DE2325902A1

DE2325902A1 - Mediumdosiersystem und verfahren zum betreiben eines mediumdosiersystems

Info

Publication number: DE2325902A1
Application number: DE2325902A
Authority: DE
Inventors: Donald K Georgi
Original assignee: Graco Inc
Current assignee: Graco Inc
Priority date: 1972-05-22
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1973-12-13
Also published as: JPS4951980A; USRE29495E; CA993083A; US3756456A; JPS5749849B2; FR2185790A1; FR2185790B3

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALT Ε 3ÜRO 4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR, Θ7 2325902

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirt.di.-Ing. A. GIRBER

eingegangen nm

Graco Inc.

60 Eleventh Avenue Northeast

Minneapolis, Minnesota 55415» USA . 18. Mai 1973

Mediumdosiersystem und Verfahren zum Betrieben eines Mediumdosiersystems

Die Erfindung "betrifft ein Mediumdosiersystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Mediumdosiersystems. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Pumpsystem mit elektronischen Steuerungen und dessen Verfahren zum Betreiben desselben, um eine Sollmenge Medium in ein Objekt genau einzudosieren. Speziell betrifft sie ein Mediumdosiersystem und ein Verfahren zum Betreiben desselben, bei dem mit einem

Sensor gearbeitet wird, um die Kolbenbewegung einer Vedrängungapumpe zu erfassen und die Menge an gepumpter und verdrängter Flüssigkeit. oder eines anderen Mediums dadurch zu steuern, daß ein elektrisch modifiziertes Signal vom Sensor mit ainem programmierten elektrischen Signal verglichen wird.

Dosiersysteme,.die mit elektronischen Steuerungen arbeiten, um den Durchfluß von Medium zu dosieren, sind beksaat. Dartiber hinaus sind auch Abgabe- und Dosiersysteme bekamst, die die Bewegung eines Kolbens einer Verdrängungspumpe messen und elektronische Daten auf der Basis derselben aussenden, um ©ine Sollmenge an Medium abzugeben. Bei keinem der bekannten Systeme wird mit einem Sensor hoher Auflösung gearbeitet, um sehr kleine schrittweise Eolbenbewegungen zu messen, kombiniert mit einer elektronischen Schaltung, die einen Zähler und ein Komparatornetzwerk hat, das einen Ausgleich für Verzögerungen als Folge von mechanischen Bewegungen innerhalb des Systems selbst schafft. Die Ausgefeiltheit und die hohe Auflösung in dem erfindungagemäßen Mediumdosiersystem führt zu einem sehr hohen Maß an Genauigkeit und Regelung in der Menge eines Mediums, das abgegeben werden soll.

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Das erfindungsgemäße Mediumdosier sy st em und das Verfahren zur Verwendung desselben kombiniert eine Verdrängungspumpe mit einer Steuerschaltung zur Betätigung eines Ventils und zur Abgabe einer bestimmten Menge an Medium. Die Steuerschaltung ist mit einem Sensor hoher Auflösung kombiniert, der schrittweise"Kolbenbewegungen der Pumpe mißt und signalisiert. Das dabei entstehende Signal wird dann totalisiert und einem fehlerausgleichenden Wert in einem Zähler zauaddiert» Deren Summe wird in einen -Komparator gefüttert, wo ein Vergleich mit einem Signal erfolgt, das die Menge an Medium wiedergibt, die abgegeben werden soll. Wenn die beiden Werete gleich sind, wird ein Ventil in einer Abgabevorrichtung außer Funktion gesetzt. Dieses Außerfunktionssetzen stoppt den Pumphub eines hydraulischen Linearstellglieds und führt zur Infunktionsetzung eines zweiten Ventils in der Abgabevorrichtung, um den Mediumdurchfluß abzusperren, damit die dosierte Mediummenge genau abgegeben wird.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Mediumdosiersystem hoher Auflösung und ein Verfahren zum Betreiben desselben zu schaffen.

Ein weiterer Zweck besteht darin, ein Mediumdosiersystem zu schaffen, bei dem eine Sollmediumvolumen präzis dosiert wird, indem ein Ausgleich für Fehler gesohaffen wird, der dem Systembetrieb innewohnt.

Weiter bezweckt die Erfindung die Verwendung des Gewichts oder einer anderen meßbaren Charakteristik desjenigen, was mit dem Medium gefüllt wird, um das Eingangssignal zu einem Komparator zu steuern und damit die abgegebene Mediummenge zu steuern, ebenso die Position des Objekts der Abgabevorrichtung gegenüber.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.. In den Zeichnungen sind:

Pig. 1 eine schematische Darstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiele des Dosiersystems,

Fig. 2 ein Impulsdiagramm einiger der Signale der Schaltkreiselemente aus Pig. 1,

3098S0/087Q - ₃ -,

232

Fig. 3 eine Einzelheit der elektronischen Elmente, die das Grunddosiersystem bilden, _;

Fig. 4 eine vergrößerte Innenansicht eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Sensors und

Fig. 5 ein modifiziertes System des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Dosiersystems.

In Fig. 1 drückt eine Verdrängungspumpe 1 Medium unter Druok aus einem Vorratsbehälter 2 in eine Abgabevorrichtung J. Diese Abgabevorrichtung hat ein normalerweise geschlossenes federgespanntes Yentil 4» das durch Medium unter Druck geöffnet wird, wenn sich die Kolbenstange 5 nach links bewegt. Hydraulikflüssigkeit unter Druck beaufschlägt die rechte Seite des Kolbens 6 in einem Linearstellglied 10, um die Kolbenstange zu bewegen, damit die Pumpe 1 veranlaßt wird, Medium abzugeben. Der Betätigungskolben 6 wird seinerseits durch ein elektrisch betriebenes Vierwege-Hubmagnetventil gesteuert.

Wichtig ist, daß die Erfindung nicht auf die spezielle einfachwirkende Verdrängungspumpe beschränkt ist, die dargestellt ist. Im Zusammenhang mit der Erfindung gehört zu einer Verdrängungspumpe jede Art Pumpe, bei der ein konstantes Mediumvolumen gepumpt wird, unabhängig von der betreffenden Mediumviskosität, dem Druck oder dem Material, wenn sich die Betätigungseinrichtung bzw. der Kolben um ein komplettes Pumpspiel bewegt. ¥enn also der Kolben 7 in der Dosierpumpe 1 von seiner Position am weitesten rechts in seine Position am weitesten links in der Richtung des Pfeils bewegt, wird ein konstantes Mediumvolumen aus der Abgabevorrichtung 3 für jede schrittweise Bewegung der Stange 5 abgegeben. Ueben der einfach wirkenden Pumpe gemäß.Fig. 1, die Medium nur während des halben Spiels abgaibt, während sich deie Kolbenstange 5 nach links bewegt, können doppelt wirkende Pumpen, Membranpumpe, FaI-tenba,lgpumpen, Zahnradpumpen, Kotationskolbenpumpen sowie die meisten Arten von linear hubbewegbare Pumpen als Verdrängungspumpen angesehen werden, wie sie hier verstanden werden.

Mit der Bewegung der Kolbenstange 5 nach links, um Medium zu pumpen,

3098S0/087Ö " "⁴"

läuft ein im Reibsehluß daran angreifendes Had 9 auf der Stange und dreht sich. Die lineare Bewegung der Kolbenstange wird also in eine Drehbewegung durch das Rad 9 umgewandelt. Das Rad und der ¥ellenver-Bchlüssler bilden den Sensor 8, der als ein rechteckiger gestrichelter Kasten in Fig. 1 dargestellt ist. Der WellenverschlüsBler ist eine Ausführung wie das auf dem Makrt befindliche Modell DRC-77» das von der Firma Dynamics Research SCorporation in Stoneham, Massachusetts, hergestellt wird. Dessen Funktion besteht darin, als ein Wandler zu wirken, um die sehr kleinen linearen schrittweisen Bewegungen der Kolbenstange 5 ist elektrische Reihenimpulse umzuformen. Der Sensor ist als ein Sensor hoher Auflösung bezeichnet worden, da er in der Lage ist, Kolbenbewegungen zwischen 0,1 Ζώΐΐ bis 0,0001 Zoll zu messen, ohne daß fehlerhafte Reibungs-, Hysterese-, Totgang- oder Trägheitseffekte in das Ergebnis eingeführt werden. Er ist nicht notwendigkerweise auf optische Sensoren beschränkt, vielmehr kann er auch magnetisch oder elektronisch betrieben werden.

Der optische Verschlüssler ist zum Teil durch das vereinfachte vergrößerte Diagramm in Fig. 4 gezeigt« Er besteht aus vier Grundelementen, nämlich der Lichtquelle 10, dem kreisrunden ortsfesten Raster 11, dem rotiferbaren kreisrunden Raster 12 und dem Wandler 13, dier Lichtstrahlen in elektrische Impulse umwandelt. Der Raster 12 wirkt als ein Mgitalpositionssensor, und er sitzt auf der gleichen Welle wie das Had 9 und dreht sich gemeinsam mit diesem. Beide Raster haben eine große Zahl gleich breiter radialer schwarzer Linien mit abwechselnden freien Bereichen dazwischen, die im gleichen Abstand wie die schwarzen Linien für eine bestimmte Entfernung von der Mitte des Rasters liegen. 14 und 15 in Fig. 4 bezeichnen die freien bzw. klaren Bereiche der Raster 11 bzw. 12. Diese klaren Bereiche sind lichtdurchlässige Bereiche, die entweder aus lichtdurchlässigen Bereichen aus massiven Material oder aus Blenden in den Rastern bestehen können. Die abwechselnden schwarzen Linien, die mit 43 und 44 zwischen diesen klaren Bereichen bezeichnet Bind, sind lichtundurchlässige Bereiche, um Licht von derQuelle 10 auszublenden. Wenn die lichtdurchlässigen Bereiche 14 und 15 radial in einer Flucht miteinander liegen,und als Folge davon deren betreffende lichtundurchlässigen Bereiche 45 und 44

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ebenso, empfängt der Wandler 15 etwa 50$ des von der Quelle 10 übermittelten Lichts. Wenn die lichtundurchlässigen Bereiche eines Rasters radial in einer Flucht mit den klaren Bereichen des anderen Rasters liegen, wird praktisch kein Licht zum Wandler 15 übermittelt. Bei den in der Praxis verwendeten Rastern waren etwa 500 klare Bereiche auf kreisrunden Teilen vorhanden, die einen Durchmesser von etwa 2-1/2 Zoll hatten. Torzugsweise werden mindestens 40 lichtdurchlässige Bereiche pro ZiIl vorgesehen, gemessen im rechten Winkel zur Länge der Bereiche. Während die obere Grenze für die lichtdurchlässigen Bereiche keinen festen Wert hat, gibt es eine praktische obere Grenze von etwa 5.000 lichtdurchlässigen Bereichen pro Zoll, basierend auf laufende Fertigungstechniken» Indem eine relativ größe Lichtquelle 10 und ein entsprechender Wandler 15 ins Vergleich zur Breite der lichtdurchlässigen Bereiche verwendet wird, wird die Notwendigkeit beseitigt, einen, schmalen Präzisionslichtstrahl vorzusehen.

Der Wandler 15 hat ein lichtempfindliches Element, das eine Photozelle oder ein Phototransistor aein kann, die bzw. der die Lichtstärke mißt und die Änderungen in dieser Lichtstärke in elektrischen Rei«* henpumpse umwandelt ₉ die mit A in Fig, 1 bezeichnet sind. Der Wandler 15 bewirkt also eine Quantisierung der linearen Bewegung der Kolbenstange 5· Die Anzahl von Impulsen^ di© einer Drehung des lands 9 gleichkommen, läßt sieh leicht bestimmen, weil der Radius des Rads 9 und des Rasters 12 beide bekannt sind, der mit dem Rad mitdreirt. Jeder kleine Sektor der Peripherie des Rads 9 kann mit einer äquivalenten schrittweisen linearen Strecke längs der Kolbenstange 5 gleichgesetzt werden, die wiederum mit einem Mediumvolumen in der Puxape 1 gleichgesetzt werden kann. Wenn beispielsweise die Querschnittsflache Ap des Kolbens 7 bekannt ist und kosnstant bleibt, kann durch Multiplizieren der Fläche mit der Strecke, um die sich der Kolben 7 (und die damit verbundene» Stange 5) in seinem Terdrängungshmb nach links (Fig. 1) bewegt, das Volumen deas abgegebenen Mediums bestimmt werden, wobei natürlich abgenommen wird, daß die Puape 1 ganz im Bereich links Tom Kolben 7 gefüllt ist.

Mit der Inderung der Stärke der vqs Waa&les 15 ©mpfaagos&QEi Lieiötssli·=

len mit dem Drehen des Rasters 12 werden elektrische Impulssignale A in einer Folge zu einem Impulsentzerrer übermittelt, wenn bestimmte vorgegebene Lichtstärkewerte überschritten werden. Das geschieht, wenn jeder klare Bereich im Raster 11 abwechselnd in eine Flucht mit einem schwarzen Berieich und dann mit einem klaren Bereich im Raster 12 gelangt. Für einen speziellen Verschlüssler ändert sich die Zahl der Impulse Δ, die pro Sekunden übermittelt werden, in Abhängigkeit von solchen Faktoren wie der Drehzahl der Welle mit dem Rad und dem beweglichen Raster 12 und der Zahl der lichtdurchlässigen Bereiche 14 und 15 pro Zoll.

Fig. 2 ist ein Impuls diagramm der Impulse A bis D zwischen den verschiedenen Schaltkreiselementen, die in Fig. 1 gezeigt sind. Die Impulse A und B sind Reihenimpulse, und die Impulse G (C *.* C^) und 3 (D ... D,) sind parallele Impulse, die entweder parallele binärverschlüsselte oder .parallele binärverschlüsselte (BCD-)Decimalwiedergaben sein können. Wie noch im einzelnen zu beschreiben sein wird, werden die elektrischen Reihensignale B in die eine oder andere dererwähnten parallelen binären Wiedergaben innerhalb des voreingestellten Zählers geändert. Ehe diese Änderung vonstattengeht, wird, vom Impuls A dessen Vorderflanke durch einen Impulsentzerrer in den Puals B geformt, der nicht von der Kolbengeschwindigkeit abhängig ist. Der in der Praxis verwendete Impulsentzerrer, der im bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist ein Fairchild Semiconductor (Tochter der Fairchild Camera und Instrument Corporation, Mountain View, California, nachstehend als Fairchild bezeichnet) Modell 9601, bei dem es sich um einen monostabilen Multivibrator handelt, der einen Rechteckimpuls erzeugt, welcher eine Dauer von 1 Mikrosekunde hat. Dieser Impuls ist in Fig. 1 und 2 als Impuls B dargestellt. Fig«, 2 zeigt ein Impulsdiagramm von Reihenimpulsen A und B, parallelen sen C ... C, mit und ohne voreingestellte Zählungen, parallen Impulsen D ..» D von der programmierbaren Instruktion und des Gleichheitsimpulses C « D und dessen Beziehung um praktischen Dosierabspesren. Der erste und der zweite Satz con Impulsen C ... C sind gleich, außes daß eine Drei in binärer oder BCD-Form dem zweiten Satz zuaddiert ^or-

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-τ-

den ist. D ... D, zeiget das programmierbare Singla in BCD-Format an, wenn dessen Wert gleich der Dezmimale 9 ist (100Θ1). Der Gleichheit sinipuls C=D zeigt ein Aussignal zum Dosierspeicher und die Art ■ vxid Weise, wie eine voreingstellte Impulszählung von 3 tatsächlich daau führt, daß das Absperrventil zur genauen Zeit abgeschaltet wird, indem für eine Yentilverzögerung von drei Impulsen ein Ausgleich geschaffen wird.

Der voreingestellte Zähler empfängt den Eingang J von einer Yentilverzögerung, die voreingestellt ist, ebenso den Impuls B„ und es seadet dien Impuls C aus. Um darzustellen, wie der Zähler den Eeihenimpuls B in parallele Impulse G in einem binären System umwandelt_s wird ein binär-verschlüsseltes Dezimal- (0Od-) Format beschrieben, wobei es sich versteht, daß auch ein binärversehlüsseltes Format verwendet werden kann. Zum Zwecke der Vereinfachung wird ferner das BGB-Format auf vier Dezimalziffern beschränkt, anstatt auf eine größere Zahl. Jede dieser vier Dezimalziffern entsprechend einem bestimmten Satz der Zahl C ... C, und D ... D, in Fig. 2« und sie haben einen oberen Wert

ο 3 ο 3 ! ■· - ■ von 9999· FSLer Decadenzähler mit Mittelskala in integrierter Fora d@s Fairchild-Modells 9310 führen diese Funktion aus«. Die bevorzugte Art des eingesetzten Zählers muß in der Lage sein, Reihenimpulse von mindestens 1.000 Zählungen pro Sekunde bis zu 10 Millionen Zahlungen pro Sekunde ausführen zu können, Figo 3 zeigt vier Sätze con Impulsen G C,, die jeweils in einen der vier Decadenzähler (MSl) gelangen^ wobei vier Drähte für jede MSI-Funktion vorhanden sind« Mit dem Mkommen des ersten Heihensignals von C au einem der vier Drähte wird entweder eine 0 oder eine 1 in der 10 -MSI-Funktion des Zählers aufgeseichnet. Danach zeichnet C«. entweder eine 0 oder eine 1 in demselben Zähler auf, und C^ und G_ arbeiten in der gleichen Weise_D Je nach der Kombination von 0 und 1 in dem 10°-MSI, die aufgezeichnet werden, wird eine einzige Dezimalziffer mit einem ¥ert von 0 bis 9 wiedergegeben. Wenn beispielsweise C ... C, 1001 aufzeichnen, wird die Dezimalziffer 9 wiedergegeben. Um eine Deaimalziffer aufzuzeichnen,-die zwei ganze Zahlen hat (10 bis 99)» muß auch die nächste MSI-10 rFunktion verwen-" det ^werden. Wie MSI-10 kann es nur eine der einzigen Dezimalziffern

309SS0/0I7I ~⁸~

2 3 O bis 9 wiedergeben. Wie evident ist, zeichnen die MSIs 10 und 1O^ jeweils nur eine der Dezimalziffern auf, wie das die MSIs 10° und 10 getan haben. Die Dezimalziffer 8107 wird als 1000 im MSI 10 , 0001 im MSI 10 , 0000 im MSI 10 und 0111 im MSI 10° aufgezeichnet, um damit im BCD-System 1000, 0001, 0000, 0111 zu lauten. Zusätzliche Stufen von MSIs mit vier binären Bits könnten jeweils verwendet werden, um Dezimalnummern über 9999 zu erhalten. MSi 10 würde also den Bereich auf 99.999 ausdehnen, MS 10⁵ auf 999.999.

Ehe die Impulse B von dem Impulsentzerrer in ihren jeweiligen Phasen von MSIs im Zähler gezählt werden, wird in den Zähler eine vorbestimmte Zahl von Zä&ungen J in BCD-Format eingegeben. Diese voreingestellte Anzahl von Zählungen wird in den Zähler eingegeben, ehe die Reihenimpulse B ankommen. Torgegebene Zählungen werden addiert, um die Zeitverzögerungen der Systemoperation zu berücksichtigen, beispielsweise Zeitverzögerungen, die von dem Vierwege-Hubmagnetventil hervorgerufen werden, das dem hydraulischen Stellglied 10 (Fig. 1) zugeordnet ist, und Verzögerungen für das Abgabeventil 4· Bs sei als Beispiel angenommen, daß der Dosierzylinder 39 ein Mediumvolumen liefert, das äquiava- lent zu 3 Impulsen als Folge der Yentilverzögerungen ist. Indem der Zähler auf 3 voreingestellt wird, ehe die Dosierung beginnt, sendet der Komparator ein Aussignal über den Grenzflächentreiber um drei Impulse vor der Lieferung der gewünschten Menge. Dann bewirkt die Ventilverzögerung die Abgabe von Äquivalenten für drei weitere Impulse während der Verzögerungszeit, und es erfolgt eine Dosierung der genauen Mediummenge. Venn mit den MSI-Zählern- gearbeitet wird, wird die voreingestellte Zahl, die elektrisch an Handschaltern oder irgendeiner anderen elektronischen Vorrichtung mit BJD-Ausgang erzeugt werden kann, zum Eingang mit einem aktiven niedrigen Signal eingerichtet, mit dem parallelen Einschalt-Eingangsimpuls 0. Eine Mindsst-Einrichtzeit für diese Daten beträgt etwa 30 Neanosekunden, wonach der Ilrimpuls vom Impuls P ausgewertet wird. Um diese Impulsfolge zu erreichen, wird ein freier Impuls 0 entweder vom Manuellräumknopf oder dem Kolbenrückfahrschalter in einem anderen monostabilen Multivibrator erzeugt, der mit dem Impulsentzerrer (Fairchild Modell 96OI) identisch ist, welcher seinen Impuls zunächst

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zum parallelen Einschalteingang aller vier Stufen sendet, während der gleiche Impuls P im Verzögerungsnetzwerk um etwa 500 HanoSekunden verzögert wird..lach der Verzögerung wird der Impuls P zum TJhreingang aller Zählerstufen gesendet, um die vorgegebene Zahl im Zähler zu verriegeln. Wenn "beispielsweise die vorgegebene Zahl 5 ist, wird ein BCD von 0000 0000 0000 0011 in den Zähler eingegeben, und der erste Impuls vom Impulsentzerrer zählt den Zähler auf vier hoch| die praktische Zahl η vorgegebener Zählungen, die in ein bestimmtes System eingegeben wird, hängt von solchen, Faktoren wie der Querschnitt sf lache Ap des Kolbens 7? eiern Radius r des Rads 9s <ier Impulsauflösung Έ in Impulsen/Hadiant, der Durchflußmenge cl aus der Abgabevorrichtung 3 ρζκ> Zeiteinheit und dem Zeitintervall (t bis t_f) ab, diasbenötigt wird, um das Vierwege-Hubmagnetventil und das Ventil 4 abzusperren. Es läßt sich nachvreisen, daß theoretisch?

Ap J to

Während U damit bestimmt werden kann, ist ©ine ausgefeilte Durchflußmeßeinrichtung oder analytische Technik erforderlich^ um das Integral auszuwerten. TJm diese Komplexität und die Kosten au vermeiden, ist eine Zweistufen-Experaimentaltechnik zur Bestimmung der Zahl der vorgegebenen Zählungen entwickelt worden.

Der erste Schritt erfordert die Verwendung des Abgabe- und Dosiersystems gemäß der Erfindung mit keinen vorgegebenen Zählungen im Zähler. Zwei Mediumschüsse O₁ und O₂ werden abgegeben und dann gemessen, wobei ein Schß das Doppelte des anderen beträgt? doh„ 2 0, = Op. Diese Werte werden notiert und auf einer Kurve des Volumens der Schüsse 0

als die Y-Achse aufgetragen, während die Werte einer Konstanten K (wobei K₅ = 0_m/C_m) mal der tatsächlichen Zahl der Zählungen C als die X-Achse aufgetragen werden, wobei G₁ dem Volumen O₁ und ß_? dem Volumen O₂ entspricht. Eine gerade Linie wird dann vom O₁9K₅C..-Punkt

- zum OgfK^Cp-Punkt gezogen. Diese Linie schneidet die Q- (Y-) Achse an einem Punkt 0^. Der nächste Schritt besteht darin_s 0, zu messen,

■ das gleich dem Volumen ist, dem Ventilverzögerungen zugeschrieben v/erden können« Dieses Volumea wird in Zählun-gen durch

1 ' - 10 -

umgewandelt, wobei X^ die Kolbenverdrängung"ist, oder durch die Zahl vorgegebener Zählungen

η =

Wichtig ist zu beachten, daß drei der vier Ausdrücke, die in dem zweistufigen Verfahren verwendet werden, konstant sind, wobei 0-, -die einzige Veränderliche ist. IT , die Impulsauflösung im Inpulsen/Radiantj

ist characteristisch für den Sensor und eine dimensionslose Zahl. Gewöhnlich ist dier Wert in einem optischen Sensor gleich der Zahl der lichtdurchlässigen Bereiche der Raster, und er ist recht hoch (über 300). A_p
zugeben.

ο
300). A hat eine Dimension von cm , um die Fläche des Kolbens 7 anWenn man den Wert von r kennt, kann ein Operator eine genaue Ablesung durch den Sensor und eine Bestimmung von η erhalten. Um genau zu bestimmen, welche Dimension r besitzen kan, und um diesen Wert auf das Volumen C zu beziehen, die abzugegebene Mediummenge, muß jedoch das Lecken von Medium (q._T) in der entgegengesetzten Richtung am Kolben 7 vorbei bei dessen Pumpen von Medium berücksichtigt werden. Jedesmal, wenn die Kolbenstange 5 (oder der Kolben 7) um eine Strecke X_ verlagert wird, dreht sich das Rad 9 mit seinem Radius r um einen Winkel von 6 Radiant, wobei 2T Radiant = 360°).

^θ - ²^ JL = J-2fr

Wenn das in Impulse vom Verschlüssler (η ) umgewandelt wird, erhält man das Folgende:

ⁿx = V =^Ne-i.

Das entspricht einem tatsächlich gemessenen Volumen 0 , wobei das Lekken berücksichtigt wirds

0 = A X - q_TT .
m ρ ρ ^UL s

- 11 -

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-M-

Dabei ist q. das Lecken am Kolben 7 vorbei, und t (die Zeit für je-

Jj * S

den Schuß) ist - - .

t = K. O oder s 1m

■ 1 + ^₁K₁ ¥enn q_T ο angenommen wird, daß es "einen konstanten Wert mit jeder

Xi S .

schrittwei
den durch

schrittweisen Bewegung des Kolbens 7 hat, kann O wiedergegeben wer

O = K₀X , wobei K₀ = ■ , , , ^{m 2}P ² λ j. „

Um die Zeichen in Wechselbeziehung zu setzen₅ nämlich r, A , q_ und O , kommt man zur gewünschten Menge an Medium, das abgegeben werden soll, dadurch, daß man eine Führungszahl wählt₉ um dieses Volumen C

darzustellen.

C = U --B· oder m er

^{r =} c~ p*

m
\iexw. man aus der Gleichung (a) oben einsetzt, erhält man;

Έ 0 (1 + n.L) r- - ^{e m} ^Ei V

m ρ

und da K-C = O
Jm m

K, 'S (1 + q.T^K-i (b) r = --2-

A P

Um einen Ausgleich für ein Hücklecken im Kolben zu schaffen, wird der Hadius von r uvon einem Wert r.. (der Lecken vernachlässigt) auf einen neuen Wert r_g erhöht, bei dem Lecken berücksichtigt wird. Um das zu tun, wird eine Kurve des tatsächlichen Volumens O_m gegen das Sollvolumen K C_m aufgetragen. Wenn q, in Gleichung (b) vorstehend auf Hull gesetzt wird, wird T-. bestimmt. Dann werden zwei verschiedene Schüsse etwa doppelter Volumina (O_? = 2 0.) dosiert, und die Werte werden

09850/0 87.9 " ¹² "

; 23259Θ2

in die Kurve eingetragen, und zwisehen deren Punkten wird eine gerade Linie gezogen. Indem die Meigung m dieser Linie gemessen wird und die Beziehung r_? = 1/m r verwendet wird_$ kann r_?, der größere Radius^ bestimmt werden.

Es liegt auf Der Hand, daß ein Kolbenrücklecken cu und die Yentilverzögerungsfehler beide in einem praktischen Dosiersystem auftreten und deshalb beide zusammen anstatt getrennt berücksichtigt werden müssen. Um das zu tun, wird eine Kurve .des abgegebenen Istvolumens 0 (Y-Achse) gegen das Sollvolumen K,C (l-Achse) aufgetragen. Der Wert von r wird aus der Gleichung (b) berechnet, und wie das bei der Berücksichtigung des Leokens allein der ]?all war, werden zifei Schüsse (0.. und 0_) mit dem entsx>rechenden Sollwert K,0„ und K_C_ aufgezeichnet» Eine gerade Linie von den beiden Punkten 0,_t K_G und O₀,E₂G kann durch die allgemeine Formel wiedergegeben werden

(c) 0 = m (K-,G) + 0.

wobei ja die neigung der Linie iat und O^ der Schnittpunkt mit der 0 A'ohse ist. Wenn die Punktwerte ersetzt iferden_f beträgt die Heigung*

K₅ (O₁-C₂).

Wie zuvor kann die Besi ellung r„ =. 1/ia r. verwendet werden, und man erhält j

■ ^{Xs =} vT

und um wojzh. einen Ausgleich für Tenti!Verzögerungen su schaffen^ wird die Gleiehung (e) verwendet,,und auch die m=BeZiehung obeng, damit man

Q₉ - O₁

₁ (o - ο )

^{1 z} ^

-13-

In der Jmpulskennung ist das Yoltsmea Q^ aepairaLent se einer Maahl von Impulsens

Damit erhält man di© Zahl von Impulsen. J₈ dl® in dea Zähler einzugeben sind, wszra man sowohl das Leokea ©a Kolben 7 als auch di©" TentilverzögesTaagen als I⁵OIgQ. &©s fisBX tils berücksichtigt₅ das betätigt uis&p raa des Betäti-angskolb^a 10 und das Abgabeventil 4 sra gtem©s?Be

Die Gesamtzahl von Zähluag©a₀ ai@ v©m Season la isgeadein©® ©adlichen ■ Zeitintervall empfsagen wesd©a_g wisd des YQSg®g@h®nen Zählimg zuaddiert, und die Smome in BGB» od©2 "bla&s^a SOESSt₀ tiioxd dem KomparatoB als Impuls© G *. β C, abgeleitet ο figo 1* land 2 veEeasohatiliohea* die Eingang© zum Eompasstor als Droäht© (fig_e 5) ^saä ale lspulse G _ooo CL alt oder ohne Torgsben. Wie der Hase andeutet£, vsrgleieht der Komparator öl© C~ Impulse mit einer programmierten Zahl₉ xmä. wsaa die baidoa Zahlen gleioli sind, wird-ein Signaümpuls (ß ~ B) era©-agt₀ ms. das Sabmags,©tv©atil zu betätigen. Die programmierte Zahl kaäa ein© fest© vorbestisaat® Zahl sein_s oder_r wie unter Bezugnahme auf Figo 5 sts. "begohsreibea sein tjird_f es kann sich dabei um eine veränderliche Zahl handelt₉ di© eine Funktion eines Signals ist, dessen Wert von Veränderlichen außerhalb des vorstehend beschriebenen Dosierejstems abhängte

Im bevorzugten Ausfühxungsbeispiel x^erden jeder der vier Eomparatoren Pairchild Modell 9524» einer mit έjedem der C-Drähte, mit den. Stromzuführungen des Zählers mit Binäreingangswiedergaben verbunden. Damit sind insgesamt 16 Drähte verbunden₉ um eine Dezimalzahl von 0 bis 9999 im BCD-IOraat anzugeben, wie das vorstehend beschrieben worden ist. Wenn die C-Eingangsimpulse vom Zähler und die programmierbare Zahl, ebenso im vorliegenden Ausführungsbeispiel in. BCD-Porm, gleich sind, wird ein Gleichheitsimpuls (G =D) zum Dosierspeicher gesendet, um die Absperroperation des DosierZylinders zu beginnen= Ein Einschalten des !Comparators wird mit dem IT-Signal vom Dosierspeicher bewirkt (Fig. 3).

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"¹⁴"^; 2325901

Das Dosierspeicher besteht aus einem 3?11ρ-]?1ορ mit einem Kippeingang und einer Eückstellung oder einem Säumeingang. Sowohl der Ausgang (Q) als auch der Augangskomplimentär (■%) werden verwendet» Wenn ein Häum« iapuls erzeugt wird, wird der Q,-Ausgang auf Muli gestellt, der Komplementär auf eins. Diese Rückstellung bewirkt, daß der Grenzflächentrei» ber das ifehrende Vierwege-Hubmagnetventil "ausschaltet" _t wobei Öl ausläuft, um ein Zurückfahren des Dosierkolbens 7 und ein Füllen zu bewir-. ken. Ein 8taktimpuls kippt den Ausgang Q auf eins und Q auf Hull« Der Einer-Ausgang des Q ermöglicht es den voreingestellten -Zählern,, Serier-sähleingänge M anzunehmen, und gleichzeitig bewirkt die KuIl des (|»».-3-gansgs, daß der Grenzflächentreiber das Hubmagnetventil "einschaltet", so daß der Dosierkolben 7 äfährt, um dosiertes Medium abzugeben» Bei Zusammenfallen des !Comparators wiEd der Gleiciiheitsimpuls C - D zu eiaem ODM-Torschaltungseingang und zum Dosiert speicher gesendet, was "bex-drkt, da3 der Flipflop in den vorhergehenden Zustand zurückkippt, bei dein Q, Hull ist, um den Zähler außer Punktion zu setzen (durch den Impuls M)₉. und wenn Q Bins ist, wird das Eubmagnetventil ausgeschaltet»-Meses Ekrfcregen des Hubmagneten bewirkt, daß das Yentil den Durchfluß von Öl im treibenden Stellglied 10 umkehrt, um damit die Dosierpumpe 1 vollzurückzufahren« Wenn die Dosierpumpe voll zurückgefahren ist, wird ein lndlagenschalter S am Teil 10 geschaltet, um zu bewirken, daß der Häumimpulsgenerator einen Räumimpuls 0 aussendet, der gleichzeitig den Zähler räumt und voreinstellt und sicherstellt, daß das Dosierspeicher zurückgestellt wird.

Die Grenzflächentreibschaltung (Fig. 3) wird verwendet, um dien liiederspanmings-Gleiehstrom in der Speicherdosierschaltung auf einen Hochleistungs-Wechselstrom zu ändern und das Yierwege-Hubmagnetventil zu betätigen. Sie sorgt ferner für eine Hochimpedanzisolierung zwischen der Mederspannungslogik des Speichers, des !Comparators und des Zählers und der Hochspannung deer Hubmagnetbetätigungs-Vechselstromleitungo Eine optische Grenzfläche, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, kann verwendet wer-. den. Das Speicherausgangs signal kann verwendet werden, um ein Licht 16 brennen zu lassen, wenn Q Eins ist. Dieses Licht 16 betätigt eine Photozelle 17 in einer Triac-Torschaltung, um den Triac auszutriggern, Die-

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sex Triac (Zweirichtungs^Triodenthyristor)=-Torkreis best£% aus Photozelle 17_S dem Kondensator 18_S dem Triac 2O₉ dem Diac 19, (MIa= teriale Triggerdiode) und dem Scheibenkondensator 21_o Bei nicht brsa= nen&em lieht steigt der Widerstand der Photozelle₅ um die Spannung des EC-Knotem 22 au erhöhen^ was bewirkt₉ daß die Diac 1_t9 leitet, -am den Triac 20 einzuschalten^ xtfas zu einem Fließen von Wechselstrom durch den Hubmagneten 23 führte Sin kleiner O₉OOI Mikrofarad großer Scheibenkon= densator 21 an der Photozelle verringert die Leitungsspannungstoßfähig·= p VM den Triac und den Hubmagneten fälschlich zu triggers«,

Die Gnm&arbeitsweise des Sosiersystems in Figo 1 und das Impuls d graaiiE (Fige 2) soxiie das Sehaltdiagramm in Figo 5 werden zmaäoiist ©ε=» läuterto Der erste Schritt bei der Arbeit eines Dosiersystemis bsstsht ©daria₉ daß elektrischer Strom an das Steuersystem angelegt inrc-ä und das Druckmittelsjstem mit Hydraulikenergie versorgt x?ird₀ Bei Üasehal·= ten das elektrischen Systems können die Infangssustände der Bosier·= speicherung und des Torgabezählers anders sein_D als das für das Starten gexränscht mrd_} so daß eine Mederdsücken des Manuell^Hämmschalters S einen Eäumimpuls erzeugt₉ ue de_as Dosierspeicher awrüoksTasteitlen und die richtige binär verschlüsselte Dezimal zahl in den Tos'gab-s= zähler einzugeben_o Daaait wird das Gesamtsystem für einen richtigen Bs= trieb vorbereitet. Tor dem Dosieren werden die Befehlseingangs zm& Korn= parator von eines Handschalter eingegeben^ gegebenenfalls auch durch automatische elektronische Einrichtungen mit einem verträglichen ¥er<= schlüsselungssystem. XFm das Sollvolumen an Material zu dosieren₉ wird der Start schalter S.. aktiviert ₅ was bewirkt „ daß der Bntpr eilkreis eines Eäumimpuls erzeugt, der zum Odereingang der Dosierspeicherung gesendet xiirda Dieser Impuls bewirkt₉ daß das Dosierspeicher gleichzeitig den Torgabezähler in Funktion setzt_s und über den Grenzflächentreiber xiird bewirkt;, daß das Hubmagnetventil aktiviert wird_P um Medium ia den Treib= zylinder 40 des linearen Stellglieds 10 einfließen zu lassen^ damit das Dosieren des Mediums beginntο Mit dem Scheiben des Dosierkolbens 7 ÄSEeh den treibenden Zylinder 40 dreht das Xtfandolerrad 9 den Wellenversohlüss·= ler₅ um Impulse für schrittweise Bewegungen des Dosiersylinders 59 der Pumpe 1 zu erzeugen» Di® Besiehung zwischen der Zahl _oder Impulse sxmi. . einer dosierten Meng© x-jird dareh die konstante Kolbenfläche hergestellt^

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weiter durch den Eadius des Wandlerrades 9» in Kombination mit der Auflösung der schwarzen und klaren Bereiche des beweglichen Teils am Wellenverschlüssler. Die Impulse vom Wellenverschlüssler werden im Impulsentzerrer geformt und dem Torgabezähler zugeleitet, der die Reihenimpulse in eine summiertes paralleles BCD-Format umwandelt, welches für den Komparator geeignet ist. Da der Komparator zum Zeitpuntkt der Einschaltung des Dosierspeichers in Funktion geseatzt wurde, vergleicht der Komparator ständig die Befehlseingänge gegen den Zustand des Torgabezählers* Zunächst ist die Befehlseingangsgröße größer als die des Torgabezählers, so daß mit dem ©Addieren der Impulse zum Zähler schließlich jeine Gleichheit zwischen dem Befehl und den Toragabezählerzahlen vorhanden ist.

Wenn diese Gleichheit erreicht ist, erzeugt die letzte Stufe des Komparätors ein Koinzidenz signal Ο··ΰ, das zum Odereingang des Dosierspei-' chers zurückgeht, um es in die ausgeschaltete Position zurückzustellen. Diese Eückstellung des Speichers/gleichzeitig den Zähler und /setzt den Komparator außer Punktion und schaltet das Hubmagnetventil aus, um die Dosierung von Medium aus dem Dosierzylinder zu beenden» Die Betätigung des Hubmagnetventils steuert damit die Betätigung des Abgabeventils 4 durch Steuerung der Bewegung der Kolbenstange 5· Eas versteht man durch Anschauen der "Folge der Ereignisse zum Zeitpunkt des Absperrens des Hubmagnetventils und unmittelbar danach, um die Bewegung des Kolbens 7 nach vorn zu beenden. Sobald das Hubmagnetventil zum erstenmal durch den Gleichheitsimpuls in Funktion gesetzt wird, wirken zwei j entgegengesetzt gerichtete resuliterende Kräfte auf das Abgabekugel-• ventil 4. Eine ist die FederSpannkraft, die bestrebt ist, das Tentil zu schließen und den Mediumdurchfluß abzusperren, und die andere ist die Kraft des unter Druck gesetzten Mediums, das von der Pumpe 1 gepumpt wird. Anfangs herrscht die letztere dieser beiden Kräfte vor, um ein Abgeben von Medium zu bewirken. Wenn der Kolben 7 jedoch seine Bewegung nach vorn beendet, nimmt diese Kraft aber ab, während Medium während eines Zeitintervalls abgegeben wird, bis die Feder Spannkraft vorherrscht, um ein Absperren des Tentils 4 zu bewirken. Dieee Terzögerung, die einen : Ausgleich für die Zeit schafft, die verstreicht, bis das Tentil 4 schließt,

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nachdem das Gleiohheitssignal das Huteagastvsatil in - üHmktioa gesetzt hat, ist eine der "beiden VeatilVsreSgsnsagea,, die berücksichtigt werden. WaL der Zähler mit einer Zahl von Impulsen J vorsingest eilt .war,, die der Absperrzeit des Abgabeventils wi& des Habmagaetventils äquivalent ist, erfolgt dia elektrisch® Koiaaid©ai vm so viele Impuls© Yjor dem Dosieren der S©llmenge an Materials &bar die Yorsögerungszeit beim Aussohaltea des Abg&heventilg isad des Hateagnetventils b©x-jis?kt ©lae. Dosierung des zusätsliohen Materials₀ was %vm Sollvoliaaea am ÄffiGg&sg¹ führt.

Das das Hubmagnetvantil ia seine Ausgangsposition zuEüekgeEsafart ist? wird ßl in entgegengesetzter Sichtung des treibenden Zylin&sr 4® zugeleitet, derart» daB er den Sosierzylind©^ 59 aurücksieht₉ was "be^-yirkt, daß sich der Bosieraylinder erneut ia Yosboreitizng aaf den mäohsten Sohufl füllt. Sobald der DosierzylindDB gaag surückgefahren ist₉ wird ein Handendlagensohalter S"^. durch dea foil 28 an der Eolbenverbindungsvrelle aktiviert, im ©inen Häumimpuls su ©Eaemgeiao des? die Zahl aus dem Torgabesähler ausräiamts, die

mer wieder eingbit rad gleichzeitig ©insn lämnimpuls sum D©sierspeiclier schickt, urn sicherzustellen^ daß es in die ausgeschaltete Position zu= rückgeführt

Das aus der Pumpe 1 abgegebene Medius ksaaa untsE g©singem oder hohem Druck stehen, und es kann für viele Zx?ecke verwendet w©rden_e Ee kann verwendet werden, um Behälter^ Flaschen oder andere Gegenstände au fül len. Wenn es unter ausreichendem Druck steht (über 7 atü), kann das aus der Abgabevorrichtung J abgegebene Medium dazu verwendet werden, ohne daß Yernebelungsluft verwendet wird, um Gegenstände vollzuspritzen. In einem solchen !"all wirkt die Abgabevorrichtung wie eine Einspritzvorrichtung. Beispielsweise können Mediumadditive oder Konservierungsmittel aus dem Vorratsbehälter 2 in Gegenstände wie !"leisch- oder Geflügelprodukte eingespritzt werden. Diese letztere Verwendung kann mit einem Airless-Einspritzsystem erreicht werden, um einen Hautbruchaif ein Minimum zu reduzieren und um die Verteilung des eingespritzten Mediums auf ein Maximum zu bringen,, Der in ]?ig_e 5 gezeigte

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Gegenstand stellt einen Vogel dar, beispielsweise einen Truthahns, der mit. einem flüssigen Additir durch eine Einspritzeinrichtung geimpft wird. Die Menge an eingespritzter Flüssigkeit wird auf das Gewicht des SeVogels basiert.

Die Abwandlung des vorstehend beschriebenen Systems (Figo· 1 bis 4)9 die &»« in Pig. 5 gezeigt ist, hat zwei Grandfunktionen, die sie zusätzlich zu denjenigen Funktionen ausführtj, welche das System gemäß l*ig» 1 ausführt. Zunächst wird anstell*© des elektronischen Programm!erer-s₉ der dem Komparator als Impuls D eingegeben wird, ein Eingangssignal ί)^ε eingegeben, der eine meßbare Gharakterstik einen Gegenstands außerhalb des Mediumdosiersystems anzeigte Sodann kann das System gemäß !?ig» 5 den Gegenstand wie den Vogel bewegen, in den Medium abgegeben oder ein= gespritzt wird, und zwar der Abgabevorrichtung gegenüber, bezogen auf das gleiche Meßsignal D'.

Da viele der Elemente in S¹Ig. 5 <üe gleichen sind und die gleichen Funk= tionen ausführen wie im Beispiel gemäß Fig. 1, werden die gleichen Bezugsaahlen mit einem Beistrich verwendet, um gleiche Elemente zu kennzeichnen.. Beispielsweise ist 1^f die Verdrägnungsabgabepumpe, 7' deren beweglicher Kolben, 8¹ der Sensor, 9¹ das Yerschlüsslungsrad, 5' die Kolbenstange usw. Entsprechend haben die Impulse A_s B, Q_$ D und J ihre Gegenstücke A¹, B¹, C, D¹ und J^f in Fig. 5.

Eine charakteristiche Meßvorrichtung wie die Wage in Fig. 5 mißt eine Charakteristik einen Gegenstands, beispielsweise sein Gewicht, und sendet ein Signal D¹, das diesem entspricht, sum Komparator. Der Komparator vergleicht wie im Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dieses D^!-Signal mit einem Signal C, das die Summe von Zählungen von der Ventilverzögerungsvorgabe J¹ und die Gesamtimpulse B¹ von einem Impulsentzerrer wiedergibt. Die Impulsentζerrerimpulse werden von einem Verschlüssler " und einem Ead 9' empfangen, die einen Sensor 8' bilden.

Wenn der Impuls G¹ = D¹, werden das Speicher und der Grenzflächentreiber betätigt, um das Vierwege-Hubmagnetventil abzusperren, das das lineare Stellglied 10' steuert. Wie bereits im einzelnen in bezug auf das

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System in Fig. 1 beschrieben worden ist, nimmt die Zahl von Vorgabezählungen, die verwendet wird, um teilweise O¹ zu bestimmen,' auf dae Kolbenlecken rücksicht (in der Bestimmung des Eadius des Rads 9')» ebenso auf die Yerzögerungszeiten für das Hubmagnetventil und das Abgabe ventil 4¹.

Die andere zusätzliche Funktion des Systems in Fig. 5 besteht darin, den Gegenstand zu positionieren, indem das gleiche Signal D· für die meßbare Charakteristik verwendet wird_e Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird diese Positionierung dadurch bextörkt, daß ein© einfach wirkender hydraulischer linearer Antrieb 24 mit positiver Verdrängung ves?=· wendet wird, der eine bewegliche Kolbenstange 25 und einen Kolben 26 aufweist. Ein Vierwege-Außermitte-Hubmagnetventil stellt das Stellglied 24 durch hydrulischen Öldruck, um die SWaage zu bewegen^ die an der Kolbenstange 25 befestigt ist, und zwar in vertikaler Richtung. Sin optischer Sensor, bestehend aus einem Had 27 und einem Verschlüssler^ funktioniert wise die Sensoren 8 und 8· in Fig» 1 und 5s um die Bewegung der Kolbenstange 25 und damit das zugehörige Hubmagnetventil au steuern.

Viele der Schaltkreiselemente, die die Positionierungsfunktion in Fig. 5 durchführen, sind ihrem Dosiergegenstücken in Fig» 1 sehr ähnlich. Indem ein Gegenstand auf die Waage gelegt wird, wird eine Lastzelle betätigt, was dazu führt, daß ein BCD-Signal D⁵ beiden dargestellten IComparatoren zugeleitet wird. Dieses Signal kann direkt auf das Gewicht des Gegenstands oder auf irgendeinen festliegenden Prozentsatz des Gewichts desselben durch eine entsprechende Übersetzung des Sensorradradius bezogen sein. In einem praktischen Ausführungsbeispiel zeigt das Signal D^f einen Prozentsastζ des Gewichts eines Yogels an, der mit einem Nahrungsmittelzusatz geimpft werden soll. Wenn die Schaltung in Funktion gesetzt worden ist, indem der Startknopf gedrückt worden ist, senkt das Hubmagnetventil den Gegenstand iab, in dem das Medium abgegeben wird. Mit der Durchführung von schrittweisen vertikalen bewegungen des Kolbens 25 dreht sich das Verschlüsslerrad 27« Der Verschlüssler sendet ein Signal E an seinen Impulsentzerrer, der seifcner-

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seitβ ein geformtes Signal F übermittelt. Die Signalimpulse von E und F sind damit eine Wiedergabe von schrittweisen Bewegungen der Kolbenstange 25. Ein Vorgabezähler summiert dann die Torgabezählungen K und die Gesamtzahl von F-Signalzählungen in einem endlichen Zeitintervall und erzeugt einen Impuls G. Der Komparator vergleicht die Impulse G und D¹, und wenn sie gleich sind, erzeugt er einen Gleichheitsimpuls, der das Fallspeicher rückstellt, um das Hubmagnetventil durch das Signal H zur Grenzflächen-Treiberschaltung und das Signal I zum Ventil auszuschalten. Venn das Hubmagnetventil ausgeschaltet ist, bewegen sich das hydraulische Stellglied 24 und dessen Stange 25 nicht, was dazu führt, daeßder Gegenstand in seiner Lage der Verteilervorrichtung 3¹ gegenüber fixiert ist.

Nachdem das Fallspeicher den Grenzflächentrexber durch das Signal außer Punktion gesetzt hat, wird das Dosierspeicher des Dosiersystems, das das Gegenstück zum Ausführungsbeispiel in Pig. 1 ist, in Funktion gesetzt, um zu bewirken, daß dessen Grenzflächentrexber das Hubmagnetventil des Betätigungskolbens 6· in Punktion setzt. Medium wird dann durch die Abgabevorrichtung 5¹ iⁿ Erwiderung auf die Bewegung der Kolbenstange 5¹ abgegeben. Der Sensor 8" mißt diese Bewegung und sendet Reihenimpulse aA* zum Impulsentzerrer, der Serienimpulse B¹ erzeugt, welche zum Vorgabezähler gesendet werden. Wie das bei dem in Pig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist, addiert der Zähler eine einen Ausgleich für die Ventilverzögerung schaffende Zählung J¹ zur Gesamtzahl von B'-Zählungen zu und wandelt die Summe in Binärform um - hier BCD. Das Signal C¹ -stellt diesen parallelen binären Impuls dar, der dem Komparator zugeschickt wird. Der Komp^Rator vergleicht die Impulse G¹ und die Impulse D¹, welche im BCD-Format eine meßbare Charakteristik (Gewicht) des Gegenstands darstellen, und wenn eine Koinzidenz vorhanden iöt, wird das Dosierspeicher aktiviert. Das bewirkt, daß der Grenzflächentreiber und das Vierwege-Hubmagnetventil ausgeschaltet werden. Wenn das Hubmagnetventil des hydraulischen linearen Stellglieds 10· ausgeschaltet wird, wandert die Kolbenstange 5¹ nach rechts in Pig. 5· Diese Bewegung wird durch die Bewegung des -Hubmagnetventils bewirkt, die nun die linke, Fläche des Kolbens 6¹ mit einem höherem Druck beauf-

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schlägt. Ein Endlagrenschalter S, wird eingeschaltet, wenn er von einem Teil 28' gekippt wird, der fest an der Kolbenstange angebracht ist. DieseHs Einschalten räumt die Yorgabezäzler der Dosier- und Positionsschaltungen und das Dosierspeicher und das Fallspeicher über den Grenzflächentreiber und den Impuls L, und der Kolben des Stellglieds 24 erstreckt sich in die Startposition, um das gesamte System für einen neuen Arbeitsgang einzurichten,, Die Gegenstücke in Fig» 1 arbeiten in einer entsprechenden Weise, außer daß dann₉ i-iexm der Teil 28 ein Schalten des Schalters S₇, bewirkt, nur der Yorgabesähler und das Do si er speicher geräumt werden.

Eine der Schaltungen, brauchbar sowohl im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als auch in dem gemäß Fig_B 5? ist die Eingangsentprellschaltung. Zwei dieser Schaltungen sind in Figo 3 gezeigte Jede besteht aus vier HUND-_ Torschaltungen, zwei Zugwiderständen 41 uncL 42 und einem Kondensator. Die UMD-Torsehaltungen sind mit. 2*9 bis 52 uad 34 bis 37 tiezeichnet, und die Kondensatoren, mit 53 "ß£id 38· Die Funktion dieser Schaltungen besteht darin, elektrische Stöße zu glätten^ die in das Logiksystem eingegegben werden, um au verhindern^ daß die empfindlichen LogMksehaltungen mit jeder In&erung in der Bingangsspaanung als Folge des Sehaikontaktprellens von den Schaltern S. und S, aktiviert 'vesä.@n₀ Sie bewirken eine Erzeugung eines Impulses während der Zeit der An£angsvaria» tion, so daß die Dosierspeicherung und die anderen Schaltkreiselemente nur einmal betätigt werden^ nicht während jeder Eingangsimpulsänderung.

Ansprüche

Claims

Ansprüche eingegossen

1./Mediümdosiersystem, gekennzeichnet durch eine Verdrängungspumpe mit einem bewegliehen Kolben, einen Sensor hoher Auflösung zum Erfassen der Kolbenbewegung während eines endlichen ZeitIntervalls und zum Senden, einer Folge von ersten elektrischen Signalen in Erwiderung auf die Bewegung, einen Vorgabezähler, der in einer ¥irkverbindung mit dem Sensor steht, derart, daß er die Zahl erster Signale in dem genannten Zeitintervall empfängt und zählt und sie einer Yorgabezahl von Zählungen zum Erhalten einer Summe zuzählt, einen Komparator zum Empfangen und Vergleichen der Summe der Signale in dem Zähler mit einer programmierbaren Zahl und zum Aussenden eines zweiten elektrischen Signals, wenn deren Werte gleich sind, und eine Einrichtung zur Steuerung der Kolbenbewegung in Erwiderung auf das zweite Signal von dem Komparator sowie eine Abgabevorrichtung mit einem Yentil in einer Wirkverbindung mit der Steuereinrichtung und der Pumpe zur Abgabe eixxess Sollvolumens an Medium in Erwiderung auf die Steuereinrichtung.

2. System nach Ansprcuh 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein lichtempfindliches Element zum Erfassen einer linearen Bewegung des Kolbens aufweist.

5o System nach Anspruch- 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrischen Heihensignale in parallele binär-verschlüsselte Zahlen innerhalb des Zählers umgewandelt werden und daß die Yorgabenummer ebenfalls binärverschlüsselt ist und in ihrem Wert dadurch bestimmt ist» daß Zeitverzögerungen^; berücksichtigt werden, die während des Betriebs des Systems auftreten.

4· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgabeven-= til ein normalerweise geschlossenes Yentil ist und daß der Vorgabezählerwert die Zeitverzögerung dadurch berücksichtigt, die von der Betä-• tigung des Yentils herrührt, daß eine zeitäquivalente Zahl von Signalen der Signalzahl zuaddiert wird, die der Gesamtzahl von ersten Signalen, entspricht, die von dem Sensor ausgesendet werden.

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5« System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten elektrischen Reihensignale in parallele binär-verschlüssel-te Dezimalzahlen innerhalb des Zählers geändert werden und daß die Yorgabezahl ebenfalls eine binär-verschlüsselte Dezimalzahl ist und in ihrem Wert dadurch bestimmt wird, daS Zeitverzögerungen berücksichtigt werden, die während des Betriebs des Systems auftreten.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor einen lichtempfindlichen Wandler zum Empfangen von Lichtstrahlen und zum Wandeln derselben in elektrische Signale^ einen Digitalpositionseansorj, der mit der Kolbenbewegung beawegbar ist und eine Vielzahl von im gleichen Abstand angeordnete lichtdurchlässige Bereiche aufweist<, und eine Lichtquelle zum Übermitteln von Lichtstrahlen durch den Digitalsensor zum v/andler aufweist, -derart, daß eine Aussendung der ersten Signale in einer Polge mit dem Übermitteln von Lichtstrahlen durch die Bereiche hindurch erfolgt.

7. Gystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vierzig lichtdurchlässige Bereiche pro Zoll vorhanden sind_o

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor hoher Auflösung Kolbenschrittbewegungen von weniger als 0,1 Zoll erfassen kann und der Yorgabezähler mindestens 1000 Zählungen pro Sekunde vornehmen kann.

9· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .daß die Steuereinrichtung ein hubmagnetvbetätigtes Yentil aufweist,

10. Hediumdosiersystem, gekennzeichnet durch eine eine Charakteristik messende Einrichtung mit Mitteln zur Anzeige einer meßfähigen Charakteristik eines Gegenstands durch Senden eines elektrischen Anzeigesignals, das dieser entspricht, eine Yerdrägngungspumpe mit einem bewegliehen Kolben, einen Sensor hoher Auflösung zum Erfassen der Kolbenbewegung während eines endlichen Zeitintervalls und zum Senden einer Folge von ersten elektrischen Signalen in Erwiderung auf die Bewegung, einen

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Torgabezähler in einer funktioneilen Zuordnung zum Sensor zum Empfangen und Zählen der Zahl erster Signale in dem genannten Zeitintervall und zum Addieren eine Yorgabezahl von Zählungen zu der Gesamtzahl erster Signale zum Erhalten einer Summe, einen Komparator zum Empfangen und Vergleichen der Gesamtzahl an Signalen im Zähler mit dem elektrischen anzeigenden Signal und zum Aussenden eines zweiten elektrischen Signals dann, wenn deren Werte gleich sind, Mittel zur Steuerung der Kolbenbewegung in Erwiderung auf das zweite Signal vom Komparator und eine Abgabevorrichtung mit einem Ventil in funktioneller Zuordnung zur den Mitteln zur Steuerung und zur Pumpe zur Abgabe eines Sollvolumens an Medium in Erwiderung auf die Mittel zur Steuerung.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Charakterstik messende Einrichtung eine Vaage ist und das elektrische Anzeigesignal dem Gewicht eines Gegenstands auf der Waage entspricht.

12. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein lichtempfindliches Element zum Erfassen der linearen Bewegung des-Kolbens aufweist.

13· System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten elektrischen Reihensignale in parallele binär-verschlüsselte Zahlen innerhalb des Zählers umgewandelt werden und daß die Yorgabezahl ebenfalls -binär verschlüsselt ist und in ihrem Wert dadurch bestimmt wird, daß Zeitverzögerungen berücksichtigt werden, die während des Betriebs des Systems auftreten.

14· System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgabeventil ein noramalerweise geschlossenes Ventil ist und der Vorgabezählert die Zeitverzögerung berücksichtigt, die von der Ventilbetätigung herrührt, dadurch, daß eine zeitäquivalante Zahl von Signalen zu der Signalzahl zuaddiert wird, die der Gesamtzahl von ersten Signalen entspricht, welche von dem Sensor ausgesendet werden.

15· System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die eersten elektrischen Seihensignale in parallele binär-verschliisselte Bezimal-

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zahlen innerhalb des Zählers geändert werden und daß die Torgabezahl ebenfalls eine binär-verschlüsselte Dezimalzahl ist und in ihrem Wert dadurch bestimmt wird, daß Zeitverzögerungen berücksichtigt werden, die während des Betriebs des Systems auftreten«

16. SSystem nach Anspruch 10* dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor einen lichtempfindlichen Wandler zum Empfangen von Lichtstrahlen und zum Wandeln derselben in elektrische Signale, einen Digitalpositionssensor, der mit der Kolbenbewegung bewegbar ist und eine Vielzahl im gleichen Abstand angeordneter lichtdurchlässiger Bereiche aufweist, und eine Lichtquelle zum Übermitteln von Lichtstrahlen durch den Digitalsensor hindurch zum Wandler aufweistp derart;, daß die ersten Signale in einer Folge mit .dem Durchgang der Lichtstrahlen durch die Bereiche ausgesendet werden.

17° System nach Anspruch 1β₉ dadurch gekennzeichnet_? daß mindestens vierzig lichtdurchlässige Bereiche pro Zoll vorhanden sind₀

18„ System nach Ansprach 10_P dadurch gekennzeichnet₉ daß der Sensor höher Auflösung Kolbenschrittbewegungen von weniger als 0_s1 Zoll erfassen kann und daß der Yorgabezähler mindestens 1000 Zählungen pro Sekande zählen kann»

19° System nach Anspruch 1O₉ gekennzeichnet durch Mittel zum Positionieren des Gegenstands in bezug auf die Abgabevorrichtung in bezug auf das anzeigende Signale

2Oo System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet₉ daß es sich bei dem Gegenstand auf der Waage um einen Vogel handelt, der mit einem flüssigen Additiv zu impfen ist_p wobei es sich bei der Abgabevorrichtung um einen Injektor handelt und wobei das System zur Steuerung der Menge an flüssigem Additiv eingesetzt xirird^ das in den.Vogel entsprechend dem Gewicht des Vogels eingeimpft "wird»

21. System nach Anspruch 20_? gekennzeichnet durch Mittel zum Positionieren des Vogels in bezug auf den Injektor bezogen auf das anzeigende

Signal..

22. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Steuerung ein hubmagnetvfeetätigtes Yentil aufweisen.

23. Verfahren zum Betreiben eines Mediumdosiersysteias, dadurch gekennzeichnet, eine schrittweise Bewegung eines Kolbens einer Verdrägnungspumpe erfaßt wird und die Bewegung in elektrische Reihenimpulse umgewandelt wird, daß die Zahl von Reihenimpulsen gezählt wird, die während -eines endlichen Zeitintervalls empfangen werden, und dieser Summe eine Vorgabezahl an Zählungen zum Ausgleich für Verzögerungen innerhalb des Systems zuaddiert wird, Die Gesamtzahl von Reihen- und Vorgabezählungen mit einer programmierbaren Zahl verglichen wird und ein Gleichheitsimpuls erzeugt wird, wenn sie gleich sind_s und ein Ventil in einer Abgabevorrichtung in Erwiderung auf den Gleichheitsimpuls betätigt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtzahl an Seihenimpulsen und Vorgabezählungen in eine binär-verschlüsselte Zahl vor dem Vergleichen umgewandelt wird«

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet _s daß die Gesamtzahl an Seihenimpulsen und Vorgabezählungen in eine binär-verschlüsselte Dezimalzahl voardem Vergleichen umgewandekt wird»

26. Verfahren nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß eine Charakteristik eines Gegenstands gemessen wird und ein elektrischer Impuls in Erwiderung darauf erzeugt wird, der als die programmierbare Zahl fungiert.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegen·» · stand einem Abgabevorrichtungsauslaß gegenüber in Erwiderung auf dien gleichen elektrischen Impuls in Position gebracht wird, der durch das Messen der Charakteristik erzeugt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassen die Bewegung eines lichtdurchlässigen Bereichs einem lichtempfind-

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lichen Wandler gegenüber "beinhaltet, derart, daß man die elektrischen Reihenimpulse erhält.