WO2012143094A1 - Lagerpunktvorrichtung für eine wägeeinrichtung - Google Patents

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WO2012143094A1
WO2012143094A1 PCT/EP2012/001516 EP2012001516W WO2012143094A1 WO 2012143094 A1 WO2012143094 A1 WO 2012143094A1 EP 2012001516 W EP2012001516 W EP 2012001516W WO 2012143094 A1 WO2012143094 A1 WO 2012143094A1
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WO
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load
weighing
bearing point
bearing
receiving device
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PCT/EP2012/001516
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Inventor
Roland SCHNELLBÄCHER
Manfred Rettig
Original Assignee
Schenck Process Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/28—Arrangement of controlling, monitoring, alarm or the like devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G17/00—Apparatus for or methods of weighing material of special form or property
    • G01G17/04—Apparatus for or methods of weighing material of special form or property for weighing fluids, e.g. gases, pastes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G21/00—Details of weighing apparatus
    • G01G21/22—Weigh pans or other weighing receptacles; Weighing platforms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G21/00—Details of weighing apparatus
    • G01G21/23—Support or suspension of weighing platforms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/26—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with the measurement of force, e.g. for preventing influence of transverse components of force, for preventing overload

Definitions

  • the present invention relates to a
  • attachable load element in particular for
  • Furnace vessel liquid phase is supplied, a control of each supplied amount or mass of the melt is required, inter alia, the melting time and the energy supplied to the melting process
  • Pivoting stage allows a tapping of the molten material after the melting process.
  • CONFIRMATION COPY Number of weight detection means which are arranged between the furnace vessel and a supporting frame of the furnace.
  • weight detecting means preferably on the surface of the pivoting stage of the melting furnace, on which a respective exchangeable furnace vessel can be placed. This arrangement of the weight detecting means allows weighing the furnace vessel with the melt contained, wherein the weight of the furnace vessel is targettable as a known size.
  • the weight detecting means are used as measuring rollers, i. designed as carrying rollers with a load cell, which are mounted as a bearing and thus as force introduction points for placing a furnace vessel on the surface of the swivel stage.
  • the task of these support rollers is to compensate for the thermal expansion of the furnace vessel during the melting process relative to the surface of the swivel stage.
  • the system described in DE 10 2005 023 133 AI allows for a horizontally oriented
  • Pivoting stage i. in Vietnamesegeschwenkter position, a weighing of the filled furnace vessel and thus a control of a continuous Schmelzgutpeickung.
  • Rolling movably mounted oven vessel when panning the surface of the swivel stage can slip, with slipping of the furnace vessel from the swivel stage can be prevented by a stop.
  • the force shunt which occurs when slipping against the stops due to the swing, the measurement results of the weight detection are falsified.
  • a controlled emptying of the furnace vessel with simultaneous detection of the outflowing amount ie the mass of the melt is possible only under some considerable measurement inaccuracies.
  • the object of the present invention is therefore to provide, in general, a way of controlling the weight of a replaceable load element with which the lateral forces resulting from an inclination can be absorbed without frictional forces during weighing.
  • a simple change of a load element that can be placed on a pivotable bottom surface should be ensured.
  • Weighing device is arranged for a weighing operation between a pivotable bottom surface and a load element to be weighed, wherein the load element is exchangeable and can be placed on this floor surface for weighing.
  • the bearing point device comprises a load cell with a load introduction part and a receiving device.
  • the Load cell is provided for attachment to the pivotable bottom surface and the receiving device is suitable for attachment to a respective zuwiegenden exchangeable load element.
  • the load introduction part on the load cell and the receiving device are designed to engage each other when placing the load element on the bottom surface.
  • the invention thus provides a two-part bearing point device which provides a defined force transmission point by the intermeshing of the load introduction part and the receiving device.
  • the lateral guide forces which are pivoted on a horizontal axis, i. acting non-level bottom surface between a load element and the bottom surface, are introduced via the power transmission point in the load cell.
  • a force shunt which would act via a lateral stop is effectively suppressed with the defined force transmission point.
  • the load introduction part can be a dome-shaped
  • Cradle can intervene.
  • the weighing cell may have a substantially rotationally symmetrical cylindrical measuring body, which comprises concentrically arranged deformation regions in which a number of strain gauges are applied. Due to the dome-shaped load introduction part, the weight force with respect to an axis of rotation which passes through the measuring body and the load introduction part can be introduced and detected at a variable angle in the measuring body.
  • a weighing device according to the invention which is suitable for a load element which can be placed on a pivotable bottom surface, comprises at least three
  • Bearing point devices each comprise a load cell and an associated one
  • the load cells are designed for attachment to the pivotable bottom surface.
  • the associated receiving device are provided for attachment to the load element.
  • the load cells each have one
  • the receiving device and / or the weighing cell may include a fixed bearing and / or a fixed-floating bearing and / or a movable bearing, which is suitable for attaching the receiving device under the load element and / or for attaching the load cell on the bottom surface.
  • the receiving device and / or the weighing cell of a first bearing point device comprise a fixed bearing, the receiving device and / or the
  • Load cell of a second bearing point device a fixed floating bearing and the receiving device and / or the load cell of a third bearing point device movable bearing.
  • the load element placed on the floor surface is fixed in all directions of a plane parallel to the floor surface.
  • Lagerticianvoriques can mechanical expansion of the load element to be weighed in a predetermined
  • Floating bearing of the third bearing point device allows a free movement of the receiving device or the load cell in the plane parallel to the bottom surface, so that a mechanical expansion in two directions can be compensated.
  • the weighing device may comprise a fourth bearing point device whose receiving device or its load cell comprises a further floating bearing.
  • the load element to be weighed can be placed on the non-pivoted floor surface, so that the total weight can be introduced into all four bearing point devices and detected by the corresponding measuring cells, wherein
  • Measuring cells can be connected to a common evaluation device.
  • the pivotable bottom surface may preferably be designed as a swivel stage and the load element as a furnace vessel of a melting furnace.
  • the load cell and the receiving device may each have coolant connections to high
  • a weighing device is characterized in particular by a two-part bearing point device with which a load element equipped with receiving devices, eg a furnace vessel, can be brought into contact with the measuring cells of the bearing point devices when placed on a horizontally oriented swivel stage.
  • a load element equipped with receiving devices eg a furnace vessel
  • the dome-shaped load introduction parts allow with the correspondingly adapted receiving openings an automatic centering between the load cells and the respective associated receiving device, so that a simple change of a load element to be weighed
  • the fixed bearing of the first bearing point device in conjunction with the stationary floating bearing and the movable bearings of the other bearing point devices, allows unimpeded mechanical expansion of a load element to be weighed, in particular in the case of a furnace vessel with a strong
  • Bearing point devices were added, i. from the first with the fixed bearing and the second with the fixed-floating bearing.
  • FIG. 1 is a perspective view of a melting furnace with a removable furnace vessel, which on a
  • Fig. 3 a side view of an inventive
  • Fig. 4 a lateral cross section through the
  • Fig. 6 is a lateral cross-section and a lower
  • Fig. 7 a lateral cross section and a lower
  • FIG. 1 a load element placed on a pivotable bottom surface and to be weighed is illustrated using the example of a melting furnace.
  • the illustrated melting furnace comprises an exchangeable furnace vessel 5, which is placed on a swivel stage 6.
  • the swivel stage 6 is pivotally mounted, for example, over a number of roles not explicitly shown in the drawing or plain bearings on a lower support structure 7.
  • a present as a solid melt can be supplied via a lateral opening 8 of the furnace vessel 5 to the melting process continuously.
  • the loading takes place for example via a conveyor belt, which can be brought laterally to the furnace vessel.
  • the furnace vessel can be pivoted on the swivel stage about a horizontal axis.
  • the liquid material can be poured via a pouring device 9, which is hidden in the perspective of Figure 1, in a provided under the furnace transport container.
  • the amount of liquid and solid melt contained in the furnace vessel is an essential parameter that has to be measured.
  • the amount of melt can be done by weighing the furnace with the existing in the furnace vessel melt. To have a favorable relationship between the questionable
  • the four bearing point devices 1, 2, 3 and 4 according to the embodiment of Fig. 1 preferably each comprise a load cell.
  • the weight of the oven vessel becomes the four bearing points
  • Pivoting platform 6 can be designed as any frame construction, of which only the relevant areas for the mounting of the bearing point devices are shown.
  • FIG. 1 A side view of a two-part bearing point device according to the invention is shown in FIG.
  • This comprises a load cell 10, which is formed as a substantially rotationally symmetrical cylindrical measuring body, which may comprise concentrically arranged deformation regions with a number of strain gauges.
  • the load cell 10 can be attached via a foot plate 12 on the top of the swivel stage 6.
  • the bearing point device according to the invention comprises a receiving device 21 which can be attached via a bearing 20 on the underside of a furnace vessel 5.
  • the two-part bearing point devices 1, 2, 3 and 4 provide defined power transmission and measuring points for the introduced into the swivel stage 6 total weight of the furnace vessel 5 ready. Because of the high heat radiation that occurs during a
  • the load cell 10 and the receiving device 21 and their bearings 20 can be provided with coolant connections 19 and 29. Via the electrical connection 13, the respective load cell 10 of the four bearing point devices 1, 2, 3 and 4 are connected to the evaluation device.
  • FIG. 4 shows a vertical cross section through a two-part position-point device according to the invention.
  • Load cell 10 may be attached, for example by means of a screw, has a dome-shaped
  • Swivel platform 6 engages the dome-shaped
  • the first bearing point device 1 is preferably designed as a fixed bearing.
  • the fixed bearing fixes the furnace vessel 5 in the two directions of a plane spanned by the pivoting platform 6, which are referred to in the figure 1 as x and y directions.
  • the second bearing fixes the furnace vessel 5 in the two directions of a plane spanned by the pivoting platform 6, which are referred to in the figure 1 as x and y directions.
  • Bearing point device 2 is shown as a fixed-floating bearing, which is displaceable in the x-directions and thus a Expansion in the x direction allows while the container is fixed in the y direction.
  • the bearings of the receiving devices 21 of the third and the fourth bearing point device 3 and 4 are each designed as a movable bearing and allow compensation of the thermal expansion of the furnace vessel 5 in the x and y direction.
  • FIG. 5 shows a receiving device 21 which can be fastened under the furnace vessel 5 via a fixed bearing 201 for the first bearing point device 1. From the lower part of Figure 5 it can be seen that the receiving device 21 is fixed in relation to the fixed bearing 201 in the x and y direction
  • FIG. 6 shows a receiving device 21 which can be fastened with a floating bearing 202 under the furnace vessel 5 and is provided for the third and fourth bearing point devices 3 and 4.
  • the receiving device 21 is movably mounted in the x and y directions within the line 211, so that thermal expansions of the furnace vessel 5
  • Storage point device 2 can be mounted under the furnace vessel 6. As in the lower part of FIG. 1
  • the receiving device 21 is in the y-
  • the arranged on the swivel stage 6 load introduction parts 12 of all bearing point devices respectively in its associated receiving device 21 on the underside of the furnace vessel 5 a.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerpunktvorrichtung (1, 2, 3, 4) und eine Wägeeinrichtung zum Verwiegen eines auf einer schwenkbaren Bodenfläche (6) aufsetzbaren Lastelementes (5). Die Lagerpunktvorrichtung (1, 2, 3, 4) umfasst eine Wägezelle und eine Aufnahmevorrichtung, die zum Anbringen an einer Bodenfläche (6) zum Anbringen an einem Lastelement (5) geeignet sind. Ein Lasteinleitungsteil der Wägezelle und die Aufnahmevorrichtung sind dazu ausgebildet, beim Aufsetzen des Lastelements (5) auf die Bodenfläche (6) ineinander einzugreifen. Eine Wägeeinrichtung für ein auf der schwenkbaren Bodenfläche (6) aufsetzbares und zu wiegendes Lastelement (5) umfasst wenigstens drei Lagerpunktvorrichtungen (1, 2, 3, 4).

Description

Lagerpunktvorrichtung für eine Wägeeinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Lagerpunktvorrichtung und eine Wägeeinrichtung zum
Verwiegen eines auf einer schwenkbaren Bodenfläche
aufsetzbaren Lastelementes, die insbesondere zur
Überwachung der Befüllung und Entleerung eines Schmelzofens geeignet sind. Bei metallurgischen Schmelzprozessen zum Beispiel bei der Stahlerzeugung werden oftmals schwenkbare Schmelzöfen mit wechselbaren Ofengefäßen verwendet, die auch während eines Schmelzprozesses mit Schmelzgut zum Beispiel als Feststoff beschickt werden können. Für ein optimales Einschmelzen eines Feststoffes, der insbesondere einer bereits im
Ofengefäß befindlichen Flüssigphase zugeführt wird, ist eine Kontrolle der jeweils zugeführten Menge bzw. Masse des Schmelzgutes erforderlich, um unter anderem die Schmelzzeit und die zugeführte Energie für den Schmelzprozess
regulieren zu können.
Die schwenkbare Lagerung des wechselbaren Ofengefäßes, die über eine auf Rollen oder auf Gleitlagern gelagerten
Schwenkbühne erfolgen kann, ermöglich einen Abstich des geschmolzenen Materials nach dem Schmelzprozesses.
Für eine optimale Prozessführung ist eine kontinuierliche Überwachung der Befüllung und Entleerung des Ofengefäßes beziehungsweise eine direkte Erfassung des im Ofengefäß vorhandenen Schmelzgutes erforderlich.
Die direkte Erfassung des im Ofengefäß vorhandenen
Schmelzgutes kann zum Beispiel wiegetechnisch über eine
BESTÄTIGUNGSKOPIE Anzahl von Gewichtserfassungsmitteln erfolgen, die zwischen dem Ofengefäß und einem tragenden Gestell des Schmelzofens angeordnet sind. Eine entsprechende Anlage zur Messung und zur Kontrolle der kontinuierlichen Beschickung eines Schmelzofens durch
Wiegen ist beispielsweise aus der DE 10 2005 023 133 AI bekannt. In dieser Druckschrift wird vorgeschlagen, die entsprechenden Gewichtserfassungsmittel bevorzugt auf der Oberfläche der Schwenkbühne des Schmelzofens anzuordnen, auf der ein jeweiliges wechselbares Ofengefäß aufgesetzt werden kann. Diese Anordnung der Gewichtserfassungsmittel ermöglicht ein Wiegen des Ofengefäßes mit dem beinhalteten Schmelzgut, wobei das Gewicht des Ofengefäßes als bekannte Größe tarierbar ist.
Die Gewichtserfassungsmittel sind als Messrollen, d.h. als Tragrollen mit einer Wägezelle ausgebildet, die als Lager und somit als Krafteinleitungspunkte zum Aufsetzen eines Ofengefäßes auf der Oberfläche der Schwenkbühne angebracht sind. Die Aufgabe dieser Tragrollen ist es, die thermischen Ausdehnungen des Ofengefäßes während des Schmelzprozesses gegenüber der Oberfläche der Schwenkbühne auszugleichen. Die in der DE 10 2005 023 133 AI beschriebene Anlage ermöglicht bei einer waagerecht ausgerichteten
Schwenkbühne, d.h. in nichtgeschwenkter Stellung, eine Wiegung des gefüllten Ofengefäßes und damit eine Kontrolle einer kontinuierlichen Schmelzgutbeschickung.
Nachteilig an dem Stand der Technik ist, dass ein auf
Rollen beweglich gelagertes Ofengefäß beim Schwenken auf der Oberfläche der Schwenkbühne verrutschen kann, wobei ein Abrutschen des Ofengefäßes von der Schwenkbühne durch einen Anschlag verhindert werden kann. Der Kraftnebenschluss, der beim Verrutschen gegen die Anschläge infolge des Schwenkens auftritt, werden die Messergebnisse der Gewichtserfassung verfälscht. Ein kontrolliertes Entleeren des Ofengefäßes mit gleichzeitiger Erfassung der abfließenden Menge d.h. der Masse des Schmelzguts ist nur unter teils erheblichen Messungenauigkeiten möglich.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, allgemein einen Weg zur Gewichtskontrolle für ein wechselbares Lastelement aufzuzeigen, mit dem die bei einer Schrägstellung bedingten—Querkräfte während des Wiegens kraftnebenschlussfrei aufgenommen werden können. Ein einfaches Wechseln eines Lastelements, das auf einer schwenkbaren Bodenfläche aufsetzbar ist, soll gewährleistet bleiben.
Diese Aufgabe wird durch eine Lagerpunktvorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und durch eine Wägeeinrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 6 gelöst. Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche . Eine erfindungsgemäße Lagerpunktvorrichtung für eine
Wägeeinrichtung ist für einen Wiegevorgang zwischen einer schwenkbaren Bodenfläche und einem zu wiegenden Lastelement angeordnet, wobei das Lastelement wechselbar ist und zum Wiegen auf dieser Bodenfläche aufgesetzt werden kann.
Die Lagerpunktvorrichtung umfasst eine Wägezelle mit einem Lasteinleitungsteil sowie einer Aufnahmevorrichtung . Die Wägezelle ist zum Anbringen an der schwenkbaren Bodenfläche vorgesehen und die Aufnahmevorrichtung ist zum Anbringen an einem jeweiligen zuwiegenden wechselbaren Lastelement geeignet. Das Lasteinleitungsteil an der Wägezelle und die Aufnahmevorrichtung sind dazu ausgebildet, beim Aufsetzen des Lastelements auf die Bodenfläche jeweils ineinander einzugreifen .
Die Erfindung stellt somit eine zweiteilig ausgebildete Lagerpunktvorrichtung vor, die durch das Ineinandergreifen von Lasteinleitungsteil und Aufnahmevorrichtung einen definierten Kraftübertragungspunkt bereitstellt. Neben der in vertikaler Richtung wirkenden Gewichtskraft können somit auch die seitlichen Führungskräfte, die bei einer um eine horizontale Achse geschwenkten, d.h. nicht waagerecht ausgerichteten Bodenfläche zwischen einem Lastelement und der Bodenfläche wirken, über den Kraftübertragungspunkt in die Wägezelle eingeleitet werden. Ein Kraftnebenschluss der über einen seitlichen Anschlag wirken würde, wird mit dem definierten Kraftübertragungspunkt wirksam unterdrückt.
Das Lasteinleitungsteil kann eine kalottenförmige
Oberfläche aufweisen, die beim Aufsetzen des wechselbaren Lastelements auf die Bodenfläche in eine komplementäre insbesondere kugelschalenf rmige Aufnahmeöffnung der
Aufnahmevorrichtung eingreifen kann.
Des Weiteren kann die Wägezelle einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen zylindrischen Messkörper aufweisen, der konzentrisch angeordnete Verformungsbereiche umfasst, in denen eine Anzahl Dehnungsmessstreifen appliziert sind. Durch das kalottenförmige Lasteinleitungsteil kann die Gewichtskraft bezüglich einer Rotationsachse, die durch den Messkörper und das Lasteinleitungsteil läuft, unter einem variablen Winkel in den Messkörper eingeleitet und erfasst werden.
Eine erfindungsgemäße Wägeeinrichtung, die für ein auf einer schwenkbaren Bodenfläche aufsetzbares zu wiegendes Lastelement geeignet ist, umfasst wenigstens drei
Lagerpunktvorrichtungen. Diese Lagerpunktvorrichtungen umfassen jeweils eine Wägezelle und eine zugeordnete
Aufnahmevorrichtung . Die Wägezellen sind zum Anbringen an der schwenkbaren Bodenfläche ausgebildet. Die zugeordneten Aufnahmevorrichtung sind zum Anbringen an dem Lastelement vorgesehen. Die Wägezellen besitzen jeweils ein
Lasteinleitungsteil, wobei jedes Lasteinleitungsteil und eine jeweilig zugeordnete Aufnahmevorrichtung dazu
ausgebildet sind, beim Aufsetzen des Lastelements auf die Bodenfläche ineinander einzugreifen.
Die Aufnahmevorrichtung und/oder die Wägezelle können ein Festlager und/oder ein Fest-Loslager und/oder ein Loslager umfassen, das zum Anbringen der Aufnahmevorrichtung unter dem Lastelement und/oder zum Anbringen der Wägezelle auf der Bodenfläche geeignet ist.
In bevorzugter Weise umfassen die Aufnahmevorrichtung und/oder die Wägezelle einer ersten Lagerpunktvorrichtung ein Festlager, die Aufnahmevorrichtung und/oder die
Wägezelle einer zweiten Lagerpunktvorrichtung ein Fest- Loslager und die Aufnahmevorrichtung und/oder die Wägezelle einer dritten Lagerpunktvorrichtung Loslager. Mit dem Festlager der ersten Lagerpunktvorrichtung wird das auf die Bodenfläche aufgesetzte zu wiegende Lastelement in alle Richtungen einer zur Bodenfläche parallelen Ebene fixiert. Mit dem Fest-Loslager der zweiten
Lagerpunktvorrichtung kann eine mechanische Ausdehnung des zu wiegenden Lastelements in eine vorher festgelegte
Richtung parallel zur Bodenfläche ausgeglichen werden, während das Lastelement orthogonal zu dieser Richtung in einer parallelen Ebene zur Bodenfläche fixiert ist. Das
Loslager der dritten Lagerpunktvorrichtung ermöglicht eine freie Bewegung der Aufnahmevorrichtung bzw. der Wägezelle in der zur Bodenfläche parallelen Ebene, so dass eine mechanische Ausdehnung in zwei Richtungen ausgleichbar ist.
In bevorzugter Weise kann die Wägeeinrichtung eine vierte Lagerpunktvorrichtung umfassen, deren Aufnahmevorrichtung bzw. deren Wägezelle ein weiteres Loslager umfasst. Somit kann das zu wiegendes Lastelement auf die nicht geschwenkte Bodenfläche aufgesetzt werden, so dass das Gesamtgewicht in alle vier Lagerpunktvorrichtungen eingeleitet und von den entsprechenden Messzellen erfasst werden kann, wobei
Messzellen mit einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung in Verbindung stehen können.
Die schwenkbare Bodenfläche kann bevorzugt als Schwenkbühne und das Lastelement als ein Ofengefäß eines Schmelzofens ausgeführt sein. Die Wägezelle und die Aufnahmevorrichtung können jeweils Kühlmittelanschlüsse besitzen, um hohe
Temperaturen des angrenzenden Heißbereichs von der
Messzelle zu entkoppeln. Eine erfindungsgemäße Wägeeinrichtung zeichnet sich insbesondere durch eine zweiteilige Lagerpunktvorrichtung aus, mit dem ein mit Aufnahmevorrichtungen ausgerüstetes Lastelement, z.B. ein Ofengefäß, beim Aufsetzen auf eine waagerecht ausgerichtete Schwenkbühne mit den Messzellen der Lagerpunktvorrichtungen in Eingriff gebracht werden kann.
Die kalottenförmigen Lasteinleitungsteile ermöglichen mit den entsprechend angepassten Aufnahmeöffnungen eine automatische Zentrierung zwischen den Wägezellen und der jeweilig zugeordneten Aufnahmevorrichtung, so dass ein einfacher Wechsel eines zu wiegenden Lastelements
ermöglicht wird.
Das Festlager der ersten Lagerpunktvorrichtung ermöglicht in Verbindung mit dem Fest-Loslager und den Loslagern der weiteren Lagerpunktvorrichtungen ein ungehindertes mechanisches Ausdehnen eines zu wiegenden Lastelements, insbesondere bei einem Ofengefäß mit einer starken
thermischen Ausdehnung.
Beim Kippen der schwenkbaren Bodenfläche, beispielsweise einer Schwenkbühne eines Schmelzofens, werden die auf die schräge Ebene einwirkenden Horizontalkräfte von zwei
Lagerpunktvorrichtungen aufgenommen, d.h. von der ersten mit dem Festlager und der zweiten mit dem Fest-Loslager.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme der beigefügten
Zeichnungen detailliert beschrieben. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines Schmelzofens mit einem wechselbaren Ofengefäß, das auf einer
Schwenkbühne aufgesetzt ist,
Fig. 2: eine schematische Draufsicht auf das Ofengefäß und die Schwenkbühne,
Fig. 3: eine seitlichere Ansicht einer erfindungsgemäßen
LagerpunktVorrichtung,
Fig. 4: einen seitlichen Querschnitt durch die
erfindungsgemäße LagerpunktVorrichtung, Fig. 5: einen seitlichen Querschnitt sowie eine untere
Draufsicht einer Aufnahmevorrichtung mit einem
Festlager,
Fig. 6 einen seitlichen Querschnitt sowie eine untere
Draufsicht einer Aufnahmevorrichtung mit einem Loslager,
Fig. 7: einen seitlichen Querschnitt sowie eine untere
Draufsicht einer Aufnahmevorrichtung mit einem Fest-Loslager.
In der Figur 1 wird ein auf einer schwenkbaren Bodenfläche aufgesetztes und zu wiegendes Lastelement am Beispiel eines Schmelzofens verdeutlicht. Der dargestellte Schmelzofen umfasst ein auswechselbares Ofengefäß 5, das auf einer Schwenkbühne 6 aufgesetzt ist. Die Schwenkbühne 6 ist zum Beispiel über eine Anzahl in der Zeichnung nicht explizit dargestellter Rollen oder über Gleitlager auf einem unteren Tragwerk 7 schwenkbar gelagert.
Ein als Feststoff vorliegendes Schmelzgut kann über eine seitliche Öffnung 8 des Ofengefäßes 5 dem Schmelzprozess kontinuierlich zugeführt werden. Die Beschickung erfolgt beispielsweise über ein Förderband, das seitlich an das Ofengefäß herangeführt sein kann.
Für den Abstich einer fertigen Materialschmelze kann das Ofengefäß auf der Schwenkbühne um eine horizontale Achse geschwenkt werden. Das flüssige Material kann über eine Ausgussvorrichtung 9, die in der Perspektive der Figur 1 verdeckt ist, in ein unter dem Schmelzofen vorgesehenes Transportgefäß gegossen werden.
Für die Regelung von Energiezufuhr und Prozesszeit eines Schmelzprozesses, stellt die im Ofengefäß enthaltene Menge von flüssigem und festem Schmelzgut einen wesentlichen Parameter dar, der messtechnisch erfasst werden muss.
Die Schmelzgutmenge kann mittels Wiegen des Schmelzofens mit dem im Ofengefäß vorhandenen Schmelzgutes erfolgen. Um ein günstiges Verhältnis zwischen der fraglichen
Schmelzgutmasse und einer gewogenen Gesamtmasse inklusive der Masse des Schmelzofens zu erreichen, hat sich bewährt, die zum Wiegen erforderlichen Gewichtserfassungsmittel zwischen dem Ofengefäß und der Schwenkbühne anzuordnen. In der Figur 1 ist die Lage von vier Lagerpunktvorrichtungen 1, 2, 3 und 4 angedeutet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass grundsätzlich auch drei Lagerpunktvorrichtungen ausreichend sein können.
Die vier Lagerpunktvorrichtungen 1, 2, 3 und 4 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 umfassen bevorzugt jeweils eine Wägezelle. Bei waagerecht gestellter Schwenkbühne wird das Gewicht von Ofengefäß in die vier Lagerpunkte
eingeleitet und durch die jeweiligen Wägezelle erfasst, wobei die Messwerte von einer nicht dargestellten
Auswerteeinrichtung miteinander verrechnet werden können.
In der Figur 2 ist eine Draufsicht des Ofengefäßes 5 skizziert, das über die vier Lagerpunktvorrichtungen 1, 2, 3 und 4 auf der Schwenkbühne 6 aufgesetzt ist. Die
Schwenkbühne 6 kann als eine beliebige Rahmenkonstruktion ausgeführt sein, von der nur die relevanten Bereiche für die Montage der Lagerpunktvorrichtungen dargestellt sind.
Eine seitliche Ansicht einer erfindungsgemäßen zweiteiligen Lagerpunktvorrichtung ist der Figur 3 zu entnehmen. Diese umfasst eine Wägezelle 10, die als ein im Wesentlichen rotationssymmetrischer zylindrischer Messkörper ausbildet ist, der konzentrisch angeordnete Verformungsbereiche mit einer Anzahl von Dehnungsmessstreifen umfassen kann. Die Wägezelle 10 kann über eine Fußplatte 12 auf der Oberseite der Schwenkbühne 6 befestigt werden. Die erfindungsgemäße Lagerpunktvorrichtung umfasst eine Aufnahmevorrichtung 21 die über ein Lager 20 an der Unterseite eines Ofengefäßes 5 befestigt werden können. Beim Aufsetzen des Ofengefäßes 5 auf die Schwenkbühne 6 greift ein auf der Kopfplatte 11 der Wägezelle 10 angeordnetes Lasteinleitungsteil 12 in eine Aufnahmeöffnung 22 auf der Unterseite der
Aufnahmevorrichtung 21 ein.
Die zweiteiligen Lagerpunktvorrichtungen 1, 2, 3 und 4 stellen definierte Kraftübertragungs- und Messpunkte für das in die Schwenkbühne 6 eingeleitete Gesamtgewicht des Ofengefäßes 5 bereit. Wegen der hohen Wärmestrahlung, die während eines
Schmelzprozesses von dem Ofengefäß 5 abgegeben wird, können die Wägezelle 10 und die Aufnahmevorrichtung 21 bzw. ihre Lager 20 mit Kühlmittelanschlüssen 19 und 29 versehen werden. Über den elektrischen Anschluss 13 werden die jeweilige Wägezelle 10 der vier Lagerpunktvorrichtungen 1, 2, 3 und 4 mit der Auswerteeinrichtung verbunden.
Die Figur 4 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße zweiteilige Lagepunktvorrichtung. Das Lasteinleitungsteil 12, das auf der Kopfplatte 11 der
Wägezelle 10 zum Beispiel mittels einer Verschraubung befestigt sein kann, besitzt eine kalottenförmige
Oberfläche. Beim Aufsetzen des Ofengefäßes 5 auf die
Schwenkbühne 6 greift das kalottenförmige
Lasteinleitungsteil 12 in die der Kalottenform angepasste kugelschalenförmig ausgebildete Auf ahmeöffnung 22 der Aufnahmevorrichtung 21 ein. Um die thermischen Ausdehnungen des Ofengefäßes 5, die beim Schmelzprozess auftreten können, auszugleichen, können die ~La"ge~r~~ein^eT_j_ew^ili"ge^n LägerpunKtvo'frTchtungen""äls ein Festlager, als ein Fest-Loslager bzw. als ein Loslager ausgeführt werden.
Die erste Lagerpunktvorrichtung 1 wird vorzugsweise als Festlager ausgeführt. Das Festlager fixiert das Ofengefäß 5 in die beiden Richtungen einer von der Schwenkbühne 6 aufgespannten Ebene, die in der Figur 1 als x- und y- Richtungen bezeichnet sind. Die zweite
Lagerpunktvorrichtung 2 wird als Fest-Loslager dargestellt, das in x-Richtungen verschiebbar ist und somit eine Ausdehnung in x-Richtung ermöglicht, während der Behälter in y-Richtung fixiert wird.
Die Lager der Aufnahmevorrichtungen 21 der dritten und der vierten Lagerpunktvorrichtung 3 und 4 sind jeweils als Loslager ausgeführt und ermöglichen eine Kompensation der thermischen Ausdehnung des Ofengefäßes 5 jeweils in x- und y-Richtung .
In den Figuren 5 bis 7 ist jeweils der Aufbau sowie die Funktion der verschiedenen Lager 20 für die
Aufnahmevorrichtungen 21 skizziert. In dem oberen Teil der Figuren ist jeweils ein Querschnitt durch das Lager und die Aufnahmevorrichtung gezeigt, der untere Teil skizziert die Freiheitsgrade der jeweilig gelagerten Aufnahmevorrichtung .
Die Figur 5 zeigt eine Aufnahmevorrichtung 21, die über ein Festlager 201 für die erste Lagerpunktvorrichtung 1 unter dem Ofengefäß 5 befestigt werden kann. Aus dem unteren Teil der Figur 5 ist zu erkennen, dass die Aufnahmevorrichtung 21 in Bezug zum Festlager 201 in x- und y-Richtung fixiert ist
Die Figur 6 zeigt eine Aufnahmevorrichtung 21, die mit einem Loslager 202 unter dem Ofengefäß 5 befestigt werden kann und für die dritte und vierte Lagerpunktvorrichtung 3 und 4 vorgesehen ist. Die Aufnahmevorrichtung 21 ist in x- und y-Richtung innerhalb der Linie 211 beweglich gelagert, so dass thermische Ausdehnungen der Ofengefäßes 5
ausgeglichen werden können. In der Figur 7 ist ein Fest-Loslager 203 dargestellt, mit dem die Aufnahmevorrichtung 21 der zweiten
Lagerpunktvorrichtung 2 unter dem Ofengefäß 6 befestigt werden kann. Wie in dem unteren Teil der Figur 7 zu
erkennen ist, ist die Aufnahmevorrichtung 21 in der y-
Richtung fixiert und in x-Richtung innerhalb dem mit der Linie 212 gekennzeichneten Bereich verschiebbar.
Beim Aufsetzen des Ofengefäßes 5 auf die im Wesentlichen waagerecht ausgerichtete Schwenkbühne 6 greifen die auf der Schwenkbühne 6 angeordneten Lasteinleitungsteile 12 aller Lagerpunktvorrichtungen jeweils in die ihr zugeordnete Aufnahmevorrichtung 21 auf der Unterseite des Ofengefäßes 5 ein. Die kalottenförmigen Lasteinleitungsteile 12
ermöglichen im Zusammenwirken mit dem Fest-Loslager sowie den beiden Loslagern eine einfache Zentrierung der
entsprechenden Aufnahmevorrichtungen, die beim Aufsetzen des Ofengefäßes 5 auf die Schwenkbühne 6 in die richtige Position gedrückt werden.
Bei einer waagerecht ausgerichteten, d.h. bei einer nicht geschwenkten Schwenkbühne 6 wird~cfie GewichtskräTft de~s zu wiegenden Ofengefäßes im Wesentlichen gleichmäßig über alle vier Lagepunktvorrichtungen in die Schwenkbühne eingeleitet und über die jeweilige Wägezelle 10 erfasst.
Wird die Schwenkbühne 6 um die in der Figur 2 definierte x- Achse gekippt, so werden die auftretenden Horizontalkräften von beiden in y-Richtung fixierten Lagern, d.h. dem
Festlager und dem Fest-Loslager der ersten und zweiten Lagerpunktvorrichtung 1 und 2 aufgenommen und von den entsprechenden Wägezellen erfasst.

Claims

Patentansprüche
1. Lagerpunktvorrichtung für eine Wägeeinrichtung, die zwischen einer schwenkbaren Bodenfläche und einem auf der Bodenfläche aufsetzbaren zu wiegenden Lastelement anordnenbar ist, und die eine Wägezelle (10) zum
Anbringen an der Bodenfläche (6) und eine
Aufnahmevorrichtung (21) zum Anbringen an dem
Lastelement (5) umfasst, wobei die Wägezelle (10) ein Lasteinleitungsteil (12) besitzt, und wobei das
Lasteinleitungsteil und die Aufnahmevorrichtung dazu ausgebildet sind, beim Aufsetzen des Lastelements auf die Bodenfläche ineinander einzugreifen.
2. Lagerpunktvorrichtung gemäß vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasteinleitungsteil (12) eine kalottenförmige Oberfläche aufweist, die beim Aufsetzen des Lastelements auf die Bodenfläche in eine komplementäre, insbesondere kugelschalenförmige Aufnahmeöffnung (22) der Aufnahmevorrichtung (21) eingreift .
3. Lagerpunktvorrichtung gemäß vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung (21) und/oder die Wägezelle (10) ein Festlager
und/oder ein Fest-Loslager und/oder ein Loslager umfasst, dass zum Anbringen der Aufnahmevorrichtung unter dem Lastelement und/oder zum Anbringen der
Wägezelle auf der Bodenfläche geeignet ist.
4. Lagerpunktvorrichtung gemäß vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wägezelle (10) einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen zylindrischen Messkörper ausbildet, der konzentrisch angeordnete Verformungsbereiche umfasst, in denen eine Anzahl Dehnungsmessstreifen appliziert sind.
Lagerpunktvorrichtung gemäß vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wägezelle (10) und/oder die Aufnahmevorrichtung (21)
Kühlmittelanschlüsse besitzen.
Wägeeinrichtung für ein auf einer schwenkbaren
Bodenfläche aufsetzbares zu wiegendes Lastelement, die wenigstens drei Lagerpunktvorrichtungen umfasst, wobei jede der Lagerpunktvorrichtungen eine Wägezelle (10) und eine zugeordnete Aufnahmevorrichtung (21) umfasst, wobei die Wägezelle (10) zum Anbringen an der
Bodenfläche (6) und die Aufnahmevorrichtung (21) zum Anbringen an dem Lastelement (5) geeignet sind, wobei jede Wägezelle (10) jeweils ein Lasteinleitungsteil (12) besitzt, und wobei jedes Lasteinleitungsteil (12) und eine jeweilig zugeordnete Aufnahmevorrichtung (21) dazu ausgebildet sind, beim Aufsetzen des Lastelements (5) auf die Bodenfläche (6) ineinander einzugreifen.
Wägeeinrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lasteinleitungsteile (12) eine kalotteförmige Oberfläche aufweisen, die beim Aufsetzen des Lastelements auf die Bodenfläche in eine komplementäre, insbesondere eine kugelschalenförmige Aufnahmeöffnung (22) der zugeordneten
Aufnahmevorrichtung (21) eingreifen. Wägeeinrichtung gemäß den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung (21) und/oder die Wägezelle (10) einer ersten
Lagerpunktvorrichtung ein Festlager umfasst, dass die Aufnahmevorrichtung und/oder die Wägezelle einer zweiten Lagerpunktvorrichtung ein Fest-Loslager umfasst, und dass die Aufnahmevorrichtung und/oder die Wägezelle einer dritten Lagerpunktvorrichtung Loslager umfasst, die zum Anbringen der Aufnahmevorrichtungen unter dem Lastelement und/oder zum Anbringen der
Wägezellen auf der Bodenfläche geeignet sind.
Wägeeinrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die eine Wägeeinrichtung eine vierte Lagerpunktvorrichtung umfasst, wobei die
Aufnahmevorrichtung und/oder die Wägezelle der vierten Lagerpunktvorrichtung ein Loslager umfasst, das zum Anbringen der Aufnahmevorrichtung unter dem
Lastelement und/oder zum Anbringen der Wägezelle auf der Bodenfläche geeignet ist.
Wägeeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbare
Bodenfläche eine Schwenkbühne und das Lastelement ein Ofengefäß ist, die Bestandteile eines Schmelzofens sind, so dass die Wägeeinrichtung eine Überwachung de Befüllung und Entleerung des Schmelzofens ermöglicht.
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