DE3840767A1 - Verfahren und vorrichtung zum ermitteln der masse eines gutes, insbesondere eines schuettgutes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Masse eines Gutes, insbesondere eines Schüttgutes, bei dem der Impuls gemessen wird, der zum Beschleunigen dieser Masse auf eine bestimmte Geschwindigkeit von einer Transporteinheit mit im we­ sentlichen horizontaler Transportrichtung aufgebracht werden muß. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung ei­ nes solchen Verfahrens, bei der die Transporteinheit als Band­ förderer ausgebildet ist und sich in horizontaler Richtung an einem Kraftmeßelement abstützt.

Es ist bereits eine derartige Vorrichtung bekannt (DE-PS 21 51 441), bei der das Schüttgut einem Bandförderer zugeführt wird. Der Bandförderer ist mit seinen Antriebs- und Montageorganen als Baueinheit ausgeführt. Er stützt sich in horizontaler Richtung an einem Kraftmeßelement ab, mit dem die von der Schüttgutzufuhr abhängige Reaktionskraft des Bandförderers gemessen wird.

Es sind ferner bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt (DE-PS 35 11 843), wobei einem an einem Kraftmeßelement abgestützten Bandförderer ein weiterer Bandförderer vorgeschaltet ist, der das Schüttgut in einer im wesentlichen horizontalen Ebene und normal zur Förderrichtung dem am Kraftmeßelement abgestützten Bandförderer zuführt.

Diese bekannten Vorrichtungen reagieren außerordentlich empfindlich auf Kippungen des Waagengestells um eine Achse, die horizontal und dabei normal zur Förderrichtung verläuft. Solche Kippungen verursachen Nullpunktfehler, die aufrund der bei solchen Vorrichtungen relativ geringen Meßkräfte das Meßergeb­ nis leicht um einige Prozent verfälschen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art die Empfindlichkeit gegen Kippung des Waagengestells we­ sentlich zu reduzieren und damit die Meßbeständigkeit zu stei­ gern.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß daurch gelöst, daß die Transporteinheit mit dem oder ohne das darauf befindliche Schüttgut mit einem Gegengewicht hinsichtlich der Kippung der Transportrichtung in ein indifferentes Gleichgewicht gebracht wird.

Es wird damit erreicht, daß sich bei einer Kippung des Waagengestells die an einem Kraftmeßelement festgestellte Stützkraft der Transporteinheit nicht wesentlich verändert. Das Gegengewicht kann dabei der Masse der Transporteinheit angepaßt sein und darüber hinaus auch die Masse des auf der Transport­ einheit befindlichen Schüttgutes berücksichtigen. Da die Masse der Transporteinheit in der Regel groß ist gegenüber der Masse des zu fördernden Schüttgutes und das Größenverhältnis bei 100 : 1 liegen kann, kann dabei die Masse des geförderten Schüttgutes jedenfalls ausreichend eng angenähert werden oder aber unberücksichtigt bleiben.

Die zur Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Transporteinheit mit einem Waagengestell und mit einem Gegenge­ wicht parallelogrammartig gekoppelt ist, wobei die Produkte aus Masse und zugehörigem Hebelarm für die Transporteinheit mit oder ohne darauf befindliches Schüttgut einerseits und für das Gegengewicht andererseits annähernd gleich sind. Diese Vorrich­ tung kann demnach in einem weiten Rahmen den jeweiligen kon­ struktiven Erfordernissen angepaßt werden, da die Länge der He­ bel in Abhängigkeit von den vorliegenden Gewichten wählbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß sie mindestens zwei an einem Waagengestell gelagerte, um horizontale oder vertikale oder demgegenüber geneigt verlau­ fende Achsen schwenkbar gelagerte Stützen hat, welche an ihrem einen Ende den Bandförderer über Drehlager aufnehmen und an ih­ rem anderen Ende über Drehlager das Gegengewicht tragen, wobei die Verbindungslinien der Förderbandlager, der Gestellager und der Kompensationslager zusammen mit den Stützen ein Doppel-Par­ allelogramm bildet, bei dem der Abstand l _F zwischen Förderband­ lager und Gestellager, der Abstand l _K zwischen Gestellager und Kompensationslager und die Masse m _F des Bandförderers einschließlich oder ausschließlich der auf dem Bandförderer befindlichen Masse sowie die Masse m _K des Gegengewichts die Kompensationsbedingung l _F · m _F = l _K · m _K erfüllen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die Drehlager zumindest zum Teil als Bandfedergelenke ausgebildet sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die Drehlager zumindest zum Teil als Kreuzbandgelenke ausgebildet sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die Fördereinheit und das Gegengewicht hängend an den Stützen und letztere hängend an dem Waagengestell gehalten sind. Die Lagerungen werden dabei in allen Fällen nur auf Zug bean­ sprucht.

Schließen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebil­ det sein, daß der Abstand l _K zwischen Gestellager und Kompensationslager und/oder der Abstand l _F zwischen Förderband­ lager und Gestellager einstellbar sind/ist. Auf diese Weise ist eine Anpassung der erfindungsgemäß vorgesehenen Kompensation auch bei Änderung der Masse des Bandförderers und/oder des da­ mit beförderten Schüttgutes möglich. Es kann somit auch eine Feineinstellung erreicht werden, welche die Meßgenauigkeit und -beständigkeit fördert.

Im folgenden Teil der Beschreibung werden das erfindungsgemäße Verfahren sowie einige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer indifferenten Gleichgewichtslagerung eines Bandförderers,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit horizontaler Anordnung der Lagerachsen,

Fig. 3 eine Stirnansicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit horizontaler Anordnung der Lagerachsen,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit vertikaler Anordnung der Lagerachsen,

Fig. 6 eine Schnittansicht nach der Linie B-B in Fig. 5 und

Fig. 7 einen Teilschnitt nach der Linie A-A in Fig. 5.

Fig. 1 zeigt einen Bandförderer 1, der sich an einem Kraftmeßelement in Form einer Kraftmeßdose 2 abstützt. Der Bandförderer 1 ist über Drehlager 3 an zwei starren Stützen 4 abgestützt. Die Stützen 4 sind über Drehlager 5 an einem Waa­ gengestell 6 gelagert. An ihrem unteren Ende tragen die Stützen 4 über Drehlager 7 eine Plattform 8 mit einem Gegengewicht 9. In Fig. 1 ist die Masse des Bandförderers 1 mit m _F und die Masse des Gegengewichts 9 mit m _K bezeichnet. Die Länge des Stützenab­ schnitts zwischen dem Drehlager 5 am Waagengestell 6 und dem Drehlager 3 am Bandförderer 1 ist mit l _F bezeichnet. Die Länge des verbleibenden Stützenabschnitts zwischen dem Drehlager 5 des Waagengestells 6 und dem Drehlager 7 an der Plattform 8 ist mit l _K bezeichnet.

Bei einer Förderbandwaage dieser Art ergibt sich die maximal stationär in das Kraftmeßelement 2 eingeleitete Meßkraft F _{max, stat} , bei einer Förderbandgeschwindigkeit v _B = 1,8 m/s und ei­ nem Massenstrom m = 50 t/h:

F _{max, stat} = m · v _B = 50 t/h · 1,8 m/s = 25 N

Nimmt man die Masse m _F des Bandförderers 1 mitsamt der An­ triebs- und Montageeinheit mit 100 kg und die Länge des Waagen­ gestells 6 mit 1 m an, so ergibt sich eine einseitige Gestellabsen­ kung bei Kippung des Bandförderers 1 um eine horizontal und da­ bei normal zur Förderrichtung verlaufende Achse eine Nullpunkt­ kraft F _N von:

F _N = M _F · g · sin α = 100 Kg · 9,81 m/s · ¹/₁₀₀₀ = 0,981 N

Bei einer Förderstärke von 50% bedeutet dies einen relativen Nullpunktfehler von 7,8%. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt es nicht zu einem solchen Nullpunktfehler, da das Gewicht des Bandförderers 1 durch ein Gegengewicht 9 kompensiert wird, da stets ein indifferenter Gleichgewichtszustand zwischen Bandförderer 1 und Gegengewicht 9 vorliegt.

Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform verlaufen die Achsen der Drehlager 3, 5, 7 horizontal und par­ allel zueinander. Es soll die Kompensationsbedingung

l _F · m _F = l _K · m _K

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung mit einem Bandförderer 11, der über Bandlager 12 an eine obere Traverse 13 eines Hilferahmens 14 angehängt ist. Der Hilfsrahmen 14 übernimmt dabei die Funktion einer Stütze 4 nach Fig. 1.

Der Hilfsrahmen 14 hat eine mittlere Traverse 15, die über Bandlager 16 an ein Waagengestell 17 angehängt ist. Schließlich hat der Hilfsrahmen 14 eine untere Traverse 18, an die über Bandlager 19 Schienen 20 angehängt sind, die selbst ein Gegen­ gewicht bilden oder ein solches tragen.

Die Lagerachsen der Bandlager 12, 16, 19 verlaufen horizontal und parallel zueinander.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung weist zumindest einen weiteren Hilfsrahmen 14 auf, der wie beschrieben ausgebildet ist, aber nicht dargestellt wurde. Alle derartigen Hilfsrahmen 14 verlaufen parallel zueinander.

Die Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 3 und 4 ist im we­ sentlichen entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 2 ausgebildet. Sie hat einen Bandförderer 22, der über Bandlager 23 an eine obere Traverse 24 angeschlossen ist, welche an den oberen Enden von zwei Stützen 25 befestigt ist. Die Stützen 25 sind über eine mittlere Traverse 26 und Bandlager 27 an ein Waagenteil 28 angeschlossen. An den unteren Enden der Stüt­ zen 25 sitzt eine untere Traverse 29, an der über Bandlager 30 Schienen 31 gehalten sind, die ein Gegengewicht zum Bandförde­ rer 22 bilden.

Auch bei dieser Ausführungsform sind die Lagerachsen der Band­ lager 23, 27 und 30 horizontal und parallel zueinander angeord­ net. Es sind insgesamt mindestens vier Stützen 25 vorgesehen, die paarweise jeweils in einer normal zur Transportrichtung verlaufenden Ebene angeordnet sind.

In den Fig. 5 bis 7 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei der die Lager­ achsen der Stützen vertikal verlaufen.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Bandförderer 33 vorgesehen, der sich an seiner einen Seite an einem Tragrahmen 34 abstützt, der in einer im wesentlichen vertikalen Ebene liegt. Der Trag­ rahmen 34 stützt sich über Lager 35 an mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden Hilfsrahmen 36 ab. Die Hilfsrahmen 36 sind über Lager 37 an einem Ständer 38 abgestützt, der auf ei­ ner Basisplatte 39 sitzt und mit dieser das Waagengestell bil­ det. An dem von dem Tragrahmen 34 abgewandten Ende tragen die Hilfsrahmen 36 über Lager 40 ein Gegengewicht 41 als Kompensa­ tionsmasse.

Bei den Lagern 35, 37, 40 handelt es sich in der dargestellten Ausführungsform um Bandlager.

Claims (7)

1. Verfahren zum Er­ mitteln der Masse eines Gutes, insbesondere eines Schüttgutes, bei dem der Impuls gemessen wird, der zum Beschleunigen dieser Masse auf eine bestimmte Geschwindigkeit von einer Transport­ einheit mit im wesentlichen horizontaler Transportrichtung aufgebracht werden muß, dadurch gekennzeich­ net, daß die Transporteinheit mit dem oder ohne das darauf befindliche Schüttgut mit einem Gegengewicht hinsichtlich der Kippung der Transportrichtung in ein indifferentes Gleichgewicht gebracht wird.

2. Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der die Transport­ einheit als Bandförderer ausgebildet ist und sich in horizon­ taler Richtung an einem Kraftmeßelement abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinheit mit einem Waagengestell (6; 17; 28; 38; 39) und mit einem Gegengewicht (9; 20; 31; 41) parallelogrammartig gekoppelt ist, wobei die Pro­ dukte aus Masse und zugehörigem Hebelarm für die Transportein­ heit mit oder ohne darauf befindliches Schüttgut einerseits und für das Gegengewicht (9; 20; 31; 41) andererseits annähernd gleich sind.

3. Vorrichtung nach An­ spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei an einem Waagengestell (6; 17; 28; 38, 39) gelagerte, um horizontale oder vertikale oder demgegenüber geneigt verlaufende Achsen schwenkbar gelagerte Stützen (4; 14; 25; 36) hat, welche an ihrem einen Ende den Bandförderer (1; 11; 22; 33) über Drehlager (3; 12; 23;35) aufnehmen und an ihrem anderen Ende über Drehlager (7; 19; 30; 40) das Gegengewicht (9; 20; 31; 41) tragen, wobei die Verbindungslinien der Förderbandlager (1; 11; 22; 33), der Ge­ stellager (5; 16; 27; 37) und der Kompensationslager (7; 19; 30; 40) zusammen mit den Stützen (4; 14; 25; 36) ein Doppel-Parallelogramm bildet, bei dem der Abstand l _F zwischen Förderbandlager (1; 11; 22; 33) und Gestellager (7; 19; 30; 40), der Abstand l _K zwi­ schen Gestellager (7; 19; 30; 40) und Kompensationslager (7; 19; 30; 40) und die Masse (m _F ) des Bandförderers (1; 11; 22; 33) einschließlich oder ausschließlich der auf dem Bandförderer befindlichen Masse sowie die Massen m _K des Gegengewichts (9; 20; 31; 41) die Kompensationsbedingung l _F · m _F = l _K · m _K erfüllen.

4. Vorrichtung nach An­ spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehlager zumindest zum Teil als Bandfedergelenke ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach An­ spruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehlager zu­ mindest zum Teil als Kreuzbandgelenke ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förder­ einheit und das Gegengewicht (9; 20; 31) hängend an den Stützen (4; 41; 25) und letztere hängend an dem Waagengestell (6; 17; 28) gehalten sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand l _K zwischen Gestellager (7; 19; 30; 40) und Kompensationslager (7; 19; 30; 40) und/oder der Abstand l _F zwischen Förderbandlager (1; 11; 22; 33) und Gestellager (7; 19; 30; 40) einstellbar sind/ ist.