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Förderbandwaage mit einer mechanischen, aus Kugel- und Differentialgetriebe
bestehenden Integriervorrichtung Die Erfindung betrifft eine Förderbandwaage mit
einer mechanischen, aus Kugel- und Differentialgetriebe bestehenden Integriervorrichtung,
in welcher eine entsprechend der Last verdrehte Welle und eine entsprechend der
Bandgeschwindigkeit angetriebene Welle angeordnet sind.
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Bei den bekannten integrierenden Förderbandwaagen sind zur Erfassung
der Förderleistung vorbestimmte Meßwertgeber, welche je nach den technischen Gegebenheiten
ausgebildet sind, angeordnet.
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Zunächst muß eine Vorrichtung zum Auslösen eines Zeichens entsprechend
der bewegten Last, weiterhin eine Vorrichtung zum Auslösen eines Vergleichszeichens
und eine Vergleichsvorrichtung für diese beiden Werte, welche bei einem Unterschied
der beiden genannten Zeichen einen Steuerimpuis abgibt, vorhanden sein, und es sind
ferner eine Integriervorrichtung, welcher außer einem der Bandgeschwindigkeit entsprechenden
Wert auch die genannten Zeichen zugeführt werden, sowie eine mit der Integriervorrichtung
zusammenwirkende Anzeigevorrichtung anzuordnen. Bei diesen bekannten integrierenden
Förderbandwaagen ist die Integrationsvorrichtung bereits mit zwei Wellen ausgebildet,
von denen die eine mit der Förderbandgeschwindigkeit angetrieben und die andere
entsprechend der Last verdreht wird.
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Weiterhin werden bei den bekannten integrierenden Förderbandwaagen
Kugelgetriebe und Differentialmechanismen angeordnet. Es ist weiterhin auch schon
eine Ausführungsform einer integrierenden Förderbandwaage bekanntgeworgen, bei der
einem der Last proportionalen Meßwert ein konstanter Wert überlagert wird, so daß
immer ein positiver Wert der Integriervorrichtung zugeführt wird.
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Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die lastverdrehte
Welle so einzustellen, daß sie die Summe aus der Last WR und einer Konstante K in
die Integriervorrichtung einführt, und den Wert dieser Konstante so groß zu wählen,
daß bei einem Wert WR kleiner als Null, die Summe WR + K immer größer als Null ist.
Wird diese mathematische Bedingung beachtet, so wird das Kugelgehäuse immer von
der Scheibe ab stehen. Eine weitere Folge davon ist es, daß ein Eindruck oder eine
Vertiefung durch eine der Kugeln in der Mitte der ebenen Oberfläche der Scheibe
vermieden wird.
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Demgemäß ist eine Förderbandwaage mit einer mechanischen, aus Kugel-
und Differentialgetriebe bestehenden Integriervorrichtung, in welcher eine entsprechend
der Last verdrehte Welle und eine entsprechend der Bandgeschwindigkeit angetriebene
Welle angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
erfindungsgemäß die entsprechend
der Last verdrehte Welle in an sich bekannter Weise einen um einen konstanten Betrag
erhöhte Drehzahl einführt, die mit der Band geschwindigkeit angetriebene Welle einen
Wert und eine dritte Welle eine der Dauer des Förderbandumlaufes proportionalen
Wert einführt, derart, daß die Summe des in das Kugelgehäuse der Integriervorrichtung
eingeführten Wertes auch bei einem Lastwert kleiner als Null durch die Konstante
größer als Null ist und das Kugelgehäuse demnach immer von der Mitte der Scheibe
absteht. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei einer Förderbandwaage
die die Bandgeschwindigkeit einführende Welle durch eine Geschwindigkeitsaufnahmevorrichtung
mit einer Rolle angetrieben und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsaufnahmevorrichtung
aus einem um eine starre Achse schwenkbaren Rahmen mit an dessen Rückseite in Schlitzen
verstellbar angeordneten Gegengewichten besteht, derart, daß durch Verstellen des
Gegengewichtes die Rolle einen voreinstellbaren Druck auf das Förderband ausübt.
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Der Patentschutz richtet sich hierbei nur auf die Kombination aller
im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmale, wobei den Gegenständen des Unteranspruchs
ein selbständiger Schutz ebenfalls nicht zukommt.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. In den Zeichnungen stellt dar Fig. I eine Übersicht der Förderbandwaage
mit einer Integriervorrichtung und einer Anzeigevorrichtung für das Gesamtgewicht
des transportierten Gutes während eines vorbestimmten Zeitraumes, F i g. II einen
Aufriß der Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung des Förderbandes mit der Anzeigevorrichtung
der integrierenden Förderbandwaage, F i g. III einen vergrößerten Schnitt nach der
Linie 111-111 in F i g. II.
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Nach F i g. I besteht die integrierende Förderbandwaage allgemein
aus einer Gutauflage 1 mit einer Rolle 2, die unter einem endlosen Förderband 3,
das zur Bewegung des Gutes auf der Auflage dient, angeordnet ist. Die Gutauflage
1 und der Teil des Bandes, der darüberläuft, bilden die Wiegeplattform.
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Das Förderband 3 läuft über die Rolle 2 in Pfeilrichtung des oberen
Pfeiles und kommt in Richtung des unteren Pfeiles wieder zurück, wobei es auf seinem
Rücklauf über eine zweite Rolle 4 geführt wird. Die Rollen 2 und 4 sind drehbar
an den Enden eines gleicharmigen Hebelsystems 5, das über einen Drehpunkt an einem
feststehenden Rahmen 7 angebracht ist, gelagert.
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Das Gewicht des Gutes, das über die Rolle läuft, bewegt das drehbare
Hebelsystem 5 entgegengesetzt dem Uhrzeiger um den Drehpunkt 6. Gleichzeitig bewegt
das Gewicht des auf dem Band 3 über die Rolle 4 laufenden Gutes - soweit überhaupt
vorhanden - das drehbare Hebelsystem 5 in Uhrzeigerrichtung um den Drehpunkt 6,
um automatisch das Gewicht jenes Materials, das auf dem Förderband haftenbleibt,
vom Gesamtgewicht des Gutes, das über die Auflage 1 gleitet, abzuziehen.
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Die dem Uhrzeiger entgegengesetzte Drehung des Hebelsystems 5 löst
eine Spannung in einer Lastmeßzelle 8 aus, wobei das Hebelsystem 5 und die Lastmeßzelle
8 durch ein Flacheisen mit einer Nase 9 des Hebelsystems zusammenwirken.
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Die sofortige Einstellung des gleicharmigen Hebelsystems 5 wird durch
das Gewicht des Gutes auf dem Teil des Bandes 3, der durch die Rolle 2 gehalten
wird, abzüglich des Gewichts des Materials auf dem Teil des Bandes, der durch die
Rolle 4 gehalten wird, bestimmt, vorausgesetzt, daß das Band ein unveränderliches
Gewicht je Längeneinheit hat. In der Praxis haben die Bänder jedoch leichtere und
schwerere Stücke. Beim kontinuierlichen Wiegen werden diese Differenzen automatisch
ausgeglichen, oder es werden durch das gleicharmige Hebelsystem während des langen
Laufes mittlere Wiegeverhältnisse geschaffen.
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Der Wechsel des Widerstandes der Lastmeßzelle 8 bei veränderter Belastung
wird nun dazu benutzt, um einen Servomotor 10 anzutreiben, der mechanisch mit einer
Antriebswelle 11 einer bekannten Integrationsvorrichtung 12 des Kugel-Scheiben-Typs
verbunden ist. Die Integrationseinrichtung besteht hierbei aus einer rotierend angebrachten
Scheibe 13 und einem Kugelgehäuse 14 mit einem Paar Kugeln 15, wobei das Kugelgehäuse
an einem Ende der Antriebswelle 11 befestigt ist. Eine der Kugeln 15 steht in rollender
Berührung mit der glatten Oberfläche der Scheibe 13, und die andere Kugel 15 steht
in rollender Berührung mit dem Umfang des Zylinders 16. Außerdem
stehen die beiden
Kugeln auch in dauernder Bewegungsberührung miteinander.
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Die Scheibe 13 ist an einer weiteren Antriebswelle 17 der Integrationsvorrichtung
12 befestigt. Sie wird mit einer Geschwindigkeit. die der Geschwindigkeit des Gutes
über die Gutauflage 1 entspricht, gedreht und durch eine Geschwind igkeitsaufnahmevorrichtung
18, die durch das Band 3 angetrieben wird, betätigt, wobei dieser Abnehmer durch
Drehung über Wechselräder 20 einen Synchrongenerator 19 antreibt. Dieser Synchrongenerator
19 wirkt mit einem Synchronempfänger 21 zusammen, der mechanisch mit der Antriebswelle
17 die die Scheibe 13 dreht, verbunden ist. Der Zylinder 16, der an der tBbertragungswelle
22 fest angebracht ist, wird durch die Reibung zwischen den Kugeln 15 und der Scheibe
13 mitgenommen, wobei seine Geschwindigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Scheibe
13 und von der Entfernung (Radius), in der das Kugelgehäuse 14 von der Mitte der
Scheibe steht, abhängig ist. Daher wird die Übertragungswelle 22 der Integrierungseinrichtung
12 mit einer Geschwindigkeit gedreht, die direkt proportional dem Produkt aus Fördergeschwindigkeit
und Gutgewicht ist.
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Die Geschwindigkeitsaufnahmevorrichtung 18 ist mit einer Antriebswelle
23 eines bekannten Differentialgetriebes 24 verbunden. in welches eine zweite Antriebswelle
25, die wiederum mit der Ubertragungswelle 22 der Integrationsvorrichtung 12 zusammenwirkt,
einmündet. Der resultierende Wert wird durch eine Ausgangswelle 26 übertragen, wobei
die Antriebswellen 23 und 25 in entgegengesetzter Richtung gedreht werden. Dabei
werden die Scheibe 13 der Integrationseinrichtung 12 und die Antriebswelle 23 des
Differentialgetriebes 24 mit der Fördergeschwindigkeit gedreht. Die Antriebswelle
25 des Differentialgetriebes 24 dagegen wird mit einer Geschwindigkeit gedreht,
die direkt proportional dem Produkt aus Fördergeschwindigkeit und Gutgewicht ist.
Eine gewöhnliche Summiervorrichtung 27 ist über geeignete Wechselräder in einem
Getriebegehäuse 28 mit der Übertragungswelle 26 des Differentialgetriebes 24 verbunden,
um die gesamte geförderte Gutmenge während eines vorbestimmten Zeitraums anzuzeigen.
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Der der Last proportionale elektrische Meßwert wird durch ein Kabel
101 an einen geeignet befestigten Waagekopf 102 (F i g. II) weitergegeben.
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Gemäß F 1 g. II ist die die Geschwindigkeit aufnehmende Vorrichtung
18 drehbar unter dem Förderband 3 befestigt, das über eine Rolle 103 dieser Vorrichtung
in Pfeilrichtung läuft. Der Meßwert der Vorrichtung 18 kann entweder direkt durch
Wechselräder oder über eine biegsame Welle oder ähnliche Vorrichtungen die Integrationsvorrichtung
12 antreiben oder aber, wie in F i g. II dargestellt, bei einer entfernt angeordneten
Aufstellung durch ein elektrisches Geschwindigkeitsübertragungskabel 104 auf den
Waagekopf übertragen werden. Die Geschwindigkeitsaufnahmevorrichtung 18 ist an einem
Winkeleisen 105 angebracht, das an den Stützen 46 des Förderbandes angeschweißt
ist. Die Vorrichtung 18 kann durch ein Lager gesichert werden, das an einem an den
Stützen 48 des Förderbandes angeschweißten Winkeleisen 107 befestigt ist.
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Im einzelnen besteht die Geschwindigkeitsaufnahmevorrichtung 18 aus
einem starren Rahmen 108, der schwenkbar um eine Achse 109 angeordnet ist.
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Der Rahmen wird zwischen Buchsen 110 des Trägers 111 gehalten, welcher
wiederum an dem Winkeleisen 105 befestig ist. Der rückwärtige Teil des Rahmens 108
weist einige Schlitze 112 auf, in denen ein Gegengewicht 113 zum Schwenken der im
Rahmen 108 befestigten Rolle 103 um die Achse 109 verstellbar ist, um einen wählbaren
Druck gegen das Band auszuüben. Die Rolle liegt vorzugsweise gut zentriert am Band.
Die Rolle 103, die vom Förderband 3 angetrieben wird, treibt den Synchrongenerator
19 über eine Anzahl von Wechselrädern 20 mit einer Geschwindigkeit, die der Geschwindigkeit
des Bandes 3 entspricht. Die Zahnräder 20 sind drehbar am Rahmen 108 angebracht
und durch Entfernen eines Dekkels 114 leicht zugänglich. Der Synchrongenerator 19
ist fest im Rahmen angebracht. Die Wechselräder 20 sind so ausgebildet, daß eine
Eingangsdrehzahl in der Integrationsvorrichtung 12 von 80 bis 240 Umdrehungen in
der Minute eingeführt wird. Vorzugsweise beträgt die Drehzahl für die Integration
100 bis 200 Umdrehungen pro Minute. Eine gewöhnliche Schwankung in der Förderbandgeschwindigkeit
beeinträchtigt die Genauigkeit der Waage nicht.
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Der Waagenkopf 102 (F i g. II) enthält neben einigen elektrischen
Auswertvorrichtung auch den Servomotor 10, die Integrationsvorrichtung 12, den Synchronempfänger
21, das Differenitalgetriebe 24, die Summiervorrichtang 27 und das Getriebegehäuse
28. Der Integrator und das Differentialgetriebe unterliegen einer gewissen Abnutzung,
weshalb diese Teile leicht auswechselbar sein müssen.
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Nach F i g. II ist der Waagenkopf 102 besonders einfach durch Abheben
des Deckels 116 von der Vorderseite des Waagenkopfes aus zugänglich.
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Der Synchronempfänger 21, der fest mit dem Boden des Gehäuses 116
verbunden ist, ist durch das Kabel 104 (Fig.II) an den Synchrongenerator 19 angeschlossen.
Ersterer treibt eine Ausgangswelle 117, die sich mit einer Geschwindigkeit dreht,
die proportional der Geschwindigkeit des Förderbandes 3 ist. Die Ausgangswelle 117
des Synchronempfängers 21 ist direkt an die Eingangswelle 17 der Integrationsvorrichtung
12 gekuppelt und mit der Eingangswelle 23 des Differentialgetriebes 24 über ein
Rädergetriebe 118, das durch eine Riemenspannwelle zur Drehrichtungsumkehr angetrieben
wird, verbunden.
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Die Schnecke 129 wird durch den Servomotor 10 in Übereinstimmung
mit dem augenblicklichen Gewicht der Güter auf dem Förderband angetrieben.
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Ein Leitstift 132 an der Eingangswelle 11 der Integrationsvorrichtung
12, die mit dem Schneckentrieb 129 zusammenhängt, bewirkt, daß die Welle 11 axial
verschiebbar ist, um das Kugelgehäuse 14 (F i g. 1) relativ zur Scheibe 13 zu verschieben.
Die Ausgangswelle 22 der Integrationsvorrichtung 12 wird daher mit einer Geschwindigkeit
gedreht, die direkt proportional dem Produkt aus Gutgewicht und Fördergeschwindigkeit
ist. Die Anzeige der Summiervorrichtung 27 wird durch eine Betrachtungslupe 135
vorn an dem Waagenkopf 102 abgelesen. Die Wechselräder im Getriebekasten 28 sind
für eine Gesamtgeschwindigkeit von 600 bis 6000 Rechnungen pro Stunde ausgelegt.
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Ein wesentliches Merkmal der beschriebenen Förderbandwaage ist in
der Ausbildung der Kugel- und Scheibenintegrationsvorrichtung 12 in Kombination
mit dem Differentialgetriebe 24 zu sehen, welche so
angeordnet sind, daß die Integrationsvorrichtung
nur am Außenradius der Scheibe 13 angreift, damit eine stärkere Einwirkung auf das
Zentrum der Scheibe vermieden wird. So tritt keine größere Abnutzung in der Mitte
der Scheibe auf, die andernfalls die Genauigkeit der Integrationseinrichtung beeinträchtigen
würde. Der Integrator kann direkt an einer Summiervorrichtung angeschlossen werden,
jedoch ist solche Anordnung unbefriedigend, weil sie eine rückwirkende Übertragung
der Kugeln auf die Mitte der Scheibe verursacht und eine Vertiefung in der Mitte
der ebenen Oberfläche der Scheibe bewirkt, die die Genauigkeit des Integrators beeinträchtigt.
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Bei der erläuterten Anordnung des Integrators und Differentials wird
ein Wert, der aus einer Konstanten und dem Gewicht (K + WR) besteht, in den Integrator
12 durch die Eingangswelle 11 und ein zweiter Wert, der der Förderbandgeschwindigkeit
(T) proportional ist, in den Integrator durch die Eingangswelle 17 eingeführt. Ein
weiterer Wert, der einer Konstante multipliziert mit der Förderbandgeschwindigkeit
(K1T) entspricht, wird in das Differentialgetriebe 24 über die Eingangswelle 23
eingeführt. Der Ausgang des Integrators 12 auf die Welle 22 und demgemäß der Eingang
in das Differentialgetriebe auf seiner Welle 25 wird somit durch den Wert (K+ WR)T
dargestellt. Der Ausgang des Differentialgetriebes an seiner Welle 26 entspricht
demnach, wenn K=K1 ist, der Gleichung KT+WRT-K,T=WRT, wobei der Wert WRT durch die
Summiervorrichtung angegeben wird. K wird dabei so groß gewählt, daß, wenn WR kleiner
als Null ist, K + WR immer größer als Null ist und demzufolge das Kugelgehäuse 14
von der Mitte der Scheibe 13 wegsteht, um zu verhindern, daß ein Eindruck durch
eine der Kugeln 15 in der Mitte der ebenen Oberfläche der Scheibe gebildet wird.