CH453735A - Dosierbandwaage - Google Patents

Description

  
 



  Dosierbandwaage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosierbandwaage zum Regeln und Messen eines Gutstromes, wobei eine aus einem Förderband oder Tragrollen desselben gebildete Wiegebrücke mit einem Waagebalken in Wirkverbindung steht.



   Dosierbandwaagen sind in vielen Formen mit verschiedensten Antrieben und Regelungen des Gutstromes bekannt. Allgemein sind die Regelungssysteme sehr aufwendig, störanfällig und teuer. Der Grund hierfür liegt vor allem darin, dass einfachen mechanischen Auswiegeeinrichtungen nur sehr geringe Steuerkräfte entnommen werden können, die nur nach aufwendiger Verstärkung zur Regelung eines Gutstromes dienen können. So weisen schliesslich selbst mechanische Dosierbandwaagen einen elektrischen Steuerteil auf, der die Grössenordnung der ganzen mechanischen Waage mit Förderband annimmt.



   Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine mechanisch arbeitende Regel- und Messeinrichtung zu schaffen, die ohne Fremdenergie, also ohne aufwendige Verstärkereinrichtung, direkt von kleinsten Waagenkräften aus gesteuert wird und die selbst mit geringstem Bauaufwand den Gutstrom auf dem Förderband regeln und messen kann.



   Erfindungsgemäss gelingt dies nun dadurch, dass ein Walzengetriebe vorgesehen ist, bei dem eine motorisch angetriebene zylindrische Walze mittels eines oder mehrerer Übertragungsglieder mit einer kegel- bzw. kegelstumpfförmigen Walze verbunden ist und dass im Schwenkbereich des Waagebalkens ein die Übersetzung zwischen den beiden Walzen beeinflussendes Steuerrad vorgesehen ist, wobei durch die Drehzahl der einen Walze als Folge der Drehzahl der anderen Walze in Verbindung mit der jeweiligen Stellung der Übertragungsglieder die Geschwindigkeit des Förderbandes direkt oder indirekt beeinflussbar ist. Durch diese erfindungsgemässe Ausgestaltung kann eine einfach und doch genauestens arbeitende Anlage geschaffen werden, die den modernsten Anforderungen auch ohne teure und störungsanfällige Zusatzmittel gewachsen ist.

   Es lassen sich durch diese Massnahmen stets gleichbleibende Fördermengen je Zeiteinheit erzielen. Zweckmässig ist dabei, dass als Übertragungsglied zwischen den beiden Walzen ein Riemen vorgesehen ist, wobei durch das Zusammenwirken des bewegten Waagebalkens und des Steuerrades der Riemen entlang der Achsen der Walzen verschiebbar ist, so dass das Übersetzungsverhältnis je nach der Stellung des Riemens verschieden ist. Durch einfache Regelung des Übersetzungsverhältnisses zweier Walzen kann die Drehzahl des Förderbandes vermindert oder vergrössert werden.



   Wenn das Steuerrad als mit einer der Walzen in ständiger Berührung befindliches Reibrad ausgestaltet ist und die Achse des Steuerrades in einer vertikalen Ebene schwenkbar gehalten ist, wird erreicht, dass bei eventuel  ler    Schrägstellung des Steuerrades dieses das Bestreben hat, sich entlang der Walze zu bewegen.



   In der nachstehenden Beschreibung und in den Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.



   Es zeigen:
Figur 1 eine Regel- und Messeinrichtung;
Figur 2 eine Draufsicht auf Figur 1 und
Figur 3 eine Seitenansicht von Figur 2.



   Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit anderer Bandanordnung,
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel zur Verbindung der beiden Walzen und
Figur 6 eine Möglichkeit der Lagerung des Steuerrades.



   Die Regel- und Messeinrichtung besteht gemäss Figuren 1 bis 3 aus einem Walzengetriebe, bei dem die durch einen Elektro-Motor 1 angetriebene zylindrische Walze 2 über einen Riemen 3 mit der Kegelwalze 4 in   Verbindung steht. Der Riemen kann durch noch zu beschreibende Mittel über den Walzenbereich längsverschoben werden. Die hierbei auftretenden Längenunterschiede werden durch eine Spannrolle 5 und/oder eine schwenkbare Lagerung einer Walze 4 mittels Pendelarm 34 und Feder 35 ausgeglichen. Die Drehzahl der Kegelwalze 4 wird durch bekannte Mittel 6 auf die Antriebsrolle 7 des Förderbandes 8 geleitet. Dieses Förderband zieht in bekannter Weise aus einem Vorratsbunker 9 mit Schiebereinstellung 10 den zu regelnden und messenden Gutstrom 11 ab. Das Förderband 8 besitzt eine fundamentfeste und kippbare Lagerung 12.



   Mit der Walze 2 steht ein Steuerrad 13 ständig in Berührung. Das Steuerrad ist an dem Schlitten 14, welcher auf der Laufstange 15 im wesentlichen parallel zur Walze 2 entlang laufen kann, schwenkbar gelagert.



  Die Schwenkachse 16 steht im wesentlichen senkrecht zur Walzenachse. Am Schlitten 14 ist das Gegengewicht
17 fest und die Spannrolle 5 bei 18 gelenkig gelagert.



  Das Gelenk 18 lässt nur Drehbewegungen, aber keine Axialverschiebungen zwischen Schlitten 14 und Spannrolle 5 zu. Das Gegengewicht 17 sorgt über den ganzen Schiebebereich des Schlittens für einen ausreichenden Pressdruck zwischen der Walze 2 und dem Steuerrad 13.



  Das schwenkbare Steuerrad 13 wird durch den Steuerarm (Achse) 19 in seinem Funktionswinkel gegenüber der Walze 2 ausgesteuert. Dieser Steuerarm trägt hierzu an seinem Ende eine Steuerrolle 20, die auf der Steuerschiene 21 entlang laufen kann. Die Steuerschiene 21 ist durch mehrere einstellbare Distanzschrauben 22 mit der Tragschiene 23 verbunden, welche eine fundamentfeste und kippbare Lagerung 24 besitzt. Am Punkt 25 greift die Wiegelast Z am Waagebalken 23 an, die in diesem Beispiel in oder nahe der Bandtrommel 26 abgegriffen wird. Ausgeglichen wird die Wiegelast Z durch die Federkraft F, die am Punkt 27 des Waagebalkens 23 angreift und durch Drehung ihrer Lagerung im Lagerbock 28 tariert werden kann. Am Motor 1 ist ein üblicher Drehzähler angeordnet.



   Die Funktion dieses Regelgetriebes ist nun folgende.



  Es sei angenommen, der in Fig. 1 skizzierte Zustand stellt einen gewünschten Regelzustand dar. Das Förderband führt also die vorgeschriebene Gutmenge je Zeiteinheit   (als).    Tritt nun beispielsweise durch verändertes Fliessverhalten des Gutes eine grössere Belegung auf dem Band ein, so wird die Wiegelast Z grösser,   mitllin    die Tragschiene 23 im Lagerbock 24 im Uhrzeigersinn geschwenkt, bis erneuter Ableich mit der Federkraft F eintritt.

   Hierdurch treten nun der Reihe nach folgende Wirkungen ein:
Die Steuerschiene 21 mit der Steuerrolle 20 werden angehoben, das Steuerrad 13 erfährt um eine Schwenkachse 16 eine Linksdrehung, durch den Drehsinn 30 der Walze 2 wird der Schlitten 14 nach links verschoben und nimmt auch die Spannrolle 5, die als Rillenrolle gleichzeitig auch Führungsrolle für den Riemen wird, sowie den Riemen soweit mit, bis die Steuerrolle 20 auf der schrägen Steuerschiene 21 den Punkt gefunden hat, bei dem die Achsen von Walze und Steuerrad wieder die alte völlig parallele Ausgangslage haben. Dies ist dann der neue, dem grösseren Gutgewicht auf dem Band zugehörige Betriebszustand des Regelgetriebes. Durch den grösseren Kegeldurchmesser wird die über 6 dem Band zugeführte Drehzahl verringert.

   War nun die Grundauslegung von Waage und Regelgetriebe so erfolgt, dass bei dem theoretischen Kegeldurchmesser Null, also bei Punkt 31 auch der theoretische Betriebszustand des Regelgetriebes bei Wiegelast Z=0 gelegen hätte und war ausserdem durch die verstellbare Steuerschiene 21 eine lastproportionale Verschiebung des Schlittens 14 im Regelgetriebe einjustiert, so führt vorbeschriebener Ablauf des Regelgetriebes stets auf konstante Fördermenge je Zeiteinheit. Bei Verringerung des Gutstromes treten umgekehrte Regeleinrichtungen im Getriebe ein, bis wegen der nun grösseren Bandgeschwindigkeit die geforderte Förderleistung (kg/s) wieder hergestellt ist.



   Da bei einem solchen Einsatz des Regelgetriebes stets gleiche Fördermenge je Zeiteinheit gefördert wird, stellt der Drehzähler 29 an der Walze 2 einen Mengenzähler dar.



   Häufig wird in der Praxis vorwählbare Förderleistung gefordert. Auch dies kann leicht ermöglicht werden. Es bieten sich sogar mehrere Möglichkeiten an, indem entweder der wirksame Wiegelast-Hebelarm a oder der wirksame Federkraft-Hebelarm b oder beide gemeinsam oder aber auch die Drehzahl des Antriebsmotors 1 der Vorwahl gemäss verändert wird. Bei voreinstellbarer Antriebsdrehzahl ergibt sich ausserdem der Vorteil, dass das   Obersetzungsverhältnis    zum Zähler nicht geändert zu werden braucht. Die Mittel, mit denen solche Vorwahländerungen durchgeführt werden, sind hinreichend bekannt und für diese Erfindung unwesentlich.

   Regeltechnisch ist die Kombination des Walzengetriebes mit einem Dosierband gemäss Fig. 1 von ganz besonderem Vorteil, weil der einer bestimmten Bandlast zugehörige Getriebezustand praktisch zeitlos eingestellt wird und jede Gefahr einer Übersteuerung vermieden ist.



   In Figur 4 ist eine andere in der Praxis häufig benutzte Bandkombination 8 und   8' mit    dem Regelgetriebe dargestellt. Der Aufbau des Getriebes entspricht im wesentlichen dem nach Fig. 1 bis 3. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsnummern versehen. Abweichend ist lediglich, dass das Steuerrad 13 mit dem Kegel 4 zusammenarbeitet. Natürlich ist dies nicht zwingend; vielmehr hat es auf die Erfindung keinen Einfluss, ob das Steuerrad 13 mit der Walze 2 oder mit dem Kegel 4 zusammenarbeitet. Ferner ist die Steuerschiene 21 mit ihrer Tragschiene 23 bei 32 zwischen einstellbaren Schrauben ausschlagbegrenzt. Das Wiegeband 8 wird durch den Motor   l    konstant angetrieben, so dass   vf:-    konstant ist. Das Abzugsband 8' wird vom Regelgetriebe-Kegel 4 angetrieben.



   Die Funktion dieser automatisch geregelten Dosierbandwaage ist nun folgende:
Wieder sei angenommen, der skizzierte Betriebszustand entspricht einem vorgeschriebenen ausgeregelten Zustand. Vergrössert sich nun beispielsweise wieder der Gutfluss auf das Abzugsband 8', so wird nach einer unwesentlichen Zeit die Wiegelast Z grösser und somit der Tragarm 23 mit der Steuerschiene 21 bis an den oberen Anschlag 32 gestellt. Hierdurch wird das Steuerrad 13 entgegen dem   Uhrzeigersinn    gedreht, so dass eine Verschiebung des ganzen Schlittens 14 mit der Spannrolle 5 und Riemen 3 nach links eintritt.

   Diese Verschiebung verursacht eine Verringerung der Bandgeschwin  digkeit v11 l des Bandes 8' und damit eine Verringerung    der Gutbeaufschlagung auf das Wiegeband 8 solange, bis der Gutstrom auf dem Wiegeband 8 den früheren Sollwert erreicht hat, also wegen   Vn2    konstant sich dann auch wieder konstante Förderleistung einstellt. Bei einer Zuflusstörung des Fördergutes in entgegengesetztem   Sinn ändern sich die Richtungen der regelnden Getriebeteile sinngemäss.



   Die Arbeitsweise dieser Dosierwaage entspricht heute vielfach verwandten Ausführungen. Sie erzielt das gleiche Ergebnis aber mit wesentlich vereinfachtem und reduziertem Aufwand. Selbst die Anpassung der Regelgeschwindigkeit an gegebene Betriebszustände ist in einfacher Weise mittels der beiden Anschlagschrauben 32 möglich. Würde durch eine Veränderung des Gutstromes beispielsweise das Gewicht des Wiegebandes steigen, dann würde die Wiegefeder ausgezogen und die Steuerschiene nach oben gedrückt. Sie kann aber nur gegen den oberen Anschlag der Anschlagschrauben 32 gehen. Dies ist nötig, damit die durch dieses Ausschlagen verursachte Laufgeschwindigkeit des Steuerrades mit dem Schlitten nicht zu gross wird, eben nicht an den Wert kommt, der Übersteuerungsgefahr bringt.

   Es wird also bei Laststörung das ganze System, Schlitten mit dem Steuerrad und mit der Verschieberolle für den Riemen, nur sehr langsam laufen, ganz im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 1, wo keine   Obersteuerungsgefahr    besteht und nun also nur langsam die Geschwindigkeit des Abzugsbandes   8' in    dem gewünschten Sinne variieren.



   Die gesamte Fördermenge wird wieder durch den Drehzähler 29 gebildet, weil wegen konstantem Gutgewicht je Längeneinheit auf dem Wiegeband 8 die
Drehzahl dieses Bandes ein Mass für die gesamte Fördermenge ist. Selbstverständlich kann der einfache Drehzähler auch durch bekannte Impulszähler ersetzt werden.



  Ebenso ist es denkbar, dass die getriebetechnische Verbindung der beiden Walzen 2 und 4 nicht mittels Riemen, sondern anderen Zwischengliedern erfolgt. Als Beispiel ist in Fig. 5 eine Lösung mit zwei Zwischenrä dern 13 und 13' dargestellt. Die Räder sind bei 16 und
16' wieder schwenkbar gelagert und vereinigen deshalb die Wirkungen des Steuerrades 13 und des Riemens 3 in den Figuren 1 bis 4.



   Zu erwähnen ist, dass die Walzenformen nicht genau zylindrisch bzw. kegelig sein müssen. Es kann durch leichte Abweichungen hiervon mitunter erreicht werden, dass die Justierung des Regelgetriebes mittels Steuerschiene 21 vereinfacht wird.



   Die Verschiebung des Riemens 3 in Fig. 2 erfolgt durch das Steuerrad 13. Um die Schiebekräfte klein zu halten, kann es bei gewissen Riemenformen und -steifigkeiten vorteilhaft sein, die Walzenachsen in ihrer
Lage zueinander zu verändern. Dies kann z. B. in einfacher Weise durch Stellelemente bei 34 geschehen.



   Zur Riemenform selbst ist zu sagen, dass grundsätz lich natürlich die Riemen am günstigsten sind. die flexibel, also sehr weich sind. Nur dann wird die erforderliche Verstellkraft an der Rolle 5 klein und die
Rückbelastung auf die Waage günstig. Dieser Riemen muss natürlich aus einem Material hergestellt sein, das praktisch verschliessfest ist. Beispielsweise könnte ein
Riemen verwendet werden, dessen Seele dehnungsfrei entweder aus Stahllitze oder Nylonkordel hergestellt ist, der dann mit Vulkollan umspritzt wird.



   Häufig werden in der Praxis Schüttelrinnen zum
Gutabzug aus dem Bunker benutzt. Diese ersetzen in
Fig. 4 also das Abzugsband 8'. Die Erfindung wird hierdurch nicht beeinflusst. Die Stellung des Schlittens
14 wird durch bekannte Mittel auf den Regeltransfor matortrafo der Schüttelrinne übertragen, wodurch letzte re im gewollten Sinn verstellt wird. Aufbau und Arbeitsweise der wiegenden und regelnden Teile bleibt von dieser Veränderung unberührt.



   In Fig. 6 ist noch eine besonders robuste Lagerung des Steuerrades 13 angegeben. Die Schwenkachse 16 ist durch ein Stahlblattfederpaar 33 ersetzt. Hierdurch wird jegliches Lagerspiel sowie Verschleiss selbst bei robustem Betrieb ausgeschlossen. Solche Lagerungen haben sich bestens bewährt, weil sie auch noch eine Verringerung der schädlichen Reibungen an der Steuerachse 16 bringen und somit die Wiegegenauigkeit erhöhen.



   Selbstverständlich können als Übertragungsmittel ausser z. B. einem Riemen oder den Rollen auch Ketten oder Ringe Verwendung finden oder jede mögliche andere Variation. Weiteres ist es möglich, dass man die Steuerradauslenkung oder -verschiebung dazu benützt, um einen Drehtransformator, ein Potentiometer oder eine elektronische Regelschaltung auszusteuern, die ihrerseits die Drehzahl, welche das Band antreibt, entsprechend regelt.



   Selbstverständlich ist es möglich, das Regelgetriebe ausser für Dosierbandwaagen auch für andere Aufgaben ähnlicher Art einzusetzen. Auch ist es denkbar, speziell den Anwendungsbereich des Riemengetriebes dadurch zu erweitern, dass es in umgekehrter Arbeitsrichtung sowohl zum Regeln als auch Messen verwandt wird.



  Solche Getriebe sind zwar bekannt, jedoch meist mit Reibrädern oder Reibringen. Diesen ist gemeinsam, dass sie wegen der Reibpunkte nur eine geringe Drehbelastung zulassen. Anders verhält es sich bei dem vorliegenden Regelgetriebe mit Riemenausführung. Hier umschlingt das Verbindungsteil zwischen den beiden Walzen, also die Riemen 3 die Walzen 2 und 4 über einen grossen Winkelbereich und ist deshalb imstande, erhebliche Drehmomente, wie sie zum Antrieb von Maschinen benötigt werden, zu übertragen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Dosierbandwaage zum Regeln und Messen eines Gutstromes, wobei eine aus einem Förderband oder Tragrollen desselben gebildete Wiegebrücke mit einem Waagebalken in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Walzengetriebe (2, 4) vorgesehen ist, bei dem eine motorisch angetriebene zylindrische Walze (2) mittels eines oder mehrerer Übertragungsglieder (3, 13, 13') mit einer kegel- bzw. kegelstumpfförmigen Walze (4) verbunden ist und dass im Schwenkbereich des Waagebalkens (23) ein die Übersetzung zwischen den beiden Walzen (2, 4) beeinflussendes Steuerrad (13) vorgesehen ist, wobei durch die Drehzahl der einen Walze (4) als Folge der Drehzahl der anderen Walze (2) in Verbindung mit der jeweiligen Stellung der Übertragungsglieder die Geschwindigkeit des Förderbandes (8) bzw. (8') direkt oder indirekt beeinflussbar ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Dosierbandwaage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Übertragungsglied zwischen den beiden Walzen (2, 4) ein Riemen (3) vorgesehen ist, wobei durch das Zusammenwirken des beweglichen Waagebalkens (23) und des Steuerrades (13) der Riemen (3) entlang der Achsen der Walzen (2, 4) verschiebbar ist, so dass das Übersetzungsverhältnis je nach der Stellung des Riemens (3) verschieden ist.

   2. Dosierbandwaage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich der Riemenlänge bei verschiedenen tJbersetzungs- verhältnissen eine Spannrolle (5) und/oder eine schwenkbare Lagerung einer Walze (4) mittels Pendelarm (34) und Feder (35) vorgesehen ist.

   3. Dosierbandwaage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerrad (13) als mit einer der Walzen (2 bzw. 4) in ständiger Berührung befindliches Reibrad ausgestaltet ist.

   4. Dosierbandwaage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (19) des Steuerrades (13) in einer vertikalen Ebene schwenkbar gehalten ist.

   5. Dosierbandwaage nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Walzen (2, 4) und des Steuerrades (13) in Ruhestellung parallel zueinander verlaufen.

   6. Dosierbandwaage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Achse der einen Walze (2, 4) verlaufend eine Laufschiene (15) angeordnet ist, die einen auf ihr längsverschiebbaren Schlitten (14) trägt, wobei dieser Schlitten (14) das Gelenk (16) für die Achse des Steuerrades (13) aufnimmt.

   7. Dosierbandwaage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Waagebalken (23) in seinen Normalstellungen in der Vertikalebene gesehen einen spitzen Winkel mit den Achsen der Walzen einschliesst.

   8. Dosierbandwaage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Waagebalken (23) in seinen Normalstellungen in der Vertikalebene gesehen parallel zu den Walzen liegt.

   9. Dosierbandwaage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Waagebalken (23) eine Steuerschiene (21) trägt, die mittels Abstandbolzen (22) auf diesen aufgebaut ist.

   10. Dosierbandwaage nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschiene (21) in ihrem Abstand zum Waagebalken (23) verstellbar ist.

   11. Dosierbandwaage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, sowie 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem vom Steuerrad (13) abgewandten Ende der dieses tragenden Achse (19) eine Rolle (20) angeordnet ist, die an der Steuerschiene (21) des Waagebalkens (23) aufliegt.

   12. Dosierbandwaage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerrad (13) an der zylindrischen Walze (2) anliegt.

   13. Dosierbandwaage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerrad (13) an der kegel- bzw. kegelstumpfförmigen Welle (4) anliegt.

   14. Dosierbandwaage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschlag des Waagebalkens (23) begrenzt ist.

   15. Dosierbandwaage nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere die Bewegung des Waagebalkens (23) begrenzende, einstellbare Schrauben (32) vorgesehen sind.

   16. Dosierbandwaage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Übertragungsglieder Rollen vorgesehen sind.

   17. Dosierbandwaage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Übertragungsglieder Ketten oder Ringe vorgesehen sind.

   18. Dosierbandwaage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem motorischen Antrieb ein Zählwerk (29) verbunden ist.

   19. Dosierbandwaage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Bandantriebes durch die Auslenkung des Steuerrades (13) mittels eines Drehtransformators regelbar ist.

   20. Dosierbandwaage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Bandantriebes durch die Stellung des Schlittens (14) mittels eines Potentiometer regelbar ist.

   21. Dosierbandwaage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Bandantriebes durch die Stellung des Steuerrades (13) beziehungsweise des Schlittens (14) über eine elektronische Regelvorrichtung geregelt wird.