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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Messeinrichtung sowie auf eine Wägeeinrichtung,
bestehend aus einer Aufnahmeeinrichtung für das zu bestimmende Gut und
ein mit der Aufnahmeeinrichtung gekoppeltes Messsystem sowie auf
eine Förderbandwaage
und ein Fördersystem
mit einer solchen Wägeeinrichtung.
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Definitionen
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Unter
dem Begriff Messeinrichtung wird ein Messsystem verstanden, mittels
dem auf beliebige Art und Weise ein Gut bestimmt werden kann. Als
Teil der Messeinrichtung wird auch die Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme
des Gutes angesehen.
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Unter
dem Begriff Messsystem ist eine Vorrichtung zu verstehen, mittels
der das eigentliche Gut bestimmt werden kann. Als Bestimmungsgrössen können dabei
die Gewichtskraft des Gutes, den Druck des Gutes, den es auf die
Aufnahmeeinrichtung ausübt,
die Abmasse und Teile hiervon definiert sein. Die Messeinrichtung
selbst verfügt über die
aus dem Stand der Technik bekannten Mittel, diese Gewichtskraft
bzw. den Druck auf das Messsystem zu messen.
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Verstanden
werden unter dem Begriff Wägeeinrichtung
alle beliebig gestalteten Messeinrichtungen, die eine Gewichtskraft
oder eine aus der Gewichtskraft resultierende Kraft messen und diese
in Form einer beliebig gestalteten Anzeige als Gewichtsgrösse darstellen.
Die Wägeinrichtung
selbst verfügt
neben der eigentlichen Waage über
eine Aufnahmeeinrichtung (in der Regel eine Schale oder eine ebene
Fläche),
auf die das zu messende Gut aufgelegt werden kann. Diese Waage misst
sowohl die Gewichtskraft des zu wiegenden Guts als auch die Gewichtskraft
der Aufnahmeeinrichtung, auf der das zu wiegene Gut angeordnet ist.
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Die
Messvorrichtung ist vorgesehen, die Abmessungen, sei es eine Länge oder
die räumlichen Abmessungen
des zu messenden Guts zu bestimmen.
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Stand der Technik
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Messeinrichtungen,
insbesondere Wägeeinrichtungen
der vorstehenden Art sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Sie umfassen
in der Regel eine Einrichtung zur Aufnahme des zu wiegenden Guts,
beispielsweise eine Schale oder eine ebene Platte. Diese Aufnahmeeinrichtung
ist unmittelbar mit der eigentlichen Waage gekoppelt, so dass bei
Auflegen des zu wiegenden Guts auf die Aufnahmeeinrichtung dessen
Gewicht festgestellt werden kann.
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Die
Aufnahmeeinrichtungen weisen unterschiedliche Grössen auf, wobei die Grösse in Relation
zu Kraft/Masse stehen kann. Dies bedeutet, dass bei einem grossen
Aufnahmebereich, zum Beispiel für
Lastkraftwagen, die Skalierung der Waage entsprechend grob ist und
mit dieser Waage kleinere Gegenstände nicht exakt bezüglich ihres
Gewichts bestimmt werden können.
Deshalb sind für
kleinere Gegen-stände
(geringeres Gewicht) kleinere Aufnahmeeinrichtungen vorgesehen.
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Ferner
sind Fördersysteme
bekannt, wie beispielsweise Gurtförderer, Riemenförderer,
Kettenförderer
oder auch Rollenförderer.
Diese Fördersysteme
werden auch in Bereichen eingesetzt, in denen Pakete, Behälter oder
anderes festes, in seiner Grösse
bestimmtes Gut zu transportieren ist. Ein solches Fördersystem
umfasst in der Regel ein Antriebsaggregat, wobei dieses entweder
eine Elektromotor, Hydromotor oder ein pneumatischer oder elektropneumatischer
Antrieb sein kann. Ferner sind zur bestimmungsgemässen Funktion
Antriebs- und Umlenkrollen sowie sonstige Mittel zur Förderung
des Gutes vorgesehen. Die zuvorgenannte Einheit ist auf einem Tragrahmen
montiert, so dass die Länge
des entsprechenden Förderbands
als Einheit festgelegt ist. Bei Verwendung dieses Fördersystems
als Wägeeinrichtung
wird der gesamte Rahmen auf der Waage befestigt und anschliessend
wird die Waage entsprechend ausgerichtet.
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Sofern
dieses Fördersystem
mit der Wägeeinrichtung
in einem dynamischen Wägeprozess,
d. h. Messen des Gewichts des transportierten Guts während des
Transportierens, eingesetzt wird, bestimmt die Gesamtlänge dieses
Fördersystem
bei gleichbleibender Fördergeschwindigkeit
sowohl die maximal mögliche
Länge der
zu messenden Güter als
auch die maximale Durchsatzrate derselben.
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Nachteile des Standes
der Technik
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Ein
wesentlicher Nachteil der vorstehenden Ausführung von Wägeeinrichtungen mit fest vorgegebenen
Aufnahmevorrichtungen ist, dass diese Aufnahmevorrichtungen immer
auf das grösste
zu messende bzw, zu wiegende Gut ausgelegt werden müssen und
dadurch beim Messen kleiner Gewichtskräfte die Genauigkeit solcher
Einrichtungen nicht mehr ausreicht.
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Ein
weiterer Nachteil der vorgenannten Fördersysteme mit fest vorgegebenen
Längen
besteht darin, dass nur solche Güter
ohne Einschränkung
in einem dynamischen Betrieb fehlerfrei gewogen werden können, deren
Länge nicht
länger
ist als die Gesamtlänge
des Förderers,
reduziert um die Länge, die
sich aus dem Produkt der konstanten Fördergeschwindigkeit und der
von der Wägeeinrichtung
benötigten
minimalen Messzeit ergibt.
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Ein
Lösungsansatz
bietet die Anordnung von zwei hintereinander angeordneten Fördersystemen mit
jeweils entsprechender eigener Wägeeinrichtung, so
dass diese Massnahme ausschliesslich zur Vergrösserung der Aufnahmefläche führt. Für diese
Ausführung
werden jedoch zwei Waagen und zwei Transporteinrichtungen benötigt, so
dass die Herstellungs- und Betriebskosten sich verdoppeln. Zudem ist
es notwendig, die beiden Wägeeinrichtungen
miteinander derart zu koppeln, dass ein Messwert für das zu
messende Gut ausgegeben werden kann. Trotz dieser Anordnung von
zwei in der Länge
fest vorgegebenen Anordnungen mit gekoppelten Wägeeinrichtungen können bei
gleichbleibender Geschwindigkeit nur jene Güter fehlerfrei gemessen werden,
deren Einzellängen
innerhalb bestimmter Längenbereiche
liegen.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mittels der
auf zuverlässige
Weise Güter
unterschiedlicher Grösse
und/oder unterschiedlichen Gewichts genau bestimmt werden können.
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Lösung der Aufgabe
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Der
Kerngedanke der Lösung
besteht darin, die Aufnahmeeinrichtung einer Messeinrichtung für das zu
bestimmende Gut derart auszugestalten, dass dieses sich der entsprechenden
Grösse
bzw. Länge
des zu bestimmenden Guts anpasst.
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Daher
wird erfindungsgemäss
die Lösung von
Anspruch 1 vorgeschlagen. Alternativ hierzu wird die Lösung gemäss Anspruch
9 vorgeschlagen. Ein weiterer Lösungsansatz
wird in Anspruch 10 oder 11 vorgeschlagen.
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Vorteile der Erfindung
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Einer
der wesentlichen Vorteile der Erfindung besteht darin, dass die
Aufnahmeeinrichtung für
das zu bestimmende Gut aus mindestens zwei Aufnahmeelementen besteht,
wobei nur die Aufnahmeelemente auf das Messsystem einwirken, die
von dem zu bestimmenden Gut belastet werden. Dadurch ist es möglich, die
Skalierung des Messsystems, beispielsweise einer Waage, entsprechend
der Grösse
dem zu bestimmenden Gut anzupassen. Dies bedeutet, dass bei einem
in seinen Abmessungen kleinen Gut wenige oder sogar nur ein Aufnahmeelement
unmittelbar auf das Messsystem einwirkt. Dies führt wiederum dazu, das eine
geringere Skalierung für
das Messsystem verwendet werden kann, wodurch wiederum eine höhere Genauigkeit
des Messsystems erreicht wird.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die übrigen Aufnahmeelemente,
die nicht von dem zu bestimmenden Gut belastet werden, auf einem
Tragrahmen aufliegen, der von dem Messsystem nicht erfasst wird.
Durch mechanisch, elektrisch oder pneumatisch oder in Kombinationen
hieraus gestaltete Aktivierungseinrichtungen ist es möglich, die entsprechenden
Aufnahmeelemente, die von dem zu wiegenden Gut beaufschlagt werden,
zu aktivieren.
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Insbesondere
bei der Verwendung der erfindungsgemässen Wägeeinrichtung innerhalb eines Fördersystems
zeigt die oben genannte Ausführung den
Vorteil, dass die nicht benötigten
und auf dem Tragrahmen aufliegenden Aufnahmeelemente keine durch
die Fördertechnik
und die Förderbewegung verursachte
Schwingungen als Störgrösse auf
die Wägeeinrichtung übertragen
werden.
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Erfindungsgemäss wird
ein Hubsystem zur Aktivierung der einzelnen Aufnahmeelemente der Aufnahmeeinrichtung
vorgeschlagen. Dadurch werden nur die Aufnahmeelemente vertikal angehoben, die
von dem zu wiegenden Gut beaufschlagt sind. Nach Abschluss des Wiegeprozesses
werden die aktivierten Aufnahmeelemente wieder auf dem Tragrahmen
abgesetzt. Dies entlastet die Wägeeinrichtung
und somit ist die Wägeeinrichtung
für den
folgenden Messprozes wieder frei bzw. bereit.
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Die
Hubbewegung der Aufnahmeeinrichtung bzw. die Aktivierung der einzelnen
Aufnahmeelemente erfolgt entweder linear oder radial mittels pneumatischer
oder hydraulischer Vorrichtungen oder radial mittels eines Hebelsystems,
das den entsprechenden Bewegungsablauf der einzelnen Aufnahmeelemente
ausführt.
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Hierzu
wird insbesondere für
die Anwendung bei Fördereinrichtungen
vorgeschlagen, wahlweise an eine der beiden Seiten oder. an beiden
Seiten des Förderbands
entsprechende Sensoren, mechanischer oder optischer Art, anzuordnen,
die sich vorzugsweise an dem Grundrahmen (Tragrahmen) der Fördereinrichtung
abstützen.
Vorteilhafterweise sind diese Sensoren in Höhe der Aufnahmeelemente angeordnet,
räumlich
jedem Aufnahmeelement zugeordnet. Das entsprechende Gut bzw. dessen
Länge aktiviert
die einzelnen Sensoren und löst
für die
entsprechenden Aufnahmeelemente eine Aktivierung, bei einem Ausführungsbeispiel
in der Form einer Hubbewegung, aus.
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Insbesondere
für den
dynamischen Wiegeprozess, d. h. das Feststellen des Gewichts des
zu messenden Guts während
seiner Transportphase ist neben den zu aktivierenden Aufnahmeeinrichtungen eine
statische Aufnahmeeinrichtung vorgesehen, die dauerhaft mit der
Wägeeinrichtung
gekoppelt ist.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Aufnahmelemente
der Aufnahmeeinrichtung beliebig gestaltet werden können. Zum
einen ist vorgesehen, diese derart ausbilden, dass dieses eine rechteckige
Struktur aufweisen und sich über
die gesamte Breite erstrecken. Alternativ ist vorgesehen, dass die
Aufnahmeeinrichtung aus einer Vielzahl von vorzugsweise quadratischen
Aufnahmeelementen besteht, wobei mehrere in Längs- und mehrere in Quererstreckung vorgesehen
sind. Dies bedeutet, dass die Aufnahmeeinrichtung in der Ausbildung
einer Matrix aufgebaut ist.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es nicht zwingend
ist, dass alle Aufnahmeelemente, die von dem zu wiegenden Gut bedeckt sind,
aktiviert werden müssen.
Es genügt
in der Regel, wenn einige wenige aktiviert sind, so dass die Waage
an sich mit wenig Gewichtskraft von den Aufnahmeelementen belastet
ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung,
den Ansprüchen
und den Zeichnungen hervor.
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Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht auf eine erfindungsgemässe Ausführung einer Wägeeinrichtung
in Verbindung mit einem Fördersystem;
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2 eine
Vorderansicht auf die Wägeeinrichtung
mit einer Aufnahmeeinrichtung gemäss 1, jedoch
ohne Förderband;
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3 eine
schematische Seitenansicht auf ein Fördersystem mit der erfindungsgemässen Wägeeinrichtung
gemäss 1 mit
einer Schaltanordung;
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4 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Gestaltung
der Aufnahmeelemente der Aufnahmeeinrichtung;
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5 eine
schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Gestaltung
der Aufnahmeelemente der Aufnahmeeinrichtung.
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Beschreibung eines Ausführungsbeispiels:
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In 1 ist
eine Seitenansicht auf ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel einer Ausführung eines
Fördersystems 1 mit
einem nicht näher
in dieser Figur dargestellten Messsystem S in der Ausbildung einer
Wägeeinrichtung 2 gezeigt.
Das Fördersystem 1 umfasst
bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
ein Förderbandsystem 3,
das wiederum ein Förderband 4 und
ein mit dem Förderband 4 gekoppelten
Antrieb 5 umfasst. Ferner ist eine Aufnahmeeinrichtung 6 zur
Aufnahme und Auflage des zu fördernden
und zu wiegenden Guts (hier in der Zeichnung nicht dargestellt)
vorgesehen. Die Aufnahmeeinrichtung 6 selbst besteht aus
einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Aufnahmeelementen 61 bis 6n und
jedes Aufnahmeelement 61 bis 6n liegt im Ruhezustand auf einem Tragelement 7 auf. Eine
Hubeinrichtung 8 hebt die einzelnen und zuvor durch eine
Aktivierungseinrichtung 9 ausgewählten Aufnahmelemente 61 bis 6n vertikal
in Pfeilrichtung 10 an. Zudem ist bei diesem Ausführungsbeispiel
ein statisches Aufnahmelement 6S vorgesehen,
das auf derselben Ebene angeordnet ist wie die aktivierten Aufnahmeelemente 61 bis 6n .
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Die
Hubeinrichtung 8 verfügt über einen
Hebelmechanismus, der bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
mit einem Motor betrieben wird. Die Aktivierungseinrichtung 9 ist
bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
vorzugsweise elektrisch gesteuert.
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In 2 ist
zur Verdeutlichung des Mechanismus der Wägeeinrichtung 2 eine
vergrösserte Ausbildung
dargestellt. Sie umfasst die Aufnahmeeinheit 6 mit den
entsprechenden Aufnahmeelementen 6n sowie
einen Tragrahmen 9, auf dem die Aufnahmeelemente 61 bis 6n in
ihrer nicht aktivierten Phase, wie in dieser Fig, dargestellt aufliegen.
Durch die in 3 beschriebenen Sensoren 121 bis 12n erfolgt
eine Impulsabgabe an eine entsprechende Schaltanordnung, die wiederum
bei dem hier magnetisch gelösten
Aktivierungseinrichtung einen Schieber 15 in Richtung der
Pfeile 16 schiebt und so eine Lücke zwischen dem Aufgnahemelement 6 und
dem Hebelmechanismus 17 schliesst, der wiederum mit einer
Waage 18 gekoppelt ist. In einem aktivierten Zustand liegen
somit der Hebelmechanismus 17 und die Aufnahmeelemente 6 auf
der Waage 18 auf.
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Das
zu wiegende Gut 14 wird in Pfeilrichtung 11, wie
in 3 dargestellt, auf der Förderbandeinrichung 2 transportiert.
In einem Messbereich B werden durch an den jeweiligen Aufnahmeelementen 61 bis 6n angeordneten
Sensoren 121 bis 12n entsprechende Schaltelemente 13 geschlossen,
so das die entsprechenden Aufnaheeelemente 61 bis 6n aktiviert werden und auf die hier
nicht näher
dargestellte Wägeeinrichtung
einwirken. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel löst das Gut 14 die
Sensoren 121 bis 124 aus, so dass die Aufnahmeelemente 61 bis 64 aktiviert
werden. Dadurch wirken nun ausschliesslich die Aufnahmeelemente 61 bis 64 sowie das
statische Aufnahmeelement 6S auf
die Wägeeinrichtung 2 und
das Gut 14 kann während
des Transport bis zum Verlassen des statischen Aufnahmeelements 6S , angezeigt durch Auslösung des
Sensors 12E gemessen werden. Durch
Auslösen
dieses Sensors 12E wird die Schaltanordnung 13 in
ihren ursprünglichen
Zustand versetzt und ist bereit für die Messung des wieteren
zu messenden Guts 14'.
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In 4 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Gestaltung der Aufnahmeelemente 6 dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
ist auf die übrige
Darstellung der Wägeeinrichtung 2 verzichtet worden.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
weist die Aufnahmeeinrichtung 6 mehrere hintereinanderangeordnete
Aufnahmeelemente 61 bis 6n auf. Diese sind vorzugsweise rechteckig
ausgebildet und erstrecken sich quer zur Richtung des Transports
(Pfeil 11).
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Eine
Alternative hierzu ist in 5 dargestellt.
Hier sind die einzelnen in 5 dargestellten Aufnahmeelemente 61 bis 6n nochmals
in ihrer Längserstreckung
unterteilt, so dass sich eine entsprechende Matrix aus Aufnahmelementen
ergibt.
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Die
einzelnen Aufnahmeelemente 61 bis 6n sind in Pfeilrichtung 10 bei
den hier dargestellten Ausführungsbeispielen
aktivierbar.