DE2337564A1

DE2337564A1 - Automatisch gesteuerte waegefoerdervorrichtung

Info

Publication number: DE2337564A1
Application number: DE19732337564
Authority: DE
Inventors: Urban Alexander Adam; Angelo Ferrara; Ronald Joseph Ricciardi
Original assignee: URBAN ALEXANDER ADAM
Current assignee: URBAN ALEXANDER ADAM
Priority date: 1972-07-25
Filing date: 1973-07-24
Publication date: 1974-02-21
Also published as: DE2337564B2; AR198858A1; JPS5317420B2; DE2337564C3; AU473523B2; CA1005143A; CH565693A5; US3889848A; AU5835873A; JPS4954063A

Description

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1) Ronald Joseph Riooiardi, Garfield, N.J. /USA

2) Angelo Ferrara, Fairfield, N.J. / USA

3) Alexander Adam Urban , Park Ridge, N.J. / USA

Automatisch gesteuerte Wägefördervorriohtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wägefördervorrichtung mit einem Behälter für ein voreingefülltes Fördergut, einer Einrichtung zum Abgeben des Gutes aus dem Behälter mit steuerbarer Geschwindigkeit, einer Einrichtung zum Wiegen des mit dem Gut vorgefüllten Behälters und mit einer mit der Wägeeinriohtung verbundenen Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals, dessen Amplitude proportional dem durch die Wägeeinrichtung bestimmten Gewicht ist.

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In der Vergangenheit sind verschiedene gesteuerte Wägefördersysteme bekannt geworden, z.B. das in der US-PS j5 494 507 dargestellte und beschriebene System, bei welchem eine Wägeeinrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals vorgesehen ist, welches als einer der Parameter zum Steuern der Abgabegeschwindigkeit des Systems benutzt wird. Bei dem System nach der oben genannten Patentschrift wird der Inhalt eines Behälters auf einen sich mit bekannter Geschwindigkeit bewegenden Förderer abgegeben, und das Gewicht des Förderers wird erfaßt, so daß die numerischen Werte entsprechend dem Gewicht des Förderers und dessen Geschwindigkeit kombiniert werden können, um ein Abgabegeschwindigkeitssignal für ein Anzeigegerät zu erhalten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das durch die oben genannte Patentschrift bekannte System nur dann sehr wirksam ist, wenn keine sehr geringen Geschwindigkeiten bei optimaler Genauigkeit gefordert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wägefördersystem mit einer Abgabegeschwindigkeit zu schaffen, welche auf hohe Genauigkeit gesteuert werden kann, und welche von einem Bruchteil eines Pfundes pro Stunde nach oben eingestellt werden kann.

Systeme, welche gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind, sind neben anderen Verwendungsmöglichkeiten besonders geeignet für ein genaues Wiegefördern einer breiten Vielzahl von Fördergütern einschließlich trockener Materialien unabhängig davon, ob das Material freifließend, trägeansprechend oder druckempfindlich ist. Der Bereich geht dabei von amorphen Pulvern zu Flocken, KUgelchen, Klumpen und sogar Fasern wie auch Flüssigkeiten.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Wägefördervorriohtung der eingangs genannten Art gelöst, welche erfindungsgemäß eine

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mit einem Eingangsansohluß mit der Einrichtung zum Erzeugen des elektrischen Signals verbundene Differenzierschaltung, welche das elektrische Signal differenziert und an ihrem Ausgangsanschluß ein der Abgabegeschwindigkeit des Gutes aus dem Behälter proportionales Geschwindigkeitssignal erzeugt, eine über einen Eingangsansehluß mit dem Ausgangsanschluß der Differenzierschaltung verbundene Steuersignaleinrichtung, welche an ihrem Ausgangsansohluß ein Abgabesteuersignal erzeugt, das eine Funktion der Amplitude des Geschwindigkeitssignals ist, und eine zwischen den Ausgangsanschluß der Steuersignaleinrichtung und die Einrichtung zum Abgeben des Gutes gekoppelte Einrichtung zum Steuern der Abgabegeschwindigkeit der Abgabeeinrichtung im Ansprechen auf das Abgabesteuersignal umfaßt.

Weiterbildungen bzw. zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Entsprechend der Erfindung ist eine Wägefördervorrichtung vorgesehen, bei welcher die Abgabegeschwindigkeit eines fließenden Gutes aus einem Behälter a», f einem vorbestimmten konstanten Wert gehalten wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden der Behälter und sein Inhalt gewogen, und es wird ein elektrisches Signal erzeugt, dessen Amplitude proportional dem Gewicht des Behälters und dessen Inhalts ist.' Das elektrische Signal, welches sich ändert, wenn der Inhalt des Behälters entfernt wird, wird differenziert und zusammen mit einem Bezugssignal einer Vergleichsschaltung zugeführt, worauf der Ausgang der Vergleichsschaltung zur Steuerung der Abgabegeschwindigkeit des Gutes bei dessen Abführen von dem Behälter verwendet werden kann.

Der Ausgang der Vergleichsschaltung wird beispielsweise einem Generator zum Erzeugen eines Motorantriebssignals für einen Gleichstrommotor zugeführt, dessen Antriebswelle mit einer

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Einrichtung zum Abgeben des Gutes aus dem Behälter zu deren Antrieb verbunden ist. Der Generator kann eine Impulsschaltung zum Steuern zweier SCR-Elemente in einer Gleichrichterbrückenschaltung zwischen einer Wechselspannungsquelle und dem Eingang des Gleichstrommotors aufweisen. Dementsprechend ist die Drehzahl des Motors durch die Impulsschaltung gesteuert, welche ihrerseits durch die algebraische Summe des Ausgangssignals eines direkt mit der Motorwelle gekoppelten Tachogenerators und des Ausgangssignals von der Vergleichsschaltung gesteuert wird. Es ist zu erkennen, daß die oben beschriebene Erfindung zu einem genauen Wägefördersystem führt, bei welchem die Pördergeschwindigkeit auf einem konstanten Wert gehalten werden kann, und bei welchem diese vorbestimmte Geschwindigkeit durchEinstellung des Wertes der Bezugssignalquelle eingestellt werden kann.

Zusätzlich kann der Ausgang der Wägeeinrichtung zusammen mit zwei Bezugsspannungseingängen zwei Differentialverstärkern zugeführt werden, um zu bestimmen, wann sich der Inhalt über und unter gewünschte maximale bzw. minimale Füllstände des Behälters ändert. Das heißt, die Schaltungsanordnung ist vorgesehen zum automatischen Auffüllen des Behälters, wenn das Gewicht des Gutes in dem Behälter das gewünschte minimale Gewicht erreicht, und zum Beenden des Füllvorgangs für den Behälter, wenn das fließende Gut in dem Behälter das gewünschte maximale Gewiß ht erreicht. Eine solche Schaltungsanordnung enthält Einrichtungen zum Halten der Abgabegeschwindigkeit aus dem Behälter auf einem konstanten Wert gleich dem Augenblickswert unmittelbar vor dem Einschalten der Fülleinrichtung für den Behälter. Im einaäLnen sind die Differentialverstärker mit zwei Relaisverstärkern für das Steuern einer Relaisschaltung zum Einschalten der Fülleinrichtung, wenn das Gut in dem Behälter das minimale Gewicht erreicht, und zum Halten der Fülleinrichtung im eingeschalteten Zustand, bis der Behälter auf den gewünschten maximalen Stand aufgefüllt 1st, verbunden. Die Relaisschaltung ist weiter mit

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der Vergleichsschaltung verbunden, um diese zum Erzeugen eines konstanten Ausgangs während des Auffüllvorgangs für den Behälter zu steuern, und die Abgabegeschwindigkeit aus dem Behälter auf dem Wert der jeweiligen Abgabegeschwindigkeit unmittelbar vor dem Einschalten der Fülleinrichtung zu halten.

Bei gewissen Anlagen besteht die Möglichkeit, daß physische Kräfte auf die Wägefördervorrichtung von außen her ausgeübt werden, z.B. Wind- oder Luftströmungen, physischer Kontakt des Bedienungspersonals mit der Wägefördervorrichtung oder dergleichen . Diese Kräfte bewirken eine Bewegung der Wägefördervorrichtung mit einer anderen Geschwindigkeit als der, welche sich aus einer linearen Abgabe des Inhalts aus dem Behälter ergeben würde,.Weil eine solche zusätzliche Bewegung, d.h. eine Beschleunigung, eine Fehlergröße ist, und keinen direkten Zusammenhang mit der tatsächlichen Abgabe des Gutes aus dem Behälter hat, könnte das Steuersystem seine Korrekturfunktion fortsetzen, wobei die Ableitung des fehlerhaften Ausgangssignals zum Vergleich mit dem Bezugssignal entsprechend dem festen Sollwert herangezogen würde. Demgemäß wird entsprechend einer Weiterentwicklung der Erfindung eine Einrichtung vorgesehen, welche verhindert, daß übermäßige und abnormale Bewegungen der Waage der Wägefördervorrichtung den normalen Betrieb des Systems grob beeinflussen oder stören,wodurch große Abweichungen der Ausgangsfördergeschwindigkeit verhindert werden. Es ist zu erkennen, daß infolge des in dem erfindungsgemäßen System verwendeten doppelten Förderschneckenmechanismus eine genaue volumetrische Ausgabe selbst während der Perioden aufrechterhalten wird, während welcher das elektrische System infolge äußerer Störungen oder während des Auffüllzyklus vorübergehend "ausgesperrt" ist. Ein solcher doppelter Förderschneckenmechanismus ist z.B. in den US-PS 3 186 602 und 3 4}9 836 dargestellt unä beschrieben.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

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Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Kombination der in der Erfindung vereinigten Elemente,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung in der in Fig. 1 gezeigten Kombination,

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild der in Fig. 2 in Blockform gezeigten Vergleichsschaltung,

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild des in Fig. 2 gezeigten Generators für das Motorantriebssignal,

Fig. 5 ein schematisches Schaltbild der in Blockform in Fig. 4 gezeigten Signalhalteschaltung,

Fig. 6 ein schematisches Schaltbild der in Blockform in Fig. 2 gezeigten Relaisschaltung,

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung, welches eine modifizierte Form der Erfindung zeigt, und

Fig. 8 ein schematisches Schaltbild der in Blockform in Fig. 7 gezeigten Relaisschaltung.

Die volumetrische Fördervorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, weist einen Behälter 10 für eine Menge an zu förderndem Gut auf. Mit dem Behälter 10 ist eine Abgabeeinrichtung 12 verbunden, um das Gut aus dem Behälter heraus und durch eine Leitung 14 zu fördern. Wie dargestellt, ist ein Motor 16 über ein Untersetzungsgetriebe 18 mit der Abgabeeinrichtung 12 zu deren Antrieb verbunden. Die Abgabeeinrichtung 12 kann, wie in Fig. 1 dargestellt,

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ein Förderschneokenmechanismus sein, wie er Im einzelnen in der US-PS 3 186 602 beschrieben ist. Die gesamte Fördervorrichtung einschließlich des Behälters, der Abgabeeinrichtung, des Motors und des Untersetzungsgetriebes ist auf einer Waage 20 angebracht, welohe einen Aufbau haben kann, wie er im einaänen in der US-PS J5 49¹I- 507 beschrieben ist.

Entsprechend der Erfindung ist eine Detektoreinrichtung wie z.B. ein linearjvariabler Differentialtransfprmator (LVDT) 22 vorgesehen, welche mit der Waage gekoppelt ist, um ein elektrisches Signal zu erhalten, dessen Amplitude proportional dem Qewioht des Behälters und dessen Inhalt ist. Das heißt, daß, wenn der Inhalt des Behälters 10 entfernt wird, eine Relativbewegung zwisohen den Wicklungen und dem Kern des LVDT auftritt, woduroh sich eine ändernde Ausgangsspannung proportional dem sich ändernden Qewioht des Behälters und dessen Inhalts erzeugt wird. So gibt der LVDT, wenn das Gut aus dem Behälter entfernt wird, ein elektrisches Signal ab, welches sich entsprechend

einer solchen Abgabe ändert. Das elektrische Signal von dem LVDT wird über einen Leiter 26 einer Steuerschaltung 24zugeführt, und diese Steuerschaltung erhält auf einem zweiten Eingang über einen Leiter 28 ein Tachometersignal von dem Motor 16. Der Zweck der Steuerschaltung 24 besteht darin, ein Ausgangssignal auf einem Leiter 30 abzugeben, welches zur Steuerung der Drehzahl des Motors 16 und hierdurch zum Steuern der Abgabegeschwindigkeit für das Gut aus dem Behälter 10 verwendet wird. Im einzelnen arbeitet die Steuerschaltung 24 derart, daß sie die Motordrehzahl auf einem Wert hält, welcher eine gewünschte -bestimmte Abgabegesohwindigkeit für das Gut im Ansprechen auf das Erfassen der tatsächlichen Geschwindigkeit , wie sie von dem LVDT abgeleitet wird, und im Ansprechen auf die tatsächliche Drehzahl des Motors, bestimmt durch das Tachometersignal, ergibt.

Wie in Flg. !dargestellt, umfaßt die Erfindung weiter eine

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zweite volumetrische Fördereinrichtung 32, welche ebenfalls einen Behälter 34 und eine Abgabeeinrichtung 36 in Form eines Förderschneckenmechanismus aufweist, umdsn Behälter 10 automatisch wieder aufzufüllen, und um den Füllstand des Behälters 10 zwischen vorbestimmten gewünschten Pegeln zu halten. Die Abgabeeinrichtung 36 wird durch einen Motor 38 mit konstanter Drehzahl angetrieben, welcher seinerseits durch ein Ausgangssignal von der Steuerschaltung über einen Leiter 40 eingeschaltet wird.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind die Behälter Io und 34 und die Abgabeeinrichtungen 12 uiä 36 für alle Arten von Gut mit festen Teilchen vorgesehen, es versteht sich jedoch, daß die oben beschriebene Kombination auch zum Steuern der Abgabe von flüssigem Gut aus einem Behälter verwendet werden kann, wofür die Förderschneckenmechanismen durch Pumpen zu ersetzen wären.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Steuerschaltung 24, welche einen Teil in Fig. 1 gezeigten Kombination bildet. Entsprechend Fig. 2 wird das Ausgangssignal des LVDT 22 einem Gleichrichter 42 zugeführt, um das Wechselspannungsignal von dem LVDT in ein Gleichspannungsignal umzuwandeln, welches seinerseits einem Verstärker 44 zugeführt wird. Das verstärkte Gleichspannungssignal wird über einen Leiter 46 einem Differentiator 48 zugeführt, welcher ein Ausgangssignal direkt proportional der Abgabegeschwindigkeit des Gutes aus dem Behälter 10 ergibt. Das heißt, das Ausgangsdgnal des LVDT, welches ein sich linear änderndes elektrisches Signal ist, wenn das Gut mit konstanter Geschwindigkeit abgegeben wird, wird differenziert, um ein Signal in eingeschwungenem Zustand zu ergeben, welches direkt und linear proportional der Abgabegeschwindigkeit ist.

Der Ausgang des Differentiators 48 ist über einen Leiter 50 und eine Signalhalteschaltung 52 mit einem Anzeiger 54 für die

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Strömungsgeschwindigkeit verbunden, um eine sichtbare Anzeige der erfaßten Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Behälter geförderten Gutes zu ergeben.

DerAusgang des Differentiators 48 auf dem Leiter 50 wird weiter als Eingang einer Vergleichsschaltung 56 zugeführt, Die Vergleichsschaltung erhält an einem zweiten Eingang 58 ein Bezugsspannungsignal, welches von einer Bezugsspannungsquelle 60 zugeführt wird, um ein Vergleichsausgangssignal bezogen auf die zwei Eingänge zu erzeugen. So kann das Bezugsspannungssignal so eingestellt werden, daß es der gewünschten Abgabegeschwindigkeit für das Gut entspricht, wobei ein Ausgang 62 der Vergleichsschaltung ein Pehlersignal abgibt, welches durch die Differenz zwischen dem Bezugsspannungssignal und der tatsächlichen Abgabegeschwindigkeit, wie sie durch den Ausgang des Differentiators auf dem Leiter 50 gegeben ist, bestimmt wird. Das am Ausgang 62 der Vergleichsschaltung auftretende Pehlersignal wird dann algebraisch mit dem Tachometerausgangssignal auf dem Leiter 28 einem Generator 64 für ein Motorantriebssignal zugeführt, und der Generator 64 erzeugt ein Ausgangssignal, welches dem Motor 16 zugeführt wird. Wenn sich dementsprechend die tatsächliche Abgabegeschwindigkeit des Gutes von der gewünsohten Abgabegeschwindigkeit unterscheidet, bewirkt das Fehlersignal von der Vergleichsschaltung 56, daß der Generator 64 für das Motorantriebssignal einen Ausgang erzeugt, welcher die Drehzahl des Motors 16 ändert, wodurch die Abgabegeschwindigkeit geändert wird, bis sie mit der gewünschten Abgabegeschwindigkeit übereinstimmt.

Das dem LVDT-Signal entsprechende verstärkte Gleichspannungssignal wird weiter über den Leiter 46 als erster Eingang einem Paar von Differentialverstärkern 66 urti 68 zugeführt, deren zweite Eingänge mit verschiedenen Ausgangskreisen einer zweiten Bezugsspannungsquelle 70 verbunden sind. Der Zweck der beiden Differentialverstärker 66, 68 besteht darin, Ausgangs-

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signale zu erzeugen, welche anzeigen, wenn die Menge des Gutes in dem Behälter 10 unter die gewünschte Minimalmenge fällt, und die Menge des Gutes eine gewünschte Maximalmenge überschreitet. So gibt die Bezugsspannungsquelle 70 Ausgai gssignale entsprechend diesen vorbestimmten gewünschten Maximal- und Minimalmengen ab. Die Ausgänge der Differentialverstärker sind über Leiter 66a und 68a und über entap rechende Relaisverstärker 72 und 7^ als Eingänge auf eine Relaisschaltung 76 zum Steuern des Betriebs des Motors 38 mit Hilfe eines über den Leiter 40 gehenden Signals geschaltet. Wie oben beschrieben, bewirkt der Betrieb des Motors 38, daß der Behälter 10 von dem Behälter 34 wieder aufgefüllt wird. Dementsprechend ist die Relaisschaltung so geschaltet, daß der Motor 38 eingeschaltet wjrd, wenn der das Minimum erfassende Differentialverstärker 66 im Ansprechen auf die Anzeige der Minimalmenge des Gutes ein Ausgangssignal erzeugt. Die Relaisschaltung hält den Motor 38 eingeschaltet, bis von dem das Maximum erfassenden Differentialverstärker 68 ein Signal aufgenommen wird, das anzeigt, daß der Füllstand des Behälters 10 den gewünschten Maximalpegel erreicht hat. Bei Beendigung des Auffüllvorgangs wird der Motor 38 abgeschaltet. Es versteht sich jedoch, daß die Abgabe des Gutes von dem Behälter 10 während der Zeitdauer vor, während und nach dem AuffüllVorgang kontinuierlich weiterläuft.

Ein Ausgang 78 der Relaisschaltung 76 ist weiter mit der Signalhalteschaltung 52 verbunden, um zu bewirken, daß diese Schaltung die Ana&ge der Strömungsgeschwindigkeit auf dem Wert hält, welcher unmittelbar vor Beginn des Auffüllvorgangs aufgetreten ist. Ein dritter Ausgang 80 der Relaisschaltung 76 führt zu der Vergleichsschaltung 56, um das Vergleichsausgangsdgnal auf seinem Wert unmittelbar vor Beginn des AuffüllVorgangs zu halten. Der zweite und der dritte Ausgang der Relaisschaltung 76 verhindern also grob fehlerhafte Anzeigen des Anzeigers 54 für die Strömungsgeschwindigkeit und eine fehlerhafte

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Steuerung des Generators 64 für das Motorantriebssignal, während der Behälter 10 wieder aufgefüllt wird.

Die Einzelheiten der Vergleichsschaltung 56 sin-d in schematischer Form in Fig. ^gezeigt, wo der Eingang 58 von der Bezugsspannungsquelle 60 einem Eingangsanschluß eines Folgeverstärkers 82 zugeführt ist, welcher z.B. als integrierte Schaltung wie ein Gerät Burr-Brown Modell Nr. 3500 aufgebaut sein kann. Die Verbindungen der versohle denen Anschlüsse des Folgeverstärkers 82 mit Verstärkung 1 sind in Fig. 3 gezeigt. Mit dem Folgeverstärker sind positive und negative Spannungsquellen V+ und V- verbunden, und ein Ausgang 82a ist auf einen der Eingangsanschlüsse zurückgeführt. Der Ausgang 82a des Folgeverstärkers 82 ist weiter mit einem Außenanschluß eines Potentiometers 84 verbunden, dessen anderer Außenanschluß mit dem Ausgang eines Umkehrverstärkers 85 mit Verstärkung 1 verbunden ist. Ein Eingang des Umkehrverstärkers 85 ist mit dem Leiter 50 vom Ausgang des Differentiators 48 verbunden. Der Schleifer 84a des Potentiometers ist mit einem Eingang 86a eines gegengekoppelten Funktionsverstärkers 86 verbunden. Der Funktionsverstärker kann beispielsweise ein Verstärker Burr-Brown Modell Nr. 3267/12C sein. Weiter ist der Ausgang des Funktionsverstärkers über einen Satz von Relaiskontakten 88a mit einem Eingang 90a einer Integrierschaltung 90 verbunden, we3die z.B. ein Burr-Brown Funktionsverstärker Modell Nr. 33 08/12C sein kann.

Im Betrieb wird, wenn das Bezugsspannungssignal an dem Eingang 58 größer als das Eingangssignal von dem Differentiator ist, mehr Strom in den Funktionsverstärker 86 fließen unä bewirken, daß dessen Ausgang ins Negative schwingt. Ein negativer Eingang an der Integrierschaltung 90 bewirkt, daß deren Ausgang positiv wird, und die zum Erreichen eines vollen Ausgangs erforderliche Zeit ist bestimmt dirch ein RC-Netzwerk 92 im Eingang der Integrierschaltung und durch die Amplitude der angelegen Spannung. Wenn andererseits die Ausgangsspannung des Differentiators

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größer ist als das Bezugssignal, wird der Ausgang des Punktions-Verstärkers 86 ins Positive schwingen und so ein Abnehmen im Ausgang der Integrierschaltung bewirken. Auf diese Weise wird durch die Vergleichsschaltung eine Pehlersteuerspannung proportional dem Vergleich arischen der tatsächlichen und gewünschten Strömungsgeschwindigkeit - erzeugt, und das einstellbare RC-Netzwerk 92 zwischen dem Ausgang des FunktionsVerstärkers

86 und dem Eingang der Integrierschaltung 90 sorgt für ein schnelles Anwachsen des Ausgangs der Vergleichsschaltung, wenn ein großer Fehler auftritt. Eine Zenerdiode 94 dient zum Halten der Ausgangsspannung der Vergleichsschaltung zwischen einer vorbestimmten positiven Spannung und einer Spannung von etwa -0,2 V,wie sie durch eine Diode 96 bestimmt ist.

Wenn die Relaiskontakte 88a geöffnet sind, hält die Integrierschaltung infolge eines Rückkopplungskondensators 98 eine konstante Ausgai gss-pannung an dem Ausgang 62, da die Abnahme der Ausgangsspannung hauptsächlich bestimmt ist durch die Leckverluste des Rückkopplungskondensators und die Eingangsimpedanz des die Integrierschaltung 90 bildenden Funktionsverstärkers. So bleiben im normalen Betriebszustand die Relaiskontakte 88a geschlossen, so daß eine kontinuierliche korrigierte Fehlerspannung erzeugt wird. Während jedoch der Behälter 10 wieder aufgefüllt wird, werden die Relaiskontakte 88a wie unten be schrieben geöffnet, so daß das Ausgangssjgna1 im Ausgang 62 auf dem Wert unmittelbar vor dem öffnen der Relaiskontakte 88a gehalten wird.

Ein von dem Tachometerausgangssjgnal auf dem Leiter 28 abgeleitetes Differenzsignal und das Vergleichssignal am Ausgang 62 wird einem Anschluß 100 eines Verstärkers 102 zugeführt, welcher seinerseits wie in Fig. 4 gezeigt, mit einer Unijunction-Impulsschaltung 104 verbunden ist, Fig. 4 zeigt weiter einen Motorankeranschluß IO6, einen Eeldanschluß I08 für den als

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Gleichstrommotor ausgeführten Motor 16, bei welchem der Anker und das Feld mit einer Gleichrichterschaltung 110a verbunden sind, welche ihrerseits ein Ausgangsleistungssignal von einer Wechselspannungsquelle 112, z.B. einer Versorgung mit 110 V, 60 Hz erhält. Die Wechselspannungsquelle 112 ist weiter mit der Primärwicklung eines Transformators 114 verbunden, dessen Sekundärwicklung über einen ungefilterten Vollweggleichrichter zur Versorgung der Unijunction-Impulsschaltung 104 und des Verstärkers 102 geschaltet ist. So ist die Unijunction-Impulsschaltung 104 mit der Wechselspannungsquelle für die Gleichrichterschaltung 110a synchronisiert. Der Ausgang der Unijunction-Impulsschaltung ist mit der Primärwicklung 118a eines Impufetransformators verbunden, dessen zwei Sekundärwicklungen 118b, Il8c mit jeweils einer Steuerelektrode zwei-er in den Zweigen der die Gleichrichterschaltung 110a darstellenden Brückenschaltung vorgesehenen SCR-Elementen 110b und 110c verbunden sind.

Dementsprechend wird das dem Anker des Gleichstrommotors zugeführte Antriebssignal von der Gleichrichterschaltung 110a abgeleitet und wird durch die Impulsgabe der Unijunction-Impulsschaltung 104 gesteuert, deren Steuerung wiederum abhängig von dem Eingang auf dem Anschluß 100 zu deren Verstärker 102 ist.

Eine Kommutierungsdiode ist über die Gleichrichterbrücke der Gleichrichterschalung 110a geschaltet, um einen Ankerstrom aufrechtzuerhalten, wenn die SCR-Elemente 110b und 110c während . der negativen Halbwelle der Netzspannung abgeschaltet sind. Dioden 120a und 120b in der Gleichrichterschaltung 110a sorgen weiter für eine konstante Gleichspannung für den Feldanschluß 108 des Motors.

Es ist weiter zu erkennen, daß durch Ändern der Taktimpulse von der die Zündschaltung darstellenden Impulsschalung 104 die SCR-Elemente 110b und 110c so gesteuert werden, daß sie an verschiedenen Punkten bezüglich der Anod ensp^nnungen ein-

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schalten, so daß sich ein veränderlicher Gleichspannungsausgang für den Motoranker zum Steuern der Drehzahl des Gleichstrommotors ergibt.

Fig. 5 stellt eine Ausführungsform de.r Signalhalteschältung dar, welche z.B. einen Funktionsverstärker wie einen Verstärker Burr-Brown Modell Nr. 3J5O8/12C atf weisen kann, und welche einen FET-Verstärker 122 mit hoher Eingangsimpedanz und einen Kondensator 124 mit extrem niedriger Verlustleistung in dessen Rückkopplungsweg aufweist. Relaiskontakte 88b verbinden den negativen Eingang des FET-Verstärkers mit dem Leiter 50 im Ausgang des Differentiators 48, wodurch die Signalhalteschaltung 52 als Invertierschaltung mit der Verstärkung 1 arbeitet. Das heißt, daß der Ausgang des Differentiators auf dem Leiter 50 mit dem Anzeiger 54 zur An-zeige der tatsächlichen Abgabegeschwindigkeit verbunden ist, wenn die Relaiskontakte 88b geschlossen sind. Wenn jedoch die Relaiskontakte 28b geöffnet werden, bleibt der Wert der Ausgangsspannung der Signalhalteschaltung 52 auf dem letzten Wert des Eingangspegels auf dem Leiter 50, weil in dem Rückkopplungsweg der Kondensator 124 mit niedriger Verlustleistung vorgesehen ist. Wenn daher die Relais schaltung 76 wirk-sam wird, um den Auffüllvorgang für den Behälter 10 einzuleiten, wird dem Anzeiger 54 eine konstante Spannung zugeführt, welche dem Ausgang von der Signalhalteschaltung 52 unmittelbar vor dem Einleiten eines solchen AuffüllVorgangs äquivalent ist, und diese konstante Spannung wird gehalten, bis der Auffüllvorgang beendet ist und die Relaiskontakte 88h geschlossen werden.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Relaisschaltung 76, bei welcher eine Energiequelle V für den Motorantrieb über einen Satz von Relaiskontakten 88c mit dem Leiter 40 zu dem Motor 38 für das Auffüllen verbunden wird. Die Relaiskontakte 88c werden durch eine Relaiswicklung 88 gesteuert, deren eines En! e mit einem Punkt getiveinsamen Potentials und deren anderes Ende mit der

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Energiequelle V über ein Paar normalerweise offener Kontakte 126a eines Relais verbunden ist, dessen Relaiswicklimg 126 mit dem von dem Differential verstärker 66 z\im Erfassen des Minimums gesteuerten Relaisverstärker 72 verbunden ist. Die Relaiswicklung 88 1st außerdem mit der Energiequelle Y über Relaiskontakte 128a eines Relais verbunden, dessen Relaiswicklung 128 durch den Relaisverstärker 7^ des das Maximum erfassenden DifferentialVerstärkers 68 und durch einPaar Hilfskontakte 88d gesteuert wird.

Im Betrieb bewirkt der Relaisverstärker 72, wenn der das Minimum erfassende Differentialverstärker .66 ein Ausgangssignal abgibt, das Einschalten der Relaiswicklung 126, wodurch die Energie- oder Spannungsquelle mit der Relaiswicklung 88 des Steuerrelais verbunden und dieses so eingeschaltet wird. Dementsprechend wird der Auffüllvorgang infolge des Schließens der Relaiskontakte 88c eingeleitet. Wenn der Pegel des fließenden Gutes in dem Behälter genügend ansteigt, um das Abschalten der Relaiswicklung 126 der das Minimum erfassenden Schaltung zu bewirken, bleibt die Relaiswicklung88 des Steuerrelais infolge der Hilfskontakte 88d eingeschaltet. Ebenso sind die Signalhalteschaltung 52 urti die Vergleichsschaltung56 in ihren entsprechenden eingeschwungenen Zuständen wie oben beschrieben infolge der Betätigung der Relaiskontakte 88a und 88b, welche in den Fig. J5 und 5 gestrichelt angedeutet sind, und welche mit den Ausgängen 78 und 80 der Signalhalteschaltung bzw. der Vergleichsschaltung verbunden sind, gesperrt. Wenn jedoch der Differentialverstärker 65 für die Erfassung des Maximums ein Ausgangssignal über den Relaisverstärker 75 zu der Relaiswicklung 128 zur Erfassung des Maximums erzeugt, wird der Einspeisekreis zu der Relaiswicklung 88 geöffnet, und der Auffüllvorgang infolge des öffnens der Relaiskontakte 88c beendet.

In machen Fällen kann die Wägefördervorrichtung einer äußeren Kraft ausgesetzt sein, welche auf das Wägefördersystem wirkt

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und hierdurch die konstante Aufwärtsbewegung oder Geschwindigkeit des Systems ändert. Diese Änderung führt entweder zu einer Beschleunigung oder einer Verzögerung des Systems, abhängig von der Richtung der auf treffenden äußeren Kräfte, Mit der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 werden große Abweichungen der Ausgangsfördergeschwindigkeit verhindert. Das System ist das gleiche wie das in Verbindung mit den Fig. 1 bis 6 beschriebene System, zusätzlich ist jedoch entsprechend Fjg . 7 ein zweiter Differentiator I50 vorgesehen, welcher das Ausgangssignal auf dem Leiter 50 des ersten Differentiators ²S aufnimmt. Der zweite Differentiator hat die gleiche Form wie der erste Differentiator und weist eine Spannung an einem Ausgang 152 auf, deren Größe direkt proportional der Bescfleunigung oder Verzögerung des Wägefördersystems ist.

Wie am besten in Fig. 7 zu erkennen, wird der Ausgang I52 einem Differentialverstärker 15²J- zugeführt, welcher einen mit einer Bezugsspannungsquelle I56 verbundenen zweiten Eingang aufweist. Der Zweck dieses Differentialverstärkers besteht darin, ein Signal an einem Ausgang I58 abzugeben, welches anzeigt, daß eine große Auslenkung oder Abweichung der Ausgangsfördergeschwindigkeit auftritt. Der Ausgang I58 des Differentialverstärkers 154 ist über einen Relaisverstärker I60 mit einer Relaisschaltung 76¹ verbunden. Diese ReIalsschaltung 76¹ ist der Relaisschaltung 76 ähnlich,>jeist jedoch entsprechend Fig. 8 eine zusätzliche Relaiswicklung 162 auf, welche im eingeschalteten Zustand normalerweise geschlossene Relaiskontakte 88a¹ und 88b^T öffnet. Wenns ο im Betrieb der Differentialverstärker 154 ein Ausgangssignal abgibt, welches einer übermäßigen Beschleunigung oder Verzögerung des Wägefördersystems entspricht, bewirkt der Relaisverstärker I60 das Einschalten der Relaiswicklung 162, wodurch die Relaiskontakte 88a' und 88b¹ geöffnet werden. Diese Relaiskontakte sind mit den Ausgängen 78 und 80 der Signalhalteschaltung und der Vergleichsschaltung verbunden. Folglich wird das Signal an dem Ausgang 62 auf die

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gleiche Weise wie oben im Zusammenhang mit den Relaiskontakten 88a beschrieben auf dem dem öffnen der Relaiskontakte 88a¹ unmittelbar vorausgehenden Wert gehalten. Wenn die Relaiskontakte 88b¹ geöffnet werden, bleibt der Wert der Ausgangsspannung für die Signalhalteschaltung 52 bei dem letzten Wert des Eingangspegels auf dem Leiter 50, und der Anzeiger» 5²^ erhält daher eine konstante Spannung,weIche dem Ausgang von der Signalhalteschaltung 52 unmittelbar vor Beginn der übermäßigen Abweichung äquivalent ist, und eine sole he konstante Spannung wird gehalten, bis der Zustand übermäßiger Beschleunigung oder Verzögerung beendet ist und die Relaiskontakte 88b¹ geschlossen werden, wodurch das System auf die gleiche Weise wie oben im Zusammenhang mit den Relaiskontalten 88b beschrieben in den normalen Betrieb zurückgeführt wird.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist zu erkennen, daß die Erfindung eine verbesserte Wägefördervorrichtung schafft, bei welcher die Abgabegeschwindigkeit des Gutes von einem Behälter auf ei nem konstanten, aus einem Bereich von Werten gewählten Wert gehalten werden kann, bei welcher der Behälter während kontinuierlich weiterlaufender Abgabe des Gutes automatisch wieder aufgefüllt werden kann, und bei welcher übermäßige Abweichungen der Ausgangsfördergeschwindigkeit eliminiert werden.

Kurz zusammengefaßt umfaßt die Erfindung ein automatisch gesteuertes Wägefördersystem mit einem mit Fördergut vorgefüllten Behälter, einer Einrichtung zum Abgeben des Gutes aus dem Behälter mit steuerbarer Geschwindigkeit, einer Einrichtung zum Wiegen des Behälters und seines Inhalts und zum Erzeugen eine-s dem Gewicht proportionalen elektrischen Signals, durch welches das Volumen des in dem Behälter verbleibenden Gutes angezeigt wird, einer Differenzierschaltung zum Umsetzen des elektrischen Signals in ein Geschwindigkeitssignal, einer Vergleichsschaltung zum Vergleichen des Geschwindigkeitssignals

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mit einem Bezugssignal, und einer von dem Ausgang der Vergleichsschaltung betätigten Einrichtung zum Steuern der Abgabe von Gut aus dem Behälter. Weiter ist eine Abtastschaltung zum Halten des Füllstandes des Behälters zwischen vorbestimmten maximalen und minimalen Höhen und zum Sperren der Steuereinrichtung für die Abgabe gegenüber Abweichungen während des Füllens des Behälters vorgesehen.

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Claims

Patentans prüohe

\l) Wägefördervorrichtung mit einem Behälter für ein voreingefülltes Fördergut, einerEinrichtung zum Abgeben des Gutes aus dem Behälter mit steuerbarer Geschwindigkeit, einer Einrichtung zum Wiegen des mit dem Gut vorgefüllten Behälters und mit einer mit der Wägeeinrichtung verbundenen Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals, dessen Amplitude proportional dem durch die Wägeeinrichtung bestimmten Gewicht ist, gekennze i chnet durch eine mit einem Eingangsanschluß mit der Einrichtung (22) zum Erzeugen des elektrischen Signals verbundene Differenzierschaltung (48), welche das elektrische Signal differenziert und an ihrem Ausgangsanschluß ein der Abgabegeschwindigkeit des Gutes aus dem Behälter (10) proportionales Geschwindigkeitssignal erzeugt, eine über einen Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß der Differenzierschaltung (48) verbundene Steuersignaleinrichtung (56, 64), welche an ihrem Ausgangsanschluß ein Abgabesteuersignal erzeugt, das eine Funktion der Amplitude des Geschwindigkeit ssignals ist, und eine zwischen den Ausgangsanschluß der Steuersignaleinrichtung (56, 64) und die Einrichtung (12) zum Abgeben des Gutes gekoppelte Einrichtung (16) zum Steuern der Abgabegeschwindigkeit der Abgabeeinrichtung (12) im Ansprechen auf das Abgabesteuersignal.
2. Wägefördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennze lehnet, daß die Einrichtung (22) zum Erzeugen des elektrischen Signals ein linear variabler Differentialtransformator ist.
3. Wägefördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen die Abgabeeinrichtung (12) und die Steuersignaleinrichtung (56,64)

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gekoppelte Einrichtung einen elektrischen Motor (16) für den Antrieb der Abgabeeinrichtung (12) enthält, und daß die Steuersignaleinrichtung eine Bezugssignalquelle (60), eine mit js einem Eingangganschluß mit der Bezugssignalquelle (60) und dem Ausgangsanschluß der Differenzierschaltung (48) verbundene Vergleichsschaltung (56), an deren Ausgangsanschluß ein Vergleichssignal im Ansprechen auf uie Signale von der Bezugssignalquelle (6o) und der Differenzierschaltung (48) auftritt., und einen Generator (64) für ein Motorantriebssignal umfaßt, dessen Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß der Vergleichsschaltung (56) verbunden ist und dessen Ausgangsanschluß das Abgabesteuersignal zum Steuern der Drehzahl des Motors (16) abgibt.
4. Wägefördervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (16) ein Gleichstrommotor ist und der Generator (64) für das Motorantriebssignal eine mit dem Motor (16) verbundene Gleichrichterbrückenscba 1-tung (110a) zum.Umsetzen eines Wechselspannungssignals in das Abgabesteuersignal für den Antrieb des Motors umfaßt, die Gleichrichterbrüdenschaltung (110a) ein Paar SCR-Elemente (110b, 110c) mit entsprechenden Steuerelektroden enthält, und der Generator (64) für das Motorantriebssignal weiter eine Impulsschaltung (104) aufweist, die mit zwei Ausgängen mit den jeweiligen Steuerelektroden zum Steuern der SCR-Elemente (Hob, 110c) zur Steuerung des Abgabesteuersignals durch Steuerung der Gleichrichtung d3s Wechselspannungssignals verbunden ist und einen Eingang aufweist, welcher der EingangsanschluS für den Generator (64) für das Motorantriebssignal ist.
5· Wägefördervorrichtung nach Anspruch 4, g e k e η η ζ e i ch η e t durch eine Tachometereinrichtung mit einem mechanischen Eingang zum Erfassen der Drehzahl des Gleichstrommotors (16), welche ein Gleichspannungssignal im Ausgang abgibt, und eine Verbindung von dem Ausgang der Tachometereiarichtung zn dem Generator (64) für das Motorantriebssignal zum Kom-

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binieren des Tachometerausgangssignals mit dem Vergleichssignal.
6. ' Wägefördervorri chtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichne t durch eine eSctrisch beiStigbare Einrichtung (32, 34, 36, 38) zum Auffüllen des Behälters (10), eine erste Detektoreinrichtung (66) zum Erfassen, wenn die Menge des fließenden Gutes in dem Behälter

(10) geringer als eine vorgegebene Minimalmenge ist, eine zweite Detektoreinrichtung (68) zum Erfassen, wenn die Menge des Gutes in dem Behälter (10) größer als eine vorgegebene Maximalmenge ist, und eine zwischen die erste und zweite Detektoreinrichtung (66, 68) und die Einrichtung zum Wiederauffüllen des Behälters (10) gekoppelte Schalteinrichtung (76) zum Einschalten der elektrisch betätigbaren Einrichtung (32, 34, 36, 38) zum Auffüllen im Ansprechen aaf das Erfassen der vorgegebenen Minimalmenge durch die erste Detektoreinrichtung (66) und zum Halten der Einrichtung (32, 34, 36, 38) zum Auffüllen im eingeschalteten Zustand bis zum Erfassen der vorgegebenen Maximalmenge durch die zweite Detektoreinrichtung (68).
7. Wägefördervorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein anzeigendes Meßgerät (54) für eine sichtbare Anzeige der Abgabegeschwindigkeit des fließenden Gutes bei dessen Abgabe aus dem Behälter (10) und eine Signalhalteschaltung (52), deren Eingangsanschluß mit dem Aus gangsanschluß cer Differenzierschaltung (48) zum Übertragen eines Anzeigesignals zu dem anzeigenden Meßgerät (54) verbunden ist, wobei die Schalteinrichtung (76) mit der Signalhalteschaltung (52) und der Vergleichsschaltung (56) zur Herstellung von Rückkopplungswegen in diesen beiden Schaltungen während der Einschaltzeit der elektrisch betätigten Einrichtung (32, 34, 36, 38) zum Auffüllen verbunden ist, um vßhrend der Auffüllzeit konstante Ausgänge der Vergleichsschaltung (56) und der Signalhalteschaltung (52) zu halten.

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8. Wägefördervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7* dadurch gekennzei c h η e t, daß die ersten und zweiten Detektoreinrichtungen erste und zweite Bezugsspannurg squellen (70)' und erste und zweite Differentialverstärker (66_S 68) aufweisen, welche jeweils über einen ersten Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß des linear variablen Differentialtransformators (22) und über je einen zweiten Eingangsanschluß mit der ersten bzw. zweiten Bezugsspannungsquelle (70) verbunden sind, und daß die Schalteinrichtung (76) eine Relaisschaltung mit einer ersten und einer zweiten Relaiswicklung (126, 128) ist, welche zum Einschalten mit den Ausgangsanschlüssen der ersten und zweiten Differentialverstärker (66, 68) verbunden sind, wobei die erste Bezig sspannungsqueLle so eingestellt ist, daß sie einen Ausgang von dem ersten Differentialverstärker (66) zum Einschalten der ersten Relaiswicklung (126) ergibt, wenn der Ausgang des linear variablen Differentialtransformators (22) der vorgegebenen Minimalmenge entspricht , und die zweite BezugsSpannungsquelle so eingestellt ist, daß sie einen Ausgang von dem zweiten Differential verstärker (68) zum Einschalten der zweiten Relaiswicklung (128) ergibt, wenn der Ausgang des linear variablen Differentialtransformators (22) der vorgegebenen Maximalmenge entspricht.
9. Wägefördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch eine zweite Differenzierschaltung (I50), deren Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß der ersten Differenzierschaltung (48) zum Erzeugen einer Aus gangs spannung rrit einer Höhe direkt proportional einer Beschleunigung oder Verzögerung der Fördergeschwindigkeit verbunden ist, und eine zwischen den Ausgangsanschluß der zweiten Differenzierschaltung (I50) und die Steuersignaleinrichtung (56, 64) geschaltete Spannungsabtastschaltung (154) zum Konstanthalten des Steuersignals während der Zeit, in welcher die Ausgangsspannung der zweiten Differenzierschaltung (ISO) eine vorbestimmte Höhe überschreitet,

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10. Wägeförc«^vorrichtung nach Anspruch 9; g e kennzeichnet durch ein anzeigendes Meßgerät (54) für eine sichtbare Anzeige der Abgabegesohwindjgkeit des fließenden Gutes bei dessen Abgabe aus dem Behälter (10) und eine Signalhalteschaltung (52), deren EingangsanschluS mit dem Ausgaig sanschluß der Differenzierschaltung (48) zum Übertragen eines Anzeigesignals zu dem anzeigenden Meßgerät (54) verbunden ist, wobei die SpannungsabtastsciaLtung (154) über einen Ausgangsanschluß mit der Signalhalteschaltung (52) und der Vergleichsschaltung (56) zur Herstellung von Rückkopplungswegen in diesen beiden Schaltungen während der Zeit, in welcher die zweite Differenzierschaltung (150) einen Spannurg ausgang über einem vorbestimmten Wert hat, verbunden ist, um während dieser Zeit konstante Ausgänge der Vergleichsschaltung (56) und der Signalhalteschaltung (52) zu halten.
11. Wägefördervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn ze ichnet, daß die S pannungsabtastschaltuig einen Differentialverstärker (154), von welchem ein Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß der zweiten Differenzierschaltung (I50) verbunden ist, eiremit einem zweiten Eingangsanschluß des Differentialverstärkers (154) verbundene Bezugsspannungsquelle (156) zur Anzeige einer vorgegebenen Maximalabweichung bei der Beschleunigung oder Verzögerung der Fördergeschwindigkeit und eine mit dem Ausgangsanschluß des Differentialverstärkers (154) verbundene Relaiswicklung (162) umfaßt, deren Relais normalerweise geschlossene Kontakte (88a', 88b') aufweist, welche bei Einschalten der Relaiswicklung (162) zur Herstellung der Rückkopplurg swege in der Signalhalteschaltung (52) und in der Vergleichschaltung (56) zu öffnen sind.

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