Es ist bekannt, einen Sack an einer Füllstation nacheinander mit einer größeren Schüttgutmenge im Grobstrom und dann mit einer kleinen Restmenge im Feinstrom zu befüllen, um die Zeit für den Füllvorgang möglichst gering zu halten und das Sollgewicht in dem Sack möglichst genau zu erreichen. Grob-und Feinstrom kommen aus dem gleichen Schüttgutbehälter. Die Umschaltung von Grob-auf Fein- strom erfolgt durch teilweises Zufahren eines Drosselorgans. Zur Beendigung des Feinstroms wird das gleiche Drosselorgan gänzlich geschlossen. Diese Art der Befüllung ist nicht optimal, weil Grob- und Feinstrom bei laufender Wägung aufeinanderfolgen und die Um- schaltung durch das Erreichen eines vorgegebenen Teilgewichts im Sack ausgelöst wird. Wenn die Befüllung mit Grobstrom bei einge- schalteter Waage erfolgt, kann diese zu Schwingungen angeregt werden, die eine genaue Feststellung des erreichten Sollgewichts beein- trächtigen. Oftmals ist auch das Drosselorgan selbst Ursache dafür, daß die Befüllungszeit bei Einhaltung der gewünschten Genauigkeit des Füllgewichts nicht ausreichend minimiert werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen von Gebinden, insbeson- dere Säcken in einer einzigen Füllstation mit Schüttgut zu schaffen. durch die die Befüllung zeitlich verkürzt wird, ohne daß die Genauigkeit beeinträchtigt wird. Insbesondere soll ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art geschaffen werden, die voll- ständig automatisiert und auch zentral gesteuert werden können.

Außerdem soll auch ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, bei denen Veränderungen beim Befüllvorgang z. B. infolge Eigenschaftsänderungen des Schüttguts sogleich festgestellt und kompensiert werden können. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfin- dungsgemäß dadurch gelöst, daß man das Gewicht oder Volumen der ersten Menge außerhalb des Gebindes durch eine erste Messung feststellt und das Gebinde mit dieser ersten Menge befüllt und das Gebinde mit der zweiten Menge befüllt, diese Menge einer Wägung unterzieht und das Gewicht und/oder den Zeitpunkt des Befüllbeginns und/oder die Befüllgeschwindigkeit der zweiten Menge unter Benutzung der Ergebnisse der ersten Messung oder der Messungen voraufgegangener Befüllzyklen einstellt. Die Haupt- menge des Sollgewichts, z. B. 80 bis 95 % davon werden außerhalb des Gebindes verwogen und als Grobstrom, d. h. mit hoher Befüll- geschwindigkeit in das Gebinde eingeführt. Die zweite, wesentlich kleinere Menge von z. B. 5 bis 20 % des Sollgewichts wird getrennt von der ersten Messung als Feinstrom in das Gebinde eingebracht und verwogen, wobei die Reihenfolge dieser Ein- bringung und Wägung beliebig sein kann. Durch dieses Verfahren, insbesondere seine getrennten Wägungen der beiden Mengen steht das Meßergebnis der ersten Wägung schnell zur Verfügung.

Es kann daher frühzeitig in einem Rechner verarbeitet und dazu benutzt werden, die Befüllung mit der zweiten Menge zu optimieren.

Eine solche Optimierung kann durch eine Veränderung der zeitlichen Überlappung beider Befüllungen oder der Befüllgeschwindigkeit der zweiten Menge erreicht werden.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiegt man bei der zweiten Wägung die zweite Menge zusammen mit der ersten Menge in dem Gebinde. In diesem Falle befindet sich das Gebinde in der Füllstation auf einer Waage, d. h die Förder- kette für die Gebinde ist in der Füllstation durch eine Waage unterbrochen. Vorzugsweise spannt man dann bei der zweiten Wägung die Waage auf das Gewicht der ersten Menge vor und arretiert sie und gibt sie erst nach der Befüllung des Gebindes mit der ersten Menge wieder frei. Dies erlaubt die Befüllung mit hoher Geschwin- digkeit und gleichzeitiger Verdichtung des Schüttgutes, ohne daß die Waage anschließend stark schwingt, wodurch die zweite Wägung behindert und zu einem fehlerhaften Ergebnis führen würde. Zweck- mäßigerweise berücksichtigt man beim Dosieren der zweiten Menge die Nachlaufrate des Feinstroms durch entsprechend vorzeitiges Beenden desselben. Die von der Dosiergeschwindigkeit und den Schüttgut- eigenschaften abhängige Nachlaufrate kann aus vorherigen Messungen ermittelt und die Feinstromabschaltung entsprechend eingestellt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wiegt man bei der zweiten Wägung die zweite Menge aus einer Vorratsmenge aus. In diesem Falle ist die Förderkette an der Füllstation nicht durch eine Waage unterbrochen. Die zweite Menge ergibt sich aus der Gewichtsdifferenz der Vorratsmenge vor und nach der Dosierung eines Teils davon in das Gebinde und kann so sehr genau bemessen werden. Bei dieser Ausführungsform des Ver- fahrens kann man am Ende der Befüllung des Gebindes mit der ersten Menge aus den dann aus beiden Wägungen vorliegenden Gewichten die Restlaufzeit der weiteren Befüllung mit der zweiten Menge optimie- ren. Diese Optimierung kann sowohl die Einstellung bzw. Neueinstel- lung der Uberlappungszeit der beiden Befüllvorgänge als auch die Dosiergeschwindigkeit, d. h. die Befüllungsgeschwindigkeit der zwei- ten Menge beinhalten. So kann man das Abschaltgewicht bei der zwei- ten Wägung aus den bei beiden Wägungen vor den Befüllungen gemessenen Gewichten berechnen und unter Benutzung der bei der ersten Wägung gemessenen Gewichte vor und nach der Befüllung korrigieren. Diese Korrektur berücksichtigt die Fehlbefüllung, wenn die bereitgestellte erste Menge nicht vollständig in das Gebinde gelangt, sondern z. B. zum Teil in dem Bereitstellungsraum zurückbleibt und dadurch die erste Befüllmenge tatsächlich zu gering ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die erste Menge aus mehreren Teilmengen unterschiedlicher Schüttgüter zusammengesetzt sein. In diesem Fall wird das Gebinde mit einem Schüttgutgemisch befüllt. Dabei umfaßt die erste Wägung mehrere aufeinander folgende Teilwägungen der aus getrennten Quellen in den Bereitstellungsraum einlaufenden Schüttgüter, wobei über die Teil- wägungen die Anteile der Schüttgüter gesteuert werden können. Im allgemeinen werden die Teilmengen nacheinander bereitgestellt und wird das Gebinde mit diesen Teilmengen befüllt. Die Teilmengen be- finden sich dabei in separaten Bereitstellungsräumen, aus denen sie getrennt in das Gebinde einlaufen. Es ist auch möglich, die Teil- mengen zunächst in demselben Bereitstellungsraum zusammenzuführen und dann in einem Zuge in das Gebinde einlaufen zu lassen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beginnt man mit der Befüllung des Gebindes mit der zwei- ten Menge, bevor die Befüllung mit der ersten Menge beendet ist.

Diese zeitliche Überlappung der beiden Befüllungen erlaubt eine Verkürzung der gesamten Befüllzeit, ohne daß die Genauigkeit am Ende dadurch beeinträchtigt wird, da das Endgewicht nur durch den Feinstrom alleine erreicht wird. Im allgemeinen beginnt man die Befüllung mit der ersten Menge vor der Beendigung der ersten Wägung und/oder beendet sie nach der Beendigung der ersten Wägung. Befül- lungszeit und Zeitraum der ersten Wägung überdecken sich teilweise, so daß das Wägeresultat zur Verfügung steht, während der Grobstrom noch läuft.

Zweckmäßigerweise berechnet man aus vorhergehenden Befüllungs- zyklen einen Mittelwert für die Befüllungsdauer mit der zweiten Menge und stellt aufgrund dieses Mittelwerts eine zeitliche Über- lappung der Befüllungen mit den beiden Mengen, d. h. den Beginn der Befüllung mit der zweiten Menge ein. Da sich das Füllverhalten eines Schüttguts in den seltensten Fällen sprunghaft ändert, kann aus dem Füllverhalten bei den vorhergehenden Zyklen auf das Verhal- ten bei dem laufenden Zyklus geschlossen werden. Der genannte Mit- telwert steht damit für die Steuerung und Optimierung der zweiten (Feinstrom) menge zur Verfügung, bevor der Meßwert aus der ersten Wägung des laufenden Zyklus vorliegt. Der Beginn der Befüllung mit der zweiten Menge kann daher frühzeitig vor dem Auslaufen der Be- füllung mit der ersten Menge beginnen. Da der Mittelwert immer aus den letzten Befüllungszyklen resultiert, kann die Überlappung modi- fiziert werden, wenn sich in den Befüllungszyklen ein Gang, d. h. eine nicht zufällige Veränderung in einer Richtung zeigt.

Die Aufgabe wird ferner bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Füllstation mindestens einen ersten, je ein Mengenmeßgerät und den Behälter enthaltenden Beschickungsstrang für die erste Menge sowie mindestens einen zweiten Beschickungsstrang mit je einem Behälter und einer Waage für die zweite (n) Menge (n) umfaßt und in den beiden Beschik- kungssträngen Stellglieder angeordnet sind. Das Mengenmeßgerät ist vorzugsweise eine Waage oder ein Volumenmeßgerät, z. B. ein Behäl- ter mit Füllstandsmessung. Die Stellglieder dienen insbesondere zur Durchlaufsperre und-freigabe des Schüttguts. Bei mehreren zweiten Beschickungssträngen dienen die durch sie laufenden Fein- ströme der Einstellung der genauen Mengenverhältnisse der verschie- denen, durch die ersten Beschickungsstränge dem Gebinde zugeführ- ten Schüttgüter. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat somit bei einfachster Ausführung zwei parallel geschaltete Beschickungs- stränge zum Gebinde für die große erste Menge bzw. die kleine zweite Menge. Beide Beschickungsstränge sind jeweils mit Behältern zur Bereitstellung des Schüttguts und Stellgliedern für die Durchlaufsteuerung durch beide Stränge ausge- stattet. Während der Beschickungsstrang für die erste Menge eine Waage enthalten muß, ist dies bei dem zweiten Strang wahlweise möglich. Je nach Ausführung kann die zweite Waage in dem zweiten Beschickungsstrang oder in der Gebindeförderkette unter dem Füll- stutzen angeordnet sein.

Bei der zuerst genannten Ausführungsform der Vorrichtung ist der zweite Behälter mit der Dosiereinheit auf der zweiten Waage angeordnet. Bei dieser Konstruktion ist die größte Wiegegenauig- keit erreichbar, weil der aus der Gewichtsmessung der ersten Menge resultierende Vorgabewert für die zweite Menge an der zweiten Waage direkt gemessen wird. Da das Gebinde in der Füllstation nicht ge- wogen wird, kann während des gesamten Füllvorgangs das Schüttgut im Gebinde verdichtet werden. Außerdem kann in der Füllstation die aktive Entlüftung des Gebindes und des Schüttguts vor dem Befüllen beginnen und darüber hinaus fortgesetzt werden, weil keine Wägung erfolgt, die dadurch beeinträchtigt werden könnte.

Bei der anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich- tung ist die von dem zweiten Behälter getrennte Waage für die Wägung des Gebindes eingerichtet. In diesem Falle ist die Förderkette fur das Gebinde in der Füllstation durch eine Waage unterbrochen. Die Sackentlüftung erfolgt, solange die zweite Waage arretiert ist.

Nach der Freigabe der zweiten Waage wird die aktive Entlüftung des Gebindes abgeschaltet.

Vorzugsweise sind die beiden Behälter an separate Ausläufe des gleichen Silos angeschlossen, so daß beide Beschickungsstränge unabhängig voneinander betrieben werden können.

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor- richtung sind der Füllstation weitere Behälter mit weiteren Waagen für weitere Schüttgüter zugeordnet. Anstelle des bisher beschrie- benen einen Silos mit dem angeschlossenen ersten Beschickungsstrang hat diese Ausführungsform eine Mehrzahl von Silos mit einer Mehr- zahl von angeschlossenen ersten Beschickungssträngen, so daß in derselben Gesamtanlage verschiedene Schüttgüter in dasselbe Gebinde oder in verschiedene Gebinde eingebracht werden können.

Zweckmäßigerweise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung Sensoren zur Durchflußkontrolle an dem Füllstutzen und/oder zur Anwesenheitskontrolle des Gebindes in der Füllposition. Diese Sensoren und ggfs. weitere Sensoren, z. B. zur Füllstandskontrolle des Silos sind für eine automatische Befüllung von Vorteil.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Waagen und die Stellglieder sowie die ggfs. vorhandenen Sensoren über Signal-bzw. Steuerleitungen mit wenig- stens einem Rechner zusammengeschaltet. Dies erlaubt einen auto- matischen Ablauf der Befüllung. Der Rechner kann an einen Zentral- rechner angeschlossen sein, von dem aus der Prozess durch Vorgabe- werte gesteuert werden kann.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen Figur 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung für die Befüllung von Säcken mit Schüttgut in schematischer Darstellung ; Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Befüllungsvorrich- tung in schematischer Darstellung ; Figur 3 eine dritte Ausführungsform der Befüllungsvorrichtung in vereinfachter schematischer Darstellung ; und Figur 4 eine Detaildarstellung einer vierten Ausführungs- form der Befüllungsvorrichtung.

Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung umfaßt einen ersten Behälter 1, der mit einer ersten Waage 2 gekoppelt ist, einen zweiten Behälter 3 mit einer Dosierschnecke 3a, einen Füllstutzen 4, in den die Ausläufe des ersten Behälters 1 und der Dosierschnecke 3 münden, eine unter dem Füllstutzen 4 angeordnete zweite Waage 5 mit Sackhalterung 5 für den zu befüllenden Sack 6 sowie ein Silo 7 mit zwei Auslauftrichtern 7,7, an die der erste Behälter 1 über die Leitung 8 bzw. der zweite Behälter 3 über die Leitung 9 angeschlossen sind. Zum Öffnen und Schließen der Ausläufe <BR> <BR> <BR> 7ª und 7b sind fernbedienbare Stellglieder 11 bzw. 12 vorgesehen.

Zum Öfnen und Schließen des ersten Behälters 1 ist dieser mit einem fernbedienbaren Stellglied 13 bestückt. Zur Betätigung der Dosier- schnecke 3a ist diese mit einem Stellglied 14 gekoppelt. Ferner ist die Anlage mit Kontrollsensoren bestückt. So ist das Silo 7 mit einem Füllstandssensor 15, der Füllstutzen 4 mit einem Durchfluß- sensor 16 und die Füllposition unterhalb des Stutzens 4 mit einem Sensor 17 zur Anwesenheitskontrolle des Sackes 6 ausgerüstet. Die Waagen 2,5, die Stellglieder 11-15 und die Sensoren 15-17 sind über Signalleitungen bzw. Steuerleitungen mit einem Rechner 18 ver- bunden, der aufgrund der von den Waagen 2,5 und den Sensoren 15-17 kommenden Signale die Steuerbefehle an die Stellglieder 11-14 in der nötigen zeitlichen Abfolge für den Befüllzyklus gibt. Der Rechner 18 ist an einen Zentralrechner (Host) angeschlossen (nicht dargestellt), von dem der Rechner 18 Vorgabewerte erhält und an den er Auswertedaten sendet. Weitere Signalleitungen gehen von dem Rechner 18 an periphere Stellglieder für die Beschickung des Silos 7 aus einem Massestrom und für den Antrieb der Transportkette fur den Sack 6 (nicht dargestellt).

Der Ablauf eines Befüllzyklus ist wie folgt : Das Silo 7 wird durch die Leitung 19 bis zu einem Füllstand gefüllt, der durch den Sensor 15 erfaßt wird. Das von dem Sensor 15 gelieferte Signal wird in dem Rechner 18 zur Absperrung des Beschickungsstroms durch die Leitung 19 benutzt. Die Waage 5 wird durch ein von dem Rechner 18 kommendes Signal vorbelastet und durch ein weiteres Signal von dem Rechner zeitverzögert arretiert (Stellglied 20). Diese Signale können Wege und/oder Drehwinkel steuern. Durch ein von dem Rechner 18 kommendes Signal wird das Stellglied 11 betätigt, so daß der Auslauf 7a öffnet und der erste Behälter 1 mit Schüttgut beschickt wird. Die dem Behälter 1 zugeordnete Waage 2 meldet ihr Wiegeergebnis an den Rechner 18. Der Zeitpunkt, an dem der Auslauf 7a geschlossen wird, wird von dem Rechner aus den Wiegeergebnissen laufend berechnet und an das Stellglied 11 übermittelt. Aus dem Silo 7 wird ferner durch einen von einem Stellglied 12 betätigten Auslauf 7 über die Leitung 9 ein zweiter Behälter 3 mit Schüttgut beschickt. Über das von dem Rechner angesteuerte Stellglied 12 kann der Auslauf 7b geschlossen werden, z. B. für eine Entleerung des Schüttgutpackers.

Der Behälter 1 ist nun mit einer vorgewählten Menge Schüttgut gefüllt, die z. B. 95% des abzufüllenden Sollgewichts beträgt. Liegt an dem Stutzen 4 gemäß Signal des Anwesenheitssensors 17 ein Sack 6 an, steuert der Rechner 18 das Stellglied 13 an, um den ersten Behälter 1 zu öffnen. Das Schüttgut fließt über den Trichter und den Stutzen 4 in den Sack. Der Durchflußsensor 16 meldet das Ende des Schüttgutstroms in dem Stutzen 4 an den Rechner. Daraufhin fragt der Rechner an der Waage 2 das Gewicht des Behälters 1 ab und bildet die Differenz zu dem zuvor gemeldeten Gewicht des gefüllten Behälters 1. Das Ergebnis wird als Vorgabe für das Stellglied 14 der Dosierschnecke 3a benutzt. Durch das von dem Durchflußsensor 16 gelieferte Signal wird vom Rechner 18 der Schließbefehl an das Stellglied 13 und der Öffnungsbefehl an das Stellglied 11 ausgelöst, so daß noch während des laufenden Befüllzyklus der erste Behälter 1 für den nächsten Zyklus gefüllt wird. Außerdem gibt der Rechner 18 durch ein Signal an das Stellglied 20a die Waage 5 frei.

Gleichzeitig oder verzögert zur Befüllung des Sackes mit Schütt- gut aus dem Behälter 1 im Grobstrom beginnt die Befüllung aus dem zweiten Behälter 3 mittels der Dosierschnecke 3. Hierzu liefert der Rechner 18 ein Signal an das Stellglied 14 entsprechend einem Vorgabewert, der durch einen Mittelwert vorhergehender Füllvor- gänge korrigiert werden kann. Nach der Freigabe der Waage 5 wird die aktive Entlüftung des Sackes 6 abgeschaltet, so daß eine ge- naue Wägung möglich wird. Aus den von der Waage 5 gelieferten Meßsignalen berechnet der Rechner den Abschaltzeitpunkt fur den Dosierer 3. Der Rechner liefert dann ein entsprechendes Schalt- signal an das Stellglied 14 und verzögert dazu ein Signal an den Antrieb der Transportkette zwecks Einschaltung des Sacktransports.

Sobald sich der nächste Sack 6 unter dem Füllstutzen 4 auf der Waage 5 befindet, beginnt der nächste Befüllungszyklus. Die Senso- ren 15-17 können beispielsweise Photozellen, Ultraschallsensoren und im Falle des Sensors 17 auch ein Unterdrucksensor am Sackkragen sein.

Die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung benutzt für gleiche Kompo- nenten die gleichen Bezugszahlen wie in Figur 1. Die gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der nach Figur 1 im wesent- lichen nur durch die Position der zweiten Waage 5. Während bei der Anlage nach Figur 1 die Waage 5 das aktuelle Gewicht des Sackes 6 beim Befüllvorgang mit dem Feinstrom mißt, ist die Waage 5 bei der Anlage der Figur 2 mit dem zweiten Behälter 3 und Dosierschnecke 3 gekoppelt. Es wird daher deren Gewicht einschließlich der enthaltenen Schüttgutmenge gemessen. Die als Feinstrom in den Sack 6 überführte zweite Menge des Schütt- guts wird daher durch die Waage 5 durch Auswägung ermittelt. Da die Arretierung und Entarretierung der Waage 5 hier entfällt, fehlen auch die bei der Anlage nach Figur 1 erforderlichen Stell- glieder 20,20a.

Für den Ablauf des Befüllzyklus gilt im wesentlichen das oben zu Figur 1 Gesagte. Abweichend wird jedoch nach dem von Sensor 16 gemeldeten Ende des Schüttgutdurchflusses durch den Stutzen 4 von dem Rechner 18 das Gewicht des Behälters 1 wie auch das Gewicht des Behälters 3,3 abgefragt. In diesem Falle wird das Ergebnis der Rechnung als Vorgabewert für den Antrieb der Dosierschnecke 3a durch entsprechende Signale an das Stell- glied 14 benutzt. Die Signalgabe an die Waage 5 zwecks Arretie- rung und Entarretierung entfällt.

Wenn der von dem Rechner 18 aus den Gewichten des Behälters 1 und des Ausgangsgewichtes des Behälters 3,3 berechnete Vorgabe- wert an der Waage 5 erreicht ist, liefert der Rechner den Abschalt- befehl an das Stellglied 14. Der Sacktransport wird zeitverzögert eingeschaltet. Bei diesem Verfahren ist die größere Wiegegenauigkeit erreichbar, weil der nach dem Ende der Sackbefüllung mit der ersten Menge ermittelte Vorgabewert zum Abschalten des Feinstroms an der Waage 5 direkt gemessen wird. Während des gesamten Befüllvorgangs kann das Schüttgut im Sack verdichtet werden. Die aktive Entlüftung des Sackes und des Schüttgutes kann vor dem Befüllen beginnen und darüber hinaus fortgesetzt werden, da der Sack während der Befül- lung nicht gewogen wird.

Die in Figur 3 gezeigte Anlage unterscheidet sich nur dadurch von der Anlage nach Figur 2, daß zusätzlich zwei weitere Silos 7, 7, zwei weitere, über Leitungen 8,8 daran angeschlossene Wäge- behälter la, 1 mit Waagen 2,2 vorgesehen sind. In dieser Anlage kann der Sack 6 mit drei verschiedenen Schüttgütern in einem gewünschten einstellbaren Gewichtsverhältnis befüllt werden. Die Versorgungsleitung 9 für den Feinstromgenerator 3,3a, 5 kann an einen beliebigen der drei Silos angeschlossen werden.

Figur 4 zeigt eine gegenüber Figur 3 modifizierte Einrich- tung, durch die die drei Schüttgüter getrennt in ein Gebinde6' (z. B. Karton) eingeführt werden und dort auch getrennt bleiben.

Der Befüllstutzen 4'hat drei separate Befüllkanäle, an die die <BR> <BR> <BR> <BR> Schüttgutleitungen 8,8ª und 8b angeschlossen sind. Dabei ist vorgesehen, daß die Feinstrom-Dosierschnecke 3a an einen beliebi- gen der drei Befüllkanäle des Stutzens 4'angeschlossen werden kann entsprechend der oben erwähnten Möglichkeit des Anschlusses der Versorgungsleitung 9 an ein beliebiges der drei Silos