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Die
Erfindung betrifft ein Bandwaagensystem für Förderbandwaagen oder Dosierbandwaagen gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Um
den Gutstrom von Schüttgütern und
dergleichen kontinuierlich zu erfassen oder zu steuern, werden zu
einem Großteil
Bandwaagen oder Dosierbandwaagen eingesetzt. Dazu werden in ein
Transportbandsystem Wägebrücken eingefügt, bei
denen sich die Tragrollen auf einer oder mehreren Wägezellen
abstützen
und ein Signal erzeugen, das dem gewichtsmäßigen Gutstrom entspricht.
Dabei bestehen die Wägebrücken aus
Ein- oder Mehrrollenstationen, die den Schüttgutstrom erfassen. Da der
relative Fehler von Bandwaagen oder Dosierbandwaagen mit wachsender
Brückenlast
sinkt und die Brückenlast
das Produkt aus der wirksamen Brückenlänge und
der Bandbeladung ist, sind hohe Genauigkeiten mit langen Wägebrücken zu
erzielen. Dazu werden die Wägebrücken aus
einer möglichst
großen
Anzahl von hintereinander angeordneten Tragrollen, die sich auf
Wägezellen
abstützen,
gebildet.
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Derartige
Ein- und Mehrrollenwägebrücken für Band-
und Dosierbandwaagen sind aus dem Kochsiek, Handbuch des Wägens, Braunschweig-Wiesbanden,
1985, Seite 318 bis 332 bekannt. Dabei sind die Wägebrücken immer
als separater Teil der Bandwaagen erkennbar, der über ein spezielles
Rahmensystem verfügt,
das sich auf einer oder mehreren Wägezellen abstützt. Derartige
Wägebrücken müssen für jede Bandwaagenbauart
speziell konstruiert und hergestellt werden. Es ist deshalb ein
hoher konstruktiver und apparativer Aufwand erforderlich, um veränderten
Anforderungen an dem Förderbandsystem
oder dem Waagensystem gerecht zu werden.
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Aus
dem Schenck-Firmenprospekt F 9107, Ausgabe September 1992, sind
eine Einrollenbandwaage der Typenreihe BEP und eine Mehr rollenbandwaage
der Typenreihe BMC bekannt, die in Bandfördersystemen mit gebräuchlichen
Bandbreiten integrierbar sind. Dabei werden die vorrätig lieferbaren
Wägebrücken in
die Längstraversen
der gebräuchlichen
Förderbandsysteme
eingebaut. Diese Wägebrücken verfügen ebenfalls über ein
aufwendiges Rahmen- und Abstützsystem,
so daß sie
sich jeweils auch nur für
Förderbandsysteme
gebräuchlicher
Bandbreiten eignen. Es muß daher
für jede
Ein-, Zwei- oder Mehrrollenausführung
ein spezieller Rahmen und Abstützsystem
für jede
gebräuchliche
Förderbandbreite 10 vorgehalten
werden.
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Aus
der
EP 0 452 958 A2 ist
eine Wägebrücke für Förderbandwaagen
bekannt, die aus einem Tragrollenteil besteht, die sich auf seitlichen
Lager- und Wägezellenvorrichtungen
abstützen.
Jede Lager- und Wägezellenvorrichtung
ist eine eigene Baueinheit, die aus einem Stützteil besteht, das zur Lagerung
einer Seite des Tragrollenteils dient. Dieses stützt sich auf einer in einem
Gehäuse
angeordneten Wägezelle
ab, wobei das Gehäuse über ein
Befestigungsteil an einer Seite des Förderbandgestells angeschraubt
wird. Dabei sind die beiden Lager- und Wägezellenvorrichtungen am Förderbandgestell
gegenüberliegend
angeordnet und werden durch das Tragrollenteil miteinander verbunden.
Das Tragrollenteil wird seitlich an den Stützteilen festgeschraubt, wodurch
die auf dem Band laufende Vertikalbelastung über das Stützteil in die Wägezellen
eingeleitet wird und die beiden Lager- und Wägezellenvorrichtungen ein Signal
liefern, das der Bandbeladung proportional ist. Bei einer Wägebrücke mit
mehreren hintereinander angeordneten Tragrollenteilen sind jeweils
zwei aufwendig ausgestaltete Lager- und Wägezellenvorrichtungen notwendig,
die insbesondere bei mehrteiligen Wägebrücken einen hohen konstruktiven
Aufwand erfordern.
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Aus
dem Schenck-Firmenprospekt F 9107 ist allerdings auch eine Einrollenbandwaage
der Typenreihe BEM bekannt, die aus zwei gleichartigen Wägemodulen
besteht, auf denen sich eine Tragrolle abstützt. Dabei besteht jedes Wägemodul
aus zwei Klemmplatten, die die Längstraverse
des Förderbandes
umgreifen und an diesem befestigbar sind. An einer innenliegenden
Klemmplatte ist ein bewegliches Krafteinleitungsteil befestigt,
auf das sich die Tragrolle mit einem Ende abstützt. An der innenliegenden Klemmplatte
ist außerdem
ein Gehäuseteil
befestigt, das zur Aufnahme und Befestigung der Wägezelle dient.
Das Krafteinleitungsteil ragt dabei in das Gehäuseteil hinein und überträgt die Gewichtskraft
von der Tragrolle auf die Wägezelle.
Für jede
Meßrollenstation
sind zwei gleichartige Wägemodule
notwendig, die im Grunde in die meisten Förderbandsysteme ohne großen Aufwand
einsetzbar sind. Durch eine Hintereinanderreihung derartiger Wägemodule und
gemeinsamer Auswertung der erzeugbaren Wägesignale können auf einfache Art und Weise
auch Mehrrollenbandwaagensysteme geschaffen werden, durch die die
Wägegenauigkeit
erheblich verbessert werden kann. Allerdings ist hierbei für jede Meßrollenstation
der Einsatz von zwei Wägezellen
notwendig. Da bei den heutigen Genauigkeitsanforderungen meist nur
genau messende DMS-Wägezellen
verwendbar sind, ist diese Modulbauweise vom meßtechnischen Aufwand her sehr
groß.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Bandwaagensystem
der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es für nahezu alle Bandfördersysteme
verwendbar ist und dies bei einfachstem meßtechnischen Aufwand, ohne
daß dabei die
Meßgenauigkeit
nennenwert verringert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, daß der
meßtechnische
Aufwand erheblich sinkt, weil durch die Messung des quer zur Förderrichtung
wirkenden Moments der Meßrollenstation,
der bei jeder Meßrollenstation
vorhandene Hebelarm ausgenutzt wird. Insbesondere bei quer zur Bandlaufrichtung
gleichmäßiger Bandbeladung
sind auch mit nur einer derartigen Meßzelle weitgehend gleiche Meßgenauigkeiten
erzielbar, ohne daß es
dafür mechanisch
aufwendiger Krafteinleitungsgestelle bedürfte. Insbesondere bei quer
zur Bandlaufrichtung gleichmäßiger Bandbelastung
sind mit einer Momentenmessung mit einer Wägezelle gleiche Meßgenauigkeiten
erzielbar wie bei der Lösung
mit zwei seitlich angeordneten Wägezellenmodulen.
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Bei
einer besonderen Ausführungsform
ist die Meßgenauigkeit
auch bei quer zur Bandlaufrichtung ungleichmäßiger Bandbeladung gegenüber der Modullösung, die
die doppelte Anzahl von Wägezellen
benötigt,
unverändert
hoch. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einer Zwei- oder Mehrrollenausführung die
Wägezellen
seitenversetzt angeordnet werden, so daß sich die Fehler durch eine
mögliche
seitliche Schwerpunktverlagerung ausgleichen. Dies ist vor allem
bei den Mehrrollenausführungen
dadurch erreichbar, daß man
davon ausgehen kann, daß eine seitliche
Schwerpunktverschiebung des Gutstroms zwischen den benachbarten
Meßrollen
weitgehend unverändert
bleibt.
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Bei
einer anderen Ausführungsform,
bei der das Lagermodul und das Wägezellenmodul
sich lediglich durch den Einbau einer Wägezelle unterscheiden, ergibt
sich in vorteilhafter Weise eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten
der Wägebrücke nach der
nahezu jede meßtechnische
und einbautechnische Aufgabe lösbar
ist. Hierzu ist es auch meist nicht notwendig, bei anderen Lösungen der
Meßaufgabe
durch eine andere Bandwaagenzusammenstellung konstruktive Veränderungen
an der Wägebrücke vorzunehmen,
da dies durch die Variation der Wägemodule und der Anzahl der
Meßrollenanordnung
erreichbar ist. So ist durch eine beliebige Aneinanderreihung von
mehreren in Förderrichtung
hintereinander liegenden Meßrollen
und den beliebigen Einbau von Wägezellen
in die gleichartigen Module, die Lösung von einer Vielzahl meßtechnischer
Aufgaben möglich.
Ebenso kann durch die Modulbauweise in nahezu jedes Bandsystem eine
derartige Wägebrücke integriert
werden, ohne daß dabei
nennenswerte Veränderungen
am Bandsystem vorgenommen werden müssen. Daher können in
vorteilhafter Weise derartige Wägebrücken auch
in vorhandene Förderbandsysteme
nachgerüstet
werden. Hierdurch ist auch eine kostengünstige Serienproduktion möglich, die
zumindest den kostenmäßigen Aufwand auch
für sehr
genau messende Lösungen
erheblich verringert.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels,
das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
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1: einen Schnitt durch eine
schematisch dargestellte Meßrollenstation
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2: eine Draufsicht auf eine
schematisch dargestellte Zweirollenbandwaage.
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Die 1 zeigt eine schematisch
dargestellte Meßrollenstation 1,
die in Ein- und Mehrrollenausführungen
von Förderband-
oder Dosierbandwaagen eingesetzt werden kann. Die Meßrollenstation 1 besteht
aus einem Tragrollenteil 7, der sich mit einem Querträger 6 auf
einer Wägevorrichtung 9 und
einer Lagervorrichtung 12 abstützt. Dabei ist die Wägevorrichtung 9 als
Wägemodul
und die Lagervorrichtung 12 als Lagermodul ausgebildet.
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Der
Tragrollenteil 7 enthält
drei Laufrollen 2, auf denen das Förderband 3 aufliegt,
das das Wägegut 5 transportiert.
Es sind aber auch Tragrollenteile mit zwei und mehr Laufrollen ausführbar. Dabei
ist das Wägegut 5 quer
zur Förderrichtung
etwa gleichmäßig verteilt,
so daß sich
der Schwerpunkt 4 in der Mitte der Auflagerpunkte der Krafteinleitungsteile 8, 11 befindet.
Beim Wägegut 5 handelt
es sich um Schüttgut,
das sich aufgrund seiner Körnung
meist quer zur Förderrichtung
gleichmäßig verteilt.
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Das
auf dem Förderband 3 transportierte Wägegut 5 erzeugt
eine Gewichtskraft, die über
den Querträger 6 auf
das Lager- 12 und Wägemodul 9 übertragen
wird. Dabei sind die beiden Module jeweils seitlich unter den Querträgerenden
angeordnet. Sie bestehen aus einem Krafteinleitungsteil 8, 11,
einem nicht dargestellten Kraftübertragungsteil
und einem Kraftaufnahmeteil 10, 13. Dabei stützt sich
der Querträger 6 auf
den Krafteinleitungsteil 8, 11 ab, während der
Kraftaufnahmeteil 10, 13 seitlich an einer nicht
dargestellten Längstraverse
des Förderbandsystems
befestigt ist. Beide Module sind gleichartig ausgeführt und
unterscheiden sich lediglich dadurch, daß in dem Wägemodul 9 eine Wägezelle
eingebaut ist, in die der Krafteinleitungsteil 8 die Gewichtskraft
einleitet. Dabei sind die Krafteinleitungsteile 8, 11 der
Module so ausgebildet, daß der
Querträger 6 die
Kraft drehbar um den Krafteinleitungsteil 11 des Lagermoduls 12 in
den Krafteinleitungsteil 8 des Wägemoduls 9 überträgt. Hierdurch
entsteht ein Hebelarm, der ein Moment auf die Wägezelle ausübt.
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Durch
die Modulbauweise sind die Abstände zwischen
den beiden Längstraversen
des Förderbandsystems
variierbar, da dies auf die konstruktive Ausgestaltung der Wägebrücke keinen
Einfluß hat. Dabei
besteht die Wägebrücke bei
einer Einrollenausführung
aus einer bauseitig vorhandenen Rollenstation 1 und den
beiden Modulen.
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Die
Feststellung des Gewichtswerts ist bei der beschriebenen Modulausführung lediglich
von der Kenntnis der Breite zwischen den Auflagerpunkten b und dem
Abstand x zwischen dem Schwerpunkt 4 und der Drehachse
abhängig.
Die gemessene Kraft ist P·x/b,
wobei P die Nettolast der Wägebrücke darstellt.
Bei einer gleichmäßigen Bandbeladung
bewirkt das in die Wägezelle
eingeleitete Moment eine Gewichtskraft F, die der halben Nettolast entspricht. Durch
bekannte elektronische Auswerteeinrichtungen kann bei Eingabe der
erfaßbaren
geometrischen Abmessungen und der Fördergeschwindigkeit auf einfache
Weise aus dem Wägesignal
die Förderrate, die
Fördermenge
und andere errechenbare Größen ermittelt
werden.
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Die 2 der Zeichnung zeigt eine
schematisch dargestellte Bandwaage in Zweirollenausführung in
Draufsicht. Derartige Mehrrollenausführungen von Bandwaagen werden
immer dann eingesetzt, wenn höhere
Genauigkeitsanforderungen bestehen. Diese Ausführungsart ist insbesondere
hervorragend geeignet, wenn die seitliche Wägegutverteilung ungleichmäßig ist
und dadurch der Abstand x nicht gleich b/2 ist.
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Von
dem Förderbandsystem
sind lediglich die beiden Längstraversen 14, 20 dargestellt,
an der die Module 16, 19, 21, 22 befestigt
sind. Quer zu den Längstraversen 14, 20 sind
zwei Meßrollenstationen 15, 18 angeordnet,
die wie die vorstehend bereits beschriebene Einrollenstation ausgebildet
sind. Die beiden Meßrollenstationen
ergeben lediglich durch die benachbarte Anordnung und gemeinsame
Auswertung der Wägesignale
eine Mehrrollenausführung. Die
Genauigkeit der Bandwaage könnte
zusätzlich noch
dadurch erhöht
werden, daß eine
Ergänzung von
weiteren Meßrollenstationen
eine Vier- oder Mehrrollenstation bilden würde. Wesentliches Kennzeichen
bei den Mehrrollenausführungen
ist, daß die Wägemodule 16, 22 bei
den hintereinander liegenden Meßrollenstationen 15, 18 seitenversetzt
angeordnet werden. Das bedeutet, daß bei der ersten Meßrollenstation 15 das
Wägemodul 16 an
der rechten Längstraverse 14 und
bei der zweiten Meßrollenstation 18 an
der linken Längstraverse 20 angeordnet ist.
Diese versetzte Anordnung wird ebenfalls zwangsläufig bei den Lagermodulen 21, 19 vorgenommen.
Dadurch hebt sich ein Meßfehler
auf, der dadurch entsteht, daß eventuell
der Schwerpunkt des Schüttgutstromes 17 nicht
in der Bandmitte verläuft.
Ein derartiger Fehlerausgleich ergibt sich allerdings nur dann vollständig, wenn
die Meßrollenstationen
paarweise ergänzt
werden.