DE3425021C2 - - Google Patents
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- DE3425021C2 DE3425021C2 DE19843425021 DE3425021A DE3425021C2 DE 3425021 C2 DE3425021 C2 DE 3425021C2 DE 19843425021 DE19843425021 DE 19843425021 DE 3425021 A DE3425021 A DE 3425021A DE 3425021 C2 DE3425021 C2 DE 3425021C2
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- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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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
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
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843425021 DE3425021A1 (de) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | Vorrichtung zum abfuellen und portionieren einer plastischen masse, insbesondere eines wurstbraets |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843425021 DE3425021A1 (de) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | Vorrichtung zum abfuellen und portionieren einer plastischen masse, insbesondere eines wurstbraets |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3425021A1 DE3425021A1 (de) | 1986-02-06 |
DE3425021C2 true DE3425021C2 (de) | 1991-10-31 |
Family
ID=6240059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843425021 Granted DE3425021A1 (de) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | Vorrichtung zum abfuellen und portionieren einer plastischen masse, insbesondere eines wurstbraets |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3425021A1 (de) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3018793A1 (de) * | 1980-05-16 | 1981-11-26 | Albert Handtmann Gmbh & Co, 7950 Biberach | Anordnung zum aufeinanderfolgenden portionieren einer fliessfaehigen fuellmasse, insbesondere wurstmasse |
DE3335260A1 (de) * | 1982-11-09 | 1984-05-10 | Pirzer, Carl, 8402 Neutraubling | Verfahren zum steuern einer fuellmaschine, insbesondere flaschenfuellmaschine sowie anordnung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
-
1984
- 1984-07-06 DE DE19843425021 patent/DE3425021A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3425021A1 (de) | 1986-02-06 |
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Legal Events
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