eines zweiten Nand-Gliedes 148 und der Ausgang D ist an einen Eingang eines dritten Nand-Gliedes 150 angeschlossen. Der Ausgang B ist an einen Eingang eines vierten Nand-Gliedes 152, einen ersten Eingang eines fünften Nand-Gliedes 154 und an den Eingang eines ersten Inverters 156 angeschlossen, dessen Ausgang an den einen Eingang eines sechsten Nand-Gliedes 158, an den zweiten Eingang des dritten Nand-Gliedes 150 und an einen ersten Eingang eines siebenten Nand-Gliedes 160 angeschlossen. Der Anschluß 144 1st zusätzlich noch mit den zweiten Eingängen der ersten, zweiten und dritten Nand-Glieder 146, 148 und 150 und mit den Setzeingängen von drei bistabilen Elementen 162, 164 und 166 verbunden·

Die über Grenzschichtelemente verbundenen Ausgänge des dynamischen Detektors 82 sind über einen zweiten Inverter 168 mit einem T 32/13 509881/0881

Rückstelleingang des bistabilen Elementes 162 verbunden. Der Ausgang des dynamischen Detektors 88 ist mit einem zweiten Eingang des Nand-Gliedes 144 verbunden. Der Ausgang des dynamischen' Detektors 90 ist mit einem zweiten Eingang des Nand-Gliedes 158 verbunden. Der Ausgang des dynamischen Detektors 96 ist über einen dritten Inverter 170 mit einem Rückstelleingang des bistabilen Elementes 166 verbunden.

Die über Grenzschichtelemente verbundenen Ausgänge der Differentialpegeldetektoren 100 bzw. 102 sind an die zweiten Einginge der Nand-Glieder 152 und 160 angeschlossen. Deren Ausgänge liegen am ersten und zweiten Eingang eines achten Nand-Gliedes 172.

Die Ausgänge des fünften und sechsten Nand-Gliedes 154 und 158 sind an den ersten und zweiten Rückstelleingang des bistabilen Elementes 164 angeschlossen, dessen Ausgang an den dritten Eingang des zweiten Nand-Gliedes 148 angeschlossen ist. Der Ausgang des ersten Nand-Gliedes ist zuerst mit dem Eingang eines ■onostabilen Multivibrators 174 verbunden, dessen Ausgang zum zweiten Setzeingang des bistabilen Elementes 164 führt. Zweitens ist der Ausgang an den dritten Eingang des Nand-Gliedes 172 und drittens noch an einen ersten Pufferverstärker 190 angeschlossen, der den Betrieb eines ersten magnetbetätigten pneumatischen Ventiles 176 steuert. Der Ausgang des zweiten Nand-Gliedes 148 ist zuerst mit einem Eingang eines zweiten monostabilen Multivibrators 178 verbunden, dessen Ausgang zu einem zweiten Setzeingang des bistabilen Elementes 166 führt, und zweitens zu dem vierten Eingang des Nand-Gliedes 172 und drittens noch zu einem Und-Eingang eines zweiten Pufferverstärkers 192, der den Betrieb eines zweiten magnetbetätigten pneumatischen Ventiles 180 steuert. Der Ausgang des dritten Nand-Gliedes 150 liegt am fünften Eingang des Nand-Glie-ä des 172 und an einem Und-Eingang eines dritten Pufferverstärkers 194, der den Betrieb eines dritten magnetbetätigten pneumatischen Ventiles 182 steuert. Die Ausgänge der bistabilen Elemente 162 und 166 liegen am dritten und vierten Eingang des ersten und dritten Nand-Gliedes 146 und 150.

Der Ausgang des ersten Nand-Gliedes 146 liegt weiter noch an den T 32/13 509881/0881

zweiten Und-Eingängen der Pufferverstärker 192 und 194. Beim Auftreten einer "Null" am Ausgang des Nand-Gliedes 146 werden damit die magnetbetätigten Ventile 176, 180 und 182 sämtlich aktiviert."

Der ,Ausgang des zweiten Nand-Gliedes 148 liegt weiter noch am dritten Und-Eingang des Pufferverstärkers 194. Damit wird sichergestellt, daß beide magnetbetätigten Ventile 180 und 182 bei Auftreten einer "Null" am Ausgang des Nand-Gliedes 148 aktiviert werden.

Abgesehen von den magnetbetätigten Ventilen 176, 180 und 182 sind die bis hierhin beschriebenen Bestandteile der "Wiegesteueranordnung" sämtlich auf dem verfahrbaren Wagen angeordnet, der den Behälter zwischen den verschiedenen AbgabeStationen hin- und herführt. Auf der anderen Seite sind die magnetbetätigten Ventile 176, 180 und 182 zum Steuern der Fließgeschwindigkeit eines einzigen Ventiles 124 an einer bestimmten Abgabestation vorgesehen. Somit ist eine Gruppe von magnetbetätigten Ventilen 176, 180 und 182 an jeder Ausgabestation angeordnet und mit dem an dieser Station vorhandenen Ventil 124 verbunden. Damit müssen Einrichtungen zum Weiterleiten der Steuersignale der Verstärker 190, 192 und 194 zu den Ventilen 176, 180 und 182 ä an jeder Abgabestation, an denen der Wagen anhält, vorgesehen werden.

Diese Weiterleitung der Signale kann selbstverständlich auf viele Arten, zum Beispiel elektromagnetisch oder mechanisch, erfolgen. In der beschriebenen Anordnung erfolgt die Ankopplung elektromagnetisch durch Anschließen der Ausgänge der Verstärker 190, 192 und 194 an ein Ende der Magnete 200, 202 bzw. 204, deren andere Enden an Masse liegen. An jeder Abgabestation sind drei Gruppen von Federkontakten 206, 208 und 210 in solchen Stellungen angeordnet, daß sie bei sich in der Station befindendem Wagen neben dem Magneten 200, 202 und 204 liegen. Eine ^seite jeder Gruppe der Kontakte 206, 208 und 210 liegt an Masse und die andere Seite ist mit einem Ende der Magnete der Ventile 176, 190 und 182 verbunden. Die anderen Enden der Magnete der Ventile 176, 180 und 182 sind an eine Spannungsquelle V angeschlossen. Damit werden die Ventile 176, 180 und 182 bei geöffneten Schalterkontakten 206, 208 und T -?/■ 509881 /08P 1

210 an "Null¹¹ und bei geschlossenen Kontakten an "1" gelegt. Bei Anlegen eines Signales an den Magneten 200 wird damit das Magnetventil 176 zum Schlie0en der Kontakte 206 betätigt. Ebenso werden die Magnetventile 180 und 182 zum Schließen der Kontakte 208 und 210 bei Anlegen von Signalen an die Magnete 202 und 204 betätigt.

Der Ausgang D ist zusätzlich noch an einen sechsten Eingang des Nand-Gliedes 172 und auch an eine Alarmeinheit 183 angeschlossen. Schließlich ist der Ausgang des Nand-Gliedes 172 auch noch mit einer Einheit 185 zum Steuern der Beendigung des Wiegevorganges bei Empfang eines "Null"-Signales von diesem letzteren Nand-Glied 172 verbunden.

Die M magnetbetätigten pneumatischen Ventile 176, 180 und 182 steuern einen pneumatischen Kreis, mit dem der Kolben des Farbventiles 124 vier verschiedenen ¥ und unterschiedlichen Drücken ausgesetzt werden kann. Das Ventil 176 verbindet eine pneumatische Leitung 184 entweder mit einer Quelle 188 relativ hohen Drukkes oder einer Quelle 186 mittleren Druckes. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Verbindung zu der Quelle 186 mittleren Druckes bei Auftreten eines ^W1"-Signales am Ausgang des Nand-Gliedes 146 erfolgt. Das Ventil 180 verbindet eine pneumatische Leitung 190 entweder mit der Leitung 184 oder mit einer Quelle 192 niedrigen Druckes. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Verbindung zu der Quelle 192 bei Auftreten eines "1"-Signales am Ausgang des Nand-Gliedes 148 erfolgt. Das Ventil 182 verbindet eine an den Einlaß 40 des Zylinders auf dem Ventil 124 angeschlossene pneumatische Leitung 194 entweder mit der Leitung 190 oder der Atmosphäre. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Verbindung mit der Atmosphäre bei Auftreten eines "1"-Signales am Ausgang des Nand-Gliedes 150 erfolgt. Umgekehrt wird die Leitung 184 bei Auftreten eines "O"-Signales an den Ventilen 176, 180 und 182 an die Quelle 188 hohen Druckes angeschlossen. Die Leitung 190 wird an die Leitung 184 und die Leitung 194 wird über die drei pneumatischen Schalter an die Leitung 190 angeschlossen. In diesem letzteren Zustand werden die Ventile in Fig. 4 gezeigt.

Der Zustand voller Fluß wird nur bei Anlegen eines "Oⁿ-Signales T 32/13 509881 /088 1

an sämtliche drei Ventile 176, 180 und 182 erreicht. Der Zustand Tropfen wird bei Anlegen einer "1" an das Ventil 176 und einer "0" an beide Ventile 180 und 182 erreicht. Der Zustand Tröpfeln wird bei Anlegen eines "1"-Signales an die Ventile 176 und 180 und einer "0^M an das Ventil 182 erreicht. Der Abschaltzustand wird bei Anlegen eines "1"-Signales an sämtliche drei Ventile 176, 180 und 182 erreicht.

Die vorgenannte Steueranordnung arbeitet wie folgt:

Vor dem Wiegen herrscht an dem Anschluß 144 ein "O"-Zustand, so daß die Prüf- und Halteeinheit 142 zwar prüft, aber nicht hält. Die bistabilen Einrichtungen 162, 164 und 166 werden bei ^H1 "-Ausgängen gesetzt. Die Nand-Gliedeer 146, 148 und 150 sind geschlossen und an ihren Ausgängen tritt ein ^W1"-Signal auf. Damit wird das Ventil 124 abgeschaltet·

Ein Wiegevorgang wird durch Anlegen eines "1"-Signales an den Anschluß 144 ausgelöst. Für die Dauer des Wiegevorganges hält die Einheit 142 dann die vorherrschenden Pegel an A, B, C und D. Die bistabilen Einrichtungen 162, 164 und 166 verbleiben in ihrem bisherigen Zustand. Die Nand-Gliedeer 146, 148 und 150 werden freigegeben, falls sie nicht auf andere Weise behindert werden, und eine MQn erscheint an ihren Ausgängen. Damit werden die Ventile 176, 190 und 182 zum Erreichen des Zustandes voller Fluß betätigt. Anfangs befinden sich die Ausgänge der dynamischen Detektoren 82, 88, 90 und 96 sämtlich auf "0^w. Wenn diese jedoch bei Verminderung des Fehlers allmählich auf "1" übergehen, werden die bistabilen Einrichtungen 162, 164 und 166 entsprechend ausgelöst, so daß eine "0" an ihren Ausgängen auftritt. Die Nand-Glieder 146, 148 und 150 werden dann geschlossen und an ihren Ausgängen treten "1"-Signale auf. Damit werden die Zustände voller Fluß, Tropfen und Tröpfeln allmählich behindert. Bei einem "1»-Signal am Ventil 176 wird von voller Fluß auf Tropfen, bei einem "1"-Signal am Ventil 180 wird von Tropfen und Tröpfeln und bei einem "1"-Signal am Ventil 182 wird von Tröpfeln auf Aus umgeschaltet.

Wenn das Nand-Glied 146 zum Verhindern einer vollen Durchströmung T 32/13 509881/088 1

geschlossen ist, wird der monostabile Multivibrator 174 ausgelöst und hält die bistabile Einrichtung 164 etwa eine Sekunde, so daß sich das Fehlersignal auf seinen neuen Pegel herabstufen kann "und verhindert wird, daß Störsignale den Zustand Tropfen vorzeitig beenden. Ebenso schützt der monostabile Multivibrator 178 den Zustand Tröpfeln, wenn das Tropfen behindert wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung der Stufendetektoren 84, 86, 92 und 98 ergibt sich das folgende: Wenn der Anfangsfehler zu Beginn des Wiegevorganges größer als 3 kg ist, das heißt, wenn die dem Behälter hinzuzufügende Menge 3 kg übersteigt, befinden sich die Eingänge auf a, b, c und d sämtlich auf A ⁿ1" und A, B, C und D werden auf "1" gehalten. Damit wird keines der logischen Elemente 146, 148 und 150 behindert. Das Ausgangssignal B wird jedoch in dem Inverter 156 umgedreht und sperrt den Ausgang des dynamischen Detektors 90. Die bistabile Einrichtung 164 kann daher nicht von diesem ausgelöst werden. Ihr Pegel war auf das Umschalten von Tropfen zu Tröpfeln eingestellt. Auch das Nand-Glied 150 wird durch die Ausgangsspannung des Inverters 156 gesperrt. Damit kann das Magnetventil 182 nicht für den Zustand Tröpfeln erregt werden.

Da der Wechsel Tropfen auf Tröpfeln und der Zustand Tröpfeln beide behindert sind, folgt, daß der anfangs durch das am Ausgang des Nand-Gliedes 146 erscheinende "Oⁿ-Signal ausgelöste Zustand voller Fluß vorherrscht. Beim Wechsel dieses Ausgangssignal^es auf "1", aber mit noch bleibenden Aus gangs signal "0" des Nand-Gliedes 148 folgt diesem der Zustand Tropfen. Beim Umschalten des Nand-Gliedes 148 auf "1" folgt der Zustand Aus. \Ienn daher der zu Beginn gewogene Betrag 3 kg übersteigt, geht das Ventil 124 von vollem Fluß auf Tropfen und von dort sofort ohne Durchlaufen von Tröpfeln auf Aus.

Falls die ursprünglich gewogene Menge, das heißt der Anfangs-Fehler, unter 3 kg, aber über 1 kg liegt, ist A zu Beginn des Wiegens gleich «0», B gleich "1", C gleich "1" und D ebenfalls gleich ⁿ1". Der Zustand volle Durchströmung wird daher durch das von A an das logische Glied 146 angelegte ⁿO"-Signal behindert und das "1"-Signal, das im folgenden am Ventil 176 auftritt. Der Zustand T 32/13 509881/088 1

Tropfen wird daher schon zu Beginn ausgewählt. Wie zuvor sperrt damit B den Übergang von Tropfen zu Tröpfeln und das Ventil 124 . geht damit geradewegs ohne Durchlaufen des Zustandes Tröpfeln vom Tropfen in den Zustand Aus über.

Liegt die zu wiegende Anfangsmenge (das heißt der Anfangsfehler) unter 1 kg, aber über 250 g, dann ist A zu Beginn des Wiegens "0", B gleich "0", C gleich »1« und D ebenfalls gleich "1". Da A gleich "0^w ist, bleibt das logische Glied 146 permanent geschlossen und "1" wird permanent an das Ventil 176 angelegt und der Zustand Tropfen wird von Anfang an ausgewählt. Das von B kommende "O^-Signal, das am Eingang des Nand-Gliedes 154 erscheint, verhindert ein Rückstellen der bistabilen Einrichtung 164 durch den dynamischen Detektor 88, dessen Auslösepegel von Tropfen auf Aus eingestellt ist. Der Inverter 156 jedoch kehrt das von B stammende Signal um und ermöglicht nun, daß der auf das Umwechseln von Tropfen auf Tröpfeln eingestellte dynamische Detektor 90 über das Nand-Glied 158 auf die bistabile Einrichtung 164 einwirkt.

Diese Spannungsumkehr ermöglicht auch, daß das Nand-Glied 150 anfangs eine Ausgangsspannung von "0" aufweist und auf ⁿ1^w überwechselt, wenn die bistabile Einrichtung 166 durch das Umwechseln des dynamischen Detektors 96, der auf Tröpfeln auf Aus eingestellt ist, zurückgestellt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung folgt, daß das Ventil 124 ausschließlich von den Magnetventilen 180 und 182 gesteuert wird. Anfangs führt ein an diesen Ventilen 180 und 182 stehendes "O¹¹-Signal zu einer dem Zustand Tropfen entsprechenden öffnung, wozu die Luftleitung 194 an die Quelle 186 mittleren Druckes angeschlosi· sen wird. Diesem folgt ein ⁿOⁿ-Signal am Ventil 182 und ein ⁿ1ⁿ-Signal am Ventil 180, so daß die Leitung 194 dann an die Quelle 192 niedrigen Druckes angeschlossen wird.

Bei einem ^M1 "-Signal am Ventil wird die Leitung 194 zur Atmosphäre geöffnet.

Das Ventil 124 ^?urchläuft damit die Stufen Tropfen über Tr*^?T?feli. T -^: 509881/088-

bis ins Aus.

Liegt die zu wiegende Anfangsmenge, das heißt der Anfangsfehler, unter 250, aber über 40 g, ist A zu Beginn des Wiegens gleich ¹¹O", B gleich "0", C gleich "0» und D gleich "1". Da A und C beide "O" sind, sind die logischen Glieder 146 und 148 beide dauernd geschlossen und ein "1"-Signal wird dauernd an die Ventile 176 und 180 angelegt, so daß der Zustand Tropfen von Beginn an ausgewählt wird. Ein folgendes Umwechseln des dynamischen Detektors 96 führt zu einem "1 "-Signal am Ventil 182. Die Leitung 194 wird damit durch das Ventil zur Atmosphäre geöffnet und damit wird der Zustand Aus gewählt.

In diesen letzteren Fällen geht das Ventil damit vom Zustand Tropfen in den Zustand Aus über.

Falls der Fehler schließlich noch zu Beginn unter 40 g liegt, ist A gleich "0", B gleich "0", C gleich "0" und D gleich "0". In diesem Zustand sind sämtliche drei logischen Glieder 6 146, 148 und 150 immer geschlossen und die Ventile 176, 180 und 182 sind daher immer "1"-Signalen ausgesetzt. Dies führt zum Zustand Aus. Ein an D liegendes "O"-Signal löst den Alarm 183 aus und zeigt einen Fehlerzustand an, da die beschriebene Maschine nicht zum Abgeben von Mengen unter 40 g bei irgendeiner Materialzugabe bestimmt ist.

Das Nand-Glied 172 stellt sicher, daß ein Wiegevorgang an einer gegebenen Station und das folgende Weiterlaufen zur nächsten Stufe nur dann erfolgen kann, wenn eine Anzahl von Bedingungen erfüllt ist.

Das Nand-Glied 172 läßt sich nur schalten, wenn seine Eingänge sämtlich "1"-Signal haben· Dies bedingt ein "1"-Signal an D und auf den Ausgängen sämtlicher Nand-Glieder 146, 148 und 150, wie dies normalerweise bei korrekt arbeiatendem System vorliegt. Bei B gleich 0 (B" gleich 1), das heißt bei einem Wiegen ohne den Zustand volle Durchströmung, wird das Aus gangs signal des "in weiten Grenzen arbeitenden" Differentialpegeldetektors 100 permanent T 32/13 509881/088 1

daran gehindert, ein Umschalten des Nand-Gliedes 152 zu bewirken. Damit bleibt ein "1"-Signal an dessen Ausgang stehen. Das umgedrehte und durch den Inverter 156 an das logische Glied 160 angelegte "1"-Signal bedeutet jedoch, daß das durch den Detektor 102 gegebene "1"-Signal bis zum Feststellen der erforderlichen Toleranzgrenze durch diesen Detektor das logische Glied 160 einschaltet und damit das Nand-Glied 172 sperrt. Falls auf der anderen Seite B gleich "1" ist, das heißt, wenn ein Wiegevorgang volle Durchströmung und Tropfen, aber nicht Tröpfeln einschließt, wird das logische Glied 160 durch das von dem Inverter 156 zugeführte "O"-Signal permanent gesperrt, so daß dem logischen Glied 172 ein "1"-Signal zugeführt wird. Das dem logischen Glied 46 152 zugeführte "1"-Signal bewirkt, daß dieses Glied dem Glied 172 ein "0"-Signal so_lange zuführt, wie die erforderlichen Toleranzgrenzen von dem Detektor 100 festgestellt und dem Glied 152 ein "O"-Signal zugeleitet wird.

Der Detektor 102, der auf schmalere Toleranzgrenzen anspricht, kommt nur bei Wiegevorgängen mit dem Zustand Tröpfeln, aber nicht mit dem Zustand volle Durchströmung zur Wirkung. Der Detektor 100, der auf weitere Toleranzgrenzen anspricht, kommt dagegen nur bei Wiegevorgängen mit den Zuständen volle Durchströmung und Tropfen, aber nicht mit dem Zustand Tröpfeln zur Wirkung.

Ein "Ende des Wiegens"-Signal, das als "O"-Signal am Ausgang des Gliedes 172 erscheint, kann daher nur erhalten werden, wenn die Zustände volle Durchströmung, Tropfen und Tröpfeln zu einem Ende gekommen sind, kein Alarm vorhanden ist und der Fehler unter den vorgegebenen Toleranzgrenzen liegt. Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die annehmbaren Toleranzgrenzen bei Wiegen von großen Beträgen weiter sind, das heißt beim Wiegen mit den Zuständen volle Durchströmung und Tropfen, als beim Wiegen von kleinen Beträgen, das heißt bei Wiegevorgangen mit dem Zustand Tröpfeln.

Die vorstehend beschriebene Steueranordnung ermöglicht damit, daß die Ventile 124 an den verschiedenen Stationen selbsttätig und genau die vorgegebenen Mengen ausgeben, die durch das Programm zum Erreichen der gewünschten Endmischung vorgegeben werden. T 32/13 509881/088 1

Claims

Dr.-lng. E. BERKENFELD ■ Dipl.-in_ö. H. BERKf-NFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 14. JUIli 1975 VA. Noräe d. Anm. TOOTAL LIMITED

PATENTANSPRÜCHE

Automatische Wiegemaschine zum Auswiegen einer vorgegebenen Menge von fließfähigem Material in einen Behälter mit einem nach abwärts arbeitenden Ventil zum Ausgeben des fließfähigen Materials mit einem Verschlußglied mit mehreren verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten entsprechenden auswählbaren Stufen, gekennzeichnet durch eine Steueranordnung (50), die das Ventil (2, 124) steuert, so daß ein passendes Gewicht an fließfähigem Material nach Maßgabe eines vorgegebenen Programms in den Behälter (60) abgegeben wird, wobei die Steueranordnung eine oder mehrere Lastzellen (62) enthält, die nach Maßgabe des Gewichtes des Behälters zuzüglich seines Inhaltes ein elektrisches Signal abgeben, und eine Vergleichsstufe (72) zum Vergleichen des Signales von der oder den Lastzellen (62) mit einem vorgegebenen Sollgewicht, das nach Maßgabe des Prograammes zu erreichen ist, womit ein elektrisches Fehlersignal (E) entsteht, das augenblicklich das zusätzliche Gewicht des abzugebenden fließfähigen Materials anzeigt, und eine Steuervorrichtung (58), die auf das Fehlersignal (4) anspricht, um anschließend bei Herabminderung des Fehlers das Ventil (124) auf Stellungen niedrigerer Strömungsgeschwindigkeit einzustellen.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (2, 124) mindestens einen Zustand hoher Strömungsgeschwindigkeit, mindestens einen Zustand mittlerer Strömungsgeschwindigkeit und mindestens einen Zustand niedrigerer Strömungsgeschwindigkeit aufweist, wobei die Strömungsgeschwindigkeiten vom Grad der Schließung des Schließgliedes (16) abhängen.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (2, 124) einen ft ringförmigen Ventilkörper (8) und ein kreisförmig bemessenes Verschlußglied (16) aufweist, die zum öffnen und Schließen des Ventiles relativ zueinander verschiebbar sind, das Schließglied die allgemeine Form einer

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umgestülpten Tasse aufweist, deren bis zum unteren Rand verlaufende Innenfläche im wesentlichen vertikal ist, das Schließglied einen unteren Rand (28) mit spitzwinkligem Querschnitt aufweist und auch der Ventilkörper einen unteren Rand (13) mit spitzwinkligem Querschnitt aufweist, der einen ringförmigen Ventilsitz bildet, und die unteren Ränder auf dem Ventilsitz und dem Schließglied zueinander passen, wenn sich der Ventilsitz und das Schließglied in ihren Schließstellungen befinden, um eine nach unten gerichtete, scharfe, kreisförmige zusammengesetzte Kante zu begrenzen.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (16) einen zylinderförmigen Körper (26) umfaßt, der an seinem oberen Ende (24) geschlossen ist und der gleitbar in einer Zylinderbohrung (10) im Ventilkörper in mindestens denjenigen Stellungen des Schließgliedes aufgenommen ist, die den Stellungen mittleren und niedrigen Durchflusses entsprechen, der Zylinderkörper (26) des Schließgliedes einen oder mehrere vertikal verlaufende Schlitze (32) in seiner Umfangsfläche aufweist zwecks verminderten Durchtritts des S strömungsfähigen Materials in den Stellungen mittlerer und niedriger Strömungsgeschwindigkeit, wenn das Verschlußglied (16) teilweise in die Bohrung (10) eingeführt ist.
5. Maschine nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Verschlußgliedes (16) mit Hilfe eines veränderbaren Luftdruckes auswählbar ist, der auf einen mit dem Verschlußglied (16) verbundenen Kolben (34) ausgeübt wird.
6. Maschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Feder (38), die das Verschlußglied in eine dem Aus-Zustand des Ventils entsprechende Schließstellung gegen den Widerstand des veränderlichen Luftdruckes drückt.
7. Maschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (58) die die Strömungsgeschwindigkeit bestimmende Stellung des Ventiles (2, 124) nach Maßgabe sowohl

der Größe des Augenblicksfehlers (E) und der Änderungegeschwin- _T ^_7/. 509881/0881

digkeit des Fehlers Qj^) steuert, so daß ein Wechsel auf eine niedrigere Fließgeschwindigkeit oder in den Aus-Zustand ausgelöst wird, bevor sich der Fehler (E) auf einen vorgegebenen Wert oder auf Mill herabgesenkt hat.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (58) mehrere dynamische Detektoren (82, 88, 90, 96) enthält, die auf den auf verschiedene vorgegebene Pegel fallenden Fehler (E) ansprechen, und die Detektoren (82, 88, 90, 96) so angeordnet sind, daß sie nach Maßgabe des verminderten Fehlers Signale zum Auslösen von Änderungen auf verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten liefern.
9. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (58) mehrere Pegeldetektoren (84, 86, 92, 98) enthält, die ί den anfänglichen Fehler (E) zu Beginn eines Wiegevorganges feststellen und eine höhere anfängliche Strömungsgeschwindigkeit auswählen, wenn der anfängliche Fehler hoch ist, aber die hohe Strömungsgeschwindigkeit behindern und eine niedrigere anfängliche Strömungsfegeschwindigkeit auswähilen, wenn der anfängliche Fehler niedrig liegt.
10. Maschine nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (58) mindestens einen Doppelpegeldetektor (100, 102) enthält, der ein Steuersignal liefert, wenn der Fehler (E) so weit gefallen ist, daß er innerhalb annehmbarer Toleranzgrenzen liegt, und ein anschließender Wiegevorgang bis zur Erzeugung eines solchen Steuersignales behindert wird.
11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von solchen Doppelpegeldetektoren auf verschiedene Toleranzgrenzen ansprechen und die Anordnung so getroffen ist, daß ein Doppelpegeldetektor (100) mit weiten Toleranzgrenzen bei einem hohen Anfangsfehler wirksam wird und daher eine verhältnismäßig große Menge ausgewogen wird, aber ein Doppelpegeldetektor (102) mit engen Toleranzgrenzen bei einem niedrigen Anfangsfehler wirksam wird und daher eine verhältnismäßig geringe Menge ausgewogen wird.

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12. Maschine nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (58) mehrere pneumatische Ventile (176, 180, 182) steuert, um zum Einstellen des Verschlußgliedes (16) des Ventiles auf verschiedene Strömungsgeschwindigkeitsstellungen mehrere verschiedene Luftdrücke zu liefern.
13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (2, 124) vier Stellungen entsprechend einer hohen Strömungsgeschwindigkeit, einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit, einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit und entsprechend einer Aus-Stellung hat, und daß die Steuervorrichtung (58) drei pneumatische Schalter (176, 180 und 182) enthält, und der Schalter (176) so angeordnet ist, daß er eine erste pneumatische Leitung (184) entweder an eine Quelle (188) hohen oder eine Quelle (186) mittleren Druckes anschließt, und der Schalter (180) so ausgebildet ist, daß er eine zweite pneumatische Leitung (190) entweder an die erste Leitung (184) oder eine Quelle (192) niedrigen Druckes anschließt, und der Schalter (182) so ausgebildet ist, daß er eine dritte pneumatische Leitung (194), die mit einer Seite des Kolbens (34), der die Stellung des Ventilschließgliedes (16) steuert, verbunden ist, entweder an die zweite Leitung (190) anschließt oder zur Atmosphäre öffnet.
14. Maschine nach Anspruch 1 bis 13 zum automatischen Ausgeben vorgegebener Gewichte von zwei oder mehr verschiedenen strömungsfähigen Stoffen zum Erreichen eines vorgegebenen Gemisches aus diesen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere von diesen Materialausgabevantilen (2, 124) an entsprechenden MaterialausgäbeStationen angeordnet sind und ein Transportsystem (44) zum automatischen Transport des Behälters (60) an eine oder mehrere Stationen nach einem vorgegebenen Programm vorgesehen ist, und daß die Steuervorrichtung (58) die Ventile (2, 124) steuert, so daß das zutreffende Gewicht an Material an jeder Station nach Maßgabe des Programms in den Behälter gegeben wird. ' -.

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15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu Be-• ginn eines WiegeVorganges an jeder Station das Signal von der Lastzelle oder den Lastzellen (62), das dem Gewicht des 'Behälters zuzüglich seines Inhaltes entspricht, mit dem vorgegebenen Sollwert an diesen Wiegevorgang nach Maßgabe des Programmes verglichen wird, so daß ein elektrisches Fehlersignal (E) entsteht, das für das Gewicht des während des betreffenden Wiegevorganges abzugebenden Materials repräsentativ ist.

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