-
Dosierbandwaage Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosierbandwaage,
bei welcher laufend eine über dem abzugebenden Sollgewicht liegende Materialmenge
zugeführt und der überschüssige Teil, von der Waage gesteuert, wieder abgeführt
wird.
-
Dosierbandwaagen erfüllen im allgemeinen die Aufgabe, einen Förderstrom
wechselnder zeitlicher Gewichtsmenge, der von einemSpeiseorgan abgegeben wird, in
einen gewichtskonstanten Strom umzuwandeln. Dies kann bekannterweise durch von der
Waage gesteuerte Veränderungen des Gutsquerschnitts geschehen. Hierbei befindet
sich das Stellorgan zur Querschnittsregelung bei den bekannten Wiegevorrichtungen
vor der Wiegestrecke. Derartige Anordnungen haben den Nachteil, daß die sich jeweils
auf der Wiegestrecke befindliche Gutsmenge unkorrigiert von der Waage abläuft, da
sich die von der Waageanzeige veranlaßte Verstellung des Öffnungsquerschnitts erst
auf die folgende Gutsmenge auswirkt.
-
Das ist so lange unbedenklich, wenn praktisch keine oder nur sehr
geringe kurzzeitige Dichteänderungen im zulaufenden Gut auftreten, oder wenn es
nur auf die Konstanz des Förderstroms über längere Zeitabschnitte ankommt. Wenn
jedoch beispielsweise zwei oder mehrere Materialströme unmittelbar nach der Wägung
gleichmäßig gemischt und homogenisiert werden sollen und das Gut stark veränderliche
Dichte hat (beispielsweise Mehl), können diese Nachteile nicht in Kauf genommen
werden.
-
Querschnittssteuerungen hinter der Wiegestrecke arbeiten bei stärker
schwankender Gutsdichte nicht mit der erforderlichen Genauigkeit, weil gegebenenfalls
erhebliche Prozentsätze des Gutsquerschnitts abgenommen werden müssen und diese
nicht mit der erforderlichen Genauigkeit im Rahmen einer bloßen Steuerung (im Gegensatz
zu der Regelung im Falle des Stellglieds vor der Wiegestrecke) abgemessen werden
können.
-
Die Dichteschwankungen im Gut können verschiedene Ursachen haben.
Sie können bereits bei der Einschüttung des Materials in den Vorratsbehälter der
Waage vorhanden sein oder dabei entstehen. Außerdem können sie von Stauungen des
Materials vor der Auslauföffnung des Vorratsbehälters stammen. Bandwaagen mit mechanischem
oder elektromagnetischem Rüttler als Zubringer des zu verwiegenden Materials arbeiten
besonders unregelmäßig, da die über dem Rüttler aus dem Vorratsbehälter abzuziehende
Materialsäure durch den gesteuerten Rüttelvorgang unregelmäßig in seiner Dichte
verändert wird.
-
Es besteht also die Aufgabe, den Gutsstrom zu-
verlässig zu regeln
und außerdem das auf dem Wiegeband befindliche Gut korrigiert abzuführen.
-
Diese Aufgabe wird nun bei einer Dosiervorrtchtung der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß von zwei an sich bekannten Abstreifern,
welche starr untereinander verbunden gemeinsam von der Waage verstellbar sind, je
einer am Beginn und am Ende der Wiegestrecke angeordnet ist, derart, daß der am
Ende liegende Abstreifer gegenüber dem am Beginn liegenden um einen vorbestimmten
Betrag zur stärkeren Materialabnahme versetzt ist.
-
Durch diese Anordnung wird einerseits eine genaue Regelung erreicht,
indem der am Beginn der Wiegestrecke liegende Abstreifer den in die Wiegestrecke
eintretenden Materialstrom verändert. Andererseits bewirkt der am Ende der Wiegestrecke
liegende Abstreifer eine nachträgliche Korrektur des von der Wiegestrecke ablaufenden
Guts in der Art einer Steuerung. Es werden also sowohl die Vorteile der an sich
bekannten Querschnittsregelung zu Beginn der Wiegestrecke als auch diejenigen der
nachgeschalteten Steuerung erreicht. Außerdem ist die Anordnung denkbar einfach,
weil beide Abstreifer von demselben Wiegeorgan her durch dasselbe Stellglied betätigt
werden. Der Aufwand ist also nicht größer als bei einer Regelung oder Steuerung
mit nur einem Abstreifer.
-
Die Vorrichtung hat den weiteren Vorteil, daß sie auch eine Leistungsverstellung
erlaubt.
-
Die Anordnung wird zweckmäßig so getroffen, daß der erste Abstreifer
in seiner Ausgangsstellung so eingestellt ist, daß er bei einer zu erwartenden maximalen
Gewichtstoleranzabweichung zur Untergewichtsseite hin noch Material abstreift, damit
die geometrischen Verhältnisse des Gutsstroms in der Wiegestrecke stets gleichbleiben.
Für eine zuverlässige Gewichtskorrektur durch den Abstreifer am Ende der Wiegestrecke
muß dies vorausgesetzt werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Versetzung des
am Ende der Wiegestrecke liegenden Abstreifers so groß zu wählen, daß er in
dem
zu erwartenden Gewichtstoleranzbereich stets Material abstreift; d. h., daß die
vom ersten Abstreifer der Wiegestrecke planmäßig zuviel zugeführte Menge, die der
Versetzung zwischen den beiden Abstreifern entspricht, stets größer sein soll, als
die größte zu erwartende negative Gewichtsabweichung in aufeinanderfolgenden Abschnitten
des Förderstroms von der Länge der Wiegestrecke.
-
Um zu vermeiden, daß Material aus der abgestreiften Materialkante
abfällt, können die Abstreifer in Weiterbildung der Erfindung so ausgebildet sein,
daß ihre Kanten um einen vorbestimmten Winkel gegenüber der Vertikalen für eine
abschrägende Böschung des Materials geneigt sind. Es ist dabei im übrigen vorteilhaft,
das Material in komprimierter Form zuzuführen. Diese letztgenannte Maßnahme sowie
ihre konstruktive Ausbildung ist nicht Gegenstand des vorliegenden Patentbegehrens.
-
Zweckmäßigerweise besteht die starre Verbindung der Abstreifer aus
einem über eine Gewindespindel verstellbaren Steg.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Anordnung so getroffen
sein, daß die Steuerung der Abstreifer intermittierend in zeitlichen Abständen erfolgt,
deren Dauer durch die Geschwindigkeit der Dosierbandwaage und- die Länge der Wiegestrecke
vorgegeben ist. Dies kann mittels eines oder mehrerer auf einer Umlenkwalze des
Wiegebandes angeordneter Kontakte durchgeführt werden.
-
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem
Ausführungsbeispiel erläutert.
-
In den Zeichnungen stellt dar Fig. 1 eine Bandwaage im schematischen
Längsschnitt, F i g. 2 eine Draufsicht zu F i g. 1, Fig. 3 eine Bandwaage nach Fig.
1 in perspektivischer Ansicht, F i g. 4 die Abstreicher für die Materialflußbegrenzung
mit Antrieb, F i g. 5 die Materialflußabstreifung in vergrößertem Maßstab.
-
Die Bandwaage nach F i g. 1 weist ein um die Walzen 1 und 2 gespanntes,
endloses Materialförderband 3 für das zu verwiegende Material 4, das z. B. Mehl
sein kann, auf, wobei dieses Band aus einem über dem Förderband 3 angeordneten Vorratsbehälter
5 das Material durch die Bewegung des Förderbandes in Pfeilrichtung aus der Öffnung
6 des Vorratsbehälters S abzieht. Die öffnungshöhe ist durch einen verstellbaren
Schieber 7 änderbar.
-
Der Antrieb des Förderbandes 3 erfolgt mittels Friktion durch ein
zweites, unter dem Förderband 3 um zwei Umlenkwalzen 8 und 9 gelenktes, endloses
Antriebsband 10, das über die Umlenkwalze 8 von einem Motor 11 über einen Kettentrieb
12 angetrieben wird.
-
Kurz nach dem Austritt des Materials 4 aus der Vorratsbehälteröffnung
6 ist ein weiteres, um zwei Walzen 13 und 14 gelenktes, endloses Andrückband 15
vorgesehen, das mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben wird wie das Förderband
3.
-
Das Andrückband 15 ist dabei so angeordnet, daß der aus der Vorratsbehälteröffnung
6 kommende Materialstrom um einen vorbestimmten Betrag gegen das Förderband 3 zusammengepreßt
wird.
-
Zweckmäßig kann der Abstand zwischen dem Förderband 3 und dem Andrückband
15 durch hier nicht dargestellte Verstellmechanismen des Andrück-
bandes verstellt
werden, so daß die Pressung je nach Wunsch und Art des Materials eingestellt werden
kann.
-
Damit das Förderband 3 und das Antriebsband 10 durch den Auflagedruck
des Materials und durch die Pressung des Andrückbandes 15 nicht durchgebogen wird,
ist unter dem Antriebsband eine Stützplatte 16 vorgesehen. Den gleichen Zweck erfüllt
die Stützplatte 17 oberhalb des Andrückteiles des Andrückbandes 15.
-
Zur seitlichen Begrenzung des Materialstroms zwischen dem Förder-
und Andrückband sind beiderseits des Andrückbandes um Umlenkwalzen 18 und 19 und
18' und 19' (F i g. 2) gelenkte, endlose Bänder 20, 20' vorgesehen, die zur Verhinderung
der Durchbiegung durch Stützleisten 21,21' abgestützt sind. Die Bänder 20, 20' laufen
mit gleicher Geschwindigkeit wie das Förderband 3 und das Andrückband 15 und werden
durch hier nicht dargestellte Teile angetrieben.
-
Auf diese Weise wird ein genau definierter Querschnitt des Materialstroms
gebildet. Durch die Pressung ist erreicht, daß der zu verwiegende, kompressible
Materialstrom, wie z. B. Mehl, konstant in seiner Form bleibt, so daß er, wie später
beschrieben, abgestreift werden kann.
-
Die Wägung des auf dem Förderband 3 liegenden, gepreßten Materialstroms
4' erfolgt zwischen den Stützrollen 22, 23, die feststehend montiert sind. Der Abstand
I zwischen den Stützwalzen 22, 23 stellt also die Meßstrecke dar, in der mittels
der unter dem Förderband angeordneten feststehenden Waage 24 der momentan auf der
Strecke I des Förderbandes befindlichen Materialstrom 4' gewogen wird.
-
Auf der Brücke 25 der Waage sind zwei Unterstützungsrollen 26 und
27 angeordnet, die unterhalb des Förderbandes 3 am Förderband anliegen.
-
Die Waage selber besteht aus einem Hebelgestänge 28 und einem Neigungshebel
29, an dessen einem Ende eine mit Wechselstrom erregte Spule 30 vorgesehen ist,
deren Wechselfeld auf zwei feste Spulen 31, 31' einer Brückenschaltung übertragen
wird.
-
Die Durchbiegung des Förderbandes 3 bei Belastung ist auf Grund der
geringen Bewegung der Waagenbrücke sehr gering, so daß der durch die Verformung
des Förderbandes entstehende Wägefehler im allgemeinen vernachlässigt werden kann
oder bei größeren Bandbelastungen in die Eichung der Waage eingeht.
-
Voraussetzung für eine korrekte Wägung ist eine annähernd konstante
Förderbandspannung, die dadurch erreicht wird, daß eine der Walzen, z. B.
-
Walze 2 des Förderbandes 3, beweglich gelagert ist, wobei die Lagerung
unter konstanter, hier nicht dargestellter Feder- bzw. Gewichtsbelastung steht.
-
An Stelle der mechanischen Waagesysteme können auch für sehr empfindliche
Wägungen elektrische Wiegeverfahren benutzt werden. So könnte z. B. unterhalb der
Waagenbrücke 25 eine elektrische Meßdose vorgesehen sein, die den Gewichtsdruck
auf der Länge I des Förderbandes in elektrische Spannung umsetzt, welche dann zur
Regelung des Materialflußquerschnitts benutzt wird. Weiter könnten an Stelle der
Meßdose auch Dehnungsstreifen verwendet werden, deren veränderlicher, druckabhängiger,
elektrischer Widerstand über eine Brückenschaltung zur Regelung der Verstellmechanismen
der Abstreifer 32 und 33 benutzt wird.
-
Durch die Art des Antriebs des Förderbandes 3 über das Antriebsband
10 wird verhindert, daß der Reibungswiderstand, der durch das Gewicht des Materials
im Vorratsbehälter 5 und durch die Pressung des Andrückbandes 15 zwischen dem Antriebsband
10 und der Stützplatte 16 entsteht, nur vom Antriebsband 10 übernommen wird, so
daß die Spannung des Förderbandes 3 von Reibungskräften unbeeinflußt bleibt.
-
Die Lagerreibungswiderstände der Walze 1 und 2 können wegen ihrer
geringen Größenordnung vernachlässigt werden.
-
Die Gewichtskorrektur des auf dem Förderband 3 bewegten Materialstroms
wird durch eine von dem Waagenausschlag proportional gesteuerte Querschnittsveränderung
des Materialstroms mittels zweier, in einem festen Abstand über dem Förderband 3
seitlich neben dem Materialstrom 4' angeordneter, horizontal beweglicher Abstreifer
32 und 33 bewirkt, die dabei so angeordnet sind, daß von beiden Abstreifern ständig
ein Teil 4" und 4"' des Materialstroms abgestreift wird, welcher über eine seitlich
der Waage angeordnete Rinne 34 (F i g. 2 und 3) und ein Förderband 35 in den Vorratsbehälter
5 zurückgeführt wird.
-
Zweckmäßig ist der Abstreifer 32 in seiner Ausgangsstellung so eingestellt,
daß er bei einer zu erwartenden maximalen Gewichtstoleranzabweichung des Materialstroms
von z. B. -r50/o bei einer Abweichung von z. B. -5 einen kleinen Teil des Flußquerschnitts
noch abstreift.
-
Die Wägung des Materialstroms 4' erfolgt nun in Zeitabständen, die
der Materialstrom 4' für die Zurücklegung der Meßstrecke I bentötigt. Zu diesem
Zweck ist ein elektrischer Kontakt 36 auf der Walze 2 vorgesehen, der bei jeweils
einer Umdrehung der Walze einen Verstellvorgang der Abstreifer, der der Größe der
Gewichtsabweichung entspricht, über entsprechende elektromechanische Verstellglieder
auslöst; dabei ist die Meßstrecke I so bemessen, daß sie einem Umfang der Walze
2 entspricht.
-
Damit das im Augenblick der Korrektur des Materialflusses sich auf
der Meßstrecke I befindliche Material nicht unkorrigiert vom Förderband 3 abläuft,
ist der Abstreifer 33 vorgesehen, der außerdem um einen vorbestimmten Betrag a'
gegenüber dem Abstreifer 32 versetzt ist. Die Versetzung a' ist so groß, daß sie
den Gewichtstoleranzbereich von, wie angenommen, 5°/o erfaßt. Die Waage wiegt also
grundsätzlich ein größeres Gewicht als das nach dem Abstreifer 33 ablaufende Gewicht,
das dem Sollwert entspricht.
-
Dieses Mehrgewicht, das abhängig von der Versetzung a', aber konstant
ist, ist in der Eichung der Waage berücksichtigt.
-
Auf diese Weise ist erreicht, daß auch die auf der Meßstrecke I befindliche
Materialmenge gewichtskorrigiert von der Waage abläuft, was bei den üblichen Waagen
nicht der Fall ist, da hier die Korrektur meistens in mehreren Stufen erfolgt und
außerdem das auf dem Band noch nicht korrigierte Material in den nachfolgenden Arbeitsprozeß
einläuft.
-
Da beim Abstreifen des gepreßten Materialstroms die abgestreifte
Materialkante b bei senkrechter Abstreifung leicht abfallen würde, sind die Abstreifer
32 und 33 so ausgebildet, daß die Abstreiffläche zur
Oberfläche des Materialstroms
einen Winkel oc (Fig. 5) bildet. Die Größe des Winkels ist dabei von den Materialeigenschaften
abhängig.
-
Zweckmäßig sind die beiden Abstreifer 32 und 33 über einen Steg 37
(F i g. 4) miteinander verbunden, auf dem ein mit einem Gewinde versehenes Mutterstück
38 vorgesehen ist, in das eine Spindel 39 eines Antriebes 40 geführt ist.