DE19859795A1 - Wägebrücke für Bandwaagen und Dosierbandwaagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wägebrücke für Förderband- und Dosierbandwaagen, dessen Wägebrücke aus mindestens einer Meßrollenstation (3, 29, 30) besteht. Dabei stützt sich die Meßrollenstation (3) bzw. die Meßrollenstationen (29, 30) über schwimmende Lagerungen auf den Wägezellen (14, 19) oder auf dem Bandgerüst (15) ab.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wägebrücke für Bandwaagen und Do­ sierbandwaagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wägebrücken für Bandwaagen und Dosierbandwaagen bestehen aus einer oder mehreren Tragrollenstationen, über die ein Förder­ band mit den zu wägendenden Schüttgütern läuft und die die Bandbelastung ermitteln. Aus der ermittelten Bandbelastung und der Fördergeschwindigkeit ist dann die Förderstärke als auch die Fördermenge errechenbar. Bei Dosierbandwaagen wird eine gewünschte Förderstärke vorgegeben, wobei dann aus der ermit­ telten Bandbelastung die erforderliche Bandgeschwindigkeit einregelbar ist.

Derartige Wägebrücken für Förderbandwaagen und Dosierbandwaagen sind aus dem Firmenprospekt der Fa. Carl Schenck AG, F9137 "Serien-Förderbandwaagen", 64293 Darmstadt, Ausgabe Mai 1989 vorbekannt. Dort ist eine Wägebrücke in Einrollenausführung dargestellt und beschrieben, bei der die Meßrolle in der Mitte auf einer Wägezellenbaueinheit befestigt ist. Die Wägezellen­ baueinheit ist ihrerseits in Förderrichtung mit zwei Quertra­ versen versehen, deren Enden mit den Längsträgern des Bandgerü­ stes fest verbunden sind. In der Regel werden diese Quertra­ versen mit den Längsträgern verschraubt oder an diese an­ geschweißt. Bei einer derartigen Einrollenmeßstation ist es für die Meßgenauigkeit wichtig, daß der Schwerpunkt des Schüttgut­ stromes in der Mitte der Meßstation verläuft, da hier die Krafteinleitung in die darunterliegende Wägezelle erfolgt. Bei außermittigem Bandlauf oder ungleichmäßiger Bandbeladung in Querrichtung kommt es zu Meßungenauigkeiten, da der Massen­ schwerpunkt aus der Bandmitte verlagert wird.

Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit sind aus dem Schenck-Firmen­ prospekt F9137 auch Mehrrollenwägebrücken bekannt, nach dem die Meßstrecke in Förderrichtung vervielfacht werden kann, wodurch sich der Einfluß von kurzzeitigen ungleichmäßigem Schüttgut­ strom oder Bandlaufverlagerungen verringert. Bei einer derarti­ gen Mehrrollenmeßstation ist allerdings eine aufwendige Rahmen­ konstruktion erforderlich, durch die die Krafteinleitung in die mittig angeordnete Wägezelle erfolgt. Weiterhin kommt es ins­ besondere bei längeren Wägebrücken aufgrund der festen Verbin­ dung mit dem Bandgerüst zu Verspannungen in der Rahmenkonstruk­ tion der Wägebrücke, die auf die Wägezellen einwirken und das Meßergebnis verfälschen.

Es ist allerdings bekannt, den Einfluß der Rahmenkonstruktion von Wägebrücken durch modulartige Wägezellenvorrichtungen zu verringern, die unmittelbar an jedem Abstützpunkt der Meßrol­ lentraverse und dem Bandgerüst angeordnet werden. So ist aus der EP 0 452 958 A2 eine Wägebrücke bekannt, bei der die Meß­ rollenstation mit den Enden der Traverse auf zwei Wägezellen­ vorrichtungen geschraubt ist, die wiederum mit einer Schraub­ verbindung am Bandgerüst befestigt sind. Da es sowohl bei der Montage als auch durch die Bewegungen beim Bandbetrieb zu Ver­ spannungen zwischen dem Bandgerüst und den Quertraversen kommt, werden Kräfte in die Meßeinrichtung eingeleitet, die nicht von dem zu messenden Fördergut herrühren und so Meßwertverfälschun­ gen hervorrufen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wäge­ brücke für Bandwaagen und Dosierbandwäagen zu schaffen, die meßwertverfälschende Kräfte von der Meßeinrichtung fernhält.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungs­ beispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß auch bei ungenauer Montage eine verspannungsfreie Lagerung der Wägebrücke gewährleistet ist. Weiterhin kann durch die Erfindung verhindert werden, daß die Erschütterung des Bandbetriebes zu Verspannungen in der Wägebrücke führt. Darüber hinaus kann eine derartig gelagerte Wägebrücke auf einfache Art und Weise nachträglich in ein lau­ fendes Förderband integriert werden, ohne daß dazu aufwendige Einstellarbeiten bezüglich der verspannungsfreien Anordnung der Wägebrücke notwendig sind. Desweiteren gewährleistet die schwimmende Lagerung eine verspannungsfreie Führung durch das Laufband, ohne dabei die horizontale Lage der Rollenstation zu verändern, so daß keine zusätzlichen gewichtsunabhängigen Kräf­ te auf die Wägezellen wirken können.

Weiterhin hat die Erfindung den Vorteil, daß durch die schwim­ mende Lagerung der Wägebrücke eine verspannungsfreie Führung des Bandlaufs erfolgen kann, ohne daß dadurch meßwertverfäl­ schende Kräfte auf die Wägeeinrichtung einwirken. Insbesondere kommt es weder bei sehr breiten als auch sehr langen Wägebrüc­ ken zu meßwertverfälschenden Spannungskräften, da diese auf­ grund der schwimmenden Lagerung keine Momente mehr erzeugen können.

Bei einer besonderen Ausführungsform wird die schwimmende Lage­ rung durch eine zwischen planen Flächen angeordnete Kugel er­ reicht, wobei vorteilhafterweise der Schwimmweg in alle Bewe­ gungsrichtungen nach Überschreiten des bestimmungsgemäßen Ar­ beitsweges selbsttätig begrenzt wird. Weiterhin eignet sich eine derartige schwimmende Lagerung einer Wägebrücke beim Einsatz von PW-Wägezellen, bei denen die Krafteinleitung in der hori­ zontalen Ebene in einem verhältnismäßig großen Bereich erfolgen kann, ohne daß sich dabei die Meßgenauigkeit nennenswert än­ dert. Hierdurch sind insbesondere große Schwimmbereiche mög­ lich, so daß keine besondere Genauigkeit bei der Montage not­ wendig ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsart wird die Schwimmlagerung durch zwei kreisrunde gegenüberliegende Metall­ platten erreicht, zwischen denen eine Kugel angeordnet ist und die mit einem elastischen Material umgeben sind, das diese in axialer Richtung zusammenhält. Hierdurch wird eine elastische Begrenzung des Schwimmweges erreicht, die weitgehend stoßfrei erfolgt und somit keine meßwertverfälschenden Kräfte erzeugt. Eine derartige Schwimmlagerung kann bereits als Serienteil mit Gewindeanschlüssen versehen auf einfache Art und Weise zwischen der Wägebrücke und dem Bandgerüst montiert werden. Darüber hinaus ist eine derartige Schwimmlagerung auch als Serienteil kostengünstig herstellbar und erfordert keinerlei Einstelltä­ tigkeit bei der Montage.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Schnitt einer schematisch dargestellten Förder­ band- oder Dosierbandwaage mit Blick in Förderrich­ tung auf eine schwimmend gelagerte Meßrollensta­ tion;

Fig. 2 die Seitenansicht einer schematisch dargestellten schwimmenden Lagerung mit einer Meßrolle;

Fig. 3 die Seitenansicht einer schwimmenden Lagerung mit PW-Wägezellen und

Fig. 4 die Draufsicht einer schematisch dargestellten Zweirollenwägebrücke.

Die Fig. 1 zeigt eine schematisch dargestellte Meßrollenstation einer Band- oder Dosierbandwaage, die auf Wägezellen 14 schwim­ mend gelagert ist. Die Meßrollenstation 3 besteht aus drei Laufrollen 2, auf denen sich ein Förderband 9 mit einem zu messenden Schüttgut 1 abstützt. Die drei Meßrollen 2 sind auf einer Quertraverse 4 angeordnet, die sich an den seitlichen Enden auf zwei Längsträger 10 abstützt. Dazu sind auf der unte­ ren Seite der Längsträger 10 zwei Lagerelemente 11 befestigt, denen ebenfalls zwei Krafteinleitungselemente 13 als zweite Lagerelemente gegenüberstehen. Diese Lagerelemente sind so ausgebildet, daß sie im Arbeitsbereich auf dem Durchmesser S planparallele Flächen bilden. Außerhalb dieses Bereiches sind ansteigende Flanken als Begrenzungselemente vorgesehen. Zwi­ schen den Lagerelementen 11 der Längsträger 10 und den Kraft­ einleitungselementen 13 ist jeweils eine Kugel 12 angeordnet, die im wesentlichen die schwimmende Lagerung bewirkt. Die Krafteinleitungselemente 13 sind jeweils auf einem Kraftmeß­ element in Form einer Wägezelle 14 befestigt. Die Wägezellen 14 stützen sich auf jeweils einer L-förmig ausgebildeten Halte­ schiene 6 ab, die an der Innenseite des Bandgerüstes 15 befe­ stigt sind.

Das Bandgerüst 15 besteht im wesentlichen aus zwei beabstande­ ten in Förderrichtung verlaufenden U-förmig ausgebildeten Trä­ gern 5, die vertikal über Stützelemente 7 auf einem stationären Untergrund befestigt sind. Die dargestellte Wägebrücke stellt eine Einrollenmeßstation 3 einer Bandwaage dar, über die das zu messende Schüttgut 1 mit konstanter Geschwindigkeit gefördert wird. Dabei wird die Bandbeladung durch die Wägezellen 14 er­ faßt, woraus mit bekannten Auswerteeinrichtungen sowohl die Förderstärke als auch die Fördermenge errechenbar sind. Die dargestellte Wägebrücke ist auch in einer Dosierbandwaage ein­ setzbar, bei der die Istförderstärke nach einer vorgegebenen Sollförderstärke regelbar ist.

Die schwimmende Lagerung der Wägebrücke erfolgt durch eine Ku­ gellagerung zwischen den Längsträgern 10 und den Wägezellen 14. Da der Schwimmweg der Lagerung begrenzt werden muß, sind die Kugeln 12 zwischen zwei sich gegenüberstehenden, mit ansteigen­ den Flanken versehenen Lager- 11 und Krafteinleitungselementen 13 angeordnet. Dabei sind die planparallelen mit ansteigenden Flanken versehenen Lagerflächen so gestaltet, daß ein notwendi­ ger Schwimmweg S gewährleistet ist, und die Meßrollenstation 3 nicht über die Ränder der Lagerelemente 11, 13 bewegt werden kann. Die Lager- 11 und Krafteinleitungselemente 13 sind in vertikaler Richtung zylinderförmig ausgebildet, so daß ein Schwimmen in alle horizontalen Richtungen ermöglicht wird. Es sind allerdings auch unterschiedliche Schwimmwege in Förder­ richtung oder quer zur Förderrichtung denkbar, hierzu könnten beispielsweise die Lagerelemente 11, 13 rinnenförmig gestaltet werden, wodurch die Schwimmrichtung und der Schwimmweg vorgeb­ bar wäre.

Die Ausbildung der mit ansteigenden Flanken versehenen Lagerung hat den Vorteil, daß eine selbstzentrierende Wirkung eintritt, so daß beim querkräftefreien Betrieb die Wägebrücke stets wie­ der in einen vorgegebenen Ausgangsbereich zurückkehrt. Einen derartigen Effekt kann man auch erreichen, wenn die beiden sich gegenüberstehenden Lagerelemente mit einer elastischen Verbin­ dung, wie z. B. Gummi umgeben werden. Durch ein derartiges elastisch verbundenes Lagerelement würde die Meßrollenstation nach einer Auslenkung auch wieder in die Ausgangsposition zu­ rückkehren. Dabei sind auch Lagerungen denkbar, die nur eine Drehung um die Lagerpunkte als Schwimmweg zulassen, wie bei­ spielsweise dann, wenn der Kugelradius gleich der kugeligen Aussparung der mit Flanken begrenzten Fläche entspricht.

Die sich gegenüberliegenden Lagerflächen können auch eben aus­ gebildet sein oder eine andere aneinander angepaßte Form besit­ zen, die in horizontaler und/oder vertikaler Richtung eine schwimmende Lagerung der Wägebrücke auf dem Bandgerüst gewähr­ leisten. Dazu können bei speziellen Ausbildungen von Lagerele­ menten auch Begrenzungselemente vorgesehen werden, die den Schwimmweg in eine oder mehrere Richtungen begrenzen. Eine der­ artige Begrenzung durch seitliche Anschläge oder durch elasti­ sche Verbindungen wäre z. B. erforderlich bei ebenen Lagerflä­ chen, die durch Gleitmittel oder eine Kugel schwimmend gelagert wären. Dabei muß die schwimmende Lagerung auch nicht zwischen den Längsträgern 10 und den Wägezellen 14 angeordnet werden, sondern kann auch zwischen den Wägezellen 14 und den Halte­ schienen 6 oder den Halteschienen 6 und dem Bandgerüst 15 er­ folgen.

Die Fig. 2 der Zeichnung stellt die Seitenansicht der schema­ tisch dargestellten Meßrollenstation 3 der Fig. 1 im Schnitt A-B dar. Dabei ist die Meßrollenstation 3 in der Mitte der beiden Längsträger 10 angeordnet, wobei sich jeder Längsträger 10 auf zwei Wägezellen 14 abstützt. In Förderrichtung 16 werden auf den Längsträgern 10 noch Begrenzungselemente angeordnet, die als Längsanschlag 18 ausgebildet sind und die den Schwimmweg in Förderrichtung begrenzen. Dabei ist am Träger 6 ein Halter 18 befestigt, gegenüber dem sich der Längsträger 10 mit einer Nase 19 und einer Kugeleinrichtung 17 abstützt, die als Längs­ anschlag wirken. Durch die Kugeleinrichtung 17 wird im wesentlichen eine Bewegung in Förderrichtung 16 verhindert, während geringe Bewegungen quer zur Förderrichtung 16 weitge­ hend reibungsfrei möglich bleiben.

Derartige Begrenzungselemente können auch durch eine Lenker­ anordnung oder durch Spannseile ausgeführt werden, die auch vor der Meßrollenstation angeordnet werden können und durch eine Zugbeanspruchung die Bewegung der Meßrollenstation in Förder­ richtung begrenzen.

In Fig. 3 der Zeichnung ist eine Einrollenausführung einer Wägebrücke dargestellt, die in Seitenansicht die Meßrollensta­ tion 3 auf PW-Wägezellen 39 zeigt, die auf gummiummantelten Lagerelementen schwimmend gelagert ist. Die aus den Laufrollen 2 und der Quertraverse 4 bestehende Rollenstation 3 ist durch eine Schraubverbindung mit den Längsträgern 10 verbunden, die sich jeweils auf zwei Lagerelementen abstützen und als Schwimm­ lager 25 ausgebildet sind. Das Schwimmlager 25 ist vertikal angeordnet und besteht im wesentlichen aus zwei zylinderartigen Metallteilen 20, 22, zwischen denen eine Kugel 21 angeordnet ist. Die beiden zylinderförmigen Metallteile 20, 22 sind verti­ kal gegenüberliegend angeordnet und nach außen hin mit zwei Gewindebolzen 26, 27 versehen. Die ganze Schwimmlageranordnung 25 ist mit einem elastischen Werkstoff 23 umgeben, der die Schwimmlageranordnung 25 zusammenhält. Bei dem elastischen Werkstoff 23 wird man vorzugsweise ein gummiartiges Material verwenden, in die die metallenen Lagerflächen 20, 22 als auch die Kugel 21 eingebettet sind. Das Schwimmlager 25 ist dabei so ausgebildet, daß es lediglich in seiner vertikalen Abstützrich­ tung starr und in allen anderen Richtungen elastisch ist. Durch die Einbettung in das elastische Material 23 ist das Schwimm­ lager 25 als Baueinheit ausführbar, das auf einfache Weise montiert werden kann. Weiterhin wird durch die elastische Um­ hüllung 23 des Schwimmlagers 25 eine spannungsfreie Fixierung der Rollenstation 3 auf den Wägezellen 39 erreicht. Um den Schwimmweg der Rollenstation 3 in Förderrichtung 16 zu begren­ zen, ist ebenfalls ein Schwimmlager 25' in Höhe der Längsträger 10 vorgesehen. Dabei ist das Schwimmlager 25' als Begrenzungs­ element einerseits an einem Geräteflansch 28 und andererseits an den Längsträgern 10 befestigt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Wägezelle eine bekannte PW-Wägezelle 39 verwendet. Derartige Wägezellen sind aus dem Firmenprospekt der Firma Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH "Plattformwägezellen PW", Datenblatt D21.29.0, Ausgabe Dezember 1988 vorbekannt. Hierbei handelt es sich um einen Wägebalken, der horizontal in Förderrichtung 16 angeordnet ist und an seinen Enden auf der einen Seite mit dem Schwimmlager 25 und auf der anderen Seite mit einer Halteschie­ ne 6 verschraubt ist. Derartige PW-Wägezellen 39 besitzen den Vorteil, daß die zu messende Kraft nicht in einem bestimmten Krafteinleitungspunkt eingeleitet werden muß, sondern auf einer verhältnismäßig großen horizontalen Fläche einleitbar ist, ohne daß dadurch die Meßgenauigkeit leidet. Hierdurch wird eine exakte Messung gewährleistet, auch wenn sich die krafteinlei­ tende Kugel 21 sowohl in Förderrichtung als auch quer zur För­ derrichtung erheblich verschieben sollte. Die PW-Wägezelle 39 ist mit nicht dargestellten Dehnungsmeßstreifen versehen, die ein der einleitenden Kraft entsprechendes Signal erzeugen, aus der die Förderstärke als auch die Fördermenge des zu messenden Schüttgut es errechenbar ist. Die PW-Wägezelle 39 ist kraftauf­ nahmeseitig an einer Erhöhung der Halteschiene 6 angeschraubt, wobei die Halteschiene 6 an der Innenseite des Trägers 5 befe­ stigt ist.

In Fig. 4 der Zeichnung ist eine Wägebrücke in Draufsicht sche­ matisch dargestellt, die aus zwei Meßrollenstationen 29, 30 besteht. Dabei sind in Förderrichtung 16 die beiden parallel zueinander verlaufenden Träger 5 des Bandgerüstes 15 aus­ schnittsweise dargestellt. An deren Innenflächen sind die bei­ den Halteschienen 6 befestigt, an die beispielsweise die PW-Wägezellen 19 kraftaufnahmeseitig angebracht sind. Kraftein­ leitungsseitig sind die PW-Wägezellen 19 beispielsweise mit vier Schwimmlagern 25 verbunden, auf die sich zwei Längsträger 10 abstützen, die die beiden Meßrollenstationen 29, 30 tragen. Zwischen den Halteschienen 6 und den Längsträgern 10 sind in Förderrichtung 16 horizontal zwei Begrenzungselemente 31 in Form von Schwimmlagern 25' angebracht, die den Schwimmweg in Förderrichtung 16 begrenzen. Auf derartige Längsträger 10 kön­ nen auch mehr als zwei Meßrollenstationen 29, 30 angeordnet werden, durch die die Meßgenauigkeit verbesserbar ist. Die Meßsignale werden dann von einer Auswerteeinrichtung so mitein­ ander verknüpft, daß die Bandbelastung auf einer längeren För­ derstrecke erfaßt wird.

Durch die vorstehend beschriebene Erfindung sind auch andere Ausführungsalternativen mit berücksichtigt, bei der Schwimm­ lagerelemente eingesetzt werden, durch die eine Schwimmlagerung auf gleichbleibendem horizontalem Niveau erfolgt.

Claims (11)

1. Wägebrücke für Bandwaagen und Dosierbandwaagen bei der mindestens eine Meßrollenstation (3, 29, 30) auf einer oder mehreren Kraftmeßelementen (14, 19) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrollenstation (3) bzw. die Meß­ rollenstationen (29, 30) schwimmend gelagert sind.

2. Wägebrücke nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wägebrücke aus einer Meßrollenstation (3) besteht, bei der zwischen den Quertraversen (4) oder den Längsträ­ gern (5) und den Kraftmeßelementen (14, 19) oder zwischen den Halteschienen (6) und den Kraftmeßelementen (14, 19) schwimmende Lagerungen (25, 12) vorgesehen sind.

3. Wägebrücke nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wägebrücke aus zwei und mehr Meßrollen­ stationen (29, 30) besteht, die auf Längsträgern (10) befe­ stigt sind, wobei zwischen den Längsträgern (10) und den Kraftmeßelementen (14, 19) oder den Kraftmeßelementen (14, 19) und den Halteschienen (6) schwimmende Lagerelemente (25, 12) vorgesehen sind.

4. Wägebrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schwimmenden Lagerelemente (25, 12) so ausgebildet sind, daß nur in Krafteinleitungsrichtung der Kraftmeßelemente (14, 19) eine starre Kraftkopplung be­ steht.

5. Wägebrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die schwimmenden Lagerelemente (25) als Kugellager ausgebildet sind, wobei das Kugellager aus min­ destens einer Kugel (12, 21) besteht und wobei mindestens eine radiale Bewegung um einen Drehpunkt möglich ist.

6. Wägebrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugellager so ausgebildet ist, daß es neben einer Drehbewegung um den Auflagerpunkt auch hori­ zontale Verschiebungen in Förderrichtung (16) oder quer zur Förderrichtung oder nach allen Richtungen zuläßt.

7. Wägebrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß Begrenzungselemente (18, 25', 28, 31) vorgesehen sind, die den Schwimmweg in Förderrichtung 16 begrenzen.

8. Wägebrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Kugellager aus zwei sich gegenüber angeordneten Lagerelementen (11, 13, 20, 22) besteht, zwi­ schen denen ein kugelförmiges Metallteil (12, 21) angeord­ net ist.

9. Wägebrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die sich gegenüberliegenden Lagerele­ mente (11, 13) eines Kugellagers als planparallele Flächen ausgebildet sind, und daß diese Flächen mit ansteigenden Flanken umgeben sind.

10. Wägebrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugellager als Baueinheit (25) ausgebildet ist, die aus zwei sich gegenüberliegenden zy­ linderförmigen Metallplatten (20, 22) besteht, zwischen denen eine Kugel (21) angeordnet ist und bei dem die gegen­ überliegenden Metallplatten durch eine äußere Umhüllung (23) mit einem elastischen Material verbunden sind.

11. Wägebrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Wägezelle (14) eine PW-Wägezelle (39) vorgesehen ist, die zur Krafteinleitung oder zur Kraftaufnahme mit einer schwimmenden Lagervorrichtung (25) verbunden ist.