WO2009018594A2

WO2009018594A2 - Vorrichtung zum bestimmung einer schüttgutmenge auf einem förderband

Info

Publication number: WO2009018594A2
Application number: PCT/AT2008/000276
Authority: WO
Inventors: Martin Hamberger
Original assignee: H-Sensortechnik Gmbh
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2009-02-12
Also published as: AT505329A4; WO2009018594A3; AT505329B1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband mit einer Messeinrichtung zur berührungslosen Erfassung des jeweils auf eine Querschnittsebene bezogenen Oberflächenverlaufs des Schüttgutes durch Triangulation beschrieben, wobei die Messeinrichtung einen biege- und verwindungssteifen Träger (1) zur Aufnahme einerseits von Lichtsendern (3) und anderseits von den Lichtsendern (3) zugeordneten Detektoren (4) mit eine Empfangsoptik (11) für die am Schüttgut reflektierten Lichtstrahlenbündel umfasst. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Empfangsoptiken (4) in konzentrischen Durchtrittsöffnungen (5) des Trägers (1) eingesetzt sind und dass die Durchtrittsöffnungen (5) eine einspringende Stützschulter (6) für die jeweilige Empfangsoptik (11) bilden, die unter Zwischenlage einer Ringdichtung (7) unter einer elastischen Verformung dieser Ringdichtung (7) an die Stützschulter (6) angedrückt gehalten ist.

Description

Vorrichtung zum Bestimmung einer Schüttgutmenqe auf einem Förderband

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband mit einer Messeinrichtung zur berührungslosen Erfassung des jeweils auf eine Querschnittsebene bezogenen Oberflächenverlaufs des Schüttgutes durch Triangulation, wobei die Messeinrichtung einen biege- und verwindungssteifen Träger zur Aufnahme einerseits von Lichtsendern und anderseits von den Lichtsendern zugeordneten Detektoren mit eine Empfangsoptik für die am Schüttgut reflektierten Lichtstrahlenbündel umfasst.

Stand der Technik

Um mit vergleichsweise einfachen Mitteln die durch ein Förderband geförderte Schüttgutmenge optisch zu erfassen, ist es bekannt (DE 202 12 306 U1), eine Triangulationsmesseinrichtung vorzusehen, mit deren Hilfe der Oberflächenverlauf des Schüttgutes in einer Querschnittsebene bestimmt werden kann, und zwar unter Verzicht auf sonst erforderliche, einen Verschleiß unterworfene Teile. Die örtliche Zuordnung der auf einem biege- und verwindungssteifen Träger vorgesehenen Lichtsendern zu den Detektoren wird durch eine Justierung der Lichtsender sichergestellt. Zu diesem Zweck sind die Lichtsender auf biegeelastischen Zungen angeordnet, die verstellbar auf dem Träger für die Detektoren gelagert sind und in der jeweiligen Verstelllage starr gegenüber dem Träger abgestützt werden. Trotz dieser Maßnahmen konnten sich solche Vorrichtungen zur berührungslosen Erfassung der Schüttgutmenge auf einem Förderband durch Triangulation im rauen Förderbandbetrieb über längere Standzeiten nicht bewähren.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband der eingangs geschilderten Art so auszubilden, dass sich eine genaue, stabile und dauerhafte Lagezuordnung zwischen Lichtsendern und Detektoren ergibt.

Die Erfindung löst die gestellt Aufgabe dadurch, dass die Empfangsoptiken in konzentrischen Durchtrittsöffnungen des Trägers eingesetzt sind und dass die Durchtrittsöffnungen eine einspringende Stützschulter für die jeweilige Empfangsoptik bilden, die unter Zwischenlage einer Ringdichtung unter einer elastischen Verformung dieser Ringdichtung an die Stützschulter angedrückt gehalten ist.

Da die Detektoren über ihre Empfangsoptik in den Durchtrittsöffnungen des Trägers zentriert gehalten werden, indem die Empfangsoptik mit ihrer konvexen Oberfläche unter Zwischenlage einer Ringdichtung an die hiefür vorgesehen Stützschulter in der Durchtrittsöffnung angedrückt wird, können die Detektoren hinsichtlich ihrer Ausrichtung über die Empfangsoptik konstruktiv genau im Träger festgelegt werden, sodass es keiner zusätzlichen Justiermöglichkeit für die Lichtsender zu deren Ausrichtung gegenüber den Detektoren bedarf. Die elastische Verformung der Ringdichtung stellt eine spielfreie Halterung auch im rauen Betrieb eines Förderbandes sicher. Voraussetzung ist, dass das Gehäuse der Detektoren mit der Empfangsoptik eine eine gegenseitige Ausrichtung ihrer Bestandteile sicherstellende Montageeinheit bildet, was im Allgemeinen der Fall ist. Die Abstützung der Empfangsoptiken an der Stützschulter der Durchtrittsöffnungen des Trägers über eine Ringdichtung ergibt bereits eine vorteilhafte Zentrierung des Detektors gegenüber der Durchtrittsöffnung, wenn die Ringdichtung spielfrei in die Durchtrittsöffnung eingesetzt wird bzw. sich spielfrei an die Wandung der Durchtrittsöffnung anlegt. Zur Unterstützung der zentrischen Ausrichtung der Empfangsoptik innerhalb der zugehörigen Durchtrittsöffnung können die Empfangsoptiken formschlüssig in die Durchtrittsöffnungen des Trägers eingesetzt werden, sodass sich die Empfangsoptiken selbst und nicht über die Ringdichtung radial an der Wandung der Durchtrittsöffnungen abstützen.

Die Lichtsender können mit gleichem Vorteil in entsprechende Durchtrittsöffnungen des Trägers eingesetzt und unter Zwischenlage eine Ringdichtung an die Stützschulter der Durchtrittsöffnungen angedrückt gehalten werden. Es fällt zwar die Zentrierungsmöglichkeit über eine konvexe Stützfläche weg, doch reicht die plane Anlage der Lichtsender an der Ringdichtung für die Ausrichtung von deren Senderichtung aus. Zum Schutz der Lichtsender können diese über eine Glasscheibe an die Ringdichtung angedrückt werden. Der Anpressdruck sowohl der Lichtsender als auch der Detektoren an die Ringdichtungen kann mit einfachen konstruktiven Mitteln, beispielsweise mit Hilfe von Befestigungsschrauben, sichergestellt werden, mit deren Hilfe die Detektoren bzw. Lichtsender unter einer elastischen Vorspannung der Ringdichtung auf dem Träger festgeschraubt werden.

Das Bereitstellen der Messdaten kann in vorteilhafter Weise dadurch vereinfacht werden, dass die Detektoren über Bus-Leitungen an eine innerhalb eines Gehäuses am Träger angeordnete Auswerte- und Speichereinheit angeschlossen werden, die einen über eine drahtlose Übertragungsstrecke ansteuerbaren Sender zur Übertragung der abgespeicherten Messdaten umfasst. Durch diese Maßnahme erübrigt sich die Anordnung einer Anzeige- und Ausgabeeinheit an der Fördereinrichtung selbst, was den Einsatz üblicher Geräte für diesen Zweck erlaubt, weil diese Geräte nicht dem rauen Förderbandbetrieb ausge- setzt werden müssen. Die Messdaten können ja über die drahtlose Übertragungsstrecke abgefragt werden.

Besonders vorteilhafte Konstruktionsbedingungen ergeben sich, wenn der als Gehäuseboden ausgebildete Träger mit dem Gehäuse einen Kastenträger bildet, der für eine zusätzliche Steifigkeit des Trägers, insbesondere hinsichtlich einer Längsachse bezüglich des Förderbandes sorgt. Biegungen um eine solche Längsachse haben allerdings im Gegensatz zu Biegungen um Querachsen nur einen geringen Einfluss auf die Messgenauigkeit.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Messeinrichtung einer erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband ausschnittsweise im Bereich des Trägers für die Lichtsender und Detektoren in einem vereinfachten Querschnitt und

Fig. 2 die Messeinrichtung nach der Fig. 1 in einem vereinfachten Schnitt nach der Linie U-Il der Fig. 1.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Die dargestellte Vorrichtung weist einen plattenförmigen, biege- und verwin- dungssteifen Träger 1 vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung auf, in dem auf einander gegenüberliegenden Randabschnitten voneinander weggeneigte Montageflächen 2 einerseits für Lichtsender 3 und anderseits für Detektoren 4 zur an sich bekannten Messung des Oberflächenverlaufs einer Schüttgutmenge auf einem Förderband durch Triangulation vorgesehen sind. Im Bereich dieser Montageflächen 2 bildet der Träger 1 Durchtrittsöffnungen 5, in denen einerseits die Lichtsender 3 und anderseits die Detektoren 4 zueinander ausgerichtet gehalten werden. Zu diesem Zweck bilden die Durchtrittsöffnungen 5 einspringende Stützschultern 6, an die die Lichtsender 3 und die Detektoren 4 unter Zwischenlage je einer Ringdichtung 7 angedrückt werden. Während das Gehäuse 8 für eine Laserlichtquelle 9 über eine Glasscheibe 10 für den Lichtdurchtritt formschlüssig in die Durchtrittsöffnung 5 eingreift, wird die Zentrierung der Detektoren 4 mit Hilfe der konvexen Oberfläche der Empfangsoptik 11 erreicht, die formschlüssig in die Durchtrittsöffnung 5 eingreift und axial an die Ringdichtung 7 angedrückt gehalten wird. Die CCD-Sensoren 12, die die über die Empfangsoptik 11 erhaltenen Abbildungen der am Schüttgut reflektierten Laserstrahlen ortsauflösend erfassen, bilden mit dem sie aufnehmenden Gehäuse 13, der Empfangsoptik 11 und einer Heizeinrichtung 14 für die Empfangsoptik 11 eine Montageeinheit, die mit Hilfe von in der Fig. 2 angedeuteten Schrauben 15 auf der zugehörigen Montagefläche 2 des Trägers 1 festgeschraubt werden. Mit dem Anziehen der Befestigungsschrauben 15 wird die Empfangsoptik 11 gegen die Ringdichtung 7 zentrierend angedrückt, die dadurch unter einer elastischen Vorspannung gehalten wird. In ähnlicher Weise werden die Gehäuse 8 der Lichtsender 3 mit Hilfe von Befestigungsschrauben 16 an der zugehörigen Montagefläche 2 des Trägers 1 unter einer elastischen Vorspannung der Ringdichtung 7 niedergespannt, sodass sich zwischen den Lichtsendern 3 und den Detektoren 4 eine konstruktiv festgelegte räumliche Zuordnung zur Erfassung der am Schüttgut reflektierten Lichtstrahlen ergibt.

Zum Auslesen der Messwerte der CCD-Sensoren 12 weisen die Detektoren 4 Steckeranschlüsse 17 für eine Bus-Leitung auf, die die CCD-Sensoren 12 mit einer auf dem Träger 1 vorgesehenen, aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Auswerte- und Speichereinheit verbindet. Diese Auswerte- und Speichereinheit ist mit einer Sendeeinheit für die jeweils abgespeicherten Messdaten versehen, wobei die Sendeeinheit über eine drahtlose Übertra- gungsstrecke zur Übertragung der Messdaten in herkömmlicher Weise angesteuert werden kann.

Zur Ansteuerung und Energieversorgung der Lichtsender 3 sind die Lichtsender 3 ebenfalls mit Steckeranschlüssen 18 versehen, sodass die Lichtsender 3 über eine auf dem Träger 1 vorgesehene, zentrale Steuereinrichtung zyklisch angesteuert werden können. Die Lichtsender 3 sowie die Detektoren 4 sind mit der zentralen Steuereinrichtung für die Lichtsender 3 und die Auswerte- und Speichereinheit für die Detektoren 4 in einem Gehäuse 19 untergebracht, für das der Träger 1 den Gehäuseboden bildet. Der Träger ergibt somit zusammen mit dem Gehäuse 19 einen Kastenträger, der für eine zusätzliche Steifigkeit des Trägers 1 , insbesondere gegenüber Biegebeanspruchungen um eine Längsachse bezüglich des Förderbandes, sorgt, dessen Förderrichtung quer zur Längserstreckung des Trägers 1 verläuft.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Vorrichtung zum Bestimmen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband mit einer Messeinrichtung zur berührungslosen Erfassung des jeweils auf eine Querschnittsebene bezogenen Oberflächenverlaufs des Schüttgutes durch Triangulation, wobei die Messeinrichtung einen biege- und verwindungs- steifen Träger (1) zur Aufnahme einerseits von Lichtsendern (3) und anderseits von den Lichtsendern (3) zugeordneten Detektoren (4) mit eine Empfangsoptik (11) für die am Schüttgut reflektierten Lichtstrahlenbündel umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsoptiken (4) in konzentrischen Durchtrittsöffnungen (5) des Trägers (1) eingesetzt sind und dass die Durchtrittsöffnungen (5) eine einspringende Stützschulter (6) für die jeweilige Empfangsoptik (11) bilden, die unter Zwischenlage einer Ringdichtung (7) unter einer elastischen Verformung dieser Ringdichtung (7) an die Stützschulter (6) angedrückt gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsoptiken (11) formschlüssig in die Durchtrittsöffnungen (5) des Trägers (1) eingesetzt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsender (3) wie die Empfangsoptiken (11) in eine Stützschulter (6) bildende Durchtrittsöffnungen (5) eingesetzt und unter Zwischenlage einer Ringdichtung (7) an die Stützschulter (6) angedrückt gehalten sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren (4) über Bus-Leitungen an eine innerhalb eines Gehäuses (19) am Träger (1) angeordnete Auswerte- und Speichereinheit angeschlossen sind, die einen über eine drahtlose Übertragungsstrecke ansteuerbaren Sender zur Übertragung der abgespeicherten Messdaten umfasst.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Gehäuseboden ausgebildete Träger (1) mit dem Gehäuse (19) einen Kastenträger bildet.