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Förderbandwaage Die Erfindung betrifft eine Förderbandwaage mit einem
über Rollen das Förderband und dessen Last aufnehmenden, schwenkbar gelagerten Lasthebel
sowie einem an diesem angelenkten Auswägehebel, welcher eine Wägezelle mit vernachlässigbarer
Auslenkung beaufschlagt.
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Bei einer bekannten Förderbandwaage erstreckt sich der Lasthebel
von einem Gelenkpunkt in der Horizontalen bis über die Kraftangriffsstelle hinaus,
wobei der an dem gleichen Gelenkpunkt gelagerte Auswägehebel, welcher mit der Wägezelle
verbunden ist, an einem Punkt des Lasthebels angreift, welcher noch weiter als die
Kraftangriffsstelle von dem Gelenkpunkt entfernt ist. Diese praktisch weglos und
ohne Dämpfungseinrichtung arbeitende Vorrichtung hat den Nachteil, daß jede, auch
jede geringe auf den Lasthebel einwirkende Kraft unmittelbar auf die Wägezelle übertragen
wird. Im praktischen Betrieb wirken jedoch aus vielerlei Ursachen entstehende Kräfte
auf den Lasthebel ein, die zusätzlich zu den von der zu messenden Last herrührenden
Kräften entstehen. Diese zusätzlichen Kräfte sind betriebsbedingt und können z.
B. auf die Stöße zurückzuführen sein, welche beim Überlauf der Stoßstellen des Transportbandes
über die Abfühlstelle des Lasthebels entstehen oder welche auf Erschütterungen aus
der Umgebung der Abfühlstelle zurückzuführen sind. Bei dieser bekannten Vorrichtung
werden somit ebenso wie bei einer anderen ebenfalls weglos arbeitenden Förderbandwaage
alle diese zusätzlichen Kräfte, die sich in der Praxis in keinem Fall vermeiden
lassen, auf die Wägezelle übertragen, wodurch ein beträchtlicher Unsicherheitsfaktor
beim Ablesen auf Grund der durch die Übertragung der zusätzlichen Kräfte bedingten
Schwankung der Anzeige hervorgerufen wird.
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Es ist bei Förderbandwaagen weiterhin bereits bekannt, eine Dämpfungsvorrichtung
an dem Lasthebel anzuordnen. Bei einer anderen bekannten Förderbandwaage greift
die Dämpfungsvorrichtung am Auswägehebel an, so daß auf den Lasthebel einwirkende
Kräfte bis zu einem gewissen Umfang zur Wägezelle weitergeleitet werden.
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Der Nachteil der bekannten Waagen liegt somit darin, daß auf der
Ablesevorrichtung nicht nur die tatsächlichen gewünschten, lediglich das Gewicht
der zu messenden Lasten anzeigenden Werte erscheinen, durch die die Ablesung auf
der Ablesevorrichtung gestört bzw. verfälscht wird.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der
bekannten Anordnungen auszuschalten, wobei es insbesondere darum geht, Störkräfte
so aufzunehmen bzw. abzufangen, daß diese nicht auf die Wägezelle zur Einwirkung
gelangen können. Unabhängig davon besteht eine weitere der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe darin, in Verbindung mit einer nur sehr kleine Betätigungswege zulassenden
Wägezelle eine übliche Dämpfungsvorrichtung zu verwenden, die gegenüber der Wägezelle
mehrfach größere Betätigungswege benötigt, wenn sie wirksam arbeiten soll. Derartige
Wegunterschiede lassen sich allein durch entsprechende Hebelübersetzungen kaum oder
zumindest nur mit einem unerwünscht großen Aufwand erzielen, so daß bisher für diese
Aufgabe keine Lösungswege bekanntgeworden sind.
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Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird bei einer
Förderbandwaage der oben bezeichneten Gattung demnach so vorgegangen, daß erfindungsgemäß
der Auswägehebel elastisch ist, derart, daß dessen mit dem Lasthebel, welcher in
an sich bekannter Weise mit einer ortsfest angeordneten Dämpfungsvorrichtung verbunden
ist, verbundenes Ende eine größere lastabhängige Auslenkung infolge der Verbiegung
erfährt als das auf die Wägezelle sich abstützende Ende.
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Die Wirkung einer derartigen Anordnung besteht dann darin, daß durch
den elastischen Auswägehebel die von der Dämpfungsvorrichtung am Lasthebel noch
durchgelassenen Störschwingungen aufgefangen
werden, wobei außerdem
noch durch die Ausbildung des Auswägehebels als elastischer Hebel, welcher sich
auf einer praktisch weglos arbeitenden Wägezelle abstützt, der Lasthebel eine so
große Auslenkung erfahren kann, daß damit die Dämpfungsvorrichtung überhaupt ausgelenkt
und somit wirksam wird. Indem der Auswägehebel biegungselastisch ausgebildet ist,
ist die Möglichkeit geschaffen, auf den Lasthebel einwirkende Störkräfte bis zu
einem vorbestimmten Maß vor der Weiterleitung auf die Wägezelle zu vernichten. Somit
erscheinen auf der Ablesevorrichtung nur die tatsächlich gewünschten, lediglich
das Gewicht der zu messenden Lasten anzeigenden Werte, während die bisher die Ablesung
störenden Werte von zusätzlichen I(rafteinwirkungen auf der Ablesevorrichtung nicht
mehr erscheinen.
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Unter einem elastischen Auswägehebel ist dabei ein solcher Hebel
zu verstehen, der in einer gegebenen Waage, die einen vorgegebenen Lastbereich mißt,
so weit elastisch biegsam ist, daß er an seinem Kraftende ein Mindestmaß an Bewegung
der Dämpfungsvorrichtung erlaubt, jedoch gleichwohl bei dieser Bewegung praktisch
keine Bewegung des Auswägehebels an der Wägezelle entsteht. Das Maß dieser Elastizität
bzw. Biegsamkeit bestimmt sich daher nach den zu wägenden Lasten, ferner nach der
für die Dämpfungsvorrichtung zum Erreichen einer maximalen Dämpfungswirkung erwünschten
Be wegung und daraus, daß an der Wägezelle praktisch keine Bewegung des Auswägehebels
erforderlich ist.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung stützt
der Auswägehebel, über ein elastisches Band (lastseitiges Lager) mit dem in einem
Lager gelagerten, durch ein Gegengewicht ausbalancierten Lasthebel verbunden, sich
auf einem längs eines ortsfesten Balkens verschiebbaren Schneidenlager ab. Im Falle
schwerer Lasten befindet sich das voreinstellbare Schneidenlager nahe dem Lastende
des Auswägehebels, während es für leichtere Lasten zu dem Kraftende des Auswägehebels
hin bewegt wird. Auf diese Weise kann die lotrechte Bewegung des Lastendes des Auswägehebels
in bis zu einem Höchstwert reichenden Grenzen gehalten werden, wodurch eine konstante
Dämpfungswirkung durch die Dämpfungsvorrichtung erhalten wird. Die Bewegung der
Kraftenden des Auswägehebels liegt in der Größenordnung von 2,5 Tausendstel eines
Zentimeters und bestimmt sich nach den Charakteristiken der verwendeten Wägezelle.
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Die durch die Verwendung eines verschiebbaren Schneidenlagers erzielte
Wirkung kann auch dadurch erreicht werden, daß entweder die Lage des Lastangriffspunktes
an dem federnden Auswägehebel verändert wird, oder dadurch, daß die Lage der Wägezelle
in bezug auf den Kraftarm des Auswägehebels eingestellt wird. Mit anderen Worten,
die Länge des Kraftarmes und/oder des Lastarmes können in beliebiger Weise und mit
beliebigen Mitteln geändert werden.
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Entsprechend einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Lasthebel
länger als der Abstand zwischen dem Angriffspunkt des Auswägehebels am Lasthebel
und dem Schneidenlager des Auswägehebels.
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Das Lager des Lasthebels, in an sich bekannter Weise als Federgelenk
ausgebildet, ist vorzugsweise in der Ebene des unbelasteten Auswägehebels an-
geordnet.
Dadurch wird vermieden, daß eine seitliche Bewegung des Auswägehebels bei seiner
Auslenkung oder Abbiegung auftritt, die die relativen Längen der Hebelarme ändern
und infolgedessen keine der Last genau proportionale Anzeige der Wägezelle ergeben
würde.
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Entsprechend einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist das lastseitige
Lager des Auswägehebels mit dem Lasthebel an einem Punkt verbunden, welcher zwischen
dem Lager des Lasthebels und der das Förderband aufnehmenden Rolle desselben liegt.
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Die so ausgebildete Förderbandwaage ist z. B. in einer Zuführvorrichtung
für Feststoffe verwendbar, um die Feststoffmenge zu regeln, die über eine Speisevorrichtung
dem Förderband zugeführt wird.
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Bei einer solchen Zuführvorrichtung wird die Waage zweckmäßig in Verbindung
mit einer von drei Regelgrößen abhängigen Regel- oder Steuervorrichtung, einer Druckluftstation
und einem Kraftzylinder verwendet. Der Ausgang der Wägezelle, in diesem Falle eine
pneumatische Wägezelle, wird durch eine Leitung mit der Regelvorrichtung verbunden,
die bei Vorliegen der gewünschten Regelgröße ein Signal von einem Fernanzeigegerät
für die Luftzuführung her empfängt. Der Ausgang der Regel- und Steuervorrichtung
steht mit einem Kraftzylinder in Antriebsverbindung, der wiederum das Regelglied,
z. B. ein Ventil oder Speisevorrichtung, betätigt. Dieses Regelglied regelt dann
die Zufuhr der auf das Förderband strömenden Feststoffe.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es stellt dar F i g. 1 eine Seitenansicht einer Förderbandwaage,
Fig.2 eine Stirnansicht dieser Förderbandwaage von der linken Seite, jedoch mit
einer anderen Rollenanordnung als in Fig. 1, Fig.3 (in größerem Maßstabe) eine Draufsicht
auf den Teil der Waage, der den elastischen Auswägehebel und seine Gelenkverbindung
mit dem schwenkbaren Lasthebel enthält, wobei auch die Verbindung dieses Lasthebels
mit dem ortsfesten Traggestell dargestellt ist, während die zum Verständnis dieser
Teile überflüssigen Teile der Waage weggebrochen sind.
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Gemäß den Zeichnungen ist die Förderbandwaage auf einem Traggestell
gelagert, das aus T-Trägern 1 und 2, Verbindungsstangen 3, die die T-Träger 1 und
2 verbinden, sowie einem Ständer 4 besteht. An dem T-Träger 1 sind lotrechte Stützen
5 und 6 festgeschweißt, die einen waagerechten Balken 7 tragen, an dem ein bewegliches
Schneidenlager 8 einstellbar gelagert ist. Das Schneidenlager 8 ist in seiner Lage
an dem Balken 7 mittels eines Bolzens 9 festgeklemmt, der gegen die eine Seite einer
V-förmigen Nut des Balkens 7 angedrückt ist. Ein Lasthebel 10 ist an den beiden
Seiten des Ständers 4 mittels je eines Kreuzbandgelenkes 11 angelenkt. Der Lasthebel
10 trägt ein Muldenband oder ein flaches Band abstützende Rollen 12, die auf einer
Traverse 13 des Lasthebels 10 gelagert sind.
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Die in F i g. 1 dargestellte Rolle 12 liegt zwischen einer in vorgegebenem
Abstand vorausgehenden Rolle und einer in vorgegebenem Abstand folgenden Rolle,
die beide nicht mit dem Lasthebel 10 verbunden, sondern ortsfest am Traggestell
1 bis 4 gelagert sind. Die mit dem Lasthebel 10 verbundene, auf- und abbewegliche
Rolle 12 (Fig. 1) nimmt daher
die zwischen der vorausgehenden und
der nachfolgenden Rolle auf dem Förderband ruhende Last auf, d. h. die auf einer
gegebenen Länge des Förderbandes ruhende Last, und überträgt eine dieser Last entsprechende
Kraft auf den Lasthebel 10. Das gleiche gilt im Falle eines Muldenbandes nach F
i g. 2 für drei nebeneinanderliegende Rollen 12, die mit dem Lasthebel 10 verbunden
sind und zwischen je einem nicht mit diesem Rahmen verbundenen vorausgehenden bzw.
nachfolgenden Rollensatz liegen, wobei letzterer seine Höhenlage bei verändertem
Gewicht beibehält.
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Ein federnder bzw. etwas elastischer Auswägehebel 14 ist mittels
eines waagerecht verlaufenden Gelenkbandes 15, welches als elastisches Band ausgebildet
ist, an einem Ansatzl6 des Lasthebels 10 angelenkt. Das Gelenkband 15 ist in F i
g. 1 als verdickte Linie gezeichnet. Sein in F i g. 1 links liegendes Ende ist gegen
eine Platte 16 a angepreßt, die fest mit dem Ansatz 16 verbunden ist und von diesem
in einer waagerechten Ebene vorragt. Die Anpressung erfolgt mittels einer Platte
15 a, die gegen das Gelenkband 15 mittels Bolzen 15 c angepreßt ist, die durch die
Platte 15 a und das Gelenkband hindurchgehend in die Platte 16 a eingeschraubt sind
(F i g. 3). Das andere Ende des Gelenkbandes 15 ist gegen das darunterliegende Ende
des Auswägehebels 14 mittels einer Platte 15 b angepreßt. Hierzu dienen Bolzen 15
d, die durch die Platte 15 b und das elastische Band hindurch in den Auswägehebel
14 eingeschraubt sind. Das dieser Gelenkstelle gegenüberliegende Ende des Auswägehebelsl4
ist mit einem Anschlag 14 a versehen, der mit dem unteren Ende einer Stange 18 zusammenarbeitet.
Diese beaufschlagt die Wägezelle 17.
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Der elastische Auswägehebel 14 schwenkt um das voreinstellbare Schneidenlager
8 und wirkt über die Stange 18 auf die Wägezelle 17 ein. Das Gelenkband 15, das
Schneidenlager 8 und das waagerechte Band des Kreuzbandgelenkes 11 liegen in derselben
waagerechten Ebene. Gemäß den Fig.1 und 3 besteht das Kreuzbandgelenk 11 aus einem
lotrecht verlaufenden Gelenkband 24 und einem waagerecht verlaufenden Gelenkband
25. Beide Gelenkbänder sind in diesen Figuren nur als verdickte Linien dargestellt.
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Das obere Ende des lotrecht verlaufenden Gelenkbandes 24 ist gegen
die benachbarte Stirnseite eines Ansatzes 27 angepreßt, der ein Stück mit dem Ständer
4 bildet. Die Anpressung erfolgt mittels einer Anpreßplatte 32 und Bolzen 26, die
durch diese Platte und das Gelenkband hindurchgehend in den Ansatz 27 eingeschraubt
sind. Das untere Ende des Gelenkbandes 24 liegt gegen den lotrechten Schenkel eines
Winkelstückes 29 an, das mit dem Lasthebel 10 verschweißt ist.
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Die Anpressung des Gelenkbandes an diesen lotrechten Winkelschenkel
erfolgt mittels einer Platte 33 und Bolzen 28, die durch diese Platte und das Gelenkband
hindurchgehen und in den Winkelschenkel eingeschraubt sind.
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Das eine Ende des waagerechten Gelenkbandes 25 liegt an die Unterseite
des Ansatzes 27 an und wird gegen diesen mittels einer Platte 34 und Bolzen 30 angedrückt,
die durch diese Platte und das Gelenkband hindurchgehen und in die Unterseite des
Ansatzes 27 eingeschraubt sind.
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Das andere Ende des Gelenkbandes 25 liegt gegen den waagerechten
Schenkel des Winkelstückes 29
von oben an und wird gegen diesen mittels einer Platte
35 und Bolzen 31 angedrückt, die durch diese Platte und das Gelenkband hindurchgehen
und in den waagerechten Winkelschenkel eingeschraubt sind.
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Eine Dämpfungsvorrichtung 19 ist an dem T-Träger 1 befestigt. Die
Kolbenstange 21 ist bei 22 mit dem Lasthebel 10 verbunden. Die von der Dämpfungsvorrichtung
bewirkte Dämpfung ist voreinstellbar, da der Kolben mit Löchern, Bohrungen oder
Ausnehmungen für den Durchtritt des Dämpfungsmittels versehen ist, deren Durchtrittsquerschnitt
so geändert werden kann, daß der vom Kolben gegen seine Bewegung geleistete Widerstand
variiert wird.
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Der Lasthebel ist mittels eines (nicht dargestellten) Gegengewichtes
im Gleichgewicht gehalten, das sich auf einem Arm 20 des Lasthebels 10 befindet.
Dieses Gegengewicht ist in seiner Lage einstellbar und/oder in seiner Größe veränderlich
wählbar.
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Beim Betrieb ist die Waage unter einem Förderband angeordnet, wobei
die nicht angetriebenen Rollen 12 gegen die Unterseite des Förderbandes anliegen.
Die Last auf dem Förderband wird auf die leerlaufenden Rollen 12 übertragen, und
infolgedessen schwenkt der Lasthebel 10 um das Bandgelenk 11, wobei diese Bewegung
von der Dämpfungsvorrichtung 19 gedämpft wird. Die Bewegung des Lasthebels 10 wirkt
über das elastische Band 15 so auf den elastischen Auswägehebel 14 ein, daß dieser
um das Schneidenlager 8 geschwenkt wird und dadurch die Wägezelle 17 betätigt.
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Vor der Inbetriebnahme wird die Förderbandwaage zunächst geeicht.
Dies geschieht, indem das Schneidenlager 8 am Balken 7 so eingestellt wird, daß
die Wägezelle für die vorgesehene Maximallast eine Maximalanzeige ergibt. Je höher
die Maximallast ist, die auf dem Band befördert werden soll, um so näher soll sich
das Schneidenlager 8 bei dem elastischen Band bzw. Gelenk 15 befinden, was wiederum
bedeutet, daß, wenn die Maximallast größer ist, gleichwohl die Verschiebung der
Rollen 12 die gleiche bleibt.
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Damit die Wägezelle den Anderungen in der Belastung genau folgt,
ist es wichtig, daß sich der Betrag der Verschiebung der Stange 18 innerhalb vier
Sekunden um nicht mehr als 0,0254 mm ändert, wenn das auf den Rollen 12 lastende
Gewicht plötzlich geändert wird. Es ist praktisch nicht ausführbar, für eine so
kleine Bewegung eine unmittelbare Dämpfung vorzusehen.
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Diese erforderliche Dämpfung plötzlicher Änderungen des auf die Rollen
12 drückenden Gewichtes wird nun dadurch erreicht, daß der elastische Auswägehebel
14 zwischen dem Teil der Waage, an dem sich die Rollen 12 auf- und abbewegen, und
dem Teil der Waage angeordnet ist, an dem die Stange 18 auf- und abbewegt wird.
Die Dämpfungsvorrichtung 19 kann für Anderungen im Bereich der vollen oder maximalen
auf die Rollen 12 wirkenden Last eine Bewegung bis zu 0,254 cm aufnehmen, so daß
eine wirksame Dämpfung leicht zu erreichen ist. Diese gedämpfte Bewegung wird dann
durch die Elastizität bzw. elastische Biegsamkeit des Auswägehebelsl4 in eine Kraft
umgewandelt, die auf die Stange 18 übertragen wird, ohne daß diese übermäßig stark
verschoben wird.
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Je größer die Maximallast ist, um so mehr biegt sich der Auswägehebell4
und um so mehr wirkt
sich die gegebene und gegebenenfalls nach Maßgabe
der Maximallast kleiner oder größer gewählte elastische Biegsamkeit des Auswägehebels
14 aus, der dadurch auf die Wägezelle 17 so einwirkt, daß die Größe der Verschiebung
des Stabes 18 dieser Biegsamkeit proportional verringert wird. Die so ausgebildete
Waage gewährleistet, daß durch Einstellung des Schneidenlagers 8 die lotrechte Bewegung
des Lasthebels 10 über einen weiten Bereich von Lasten auf dem Förderband konstant
gehalten wird. Diese Einstellung des Schneidenlagers ändert nicht nur um dieses
Lager auftretende Drehmomente, sondern ändert auch die Federcharakteristiken des
Auswägehebels 14 im proportionalen Verhältnis, d. h. seine Eigenschaft, vermöge
seiner elastischen Biegsamkeit als Feder zu wirken.
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Bei einer typischen Ausführungsform der Waage, die Lasten von etwa
2,72 bis etwa 27 kg wiegt, beträgt die Auslenkung oder elastische Abbiegung des
Auswägehebels 14 an seinem bei 15 gelegenen Ende konstant 0,254 cm, wenn der Auswägehebel
aus Federstahl einen Querschnitt von etwa 3,18 cm x 0,635 cm und eine Länge von
etwa 30,5 cm aufweist.
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Andere Abmessungen der Waage sind: Abstand von Gelenk 15 zum Dämpfungszylinder
etwa 38 cm, Kreuzbandgelenk 11 zu Rolle 12 48,5 cm und Kreuzhandgelenk zu Wägezelle
etwa 7,6 cm. Geringere Auslenkungen bzw. elastische Abbiegungen können dadurch erreicht
werden, daß die Dicke des elastischen Auswägehebels erhöht wird. Auswägehebel mit
Ausschlägen bzw. elastischen Abbiegungen bis zu etwa 0,051 cm können für besondere
Zwecke angewendet werden, wenn die Bewegung der leer laufenden Wiegerollen 12 relativ
zu den sonstigen leer laufenden Förderbandrollen herabgesetzt werden soll, um Fehler
zu vermeiden, die durch Änderungen in der Spannung des Bandes auftreten.