-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontrollierten Zuführung von Streugut, insbesondere zu einem Streukopf einer Streuanlage im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Zur Herstellung von Werkstoffplatten aus rieselfähigem Material, im Folgenden als Streugut bezeichnet, wird ein Gemisch aus Partikeln oder faserigen Stoffen und einem Bindemittel mittels eines Streukopfes zu einer Streugutmatte auf ein Form- oder Förderband gestreut, wobei die Streugutmatte anschließend einer gegebenenfalls nötigen Vorbehandlung und schließlich einer Verpressung zugeführt wird.
-
In der Regel werden dazu Streuanlagen verwendet, bei denen die Herstellung und Vorbehandlung, respektive die Beleimung, sowie die Qualitätskontrolle des Streuguts, die Zuführung von Streugut zu einem Streudosierbunker und schließlich der Austrag in einen Streukopf voll automatisiert erfolgen, wobei das Streugut vergleichsweise lange Strecken mittels Förderbändern, Kratzereinrichtungen und/oder Förderschnecken transportiert werden muss.
-
Während dieses Transportweges innerhalb der Streuanlage muss dabei stets gewährleistet sein, dass kein Qualitätsverlust des Streuguts, beispielsweise durch Partikelseparierung, auftritt.
-
Besonders die Zuführung des Streuguts zum Streukopf einer Streuanlage sollte dabei möglichst kontrolliert erfolgen, da sich schon vergleichsweise geringe Inhomogenitäten in der Streugutverteilung, längs und quer zur Materialflussrichtung, negativ auf die spätere Streugenauigkeit auswirken können.
-
Es ist gängige Praxis, zur kontrollierten, möglichst homogenen Zuführung des Streuguts zum Streukopf einer Streuanlage einen Streudosierbunker vorzusehen.
-
Der Streudosierbunker selbst wird dabei seinerseits über eine Vorrichtung mit Streugut befüllt, welche in aller Regel schmäler als der zu füllende Streudosierbunker ist. Somit ergibt sich die Notwendigkeit den Materialfluss gleichmäßig aufzuweiten.
-
Um dennoch die volle Breite des Streudosierbunkers möglichst homogen mit Streugut befüllen zu können, sind aus dem Stand der Technik Vorrichtungen zum Beschicken von Streugutbunkern mit beweglichen Abwurfeinrichtungen für das Streugut bekannt.
-
Aus der
DE 22 23 779 B2 ist zum Beispiel eine Anordnung zur Aufgabe von Spänen in einen langgestreckten Zwischenbunker im Zuge der Herstellung von Spanplatten und dergleichen bekannt, bei dem das Streugut mittels einer Förderschnecke zu einem Abwurfkopf transportiert wird, welcher sich entlang der Längsachse des Zwischenbunkers sowie quer zu derselben periodisch bewegen lässt.
-
Die
DE 31 42 871 A1 offenbart ebenfalls eine Anordnung zur Aufgabe von in einer Beleimstation mit einem thermisch aushärtenden Bindemittel gemischten Spänen in einen langgestreckten Spänebunker im Zuge der Herstellung von Spanplatten und dergleichen, bei der ein Abwurfkopf im Mantel einer unteren Förderschnecke ausgebildet und in Längsrichtung dieser Förderschnecke hin und her verschiebbar ist.
-
Und schließlich ist aus der
DE 34 04 965 A1 eine Vorrichtung zum Beschicken des Streugutbunkers einer Streumaschine im Zuge der Herstellung von Spanplatten, Faserplatten und dergleichen bekannt, bei der der Transport des Streuguts mittels eines Förderbands erfolgt und eine Abwurfnase mit Hilfe eines verschiebbaren Schlittens in Abwurfrichtung hin und her und außerdem quer dazu bewegbar ist.
-
Derartige Vorrichtungen ermöglichen zwar die Zuführung von Streugut über die gesamte Breite des Streudosierbunkers, insbesondere über die gesamte Breite eines darin in Bodennähe umlaufenden Förderbands. Die durch sie erzielte Befüllung des Streudosierbunkers kann allerdings in den Randbereichen des Förderbands Inhomogenitäten, insbesondere eine Abweichung des Füllstands der rechten von der linken Seite aufweisen. Gängige, als Schwenkband ausgebildete, Befüllvorrichtungen sehen zumeist festinstallierte Brems- und Stoppschalter an beiden Seiten einer durch die Befüllvorrichtung durchgeführten Schwenkbewegung vor. Beim Passieren des Bremsschalters wird ein Bremsvorgang eingeleitet, um die Befüllvorrichtung bis zum Erreichen des Stoppschalters zu stoppen und dann die Bewegungsrichtung umzukehren. Dieser Vorgang erfolgt im Stand der Technik stets mit einer einmal vorgegebenen, von der aktuellen Betriebslage unabhängigen Bremsrampe, wobei während des Brems- und Umkehrvorgangs das Bodenband des Streudosierbunkers mit unverminderter Geschwindigkeit weiter läuft. Dadurch ergeben sich nachteilig kurzzeitige Schüttdichteerhöhungen an den Rändern des Bodenbandes, respektive im Umkehrbereich
-
Die Geschwindigkeit der Schwenkbewegung der Befüllvorrichtung kann zudem bei derartigen Anlagen lediglich durch manuelles Umsetzen der Brems- und Stoppschalter an variierende Materialdurchsätze oder Benutzervorgaben, wie beispielsweise unterschiedliche Schüttprofile (gezielte Abweichungen in der Schütthöhe von linkem und rechtem Rand) oder eine Variation der Schüttbreite, angepasst werden, was zeitaufwendige Montagearbeiten an der Anlage und damit zwangsläufig eine Produktionsunterbrechung erfordert. Zum anderen muss die Geschwindigkeit der Schwenkbewegung bekannter Befüllvorrichtung bei einer auf Brems- und Stoppschalter rückgreifenden Bremsrampe auf eine maximale Schwenkgeschwindigkeit von gewöhnlich 400 mm/s begrenzt werden.
-
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur kontrollierten Zuführung von Streugut zu einem Streukopf einer Streuanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Anlage bereitzustellen, welche - insbesondere auch bei auf zu 650 mm/s gesteigerten Schwenkgeschwindigkeiten einer Befüllvorrichtung - eine planmäßige, d.h. auf die aktuelle Betriebslage und/oder auf Nutzerwünsche abgestimmte, Zuführung von Streugut in einen Streudosierbunker erlaubt. Die vorgenannte maximale Geschwindigkeit wird vorzugsweise bei acht Fuß Anlagen Verwendung finden. Diese ist aber nicht limitierend auszulegen, da entsprechend der Anfangsbreite des Streugutes (Materialzufuhr) und der Austragsbreite für das Streugut (Materialausgabe) die optimale Geschwindigkeit ausgewählt werden muss.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur kontrollierten Zuführung von Streugut, insbesondere zu einem Streukopf einer Streuanlage im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Die Erfindung geht gattungsbildend von einer Vorrichtung zur kontrollierten Zuführung von Streugut, insbesondere zu einem Streukopf einer Streuanlage im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten, bestehend aus einem Streudosierbunker und einer Befüllvorrichtung, welche dem Streudosierbunker Streugut über einen Materialzuführbereich zuführt,
- - wobei der Streudosierbunker
- - zumindest eine Austragseinheit zum Austragen von Streugut, bevorzugt an einen Streukopf,
- - einen Boden,
- - ein in Bodennähe endlos umlaufendes Bodenband zum planmäßigen Transport von im quer zur Laufrichtung des Bodenbandes angeordneten und sich über die Breite des Bodenbandes erstreckenden Materialzuführbereich zugeführten Streugut zur Austragseinheit,
- - und zur Steuerung von Transport, Eintrag und Austrag von Streugut eine Steuereinheit umfasst;
- - und wobei die Befüllvorrichtung
- - einen Füllkopf umfasst, welcher im Materialzuführbereich beweglich geführt ist,
- - und die Bewegung des Füllkopfes durch wenigstens einen Antrieb bewirkt ist.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontrollierten Zuführung von Streugut zu einem Streukopf einer Streuanlage, baut auf gattungsbildenden Vorrichtungen nun dadurch auf, dass der Antrieb ein System zur elektronischen Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Momentenregelung seiner Antriebswelle umfasst, das als Regelgrößen für die Bewegung des Füllkopfes durch den Antrieb Daten verwendet, die in der Steuereinheit zur Koordination einer planmäßigen SOLL- und einer IST-Befüllung des Streudosierbunkers, generiert werden.
-
Der erfindungsgemäße Antrieb für die Bewegung des Füllkopfes der Befüllvorrichtung ermöglicht vorteilhaft nicht nur eine kontrollierte, sondern aufgrund der elektronischen Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Momentenregelung seiner Antriebswelle darüber hinaus auch eine planmäßige, d.h. auf die aktuelle Betriebslage und/oder auf Nutzerwünsche abgestimmte, Zuführung von Streugut in einen Streudosierbunker, selbst bei gesteigerten Schwenkgeschwindigkeiten der Befüllvorrichtungen.
-
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann der Antrieb für die Bewegung des Füllkopfes einen Motor, einen Frequenzumrichter und einen Drehgeber umfassen. Die Verwendung von Frequenzumrichtern als Stellelemente für die Antriebsmotoren ermöglicht vorteilhaft variable Geschwindigkeiten der Bewegung des Füllkopfes der Befüllvorrichtung zwischen 0 und 650 mm/s. Diese variablen Geschwindigkeiten können je nach Notwendigkeit sogar noch größer ausfallen. Vorteilhafterweise dienen dabei die vom Drehgeber (verbreitet auch als Encoder bezeichnet) gemessenen IST-Zählwerte für den Drehwinkel der Antriebsachse oder dessen Änderung, welche von schnellen Zählerbaugruppen in der Steuereinheit verarbeitet werden, zur Erfassung der Winkellage der Antriebswelle und damit implizit zur Positionsbestimmung des Füllkopfes der Befüllvorrichtung innerhalb der Schwenkkurve.
-
Kumulativ dazu oder als, insbesondere hochwertigere, Alternative kann in einer weiteren Ausgestaltung, ein Antrieb für die Bewegung des Füllkopfes als ein Servomotor ausgebildet sein, welcher vorteilhaft eine exaktere Positionsbestimmung und - ansteuerung ermöglicht.
-
In einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausgestaltung können im Materialzuführbereich des Streudosierbunkers vorteilhaft wenigstens zwei Referenzschalter zur Kalibrierung und/oder Justierung der Position des Füllkopfs der Befüllvorrichtung angeordnet sein. Die Referenzschalter können insbesondere zur Referenzierung der Bewegung, also des Fahrweges des Füllkopfes der Befüllvorrichtung dienen. Sie werden erfindungsgemäß bevorzugt nur noch zur Kalibrierung zu Beginn bzw. zur Justierung nach Neustart als Referenzpunkte, insbesondere zur Referenzierung der Endpositionen der Bewegung des Füllkopfes, welche beispielsweise einer Schwenkkurve folgt, benötigt. Dazu können die Referenzschalter bevorzugt jeweils einmal angefahren und von der Steuereinheit als absolute Endpositionen gespeichert werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat sich bewährt, dass der Füllkopf der Befüllvorrichtung bei seiner Bewegung eine Schwenkkurve mit einem ersten und einem zweiten Umkehrpunkt durchläuft, und dass zwei Referenzschalter zu den Umkehrpunkten definiert beabstandet, bevorzugt symmetrisch zu einem, bezüglich der Umkehrpunkte berechneten Mittelpunkt der Schwenkkurve, angeordnet sind. Im laufenden Betrieb kann dann vorteilhaft, in Abhängigkeit dieser Referenzschalter, jeder beliebige Punkt als Umkehrpunkt des Füllkopfs der Befüllvorrichtung definiert werden. Soll beispielsweise eine Streubreite auf das Bodenband im Streudosierbunker variiert werden, ist dies nun ohne zeitaufwendige Montagearbeiten an der Hardware, insbesondere ohne manuelles Umsetzen der Referenzschalter, möglich.
-
Darüber hinaus hat sich in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung bewährt, dass im Materialzuführbereich des Streudosierbunkers ein mittlerer Referenzschalter am Mittelpunkt oder definiert beabstandet zum Mittelpunkt einer als Schwenkkurve durchlaufenen Bewegung des Füllkopfes angeordnet ist. Ein am Mittelpunkt oder definiert beabstandet zum Mittelpunkt einer Schwenkkurve angeordneter, mittlerer Referenzschalter, beispielsweise ein Induktionsschalter, kann vorteilhaft zum Nachjustieren des IST-Zählwertes des Drehgebers, verwendet werden. Wird nämlich zur beweglichen Lagerung des Füllkopfes der Befüllvorrichtung ein Rad, insbesondere ein Gummirad, verwendet, so kann sich der Zählwert des Drehgebers durch Schlupf am Fahrantrieb mit der Zeit verändern. In Kombination mit wenigstens einem Referenzschalter kann durch das Vorsehen eines mittleren Referenzschalters das Vorliegen einer Abweichung von IST-Zählwert zu SOLL-Zählwert bei jeder Durchfahrt der Schwenkkurve vorteilhaft kontrolliert und falls nötig rechnerisch korrigiert werden, wobei die Zählwertdifferenz zwischen der linken und rechten Endposition dann als 0 - 100 % des Fahrweges skaliert werden kann.
-
In einer weiteren erfindungsgemäß bevorzugten Ausgestaltung kann der Streudosierbunker wenigstens ein, bevorzugt zwei, Mittel zur Füllstandsmessung umfassen, welche unterhalb und bei zweien beidseitig des Bodenbandes, bezogen auf die Geschwindigkeit/Transportrichtung des Bodenbandes als rechter und linker Füllstandsmesser im Streudosierbunker, angeordnet sind. Die im Streudosierbunker, erfindungsgemäß bevorzugt beidseitig des Bodenbandes, angeordneten Mittel zur Füllstandmessung, ermöglichen eine Kontrolle der Homogenität einer Befüllung, also der Verteilung des Streuguts auf dem Bodenband.
-
Es hat sich des Weiteren bewährt, dass das Mittel zur Füllstandsmessung, beispielsweise als unterhalb des Bodenbandes angeordnete Waage zur Wägung des auf dem Bodenband befindlichen Streuguts ausgebildet ist. Alternativ oder kumulativ kann eine Füllstandsmessung mit elektromagnetischer Strahlung, bevorzugt über Laserstrahlung und entsprechendem optischen Sensor zur Detektion der elektromagnetischen Strahlung, ausgebildet sein.
-
Schließlich ist eine Ausgestaltung erfindungsgemäß bevorzugt, bei der die Steuereinheit des Weiteren Steuer- und/oder Regelungsdaten mit Mitteln zur Füllstandsmessung, mit Referenzschaltern, dem Antrieb der Befüllvorrichtung, dem Antrieb des Bodenbandes und/oder der Austragseinheit austauscht. Der Einbezug weiterer Steuer- und/oder Regeldaten verbessert die planmäßige Zuführung von Streugut. Insbesondere kann mit Hilfe der Steuereinheit bei Diskrepanzen zwischen der gewünschten und der mittels Füllstandsmessung detektierten Verteilung des Streuguts auf dem Bodenband, die Geschwindigkeit der Befüllvorrichtung weiter variiert werden, bis planmäßig gewünschte Verteilungen des Streuguts wieder erreicht sind. Beispielsweise kann in den Randzonen des Bodenbands fehlendes Streugut durch eine Verringerung der Geschwindigkeit der Schwenkbewegung des Füllkopfes der Befüllvorrichtung bei Annäherung an die Umkehrpunkte und gleichbleibender Geschwindigkeit des Bodenbandes ersetzt werden.
-
Gegenüber gattungsbildenden Betriebsverfahren zeichnet sich ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch aus, dass die Bewegung eines Füllkopfes der Befüllvorrichtung durch wenigstens einen, ein System zur elektronischen Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Momentenregelung seiner Antriebswelle umfassenden, Antrieb in Abhängigkeit eines Befüllungszustandes des Streudosierbunkers unter Verwendung von Regelgrößen, welche in einer Steuereinheit zur Koordination einer planmäßigen SOLL- und einer IST-Befüllung des Streudosierbunkers, generiert werden, geregelt wird.
-
In einem bevorzugten Verfahrensschritt fährt dabei der Füllkopf der Befüllvorrichtung erfindungsgemäß bevorzugt wenigstens zwei Referenzschalter in einem Materialzuführbereich des Streudosierbunkers an und speichert diese Positionen in einer Steuereinheit, welche sie für den laufenden Betrieb einer Schwenkbewegung als Referenzdaten verwendet. Dies ermöglicht vorteilhaft die kontrollierte Zuführung von Streugut in einen Streudosierbunker in Abhängigkeit von der aktuellen Betriebslage und unter Berücksichtigung etwaiger Nutzerwünsche bei laufendem Betrieb.
-
In einem weiteren bevorzugten Verfahrensschritt werden aus Referenzdaten in Kombination mit einer SOLL-Wert-Benutzereingabe und/oder IST-Messwerten eines Mittels zur Füllstandsmessung, SOLL-Zählwerte für Umkehrpunkte und/oder Beschleunigungs-, Geschwindigkeits- und/oder Bremsprofile der gewünschten Schwenkbewegung des Füllkopfs durch den Antrieb errechnet. Dies verbessert vorteilhaft die Regelung der Befüllvorrichtung in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Durchsatz und/oder vom Befüllungszustand des Streudosierbunkers. Dadurch wird die planmäßige Zuführung von Streugut bei einer höheren Schwenkgeschwindigkeit durch dynamische Berechnung des Einleitens der Richtungswechsels an den Umkehrpunkten sowie die Variation und/oder Korrektur der Schwenkbewegung der Befüllvorrichtung ermöglicht.
-
Mit einer SOLL-Wert-Benutzereingabe für Umkehrpunkte ist zudem eine Anpassung der Produktionsbreite ohne Umstellung von Hardwareschaltern möglich. Dies ermöglicht auch bei der automatischen Umstellung, durch Übertragung der neuen Produktionsbreite von einem übergeordneten Produktionsrechner, eine automatische Umstellung der Befüllung des Streudosierbunkers.
-
Besonders bevorzugt kann die Schwenkbewegung des Füllkopfes mit einer Geschwindigkeit von zu 650 mm/s eingestellt werden. Der bisher bekannte Schlupf bei zu schnell laufenden Massesystemen oder ein Schlupf der sich nach entsprechendem Verschleiß der Rollen und Antriebssysteme einstellt, kann problemlos ausgeregelt werden.
-
Besonders bevorzugt wird angestrebt, dass eine Periodendauer der Schwenkbewegung von kleiner 10 s eingestellt wird.
-
In einem weiteren bevorzugten Verfahrensschritt werden während der Schwenkbewegung des Füllkopfs beim Passieren eines mittleren Referenzpunktes die IST-Zählwerte mit den errechneten SOLL-Zählwerten verglichen und bei Abweichungen rechnerisch korrigiert. So lassen sich insbesondere unterschiedliche Streubreiten und Streuprofile des Streuguts auf dem Bodenband realisieren, ohne dass zeitaufwendige Montagearbeiten wie insbesondere das manuelle Umsetzen der Referenzschalter den Betriebsablauf behindern.
-
Das Verfahren zeichnet sich schließlich durch eine variable Wählbarkeit der Schwenkgeschwindigkeit der Befüllvorrichtung aus.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontrollierten Zuführung von Streugut sowie das Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung ermöglichen vorteilhaft die Regelung sowohl der Geschwindigkeit als auch der Amplitude der Schwenkbewegung einer Befüllvorrichtung, in Abhängigkeit von der aktuellen Betriebslage und unter Berücksichtigung etwaiger Nutzerwünsche, während des laufenden Betriebs. Zeitaufwendige, einen Produktionsstopp oder -unterbrechung erfordernde, Montagearbeiten werden dadurch vermieden und aufgrund der bereitgestellten Möglichkeit, die Bremsrampe der Schwenkbewegung einer Befüllvorrichtung bezüglich beliebiger innerhalb eines Materialzuführbereich liegender Umkehrpunkte nunmehr berechnen und entsprechend steuern zu können, höhere Schwenkgeschwindigkeiten der Befüllvorrichtung ermöglicht. Dies erlaubt nicht nur eine kontrollierte, sondern auch eine planmäßige, d.h. auf die aktuelle Betriebslage und/oder auf Nutzerwünsche abgestimmte, Zuführung von Streugut in einen Streudosierbunker, selbst bei mit deutlich gesteigerten Schwenkgeschwindigkeiten arbeitenden Befüllvorrichtungen.
-
Mit der
DE 10 2008 030 417 A1 ist eine Spanplatte und ein Verfahren zur Herstellung einer Spanplatte bekannt geworden, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass unterschiedliche Dichten lokal oder bevorzugt in Spuren längs und/oder quer in einer zu verpressenden Streugutmatte angeordnet sind.
-
Es kann dementsprechend nach der Erfindung auch vorgesehen sein, über die kontrollierbare Schwenkgeschwindigkeit vorgegebene Dichteerhöhungen oder - unterschreitungen im Streudosierbunker einzustellen respektive zu provozieren. Bevorzugt werden sich diese Dichteerhöhungen als Längsstreifen in der entsprechenden Streugutmatte wiederspiegeln und als Resultat entsprechende Platten mit Dichteunterschieden nach der Verpressung ergeben. Die Über- oder Unterschreitung der Dichte kann insbesondere auch dazu dienen in den entsprechenden Spuren/Streifen die notwendige Entnahme oder Zuführung von Streugut auf eine gestreute Matte zu verringern und weniger Material im Kreislauf zu bewegen.
-
Hierzu wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Vorrichtung respektive das Verfahren einen vorgegebenen, vorzugsweise sinusförmigen, Geschwindigkeitsverlauf über die Breite des Streudosierbunkers durchführt. In einer adaptiven Ausführungsform in diesem Zusammenhang könnte die Schwenkvorrichtung respektive der Antrieb auch Bremsmittel zur Geschwindigkeitsreduktion der Schwenkbewegung vorsehen.
-
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele, sowie in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
-
Darin zeigen schematisch:
- 1 eine Ausgestaltung einer Vorrichtung zur kontrollierten Zuführung von Streugut zu einem Streukopf einer Streuanlage, bestehend aus einem Streudosierbunker und einer Befüllvorrichtung in einer Seitenansicht;
- 2a die in 1 gezeigte Vorrichtung in einer Draufsicht, wobei sich die Befüllvorrichtung in einer mittleren Position innerhalb einer Schwenkkurve befindet;
- 2b die in 1 gezeigte Vorrichtung in einer Draufsicht, wobei sich die Befüllvorrichtung in einer seitlich ausgelenkten Position innerhalb einer Schwenkkurve befindet;
- 3a in einer Vorderansicht einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung aus 2a mit einem Füllkopf der Befüllvorrichtung in einem Materialzuführbereich;
- 3b in einer Vorderansicht einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung aus 2b mit einem Füllkopf der Befüllvorrichtung in einem Materialzuführbereich; und
- 4 eine beispielhafte schematische Darstellung für einen Regelkreis eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
-
1 zeigt in einer Seitenansicht eine Ausgestaltung einer Vorrichtung, zur kontrollierten Zuführung von Streugut 5 zu einem Streukopf einer Streuanlage, bestehend aus einem Streudosierbunker 1 und einer Befüllvorrichtung 2; welche dem Streudosierbunker 1 Streugut 5 über einen, beispielsweise oberseitig des Streudosierbunkers 1 ausgebildeten, Materialzuführbereich 11 zuführt. Der Streudosierbunker 1 umfasst vorzugsweise zumindest eine, beispielsweise an einer Quer- 16 oder Unterseite 17 angeordnete, Austragseinheit 14 zum Austragen von Streugut 5 an den Streukopf, einen Boden 122 und ein in Bodennähe, beispielsweise zwischen zwei Längswänden 13 des Streudosierbunkers 1, endlos umlaufendes Bodenband 12, mit insbesondere einem regelbaren Antrieb 121, zum planmäßigen Transport vom im Materialzuführbereich 11 zugeführten Streugut 5 zur Austragseinheit 14.
-
In diese Ausgestaltung umfasst der Streudosierbunker 1 zwei Mittel zur Füllstandsmessung 15, die bezogen auf die Geschwindigkeit des Bodenbandes 12 als rechter und linker Füllstandsmesser (151, 152) im Streudosierbunker 1 angeordnet sind, welche vorzugsweise Bestandteile einer Flächengewichtswaage 123 sind, die innerhalb des Umlaufes des Bodenbandes 12 positioniert ist.
-
Alternativ können die Mittel zur Füllstandsmessung 15 auch mit zwei optischen beabstandeten Füllstandsmessern 151' und 152' erfolgen, die an der Querwand 16 des Streudosierbunkers 1 angebracht sind und dessen Füllstand durch Abstandsmessung links und rechts, bezogen auf die Geschwindigkeit des Bodenbandes 12, zur rückwärtigen Querwand 16 erfassen.
-
Der Materialzuführbereich 11 ist, wie dargestellt, vorzugsweise quer zur Laufrichtung des Bodenbandes 12 angeordnet und erstreckt sich vorteilhaft über die Breite des Bodenbandes 12. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Längswände 13 des Streudosierbunkers 1 in ihrem Abstand zueinander veränderbar ausgestaltet sein, wodurch die Breite des Streudosierbunkers 1 variabel wird. Zur Steuerung von Transport und Austrag von Streugut 5 umfasst der Streudosierbunker 1 vorzugsweise eine Steuereinheit 3.
-
In 1 ist zudem gezeigt, dass die Befüllvorrichtung 2 vorzugsweise auf einer Drehachse 23 gelagert ist und einen Füllkopf 24 trägt, welcher im Materialzuführbereich 11 beweglich geführt, insbesondere bezüglich des Materialzuführbereiches 11 beweglich gelagert ist, und das Streugut 5 dem Streudosierbunker 1 quer zur Geschwindigkeit, also der Laufrichtung, des Bodenbandes 12 zuführt. Dabei wird die Bewegung des Füllkopfes 24 durch wenigstens einen Antrieb 25 bewirkt.
-
Die 2a und b zeigen die in 1 gezeigte Vorrichtung in einer Draufsicht, wobei sich die Befüllvorrichtung 2 in einer mittleren Position innerhalb einer Schwenkkurve (2a), bzw. in einer seitlich ausgelenkten Position innerhalb einer Schwenkkurve (2b) befindet. Zu sehen ist, dass im Materialzuführbereich 11 des Streudosierbunkers 1 vorzugsweise wenigstens zwei Referenzschalter 111; 112, sowie ein mittlerer Referenzschalter 113, wie hier gezeigt am Mittelpunkt MP, oder definiert beabstandet zum Mittelpunkt MP, einer als Schwenkkurve durchlaufenen Bewegung des Füllkopfes 24 zur Kalibrierung und/oder Justierung der Position des Füllkopfs 24 der Befüllvorrichtung 2 angeordnet sein können. Der Füllkopf 24 der Befüllvorrichtung 2 durchläuft bei seiner Bewegung vorzugsweise eine Schwenkkurve mit einem ersten U1 und einem zweiten U2 Umkehrpunkt, wobei die zwei Referenzschalter 111; 112 zu den Umkehrpunkten U1; U2 definiert beabstandet, bevorzugt symmetrisch zu einem, bezüglich der Umkehrpunkte U1; U2 berechneten Mittelpunkt MP der Schwenkkurve, angeordnet sind. Der Antrieb 25 für die Bewegung des Füllkopfes 24 umfasst vorteilhaft wie dargestellt einen Motor 251, einen Frequenzumrichter 252 und einen Drehgeber 253, alternative oder kumulativ kann der Antrieb 25 für die Bewegung des Füllkopfes 24 auch als ein Servomotor ausgebildet sein.
-
In den 3a und 3b ist ein vergrößerter Ausschnitt der Vorrichtung aus den 2a und 2b in einer Vorderansicht mit einem Füllkopf 24 der Befüllvorrichtung 2 in einem Materialzuführbereich 11 dargestellt. In der hier gezeigten, erfindungsgemäß bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Streudosierbunker 1 zwei Mittel zur Füllstandsmessung 15, welche vorzugsweise beidseitig innerhalb des Umlaufes des Bodenbandes 12, bezogen auf die Geschwindigkeit des Bodenbandes 12 als rechter 151 und linker 152 Füllstandsmesser im Streudosierbunker 1, angeordnet sind. Dabei können die Mittel zur Füllstandsmessung 15 als innerhalb des Umlaufes des Bodenbandes 12 angeordnete Waagen 123 zur Wägung des auf dem Bodenband 12 befindlichen Streuguts 5 und/oder als optische Mittel zur Auszahlung und Detektion von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von Laserstrahlung, ausgebildet sein.
-
Ferner ist zu sehen, dass zur beweglichen Führung des Füllkopfes 24 der Befüllvorrichtung 2 im Materialzuführbereich 11 wenigstens ein, bevorzugt zwei Räder 26, insbesondere Gummiräder, verwendet werden können, welche vorteilhaft eine zusätzlich Lagerung des Füllkopfes 24 im Materialführbereich 11 neben der Drehachse 23 bereitstellen. In den 3a und 3b ist zudem die Steuereinheit 3 gezeigt, welche erfindungsgemäß bevorzugt weitere Steuer- und/oder Regelungsdaten mit einem Mittel zur Füllstandsmessung 15, mit Referenzschaltern 111; 112; 113, dem Antrieb 25 der Befüllvorrichtung, dem Antrieb 121 des Bodenbandes 12 und/oder der Austragseinheit 14 austauschen kann.
-
Schließlich zeigt 4 eine beispielhafte schematische Darstellung für einen Regelkreis eines Verfahrens zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dem Verfahren wird die Bewegung eines Füllkopfes 24 der Befüllvorrichtung 2 durch wenigstens einen, ein System zur elektronischen Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Momentenregelung seiner Antriebswelle 254 umfassenden, Antrieb 25 in Abhängigkeit eines Befüllungszustandes des Streudosierbunkers 1 unter Verwendung von Regelgrößen, welche in einer Steuereinheit 3 zur Koordination einer planmäßigen SOLL- SMW und einer IST-Befüllung IMW des Streudosierbunkers 1, generiert werden, geregelt.
-
In einem ersten Schritt kann dabei der Füllkopf 24 der Befüllvorrichtung 2 erfindungsgemäß bevorzugt wenigstens zwei Referenzschalter 111; 112 in einem Materialzuführbereich 11 des Streudosierbunkers 1 anfahren, speichert diese Positionen in einer Steuereinheit 3, welche sie für den laufenden Betrieb einer Schwenkbewegung als Referenzdaten verwendet. Aus diesen Referenzdaten kann sodann, in Kombination mit einer SOLL-Wert-Benutzereingabe SMW und/oder IST-Messwerten IMW eines Mittels zur Füllstandsmessung 15, SOLL-Zählwerte SZW für Umkehrpunkte U1; U2 und/oder Beschleunigungs-, Geschwindigkeits- und/oder Bremsprofile der gewünschten Schwenkbewegung des Füllkopfs 24 durch den Antrieb 25 errechnet werden. Schließlich können während der Schwenkbewegung des Füllkopfs 24 beim Passieren eines mittleren Referenzpunktes 113 die IST-Zählwerte IZW mit den errechneten SOLL-Zählwerten SZW verglichen und bei Abweichungen rechnerisch korrigiert werden.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontrollierten Zuführung von Streugut 5 zu einem Streukopf einer Streuanlage, bestehend aus einem Streudosierbunker 1 und einer Befüllvorrichtung 2, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung, welche sich dadurch auszeichnet, dass der Antrieb 25 der Befüllvorrichtung 2 ein System zur elektronischen Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Momentenregelung seiner Antriebswelle 254 umfasst, das als Regelgrößen für die Bewegung des Füllkopfes 24 durch den Antrieb 25 Daten verwendet, die in der Steuereinheit 3 zur Koordination einer planmäßigen SOLL- SMW und einer IST-Befüllung IMW des Streudosierbunkers 1, generiert werden.
-
Dies ermöglicht vorteilhaft die Regelung sowohl der Geschwindigkeit als auch der Amplitude der Schwenkbewegung der Befüllvorrichtung 2 in Abhängigkeit von der aktuellen Betriebslage unter Berücksichtigung etwaiger Nutzerwünsche während des laufenden Betriebs und damit eine nicht nur kontrollierte, sondern auch planmäßige, d.h. auf die aktuelle Betriebslage und/oder auf Nutzerwünsche abgestimmte, Zuführung von Streugut 5 in einen Streudosierbunker 1.
-
Bezugszeichenliste
-
| 1 |
Streudosierbunker |
| |
11 |
Materialzuführbereich |
| |
|
111 |
Referenzschalter (rechts) |
| |
|
112 |
Referenzschalter (links) |
| |
|
113 |
Referenzschalter (mittig) |
| |
12 |
Bodenband |
| |
|
121 |
Antrieb |
| |
|
122 |
Boden |
| |
|
123 |
Waage |
| |
13 |
Längswand |
| |
14 |
Austragseinheit |
| |
15 |
Mittel zur Füllstandsmessung |
| |
|
151 |
Füllstandsmesser (rechts, gravimetrisch) |
| |
|
152 |
Füllstandsmesser (links, gravimetrisch) |
| |
|
151' |
Füllstandsmesser (rechts, optisch) |
| |
|
152' |
Füllstandsmesser (links, optisch) |
| |
16 |
Querseite |
| |
17 |
Unterseite |
| 2 |
Befüllvorrichtung |
| |
21 |
Einfülltrichter |
| |
22 |
Förderband |
| |
23 |
Drehachse |
| |
24 |
Füllkopf |
| |
25 |
Antrieb |
| |
|
251 |
Motor |
| |
|
252 |
Frequenzumrichter |
| |
|
253 |
Drehgeber (=Encoder) |
| |
|
254 |
Antriebswelle |
| |
26 |
Rad |
| 3 |
Steuereinheit |
| 5 |
Streugut |
| IMW |
IST-Messwert (z.B. IST-Befüllung) |
| SMW |
SOLL-Messwert (z.B. Benutzereingabe) |
| IZW |
IST -Zählwert |
| SZW |
SOLL-Zählwert |
| MP |
Mittelpunkt |
| U1 |
erster Umkehrpunkt |
| U2 |
zweiter Umkehrpunkt |
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 2223779 B2 [0009]
- DE 3142871 A1 [0010]
- DE 3404965 A1 [0011]
- DE 102008030417 A1 [0037]
