DE3425021C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren einer plastischen Masse, insbesondere eines Wurstbräts, mit einem zur Aufnahme der Masse dienenden Füllzylinder und einem darin axialverschieblich geführten, hydraulisch antreibbaren Füllkolben, durch dessen Verschiebung die Masse durch eine Austrittsöffnung ausbringbar ist, mit einem zwischen dem Füllzylinder und der Austrittsöffnung vorgesehenen Absperrorgan, das zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung steuerbar ist, mit einem Durchflußvolumenmesser für das den Füllkolben antreibende hydraulische Druckmittel, durch den eine dem bei der Verschiebebewegung des Füllkolbens durchfließenden Druckmittelvolumen entsprechende Anzahl elektrischer Impulse erzeugt wird, und mit einer elektronischen Steuereinrichtung, in der mittels einer Eingabeeinrichtung ein einer gewünschten Portionsgröße entsprechender Sollwert in ein Sollwertregister einspeicherbar ist, in der für jede Portion die Impulse des Durchflußvolumenmessers in einem Istwertzähler gezählt sowie in einem Vergleicher mit einem in Abhängigkeit von dem Sollwert bestimmten Abschaltwert verglichen werden und in der durch das bei einer Übereinstimmung erzeugte Ausgangssignal des Vergleichers vorübergehend die Druckmittelzufuhr für die Verschiebung des Füllkolbens abgeschaltet und das Absperrorgan von seiner Öffnungsstellung in seine Schließstellung gesteuert wird.

Eine derartige bekannte Vorrichtung (DE-OS 30 18 793) ermöglicht bereits einen vollautomatischen Ablauf des Abfüllens und Portionierens eines Wurstbräts unter elektronischer Steuerung, indem jeweils nach der durch den Abschaltwert bestimmten Impulszahl des Durchflußvolumenmessers der durch den Füllkolben erfolgende Transport des Wurstbräts kurzzeitig unterbrochen und gleichzeitig das an der Austrittsöffnung des Füllzylinders vorgesehene Absperrorgan in seine Schließstellung gesteuert wird, wodurch an der hinter dem Absperrorgan liegende Austrittsöffnung gerade eine dieser Impulszahl entsprechende Portion abgetrennt wird. Um der elektronischen Steuereinrichtung die zur Auslösung der Herstellung der nächsten Portion erforderliche Information zu liefern, ist bei der bekannten Vorrichtung eine die Stellung des Absperrorgans überwachende Fühlereinrichtung vorgesehen. Darüber hinaus bedarf es noch einer weiteren Fühlereinrichtung zur Erfassung der axialen Verschiebebewegung des Füllkolbens in dem Füllzylinder, da die elektronische Steuereinrichtung auch die beiden Endstellungen des Füllkolbens, in deren einer der Füllkolben in dem Füllzylinder vollständig zurückgezogen und in deren anderer der Füllkolben in dem Füllzylinder maximal vorgeschoben ist, für eine Endlagenabschaltung oder Umsteuerung des hydraulischen Antriebs des Füllkolbens erkennen muß. Die bekannte Vorrichtung erweist sich somit als baulich aufwendig.

Die bekannte Vorrichtung enthält auch schon Maßnahmen zum Ausgleich von Fehlern in der gewünschten Portionsgröße, die dadurch hervorgerufen werden, daß zwischen der Erzeugung des die Übereinstimmung von Abschaltwert und gezählter Impulszahl des Istwertzählers anzeigenden Ausgangssignals des Vergleichers und dem tatsächlichen Übergang des Absperrorgans in seine Schließstellung eine Zeitverzögerung auftritt, die durch das Ansprechverhalten und die Trägheit des Absperrorgans und seines beispielsweise ein Hydraulikteil enthaltenden Antriebs bedingt sind. Infolge dieser Zeitverzögerung entströmt der Austrittsöffnung eine über die dem Abschaltwert entsprechende Portionsgröße hinausgehende Mehrmenge der plastischen Masse, die der gewünschten Portionsgröße zugeschlagen wird und damit die Genauigkeit verschlechtert. Zu diesem Zweck wird unmittelbar der Sollwert als Abschaltwert mit den von dem Istwertzähler gezählten Impulsen verglichen und durch das die Übereinstimmung anzeigende Ausgangssignal des Vergleichers gleichzeitig mit der Unterbrechung der Druckmittelzufuhr und der Umsteuerung des Absperrorgans in seine Schließstellung auch der Istwertzähler auf Null zurückgesetzt, so daß der Istwertzähler vor Beginn der nächsten Portion durch die noch nachfließende Mehrmenge auf einen dieser Mehrmenge entsprechenden Zählwert hochgezählt wird. Damit ist jeweils nur die erste Portion jedes Portionierungsvorganges fehlerhaft mit der Mehrmenge belegt, während bei allen nachfolgenden Portionen das die Schließstellung des Absperrorgans einleitende Ausgangssignal des Vergleichers jeweils schon nach einer um die Mehrmenge korrigierten Portionsgröße auftritt. Da diese Fehlerausgleichsteuerung jedoch nur im Rahmen des zyklischen Betriebs der elektronischen Steuereinrichtung arbeitsfähig ist, ist auch sie mittelbar von den in der bekannten Vorrichtung erforderlichen Fühlereinrichtungen abhängig.

Eine weitere bekannte Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren eines Wurstbräts unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß DE-OS 30 18 793 im wesentlichen nur dadurch, daß an der Austrittsöffnung überhaupt kein Absperrorgan vorgesehen ist. Demzufolge erübrigt sich zwar ein Fühler zur Überwachung des Absperrorgans, doch ist statt dessen ein Pausengeber erforderlich, der eine zwischen der Abschaltung der Druckmittelzufuhr des Füllkolbens und ihrer Wiedereinschaltung für den nächsten Portioniervorgang erforderliche Pause vorgibt. Bei dieser Art von Vorrichtung ist jedoch keine hohe Genauigkeit der Portionierung zu erwarten, weil die Portionsgröße ausschließlich durch den Vorschub des Füllkolbens bestimmt wird und selbst bei einem Stillstand des Füllkolbens mangels eines Absperrorgans an der Austrittsöffnung eine unkontrollierbare Mehrmenge des weichplastischen Wurstbräts nachfließen kann. Darüber hinaus ist bei dieser bekannten Vorrichtung keine optimale Steigerung der Portioniergeschwindigkeit möglich, weil keine den Abschluß des Portioniervorganges anzeigende Fühlerinformation vorgesehen ist, so daß die zwischen aufeinanderfolgenden Portioniervorgängen fest vorgegebene Pause des Pauseneinstellers nicht völlig an einen durch das tatsächliche Ende des jeweiligen Portioniervorganges bestimmten Minimalwert herangeführt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ihr Aufbau vereinfacht und gleichzeitig ihre Betriebssicherheit erhöht ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die elektronische Steuereinrichtung einen Impulsdiskriminator aufweist, durch den ein Auftreten von Impulsen des Durchflußvolumenmessers erfaßt wird, sowie eine von dem Impulsdiskriminator angesteuerte Logikeinrichtung, durch die nach einem von dem Impulsdiskriminator festgestellten, für eine vorbestimmte Zeitspanne andauernden Ausbleiben der Impulse die Wiedereinschaltung der Druckmittelzufuhr und die Zurücksteuerung des Absperrorgans in seine Öffnungsstellung ausgelöst wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist also keine gesonderte Einrichtung zur Überwachung der Stellung des Absperrorgans erforderlich, weil schon durch den das Ausbleiben der Impulse des Durchflußvolumenmessers feststellenden Impulsdiskriminator eine Information über den Förderstillstand der plastischen Masse erhalten wird. Somit wird vorteilhaft die gesamte benötigte Steuerinformation ausschließlich aus der von dem Durchflußvolumenmesser gelieferten Information erhalten. Hierdurch ist einerseits der bauliche Aufwand herabgesetzt und andererseits die Betriebssicherheit erhöht, weil keine Störungen infolge einer möglichen Fehlfunktion bei der Abtastung der Stellung des Absperrorgans auftreten können.

Im Rahmen der Erfindung läßt sich auch leicht ein Fehlerausgleich der einzelnen Portionsgrößen durchführen, der dadurch notwendig wird, daß zwischen der Erzeugung des Ausgangssignals des Vergleichers und dem tatsächlichen Förderstillstand der plastischen Masse eine ansprech- und trägheitsbedingte Verzögerung auftritt. Zum Zwecke eines derartigen Fehlerausgleichs ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß nach dem von dem Impulsdiskriminator festgestellten, für die vorbestimmte Zeitspanne andauernden Ausbleiben der Impulse der Istwertzähler abgefragt sowie danach auf Null zurückgesetzt wird und der Abschaltwert auf einen in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen dem gespeicherten Sollwert und dem abgefragten Istwert kompensierten neuen Abschaltwert eingestellt wird. Durch die somit erst nach einem Stillstand des Durchflußvolumenmessers erfolgende Abfrage des Istwertzählers wird daher die der tatsächlich ausgeförderten Menge einschließlich einer verzögerungszeitbedingten Mehrmenge entsprechende Impulszahl erhalten. Indem sodann der Abschaltwert in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen dem Sollwert und dem abgefragten Istwert kompensiert wird, läßt sich jeweils in der nachfolgenden Portion der in der vorangegangenen Portion festgestellte Fehler beseitigen. Dies bedeutet, daß jeweils nur die erste Portion beim Beginn des Abfüllvorgangs fehlerbehaftet ist, während alle folgenden Portionen im wesentlichen fehlerfrei sind.

Aufgrund dieser automatischen Fehlerkompensation könnte beim Beginn jedes neuen Portioniervorganges irgendein nahe unterhalb dem Sollwert gelegener Anfangswert für den Abschaltwert vorgegeben werden. Jedoch besteht eine besonders unkomplizierte Ausführungsform der Erfindung darin, daß ein der Speicherung des Abschaltwertes dienendes Abschaltwertregister vorgesehen ist, dessen Anfangswert vor Beginn des Abfüllens und Portionierens von der Logikeinrichtung auf den in dem Sollwertregister gespeicherten Sollwert eingestellt wird. Diese Maßnahme ist besonders sinnvoll, weil zu erwarten ist, daß der die richtige Portionsgröße liefernde Abschaltwert geringfügig niedriger liegt als der voreingestellte Sollwert, so daß dieser Sollwert ein guter Anfangswert für den rasch konvergierenden Fehlerausgleich ist.

Ferner dient es bei gleichzeitiger Erreichung einer genügenden Genauigkeit der Einfachheit des Aufbaus, daß in einer vorteilhaften Ausführungsform der Abschaltwert jeder nachfolgenden Portion aus dem Abschaltwert der vorhergehenden Portion durch Addition des Unterschiedes zwischen dem in dem Sollwertregister gespeicherten Sollwert und dem bei der vorhergehenden Portion abgefragten Istwert des Istwertzählers gebildet wird. Diese Ausführungsform beruht auf der Annahme, daß die Fehler in zwei aufeinanderfolgenden Portionen annähernd gleich sind, was unter üblichen Betriebsbedingungen der Vorrichtung jedenfalls gerechtfertigt ist.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ist auch vorgesehen, daß die Logikeinrichtung nach Ablauf einer die voreingestellte Zeitspanne übertreffenden weiteren vorgegebenen Zeitspanne, während der der Impulsdiskriminator die Abwesenheit von Impulsen des Durchflußvolumenmessers festgestellt hat, ein Endlagensignal für die Verschiebung des Füllkolbens erzeugt. Bei dieser Ausführungsform ist der Aufbau weiter vereinfacht, weil keine besonderen Endlagengeber für den Füllkolben erforderlich sind. Vielmehr stellt das Ausbleiben der Impulse des Durchflußvolumenmessers während der weiteren vorgegebenen Zeitspanne bereits eine ausreichende Information dafür dar, daß der Füllkolben in einer seiner beiden Endlagen, in deren einer er maximal aus dem Füllzylinder zurückgezogen und in deren anderer er maximal in den Füllzylinder eingefahren ist, angelangt ist und durch ortsfeste Anschläge an einer weiteren Verschiebung gehindert wird. Selbstverständlich ist die die Endlagen anzeigende weitere vorgegebene Zeitspanne hinreichend kurz gewählt, um unnötige Belastungen des Hydrauliksystems zu vermeiden. Die damit ohne zusätzliche Fühlereinrichtungen erhaltenen Endlagensignale dienen sodann einer Umsteuerung der Bewegungsrichtung des Füllkolbens oder einer Abschaltung des hydraulischen Antriebs.

Schließlich wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zweckmäßig derart ausgeführt, daß die Logikeinrichtung durch einen das Sollwertregister, das Abschaltwertregister, den Istwertzähler und den Vergleicher enthaltenden Mikroprozessor gebildet ist. Dies führt einerseits zu baulicher Einfachheit und andererseits zu einer großen Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung, weil der Mikroprozessor auf einfache Weise eine Einstellung von Parametern und Betriebsabläufen ermöglicht.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich einer erfindungswesentlichen Offenbarung aller im Text nicht erwähnten Einzelheiten ausdrücklich hingewiesen wird. Hierin zeigt

Fig. 1 ein hydraulisches Schaltschema einer Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren einer plastischen Masse,

Fig. 2 einen wesentlichen Teil eines Schaltschemas einer elektronischen Steuereinrichtung für die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung und

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der elektronischen Steuereinrichtung.

Eine Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren einer plastischen Masse, insbesondere eines Wurstbräts, weist einen in Fig. 1 nicht dargestellten Füllzylinder mit Füllkolben auf, der gemäß Fig. 1 von einem aus einem Druckkolben 1 und einem Druckzylinder 2 bestehenden Hydraulikantrieb 3 antreibbar ist. In Fig. 1 ist durch die Ausrichtung des Druckkolbens 1 angedeutet, daß der Füllzylinder mit seiner Achse senkrecht angeordnet ist. Der an seinem axial oberen Ende einseitig offene und mit einem Verschlußdeckel versehene Füllzylinder wird, nachdem der in dem Füllzylinder axialverschieblich geführte, von dem Druckkolben 1 angetriebene Füllkolben in seine untere Endlage, in der er maximal in den Füllzylinder zurückgezogen ist, verfahren worden ist, mit dem Wurtbrät gefüllt, worauf der Deckel geschlossen und verriegelt wird.

Der Füllzylinder weist ferner ein sich vom Bereich seines axial oberen Endes aus seitlich erstreckendes Füllrohr auf, dessen freies Ende eine Austrittsöffnung für das Wurtbrät bildet. Zwischen dieser Austrittsöffnung und dem Füllzylinder ist ein Absperrorgan, beispielsweise ein Drehschieber, vorgesehen, das durch einen in Fig. 1 dargestellten weiteren Hydraulikantrieb 4 aus Druckkolben 5 und Druckzylinder 6 zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung steuerbar ist. Das Füllrohr ist ferner derart ausgebildet, daß es unter der Einwirkung eines hydraulischen Abdrehmotors 7 eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen ausführt, um beispielsweise den auf das Füllrohr aufgezogenen, das Wurstbrät aufnehmenden Darm am Ende jeder Portion abzudrehen.

Die Antriebsenergie für den Hydraulikantrieb 3 des Füllkolbens, den weiteren Hydraulikantrieb 4 des Absperrorgans und den hydraulischen Abdrehmotor 7 liefert eine von einem Elektromotor 8 angetriebene Hydraulikpumpe 9, von der ein hydraulisches Druckmittel durch eine einlaßseitige Ansaugleitung10 aus einem Tank 11 entnommen und über eine auslaßseitige Druckleitung 12 unter einem bestimmten Betriebsdruck einem Einlaßanschluß 13 einer hydraulischen Schalteinrichtung 14 zugeführt wird. Nachdem das hydraulische Druckmittel gemäß den verschiedenen Schaltstellungen der hydraulischen Schalteinrichtung 14 entweder einen leistungslosen Umlauf durchgeführt oder in den Hydraulikantrieben 3, 4 und/oder dem Abdrehmotor 7 Arbeit verrichtet hat, gelangt es über einen Auslaßanschluß 15 der hydraulischen Schalteinrichtung 14 zu einer Kühlereinrichtung 16 mit einem nachgeschalteten Rücklauffilter 17 und von dort aus in den Tank 11 zurück.

Die hydraulische Schalteinrichtung 14 weist gemäß Fig. 1 vier elektromagnetisch betätigte Schaltventileinrichtungen 18 bis 21 auf. Die mit drei Schaltstellungen ausgebildete erste Schaltventileinrichtung 18 verbindet in ihrer in Fig. 1 dargestellten mittleren Neutralstellung eine von der Hydraulikpumpe 9 über den Einlaßanschluß 13 mit dem unter Arbeitsdruck stehenden Druckmittel beaufschlagte Druckmittelzuleitung 22 mit einer über den Auslaßanschluß 15 zum Tank 11 zurückführenden Druckmittelrückleitung 23, um einen drucklosen Umlauf des hydraulischen Druckmittels sicherzustellen, wenn sich die übrigen Schaltventileinrichtungen 19 bis 21 in ihrer in Fig. 1 dargestellten Ausschaltstellung befinden. Als zusätzliche Sicherung ist zwischen die Druckmittelzuleitung 22 und die Druckmittelrückleitung 23 ein Überdruckventil 24 geschaltet, das einer Maximaldruckabsicherung der gesamten Hydraulikanordnung dient. Die beiden weiteren Schaltstellungen der Schaltventileinrichtung 18 dienen dagegen, wie aus dem Schaltschema von Fig. 1 hervorgeht, einer Umkehrung der Strömungsrichtung des Druckmittels für den von der zweiten Schaltventileinrichtung 19 gesteuerten Hydraulikantrieb 3, wodurch die Bewegungsrichtung des Druckkolbens 1 zwischen oben und unten umgesteuert wird.

Der der eigentlichen Bewegungssteuerung des Hydraulikantriebs 3 dienenden zweiten Schaltventileinrichtung 19 ist auf der Seite der Druckmittelzuleitung 22 eine Reihenschaltung aus einem Stromregler 25 und einem Druckminderventil 26 vorgeschaltet. Der Stromregler 25 dient dazu, die Vorschubgeschwindigkeit des Druckkolbens 1 auf ein Maximum zu begrenzen und damit einen im Falle eines sehr dünnflüssigen Wurstbräts möglicherweise auftretenden Druckabfall zu verhindern, während das Druckminderventil 26, dessen freier Auslaß gemäß der symbolischen Darstellung von Fig. 1 zum Tank 11 zurückführt, den maximalen Auspreßdruck des Wurstbräts aus dem Füllzylinder begrenzt.

Der dem Absperrorgan zugeordnete weitere Hydraulikantrieb 4 ist von der dritten Schaltventileinrichtung 20 gesteuert, die ebenfalls drei Schaltstellungen aufweist, in deren mittlerer Neutralstellung der Druckkolben 5 stillgesetzt und in deren beiden anderen Schaltstellungen die Druckmittelbeaufschlagung des Druckkolbens 5 in seinen beiden möglichen Bewegungsrichtungen erfolgt. Zwischen den weiteren Hydraulikantrieb 4 und die dritte Schaltventileinrichtung 20 ist eine Drosseleinrichtung 27 geschaltet, durch die die Bewegungsgeschwindigkeit des Druckkolbens 5 und damit die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Absperrorgans, beispielsweise des Drehschiebers, einstellbar ist.

Schließlich ist die nur zwei Schaltstellungen aufweisende vierte Schaltventileinrichtung 21 dem Abdrehmotor 7 zugeordnet, der in der in Fig. 1 dargestellten Neutralstellung der vierten Schaltventileinrichtung 21 von dem Druckmittelkreislauf getrennt und damit abgeschaltet und in der anderen Schaltstellung mit dem Druckmittelkreislauf verbunden und damit angetrieben ist. Auch dem Abdrehmotor 7 ist eine Drossel 28 zur Einstellung der maximalen Drehgeschwindigkeit vorgeschaltet.

In die den Druckzylinder 2 des den Füllkolben antreibenden Hydraulikantriebs 3 mit der zweiten Schaltventileinrichtung 19 verbindende Druckmittelleitung 29 ist ein Durchflußvolumenmesser 30 geschaltet, der eine dem durchfließenden Druckmittelvolumen entsprechende Anzahl elektrischer Impulse erzeugt, die somit der dabei erfolgenden Verschiebung des Druckkolbens 1 entspricht. Damit stellt gleichzeitig die Anzahl dieser elektrischen Impulse ein Maß für die von dem Hydraulikantrieb 3 bewirkte Bewegung des Füllkolbens in dem Füllzylinder und somit ein Maß für die durch die Austrittsöffnung ausgeförderte Menge des Wurstbräts dar.

Der Durchflußvolumenmesser 30 ist gemäß Fig. 2 und 3 Bestandteil einer elektronischen Steuereinrichtung, von der die einzelnen Schaltventileinrichtungen 18 bis 21 mittels einer Ventiltreiberschaltung 31 im Sinne eines noch zu erläuternden Betriebsablaufes angesteuert werden. Wie im einzelnen aus Fig. 2 hervorgeht, weist die elektronische Steuereinrichtung einen mit den von dem Durchflußvolumenmesser 30 erzeugten elektrischen Impulsen beschickten Impulsdiskriminator 32 auf, der die Anwesenheit oder die Abwesenheit von Impulsen aus dem Durchflußvolumenmesser 30 feststellt. Ferner werden die Impulse des Durchflußvolumenmessers 30 in einem Istwertzähler 33 gezählt. Ein Vergleicher 34 ist an seinem einen Vergleichseingang mit dem Zählwert des Istwertzählers 33 und an seinem anderen Vergleichseingang mit einem in einem Abschaltwertregister 35 gesetzten Abschaltwert beaufschlagt.

Wenn ein Benutzer mittels einer in Fig. 3 durch das Bezugszeichen 36 bezeichneten Eingabeeinrichtung einen Startbefehl zum Abfüllen und Portionieren des Wurstbräts eingibt, wird von der elektronischen Steuereinrichtung mitttels der ersten Schaltventileinrichtung 18 der Druckaufbau für die Vorrichtung insgesamt freigeschaltet sowie mittels der zweiten Schaltventileinrichtung 19 die Druckmittelzufuhr für den Druckkolben 1 derart eingeschaltet, daß der Füllkolben des Füllzylinders im Sinne eines Transports des Wurstbräts durch die Austrittsöffnung betätigt wird, deren Absperrorgan gleichzeitig durch eine entsprechende Betätigung der dritten Schaltventileinrichtung 20 in seine Öffnungsstellung gesteuert worden ist. Dabei wird der Durchflußvolumenmesser 30 von dem über die Druckmittelleitung 29 in den Druckzylinder 2 einströmenden Druckmittel angetrieben, der demzufolge die dem durchfließenden Druckmittelvolumen und damit der Verschiebebewegung des Füllkolbens entsprechende Anzahl elektrischer Impulse erzeugt. Diese Impulse werden in dem Istwertzähler 32 hochgezählt und mittels des Vergleichers 34 fortlaufend mit dem in dem Abschaltwertregister 35 gesetzten Abschaltwert verglichen. Sobald der Zählwert des Istwertzählers 33 mit dem Abschaltwert übereinstimmt, erzeugt der Vergleicher 34 ein durch eine Ausgangsleitung 37 angedeutetes Ausgangssignal, das die Steuereinrichtung dazu veranlaßt, die Schaltventileinrichtung 19 im Sinne einer Abschaltung der Druckmittelzufuhr für die Verschiebung des Füllkolbens anzusteuern und gleichzeitig durch eine entsprechende Ansteuerung der Schaltventileinrichtung 20 den weiteren Hydraulikantrieb 4 im Sinne einer Überführung des Absperrorgans in seine Schließstellung zu betätigen.

Da aber bedingt durch unvermeidliche Ansprechzeiten der Schaltventileinrichtungen 19, 20 zwischen dem die Übereinstimmung anzeigenden Ausgangssignal des Vergleichers 34 und dem tatsächlichen Stillstand des Füllkolbens und der tatsächlichen Schließstellung des Absperrorgans eine Zeitverzögerung eintritt, wird durch die Austrittsöffnung zusätzlich zu der beim Auftreten des Ausgangssignals des Vergleichers 34 ausgeförderten Portion des Wurstbräts eine Mehrmenge ausgestoßen. Während dieses Mehrmengenausstoßes fließt weiterhin Druckmittel zu dem Hydraulikantrieb 3, so daß der Durchflußvolumenmesser 30 weiterhin Impulse aussendet. Durch diese zusätzlichen Impulse wird der Istwertzähler 33 über den beim Auftreten des Ausgangssignals des Vergleichers 34 vorhandenen Zählwert hinaus weiter hochgezählt.

Da der Impulsdiskriminator 32 das Auftreten bzw. die Abwesenheit von Impulsen des Durchflußvolumenmessers 30 feststellt, liefert sein in Fig. 2 durch eine Ausgangsleitung 38 dargestelltes Ausgangssignal eine Information darüber, wann der Fördervorgang des Füllkolbens tatsächlich beendet und die Schließstellung des Absperrorgans tatsächlich erreicht ist. Im einzelnen ist zur Verarbeitung dieser Information eine von dem Impulsdiskriminator 32 angesteuerte, in Fig. 2 dargestellte Logikeinrichtung 39 vorgesehen, in der das von dem Impulsdiskriminator 32 festgestellte Ausbleiben der Impulse des Durchflußvolumenmessers 30 für eine vorbestimmte Zeitspanne als tatsächliche Beendigung des Fördervorganges der plastischen Masse und damit als vollständige Ausförderung einer Portion gewertet wird. Demzufolge erzeugt die Logikeinrichtung 39 ein durch eine Ausgangsleitung 40 dargestelltes Ausgangssignal, durch das die Steuereinrichtung dazu veranlaßt wird, die Schaltventileinrichtungen 19, 20 im Sinne einer Wiedereinschaltung der Druckmittelzufuhr zum Hydraulikantrieb 3 und einer Rücksteuerung des Absperrorgans in seine Öffnungsstellung umzuschalten und damit die Ausförderung der nächsten Portion einzuleiten.

Wie weiter aus Fig. 2 hervorgeht, weist die Steuereinrichtung ein Sollwertregister 41 auf, in das, wie in Fig. 2 durch eine Eingabeleitung 42 angedeutet, der Benutzer mittels der in Fig. 3 dargestellten Eingabeeinrichtung 36 einen der gewünschten Portionsgröße entsprechenden Sollwert eingibt. Dieser Sollwert wird beim Beginn eines Abfüll- und Portioniervorganges von der Logikeinrichtung 39, wie in Fig. 2 durch eine Abfrageleitung 43 und eine Übertragungsleitung 44 angedeutet, in das Abschaltwertregister 35 eingespeichert, um auf diese Weise einen Anfangswert zur Verfügung zu stellen. Damit erhält zwar die bei dem Abfüll- und Portioniervorgang hergestellte erste Portion einen Fehler, weil die wie vorstehend beschrieben zeitverzögerungsbedingt ausgeförderte Mehrmenge zum Sollwert der ersten Portion hinzutritt. Bei allen nachfolgenden Portionen wird jedoch dieser Fehler in der folgenden Weise ausgeglichen. Gleichzeitig mit dem die vollständige Ausförderung einer einzelnen Portion anzeigenden Ausgangssignal auf der Ausgangsleitung 40 fragt die Logikeinrichtung 39 nach dem von dem Impulsdiskriminator 32 festgestellten, für die vorbestimmte Zeitspanne andauernden Ausbleiben der Impulse des Durchflußvolumenmessers 30 den Istwertzähler 33 ab, um in einer Subtraktionseinheit 45 die Differenz zwischen dem Sollwert des Sollwertregisters 41 und dem abgefragten Istwert zu bilden. Diese Differenz entspricht somit der zeitverzögerungsbedingt ausgeförderten Mehrmenge. Danach wird der Istwertzähler 33 auf Null zurückgesetzt. Die beiden Vorgänge der Abfrage und Rücksetzung des Istwertzählers 33 sind in Fig. 2 symbolisch durch eine Abfrageleitung 46 und eine Rücksetzleitung 47 dargestellt. Die solchermaßen gebildete Differenz zwischen Sollwert und abgefragtem Istwert wird auf den in dem Abschaltwertregister 35 vorhandenen Abschaltwert aufaddiert, wodurch der bei der vorangegangenen Portion gültige Abschaltwert für die nachfolgende Portion gerade um den bei der vorangegangenen Portion auftretenden Fehlerbetrag korrigiert wird. Damit ist bereits der auf die erste Portion jedes Abfüll- und Portioniervorganges folgende nächste Portionswert um die beim ersten Portionswert aufgetretene Mehrmenge korrigiert. Im weiteren Verlauf wird jeweils ein bei der vorangegangenen Portion etwa aufgetretener Fehlerbetrag bei der nachfolgenden Portion sofort wieder ausgeglichen. Damit wird eine hohe Portionierungsgenauigkeit erreicht. Abweichend von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform könnte in das Abschaltwertregister 35 als Anfangswert gleich ein vom Sollwert abweichender Erfahrungswert eingesetzt werden, durch den sogar schon für die erste Portion eine weitgehende Annäherung an den gewünschten Sollwert erreicht wird.

Die vorgegebene Zeitspanne für das Ausbleiben der Impulse, nach der die Logikeinrichtung 39 den nächsten Portioniervorgang einleitet, wird natürlich nicht länger gewählt, als es zur Unterscheidung zwischen den einzelnen Portionen erforderlich ist, um eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung zu erreichen. Die vorgegebene Zeitspanne ist somit im allgemeinen verhältnismäßig kurz. Im Unterschied dazu tritt, wenn der Füllkolben in dem Füllzylinder seine obere oder untere Endlage erreicht hat, ein andauernder Stillstand seiner Bewegung und damit ein andauerndes Ausbleiben der Impulse des Durchflußvolumenmessers 30 auf. Die Logikeinrichtung 39 wertet daher das Ausbleiben der Impulse während einer weiteren vorgegebenen Zeitspanne, die größer ist als die für den Portioniervorgang geltende voreingestellte Zeitspanne, als Signal dafür, daß der Füllkolben an einer seiner Endlagen angekommen und damit zwangsläufig zum Stillstand gekommen ist, worauf die Logikeinrichtung 39 ein in Fig. 2 durch eine Ausgangsleitung 48 dargestelltes Endlagensignal erzeugt. Dieses Endlagensignal dient der Steuereinrichtung zur Abschaltung oder Umsteuerung der Druckmittelzufuhr für den Hydraulikantrieb 3. Natürlich wird die weitere vorgegebene Zeitspanne nicht länger gewählt, als es zur sicheren Unterscheidung der Endlage erforderlich ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Logikeinrichtung 39 durch einen Mikroprozessor 49 realisiert, der auch das Sollwertregister 41, das Abschaltwertregister 35, den Istwertzähler 33 und den Vergleicher 34 enthält. Vermöge seines Programmspeichers 50 ist der Betrieb des Mikroprozessors 49 vielseitig ausbaubar, so daß neben dem vorstehend erläuterten Funktionsablauf viele den Betrieb der Vorrichtung erleichternde Hilfsfunktionen möglich sind. Im einzelnen kann dabei mit Hilfe der Eingabeeinrichtung 36 der in Fig. 3 mit "Automatik + Abdrehen" bezeichnete Betriebsablauf eingegeben werden, bei dem in der vorstehend beschriebenen Weise die einzelnen Portionen nacheinander ausgefördert und zwischen den einzelnen Portionen durch Betätigung der vierten Schaltventileinrichtung 21 selbsttätig der Abdrehmotor 7 in Betrieb gesetzt wird, so daß beispielsweise der das Wurstbrät aufnehmende Darm zwischen den einzelnen Portionen mit einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen abgedreht wird. Bei dem weiteren gemäß Fig. 3 einstellbaren Betriebsablauf, der mit "Automatik ohne Abdrehen" bezeichnet ist, entfällt zwischen den einzelnen Portionen der Abdrehvorgang, was beispielsweise dann sinnvoll ist, wenn die Portionen nicht in einen Darm, sondern in Dosen abgefüllt werden sollen. Die gemäß Fig. 3 weiter einstellbaren Betriebsvorgänge "Kolben auf" und "Kolben ab" ermöglichen eine vom Benutzer kontrollierte Verschiebung des Füllkolbens in dem Füllzylinder. Schließlich wird bei dem gemäß Fig. 3 noch vorgesehenen Betriebsvorgang "Ausfördern" das Absperrorgan mit Hilfe der dritten Schaltventileinrichtung 20 geöffnet und gleichzeitig der Füllkolben durch entsprechende Betätigung der zweiten Schaltventileinrichtung 19 in dem Füllzylinder derart verschoben, daß die in dem Füllzylinder vorhandene plastische Masse kontinuierlich durch die Austrittsöffnung ausgefördert wird.

Schließlich ist an den Mikroprozessor 49 über eine Ausgabeeinheit 51 eine Sichtanzeigeeinheit 52 angeschlossen, auf der verschiedene Betriebsparameter der Vorrichtung angezeigt werden. Die Umschaltung der Sichtanzeigeeinheit 52 auf die einzelnen Parameter erfolgt mittels einer Einheit 53, die beispielsweise bei Betätigung einer in Fig. 3 mit "Portionsgröße" bezeichneten Eingabetaste die Sichtanzeigeeinheit 52 auf eine Anzeige des für den Abfüll- und Portioniervorgang eingestellten Sollwertes einstellt. Daneben kann beispielsweise durch eine mit "Füllmenge" bezeichnete Eingabetaste die von dem Prozessor 49 aus der Verschiebestellung des Füllkolbens errechnete Füllmenge angezeigt werden. Durch eine Taste "Haltezeit/Abdrehzeit" kann beispielsweise eine mittels der Eingabeeinrichtung 36 vom Benutzer vorgebbare Wartezeit zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Portionen bzw. eine ebenfalls mit der Eingabeeinrichtung 36 voreinstellbare Abdrehzeit, welche die Anzahl der Umdrehungen des Abdrehmotors 7 festlegt, angezeigt werden.

Schließlich weist die Vorrichtung üblicherweise einen nicht dargestellten Knieschalter auf, der von der Steuereinrichtung abgefragt wird, um verschiedene Betriebsabläufe einzuleiten oder zu beenden.

Bezugszeichenliste

Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren einer
plastischen Masse, insbesondere eines Wurstbräts

 1 Druckkolben
 2 Druckzylinder
 3 Hydraulikantrieb
 4 weiterer Hydraulikantrieb
 5 Druckkolben
 6 Druckzylinder
 7 Abdrehmotor
 8 Elektromotor
 9 Hydraulikpumpe
10 Ansaugleitung
11 Tank
12 Druckleitung
13 Einlaßanschluß
14 hydraulische Schalteinrichtung
15 Auslaßanschluß
16 Kühlereinrichtung
17 Rücklauffilter
18 Schaltventileinrichtung
19 Schaltventileinrichtung
20 Schaltventileinrichtung
21 Schaltventileinrichtung
22 Druckmittelzuleitung
23 Druckmittelrückleitung
24 Überdruckventil
25 Stromregler
26 Druckminderventil
27 Drosseleinrichtung
28 Drossel
29 Druckmittelleitung
30 Durchflußvolumenmesser
31 Ventiltreiberschaltung
32 Impulsdiskriminator
33 Istwertzähler
34 Vergleicher
35 Abschaltwertregister
36 Eingabeeinrichtung
37 Ausgangsleitung
38 Ausgangsleitung
39 Logikeinrichtung
40 Ausgangsleitung
41 Sollwertregister
42 Eingabeleitung
43 Abfrageleitung
44 Übertragungsleitung
45 Subtraktionseinheit
46 Abfrageleitung
47 Rücksetzleitung
48 Ausgangsleitung
49 Mikroprozessor
50 Programmspeicher
51 Sichtanzeigeeinheit
53 Einheit

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Abfüllen und Portionieren einer plastischen Masse, insbesondere eines Wurstbräts, mit einem zur Aufnahme der Masse dienenden Füllzylinder und einem darin axialverschieblich geführten, hydraulisch antreibbaren Füllkolben, durch dessen Verschiebung die Masse durch eine Austrittsöffnung ausbringbar ist, mit einem zwischen dem Füllzylinder und der Austrittsöffnung vorgesehenen Absperrorgan, das zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung steuerbar ist, mit einem Durchflußvolumenmesser für das den Füllkolben antreibende hydraulische Druckmittel, durch den eine dem bei der Verschiebebewegung des Füllkolbens durchfließenden Druckmittelvolumen entsprechende Anzahl elektrischer Impulse erzeugt wird, und mit einer elektronischen Steuereinrichtung, in der mittels einer Eingabeeinrichtung ein einer gewünschten Portionsgröße entsprechender Sollwert in ein Sollwertregister einspeicherbar ist, in der für jede Portion die Impulse des Durchflußvolumenmessers in einem Istwertzähler gezählt sowie in einem Vergleicher mit einem in Abhängigkeit von dem Sollwert bestimmten Abschaltwert verglichen werden und in der durch das bei einer Übereinstimmung erzeugte Ausgangssignal des Vergleichers vorübergehend die Druckmittelzufuhr für die Verschiebung des Füllkolbens abgeschaltet und das Absperrorgan von seiner Öffnungsstellung in seine Schließstellung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinrichtung einen Impulsdiskriminator (32) aufweist, durch den ein Auftreten von Impulsen des Durchflußvolumenmessers (30) erfaßt wird, sowie eine von dem Impulsdiskriminator (32) angesteuerte Logikeinrichtung (39), durch die nach einem von dem Impulsdiskriminator (32) festgestellten, für eine vorbestimmte Zeitspanne andauernden Ausbleiben der Impulse die Wiedereinschaltung der Druckmittelzufuhr und die Zurücksteuerung des Absperrorgans in seine Öffnungsstellung ausgelöst wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem von dem Impulsdiskriminator (32) festgestellten, für die vorbestimmte Zeitspanne andauernden Ausbleiben der Impulse der Istwertzähler (33) abgefragt sowie danach auf Null zurückgesetzt wird und der Abschaltwert auf einen in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen dem gespeicherten Sollwert und dem abgefragten Istwert kompensierten neuen Abschaltwert eingestellt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Speicherung des Abschaltwertes dienendes Abschaltwertregister (35) vorgesehen ist, dessen Abfangswert vor Beginn des Abfüllens und Portionierens von der Logikeinrichtung (39) auf den in dem Sollwertregister (41) gespeicherten Sollwert eingestellt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschaltwert jeder nachfolgenden Portion aus dem Abschaltwert der vorhergehenden Portion durch Addition des Unterschiedes zwischen dem in dem Sollwertregister (41) gespeicherten Sollwert und dem bei der vorhergehenden Portion abgefragten Istwert des Istwertzählers (33) gebildet wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikeinrichtung (39) nach Ablauf einer die voreingestellte Zeitspanne übertreffenden weiteren vorgegebenen Zeitspanne, während der der Impulsdiskriminator (32) die Abwesenheit von Impulsen des Durchflußvolumenmessers (30) festgestellt hat, ein Endlagensignal für die Verschiebung des Füllkolbens erzeugt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikeinrichtung (39) durch einen das Sollwertregister (41), das Abschaltwertregister (35), den Istwertzähler (33) und den Vergleicher (34) enthaltenden Mikroprozessor gebildet ist.