CH670702A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schüttstrommesser mit wenigstens einer fr allplatte, die .mit einem starren Träger verbunden ist, der an wenigstens zwei im Abstand voneinander angeordneten, einerseits am Prallplattenträger und andererseits an einem Gestell befestigten Federsystemen in Richtung einer horizontalen Achse verschiebbar gelagert ist, wobei jedes Federsystem wenigstens ein Paar von zu beiden Seiten des Prallplattenträgers einander gegenüberliegenden Federgliedern aufweist.

Bekanntlich erfolgt die Messung des Massendurchsatzes von Schüttgütern mit Schüttstrommessern dieser Art dadurch, dass der vom Schüttgut auf die Prallplatte ausgeübte Impuls in eine wegproportionale oder kraftproportionale Grösse umgesetzt und zeitlich integriert wird. Um von den Massenkräften, wie Prallplattengewicht, Ansatzbildung usw., statisch weitgehend unabhängig zu bleiben, wertet man nur die Horizontalkraftkomponente zur Mengenmessung aus. Dies setzt voraus, dass die Prallplatte mit einem Mechanismus gekoppelt ist, der zumindest eine horizontale Geradoder Parallelbewegung durchführt. Solche Gerad-bzw. Parallelgetriebe sind in der Regel aufwendig in ihrer Konstruktion.

Bei einem aus der DE-PS 3 149 715 bekannten Schüttstrommesser der eingangs angegebenen Art ist jedes Federglied durchwein Federgelenk gebildet, das drei durch einen Quersteg miteinander verbundene, zueinander parallele Blattfederschenkel hat, die an in gleichen Abständen vom Quersteg liegenden Stellen am Träger bzw. am Gestell eingespannt sind. Diese bekannte Aufhängung des Prallplattenträgers ist jedoch nur begrenzt belastbar und setzt ausserdem voraus,* dass die Prallplatte symmetrisch zu der die horizon-tal&y^r-st^achse-enthaltenden vertikalen Ebene angeordnet ist,' <Ja bßieiner seitlicl\yersetztenAnordnung_der Prallplatte eiivKipJjmpment entsteht, „das von den Federgelenken nicht aufgenommen- werden kanjj.- -

Aufgabe,-der Erfindung ist die Schaffung eines Schüttstrommessers der angegebenen Art, dessen Federsysteme sehr einfach ausgebildet sind, keine aufwendigen Montage-und Fertigpngsschritte erfordern und eine hohe Querstabilität aufweiisen,..so dass keine Einschränkung hinsichtlich der Anordnung der Prallplatte besteht.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jedes Federglied durch einen Wellmembranabschnitt mit vertikal verlaufenden Wellungen gebildet ist.

Die erfindungsgemässe Ausbildung des Schüttstrommessers ergibt eine absolute Geradführung des Prallplattenträgers in der horizontalen Achse der Verstellbewegung. Der Montageaufwand ist gering ; insbesondere sind keine aufwendigen Justierungen notwendig. Die Federsysteme sind sehr robust, so dass sie grosse Belastungen aufnehmen können, andererseits-jedoch auch für kleine Messkräfte empfindlich. Insbesondere ergeben die durch Wellmembranabschnitte gebildeten Federglieder eine grosse Stabilität gegen Bewegungen in der Querrichtung und gegen Kippbewegungen um die Achsen des Prallplattenträgers. Dadurch ist es möglich, die Prallplatte ohne Änderung der Aufhängung wahlweise in der Längsrichtung des Prallplattenträgers oder in der Querrichtung seitlich neben dem Prallplattenträger anzuordnen. Schliesslich ist auf einfache Weise eine Kompensation der temperaturbedingten Änderungen der Federsysteme möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dçrf olgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt: - - .

. Fig. 1 eine sehr vereinfachte schematische Darstellung des Schüttstrommessers zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung,

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht des Schüttstrommessers bei einer Anordnung der Prallplatte und

Fig. 3 den Schüttstrommesser von Fig. 2 bei einer anderen Anordnung der Prallplatte.

Der in Fig. 1 sehr vereinfacht und schematisch dargestellte Schüttstrommesser hat ein bewegliches System 10 mit einer Prallplatte 11 und einem Prallplattenträger 12. Die Prallplatte 11 ist schräg im Fallweg eines in Richtung des Pfeils V herabfallenden Schüttguts angeordnet. Der Prallplattenträger 12 besteht aus einem im wesentlichen rechteckigen

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Rahmen 13 und einem Ausleger 14, der durch Schrauben 15 an dem nach oben abgekröpften oberen Längssteg 16 des Rahmens 13 befestigt ist. Der Ausleger 14 ist in Fig. 1 vereinfacht als gerader Balken dargestellt, der am Ende die Prallplatte 11 trägt. Der Rahmen 13 ist durch eine ihn ausfüllende Platte 17 versteift, die in Fig. 1 abgebrochen dargestellt ist, damit die dahinterliegenden Einzelteile erkennbar sind. Die beschriebene Ausbildung des Rahmens 13 ergibt eine sehr grosse Steifigkeit bei verhältnismässig geringem Gewicht.

Das bewegliche System 10 ist durch zwei Federsysteme 18 und 19 so aufgehängt, dass es in der Richtung der Längsachse X des Prallplattenträgers 12 gegen die Rückstellkraft der Federsysteme horizontal verschiebbar ist. Entsprechend der bekannten Arbeitsweise von Schüttstrommessern wird das Schüttgut beim Auftreffen auf die Prallplatte 11 aus seiner Fallrichtung abgelenkt. Der dabei auf die Prallplatte 11 ausgeübte Impuls erzeugt eine horizontale Kraftkomponente in der Richtung des Pfeils H, die das bewegliche System 10 gegen die Federkraft der Federsysteme 18-und 19 zu verschieben sucht. Diese Kraftkomponente oder auch-der dadurch gegen die Federkraft der Federsysteme verursachte horizontale Verstellweg sind ein Mass für den vom Schüttgut auf die Prallplatte 11 ausgeübten Impuls, der wiederum bei bekannter Fallhöhe des Schüttguts ein Mass für den Massendurchsatz des Schüttguts ist. Ein mit dem beweglichen System 10 verbundener Kraft- oder Wegsensor liefert somit ein Signal, das den Massendurchsatz anzeigt.

Die beiden Federsysteme 18 und 19 sind in gleicher Weise mit zwei zu beiden Seiten des Prallplattenträgers symmetrisch zueinander angeordneten, voneinander unabhängigen Federgliedern ausgebildet. Bei dem Federsystem 18 sind die beiden Federglieder durch die beiden Hälften einer Wellmembran 20 gebildet, die senkrecht zur Achse X des Prallplattenträgers 12 so angeordnet ist, dass ihre parallelen Wellungen 21 vertikal verlaufen. Der Prallplattenträger 12 ist in der Mitte der Wellmembran 20 befestigt. Bei dem dargestellten Beispiel ist zu diesem Zweck ein nicht mit Wellungen versehener mittlerer Streifen der Wellmembran 20 über deren ganze Höhe zwischen einem vertikalen Steg des Rahmens 13 und einer Leiste 22 mittels Schrauben 23 eingespannt. Die beiden vertikalen Ränder der Wellmembran20 sind an feststehenden Gestellteilen 24a bzw. 25a verankert, die bei dem dargestellten Beispiel die Form von vertikalen Pfosten haben. Wie dargestellt, kann diese Verankerung dadurch erfolgen, dass die nicht mit Wellungen versehenen Randabschnitte der Wellmembran 20 über ihre ganze Höhe zwischen den Pfosten 24a, 25a und Leisten 26,27 mittels Schrauben 28,29 eingespannt sind. Jeder der beiden gewellten Abschnitte 20a, 20b der Wellmembran 20 bildet somit eines der beiden voneinander unabhängigen Federglieder des Federsystems 18.

Das Federsystem 19 enthält in gleicher Weise eine Wellmembran 30 mit parallelen Wellungen 31, die senkrecht zur Achse X so angeordnet ist, dass ihre Wellungen 31 vertikal verlaufen. Die beiden Wellmembranen 20 und 30 liegen also parallel zueinander. Der vertikale Mittelstreifen der Wellmembran 30 ist zwischen dem anderen vertikalen Steg des Rahmens 13 und einer Leiste 32 eingespannt, und die vertikalen Randabschnitte der Wellmembran 30 sind zwischen feststehenden Gestellteilen 24b, 25b und Leisten 36,37 eingespannt. Die beiden gewellten Abschnitte 30a, 30b der Wellmembran 30 bilden die beiden voneinander unabhängigen Federglieder des Federsystems 19.

Die dargestellte Ausbildung der Federsysteme 18,19 mit vertikalen Wellmembranen 20,30 erlaubt die horizontale Verstellung des beweglichen Systems 10 gegen eine definierte Rückstellkraft, setzt aber jeder Bewegung oder Auslenkung des beweglichen Systems in irgendeiner anderen Richtung

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einen grossen Widerstand entgegen. Insbesondere ergeben die Wellmembranen 20 und 30 eine grosse Steifigkeit gegen Verstellungen in vertikaler Richtung sowie gegen Kippbewegungen um die drei Achsen des Systems. Dadurch wird eine sehr präzise Gerad- oder Parallelführung des beweglichen Systems 10 erzielt, die Voraussetzung für eine genaue Messung des Massendurchsatzes ist. Vertikale Massenkräfte, wie das Prallplattengewicht und eventuelle Ansatzbildungen des Schüttguts beeinträchtigen die Messgenauigkeit nicht.

Ferner ist es nicht erforderlich, dass die Prallplatte 11 symmetrisch zu der die Achse X enthaltenden Vertikalebene angeordnet wird. Dadurch ist es insbesondere möglich, die Prallplatte 11 seitlich neben den Federsystemen 18,19 anzuordnen, wie es in manchen Anwendungsfällen erwünscht ist. Hierzu genügt es, den Ausleger 14 nicht parallel, wie in Fig. 1 dargestellt, sondern quer zum Rahmen 13 anzubringen, wobei natürlich die Verbindung zwischen der Prallplatte 11 und dem Ausleger 14 so geändert werden muss, dass die Richtung H der horizontalen Kraftkomponente wieder parallel zur Achse X verläuft.

• Diese verschiedenen Möglichkeiten sind aus dem in den Figuren 2 und 3 im Detail dargestellten Ausführungsbeispiel eines Schüttstrommessers ersichtlich.

Man erkennt in den Figuren 2 und 3 wieder die in Fig. 1 schematisch dargestellten Bestandteile des Schüttstrommessers, die mit den gleichen Bezugszeichen wie dort bezeichnet sind, sich aber von diesen in den nachfolgend beschriebenen Einzelheiten der konstruktiven Ausbildung unterscheiden.

Die Gestellteile 24a, 24b sind die vertikalen Stege eines sehr massiven rechteckigen Profilrahmens 24, und in gleicher Weise sind die Gestellteile 25a, 25b die vertikalen Stege eines in gleicherweise ausgebildeten Profilrahmens 25. Die beiden Profilrahmen 24,25 sind an den vier Ecken durch vier zylindrische Verbindungsteile 40,41,42,43 miteinander verbunden. Auf diese Weise ist ein sehr massives und festes, verwindungssteifes Gestell 45 gebildet, das die Form eines Quaders oder Würfels hat. Die Profilrahmen 24 und 25 sind vorzugsweise Aluminiumgussteile. Die zylindrischen Verbindungsteile 40,41,42,43 liegen parallel zu den Wellmembranen 20,30. Diese Ausbildung des Gestells 45 ermöglicht auf einfache Weise die Einstellung der Vorspannung der Wellmembranen und die Kompensation temperaturbedingter Längenänderungen der Wellmembranen, wie später noch ausführlicher erläutert wird.

Die Darstellungen von Fig. 2 und 3 lassen auch den Zweck der Kröpfung des oberen Längsstegs 16 des Rahmens 13 erkennen: Die Kröpfung ist so bemessen, dass der Ausleger 14 bei jeder Anbringung frei über den oberen Rand des Gestells 45 ragt.

Der obere Längssteg 16 ist kreuzförmig mit in der Mitte nach beiden Seiten abstehenden Querarmen 46 ausgebildet, von denen in Fig. 2 nur der nach vorn ragende Querarm 46 erkennbar ist. Die Querarme 46 erlauben eine sichere Befestigung des Auslegers 14 sowohl in der Längsrichtung (Fig. 2) als auch in der Querrichtung (Fig. 3).

Der Ausleger 14 besteht aus zwei Teilen, nämlich aus einer horizontalen Konsole 50 und aus einem Tragarm 60. Die Konsole 50 ist ein einstückiges Gussteil, vorzugsweise aus Aluminium, mit zwei im Abstand übereinanderliegenden Platten 52,53 von etwa dreieckigem Querschnitt, die an den über das Gestell 45 hinausragenden schmalen Enden durch einen vertikalen Flansch 54 miteinander verbunden sind. Die breitesten Stellen der Platten 52,53 haben etwa die Breite der Querarme 46 und sind durch einen Quersteg 55 sowie durch einen nach hinten abstehenden U-förmigen Bügel 56 miteinander verbunden. Die auf diese Weise ausgebildete Konsole 50 hat bei verhältnismässig geringem Gewicht eine sehr grosse Steifigkeit und Festigkeit. Sie ermöglicht ferner

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eine sehr sichere Befestigung auf dem Rahmen 13 sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung, wobei die breiteste Stelle der Konsole 50 entweder auf dem abgekröpften Längsträger 16 (Fig. 3) oder auf dessen Querarmen 46 (Fig. 2) aufliegt.

Der Tragarm 60 dient zur Befestigung der Prallplatte 11 an der Konsole 50. Je nachdem, ob die Prallplatte 11 in der Längsrichtung des Prallplattenträgers 12 (Fig. 2) oder seitlich neben dem Prallplattenträger 12 (Fig. 3) angeordnet sein soll, werden zwei verschiedenen Tragarme 60 verwendet. In beiden Fällen hat der Tragarm 60 die Form einer abgewinkelten Stange, deren vertikaler Schenkel mittels Schrauben 61 am Flansch 54 der Tragplatte 50 befestigt ist, während das freie Ende des horizontalen Schenkels über eine kerbverzahnte Drehgelenkkupplung 62 mit der Prallplatte 11 verbunden ist. Die Drehgelenkkupplung 62 ermöglicht die Einstellung des Anstellwinkels der Prallplatte 11. Die beiden Tragarme 60 für die Längsbefestigung (Fig. 2) und für die Querbefestigung (Fig. 3) unterscheiden sich im wesentlichen nur dadurch, dass die Drehachse der Drehgelenkkupplung 62 für die Querbefestigung koaxial zur Achse des horizontalen Schenkels des Tragarms 60 liegt, während sie für die Längsbefestigung quer zu dieser Achse liegt.

Die Unterteilung des Auslegers 14 in die Konsole 50 und den Tragarm 60 ergibt den Vorteil, dass die gleiche Konsole 50 für die Längsbefestigung und für die Querbefestigung verwendet werden kann, so dass für einen Wechsel der Befestigungsart nur der verhältnismässig einfache und billige Tragarm 60 ausgewechselt zu werden braucht.

Am Gestell 45 sind noch die für den Betrieb des Schüttstrommessers erforderlichen Zusatzeinrichtungen angebracht. So zeigt Fig. 2 einen Kraft- oder Wegsensor 70, der mittels eines Winkels 71 am Profilrahmen 24 befestigt ist. Ein an der Platte 17 des Rahmens 13 befestigter Arm 72 ist mit dem Betätigungsstift 73 des Sensors 70 verbunden, so dass die auf die Prallplatte 11 ausgeübte horizontale Kraftkomponente bzw. die dadurch verursachte horizontale Verstellung des Prallplattenträgers 12 unmittelbar auf den Sensor 70 übertragen wird. Der Kraft- oder Wegsensor kann natürlich von jeder für Schüttstrommesser bekannten oder geeigneten Art sein.

Ferner ist am Profilrahmen 24 ein Dämpfer 75 befestigt, der über einen Arm 76 mit dem Prallplattenträger 12 verbunden ist, um die Bewegungen des beweglichen Systems 10 zu dämpfen.

Die Wellmembranen 20 und 30 können aus jedem geeigneten Federmetall hergestellt sein, beispielsweise aus Federstahlblech von 0,2 mm Dicke oder auch aus Broncefeder-blech. Die Wellungen können verhältnismässig flach sein, beispielsweise mit einer Amplitude von 2,5 mm zu beiden Seiten der Mittelebene, da die maximale Auslenkung der Federsysteme sehr klein ist; sie beträgt beispielsweise etwa 2,4 mm bei Verwendung eines induktiven Wegsensors. Bei entsprechender Dimensionierung der Wellmembranen (beispielsweise etwa 320 x 170 mm) ist es durchaus möglich, Messkraft/Querkraft-Verhältnisse zu realisieren, die grösser als 1 :100 sind.

Wie bereits erwähnt, ermöglicht die Ausbildung des Gestells 45 mit parallel zu den Wellmembranen 20,30 liegenden zylindrischen Verbindungsteilen 40,41,42,43 auf einfache Weise die Einstellung der Vorspannung der Wellmembranen. Die Vorspannung der Wellmembranen 20,30 ist durch den Abstand zwischen den Profilrahmen 24 und 25 bestimmt. Dieser Abstand kann durch Änderung der Länge der zylindrischen Verbindungsteile oder durch Einfügen von scheibenförmigen Abstandsstücken leicht geändert werden. Auf diese Weise ist eine präzise Eichung des Schüttstrommessers möglich.

Temperaturbedingte Längenänderungen der Wellmembranen 20,30 beeinflussen ebenfalls deren Vorspannung und damit das Messergebnis. Diese Temperaturabhängigkeit kann durch geeignete Ausbildung der zylindrischen Verbindungsteile 40,41,42,43 vollständig kompensiert werden. Sie werden zu diesem Zweck so ausgebildet, dass sich ihre Länge in Abhängigkeit von der Temperatur in gleicher Weise ändert wie die Länge der Wellmembranen 20,30. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass sie aus Teilstücken zusammengesetzt werden, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen. So besteht in Fig. 3 das zylindrische Verbindungsteil 40 aus zwei Teilstücken 40a und 40b, wobei das Teilstück 40a beispielsweise aus Aluminium und das Teilstück 40b aus Messing bestehen kann. Die übrigen Verbindungsteile 41,42,43 sind natürlich in der gleichen Weise ausgebildet. Durch geeignete Bemessung der Teilstücke und Auswahl der Werkstoffe ist eine Anpassung der Temperaturkompensation an die jeweils verwendete Art von Wellmembranen möglich.

Der Messbereich des Schüttstrommessers ist durch die Eigenschaften der Wellmembranen bestimmt. Durch die Dimensionierung der Wellmembranen kann der Schüttstrommesser für bestimmte Messbereiche ausgelegt werden. Ein Wechsel des Messbereichs ist durch Austausch der Wellmembranen möglich. Eine andere Möglichkeit zur Änderung des Messbereichs besteht darin, dass in jedem Federsystem mehrere Wellmembranen parallelgeschaltet werden. Die Wellmembranen jedes Federsystems werden hierzu unter Einfügung von Abstandsleisten in geringem Abstand parallel zueinander angeordnet und gemeinsam am Gestell 45 bzw. am Rahmen 13 des Prallplattenträgers 12 eingespannt.

Verschiedene Abänderungen des beschriebenen Schüttstrommessers sind für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich. So ist es möglich, jede Wellmembran aus zwei getrennten Hälften zu bilden, die durch die Einspannung am Prallplattenträger miteinander verbunden werden. Auch könnte der Prallplattenträger über mehr als zwei Federsysteme mit dem Gestell verbunden werden.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

670702 PATENTANSPRÜCHE

1. Schüttstrommesser mit wenigstens einer Prallplatte, die mit einem starren Träger verbunden ist, der an wenigstens zwei im Abstand voneinander angeordneten, einerseits am Prallplattenträger und andrerseits an einem Gestell befestigten Federsystemen in Richtung einer horizontalen Achse verschiebbar gelagert ist, wobei jedes Federsystem wenigstens ein Paar von zu beiden Seiten des Prallplattenträgers einander gegenüberliegenden Federgliedern aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federglied durch einen Wellmembranabschnitt (20a, 20b; 30a, 30b) mit vertikal verlaufenden Wellungei}42-1,31) gebildet ist.

2. Schüttstrommessetnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Federglieder jedes Paares durch zwei gewellte Abschnitte,(20a, 20b ; 30a, 30b) einer durchgehenden Wellmembran (20,3Q) gebildet sind, die mit ihren Randabschnitten am Gestell (45) und mit ihrem mittleren Abschnitt am Prallplattenträger (1,2) befestigt ist.

3. Schüttstrommesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federsystem mehrere parallel zueinander angeordnete Wellmembranen enthält.

4. Schüttstrommesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass.der Prallplattenträger (12) einen zwischen dei].Wellmembr,anen (20,30) angeordneten Rahmen (13) und einen^nj-Rahmen angebrachten, die Prallplatte (11) tragenden Ausleger (1-4) aufweist.

5. Schüttstrommesser n^ch Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (14) wahlweise in der. Längsrichtung oder in dçr_Querrichtung mit dem Rahmen (13) verbindbar ist.

6. Schüttstrommesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (14) aus-.einer am Rahmen (13) befestigten Konsole (50)(und einem an der Konsole (50) befestigten Tragarm (60) besteht.

7. Schüttstrommesser nach.einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Gestell (45) parallel zu den Wellmembranen (20,30) ausgebildete Verbindungsteile (40,41,42,43) enthält, die die gleiche Temperaturabhängigkeit der Längenänderung:wie die Wellmembranen (20,30) haben. ,

8. Schüttstrcanmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verbindungsteil (40,41,42,43) aus mehreren Teilstücken (z. 5- 40a, 40b) zusammengesetzt ist, die aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.

9. Schüttstrommesser nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile (40,41,42,43) die Abstände von Gestellteilen (24,25) bestimmen, an denen die Randabschnitte der Wellmembranen (20,30) befestigt sind.

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. BESCHREIBUNGEN.