DE2623591A1

DE2623591A1 - Controlled drive for proportionating belt type weigher - has drive pulley actuated by motor through clutch of induction or eddy current type

Info

Publication number: DE2623591A1
Application number: DE19762623591
Authority: DE
Inventors: Hans Wilhelm Haefner
Original assignee: PFISTER WAAGEN GmbH
Current assignee: PFISTER WAAGEN GmbH
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1977-12-08
Also published as: CH604142A5

Abstract

The mechanism has a control loop which changes the speed of the belt conveyor when the gravimetric conveying force deviates from the nominal value. The driving motor is a squirrel-cage motor and the clutch is a control clutch which acts as the control element in the control loop. The control clutch can also be an induction clutch esp. an eddy-current clutch. The speed of the driven side of the control clutch which is proportional to the rated, or normal speed of the drive pulley of the belt conveyor can be lower than the constant speed of the squirrel-cage motor.

Description

Anlage zum Patentgesuch derAnnex to the patent application by

Pfister Waagen GmbH, Augsburg Einrichtung zum geregelten Antrieb einer Dosierbandwaage Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum geregelten Antrieb einer Dosierbandwaage mit einem Bandförderer, dessen Antriebsrolle über eine Kupplung von einem Antriebsmotor angetrieben ist, und mit einem Regelkreis, der bei Abweichung der gratimetrischen Förderstärke vom Sollwert die Geschwindigkeit des Bandförderers ändert.Pfister Waagen GmbH, Augsburg Device for the controlled drive of a The invention relates to a device for the controlled drive of a Dosing belt weigher with a belt conveyor, the drive roller of which has a coupling is driven by a drive motor, and with a control loop, which in the event of a deviation the gratimetric conveying rate from the setpoint the speed of the belt conveyor changes.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (z. B. deutsche Auslegeschrift 2051199) steht der Bandförderer mit einer Wägeeinrichtung in Verbindung sowie mit einem Drehzahlgeber, der eine der Bandgeschwindigkeit proportionale Größe an eine Multipliziereinrichtung gibt, in welchem die geschwindigkeitsproportionale Größe mit einer von der Wägeeinrichtung gelieferten lastproportionalen Größe multipliziert wird. Der so erhaltene Wert, der ein Maß für die gravimetrische Ist-Förderleistung des Bandförderers darstellt, wird mit einem von einem Sollwert-Geber angegebenen Sollwert in einem Vergleicher vergleichen; der dabei erhaltene Differenzwert dient der Drehzahländerung des Antriebsmotors des Bandförderers. Dieser im Regelkreis direkt angesteuerte Antriebsmotor ist also ein Gleichstrommotor, dessen Drehzahl veränderlich ist. Ein Gleichstrommotor ist aber vergleichsweise teuer, er hat verschleißende Teile, z. B. die Kohlebürsten und er erfordert außerdem einen großen und vergleichsweise teuren Umwandler von Drehstrom in Gleichstrom. Der bekannte geschwindigkeitsgeregelte Antrieb einer Dosierbandwaage ist daher noch nicht optimal.In a known device of this type (e.g. German Auslegeschrift 2051199) the belt conveyor is connected to a weighing device as well as to a tachometer that sends a variable proportional to the belt speed to a Multiplier gives in which the speed-proportional size multiplied by a quantity proportional to the load supplied by the weighing device will. The value obtained in this way, which is a measure of the actual gravimetric conveying capacity of the belt conveyor is represented by a specified by a setpoint generator Compare setpoint in a comparator; the difference value obtained is used the change in speed of the drive motor of the belt conveyor. This in the control loop The directly controlled drive motor is therefore a direct current motor, its speed is changeable. A DC motor but is comparative expensive, it has wearing parts, e.g. B. the carbon brushes and he also requires a large and comparatively expensive converter from three-phase to direct current. The well-known speed-controlled drive of a weighfeeder is therefore still not optimal.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum geregelten Antrieb einer Dosierbandwaage zu schaffen, die einen geringeren kostenmäßigen und technischen Aufwand erforderlich macht und die aber trotzdem betriebssicher und exakt arbeitet.The invention is therefore based on the object of providing a device for to create a controlled drive of a weighfeeder, which is less costly and makes technical effort necessary and which is nevertheless operationally reliable and works exactly.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antriebsmotor ein Kurzschlussläufermotor ist und daß die Kupplung eine Regelkupplung ist, die im Regelkreis das Stellglied ist.This task is carried out in a facility of the type mentioned at the beginning according to the invention achieved in that the drive motor is a squirrel cage motor and that the clutch is a control clutch, which is the actuator in the control loop is.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist der Antriebsmotor ein vergleichsweise billiger und wartungsfreundlicher Kurzschlussläufermotor, der außerdem keinen Umwandler von Drehstrom in Gleichstrom benötigt. Nicht der Kurzschlussläufermotor wird im Regelkreis qagesteuert, sondern eine von diesem Motor mit konstanter Drehzahl angetriebene Regelkupplung, deren Antriebsdrehzahl konstant und deren Abtriebsdrehzahl durch die Ansteuerung veränderlich ist. Die Abtriebsdrehzahl dieser Regelkupplung die zur Nenndrelizahl bzw. Normaldrehzahl der Antriebsrolle des Bandförderers proportional ist, liegt niedriger als die konstante Drehzahl des Kurzschlussläufermotors, d. h. also, daß die Regelkupplung mit Dauerschlupf läuft. So kann die Abtriebsdrehzahl der Regelkupplung z. B.In the device according to the invention, the drive motor is a comparative one cheap and maintenance-friendly squirrel cage motor, which also does not have a converter from three-phase to direct current is required. The squirrel cage motor is not used in the Control loop qa controlled, but one driven by this motor at constant speed Variable-speed clutch, whose input speed is constant and whose output speed is through the control is variable. The output speed this variable speed clutch proportional to the nominal number or normal speed of the drive roller of the belt conveyor is, is lower than the constant speed of the squirrel cage motor, i.e. H. so that the control clutch runs with continuous slip. So can the output speed the control clutch z. B.

70 % der Antriebsdrehzahl bzw. Motordrehzahl betragen. Auf diese Weise ist bei einer entsprechenden Ansteuerung und Schlupfveränderung der Regelkupplung eine Regelung ins Schnelle von z. B. 60 % bis 80 % der Motordrehzahl und eine Regelung ins Langsame von z. B. 60 % bis theoretisch 0 % der Motordrehzahl möglich. Die Geschwindigkeit des Dosierbandes kann daher in sehr weiten Grenzen geregelt werden.70% of the drive speed or motor speed. In this way is with a corresponding control and slip change of the control clutch a regulation in the fast of z. B. 60% to 80% of the engine speed and a control into the slow of z. B. 60% to theoretically 0% of the engine speed is possible. The speed the metering belt can therefore be regulated within very wide limits.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist die Regelkupplung eine Induktionskupplung, insbesondere Wirbelstromkupplung, die mit Dauerschlupf läuft. Bei einer solchen Kupplung tritt mechanische Reibung und Verschleiß außer in den Lagern nicht auf, so daß ein Nachstellen der Kupplung nicht erforderlich ist. Die Kupplung ist daher weitgehend wartungsfrei. Die Schlupfwärme kann ohne weiteres abgeführt werden.According to a special feature of the invention is the variable speed clutch an induction clutch, especially eddy current clutch, the one with continuous slip runs. With such a coupling, mechanical friction and wear do not occur in the bearings so that readjustment of the clutch is not necessary is. The coupling is therefore largely maintenance-free. The slip heat can be used without further be discharged.

Bei der Ansteuerung der Induktionskupplung kann durch Veränderung des Erregerstromes der in der Kupplung eingebauten Induktionsspulen die Abtriebsdrehzahl der Kupplung bei konstanter Antriebsdrehzahl stufenlos eingestellt werden. Die Regelgeschwindigkeit ist sehr hoch, höher als zum Beispiel bei einem stufenlos steuerbaren Getriebe, weil die abtriebsseitigen Schwungmassen der Induktionskupplung sehr gering sind. Das dynamische Verhalten der Regelung ist daher optimal.When activating the induction coupling can change of the excitation current of the induction coils built into the coupling, the output speed the clutch can be continuously adjusted at constant drive speed. The control speed is very high, higher than, for example, one continuously controllable Gear, because the centrifugal masses of the induction clutch on the output side are very low are. The dynamic behavior of the control is therefore optimal.

Die Regelkupplung könnte auch eine hydrodynamische Kupplung mit veränderlicher Fluidfüllung sein. Auch diese Kupplung kann mit Dauerschlupf laufen. Je nach dem Füllungsgrad der Kupplung mit dem Fluid kann die Abtriebsdrehzahl der Kupplung erniedrigt oder erhöht werden. Der Füllungsgrad der Kupplung kann dadurch verändert werden, daß z. B. ein Magnetventil oder die Pumpe des Fluidkreislaufes angesteuert wird.The control clutch could also be a hydrodynamic clutch with variable Be fluid filling. This clutch can also run with permanent slip. Depending on The degree of filling of the clutch with the fluid can lower the output speed of the clutch or be increased. The filling level of the coupling can be changed by that z. B. a solenoid valve or the pump of the fluid circuit is controlled.

Der Regelkreis der erfindungsgemäßen Einrichtung zum geregelten Antrieb einer Dosierbandwaage weist einen mit dem Bandförderer in Verbindung stehenden Lastaufnehmer sowie einen Drehzahlgeber auf, wobei beide Meßstellen mit einer Multipliziereinrichtung verbunden sind, deren Ausgang zu einem mit einem Sollwertgeber verbundenen Vergleicher führt, an den ein Steuergerät angeschlossen istw das bei Abweichung der gravimetrischen Ist-Fördermenge vom Sollwert die Regelkupplung, z. B. Wirbelstromkupplung ansteuert.The control loop of the device according to the invention for controlled drive a weighfeeder has a load receiver connected to the belt conveyor and a speed sensor, both measuring points with a multiplier are connected, the output of which is connected to a comparator connected to a setpoint generator to which a control unit is connected Actual delivery rate from the setpoint the control clutch, z. B. Eddy current clutch controls.

Die Erfindung und deren weitere Vorteile werden anhand der Zeichnung näher erläutert, welche die geregelte Dosierbandwaage mit Blockschaltbild zeigt.The invention and its further advantages are illustrated with reference to the drawing explained in more detail, which shows the regulated weighfeeder with block diagram.

Gemäß der Zeichnung hat die Dosierbandwaage einen Bandförderer 10, der aus einem Bunker 11 zu dosierendes Schüttgut aus trägt. Die Antriebsrolle 12 des Bandförderers 10 wird von einem Kurzschlußläufermotor 13 mit konstanter Drehzahl über eine Induktionskupplung 14, z. B. Wirbelstromkupplung und über ein Reduziergetriebe 15, das mit Vorteil auf die Welle der Antriebsrolle 12 aufsteckbar ist, angetrieben. Der Bandförderer 10 ist auf Tragrollen 16 und auf einer Meßrolle 17 abgestützt, die mit einem Lastaufnehmer 18 z. B. Dehnungsmeßstreifen oder ähnlichem Lastaufnehmer verbunden ist.According to the drawing, the weighfeeder has a belt conveyor 10, which carries bulk material to be dosed from a bunker 11. The drive roller 12 the belt conveyor 10 is controlled by a squirrel cage motor 13 at a constant speed via an induction coupling 14, e.g. B. Eddy current clutch and a reduction gear 15, which can advantageously be plugged onto the shaft of the drive roller 12, is driven. The belt conveyor 10 is supported on support rollers 16 and on a measuring roller 17, with a load receiver 18 z. B. strain gauges or similar load receptors connected is.

Die gravimetrische Fördermenge der Dosierbandwaage ist proportional dem Produkt aus Bandgeschwindigkeit und Bandbelastung. Die Erfassung der Bandbelastung erfolgt mit der Messrolle 17 und der Schwinge über den elektromechanischen Dehnungsmeßstreifen-Lastaufnehmer 18. Der Dehnungsmeßstreifen wird durch eine Konstant-Spannungswelle 19 gespeist. Die Ausgangsspannung des Lastaufnehmers 18 wird in einem nachgeschalteten Messverstärker 20 auf ein im gesammten Meß- und Regelsystem normiertes Signal verstärkt. Die Messung der Bandgeschwindigkeit erfolgt durch einen kontakt- und berührungslos arbeitenden magnetischen Drehzahlgeber bzw. Impulsgeber 21 (Digital-Tachometer), der an der Wirbelstromkupplung 14 angeflanscht sein kann. Die abgegebene Impulsfolge ist proportional der Geschwindigkeit des Bandförderers 10. In einem nachgeschalteten Impulsformer werden die sinusförmigen Impulse in Rechtecksignale mit konstanter Impulslänge umgesetzt.The gravimetric delivery rate of the weighfeeder is proportional the product of belt speed and belt load. The recording of the belt load takes place with the measuring roller 17 and the rocker via the electromechanical strain gauge load sensor 18. The strain gauge is fed by a constant voltage wave 19. The output voltage of the load receiver 18 is in a downstream measuring amplifier 20 amplified to a signal standardized in the entire measuring and control system. The measurement the belt speed is controlled by a contactless and non-contacting one magnetic tachometer or pulse generator 21 (digital tachometer), which is attached to the Eddy current coupling 14 can be flanged. The pulse train emitted is proportional the speed of the belt conveyor 10. In a downstream Pulse shaper the sinusoidal pulses are converted into square-wave signals with a constant pulse length.

In einer Multipliziereinheit 22 (Analogrechner) wird das Produkt aus Bandgeschwindigkeit und Bandbelastung gebildet.In a multiplication unit 22 (analog computer) the product is obtained Belt speed and belt load formed.

Dazu werden die der Dosierbandgeschwindigkeit entsprechenden Impulse durch die der Bandbelastung proportionalen Ausgangsspannungen des Messverstärkers 20 amplitudenmoduliert. Die Spannungszeitfläche des Ausgangsimpulses der Multipliziereinrichtung 22 ist proportional der Ist-Förderstärke. Das dieser Förderstärke proportionale Analogsignal wird in einem Förderstärkeregler bzw. Vergleicher 23, der mit einem Sollwert-Geber 24 verbunden ist, mit dem vorgegebenen Förderstärken-Sollwert verglichen. Die Regelabweichung gelangt auf den Eingang des Reglerverstärkers eines Steuergerätes 25 mit Thyristor-Endstufe, welche den Strom für die Erregung der Spulen in der Wirbelstromkupplung 14, deren Leistungsbedarf gering ist, liefert. Bei Regelabweichungen wird die Geschwindigkeit des Bandförderers 10 durch das Steuergerät 25 mit Thyristorsatz über die Wirbelstromkupplung 14 so verändert, daß das Produkt aus Bandbelastung und Bandgeschwindigkeit dem Sollwert angeglichen wird, so daß die gravimetrische Förderstärke auf einem konstanten Wert gehalten wird.For this purpose, the pulses corresponding to the dosing belt speed are used through the output voltages of the measuring amplifier proportional to the load on the belt 20 amplitude modulated. The voltage-time area of the output pulse of the multiplier 22 is proportional to the actual delivery rate. The one proportional to this delivery rate Analog signal is in a flow rate controller or comparator 23, which is with a Setpoint generator 24 is connected, compared with the predetermined delivery rate setpoint. The control deviation reaches the input of the controller amplifier of a control unit 25 with thyristor output stage, which supplies the current for the excitation of the coils in the eddy current coupling 14, whose power requirement is low, delivers. In the event of system deviations, the speed of the belt conveyor 10 by the control device 25 with thyristor set via the eddy current coupling 14 changed so that the product of belt load and belt speed is the target value is adjusted so that the gravimetric delivery rate is at a constant value is held.

Die angesteuerte Wirbelstromkupplung 14 überträgt das Drehmoment ohne mechanische Berührung der an- und abtriebsseitigen Kupplungshälften durch magnetische Kraftlinien, die den Luftspalt zwischen den Kupplungshälften überbrücken und dadurch die Verbindung herstellen. Durch Veränderung des Erregerstromes, der von der Thyristor-Endstufe des Steuergerätes 25 geliefert wird, wird die Anzahl der den Luftspalt überbrückenden Kraftlinien ebenfalls verändert, so daß die stufenlose Regelung der Abtriebsdrehzahl der Kupplung möglich ist. Das Magnetfeld schließt sich über die Pole des Rotors mit dem Ankerring. Die Pole des Rotors laufen neben dem Ankerring und induzieren durch Schneiden des Magnetfeldes die Wirbelströme. Diese erzeugen rückwirkend ein Magnetfeld, welches das Drehmoment überträgt.The activated eddy current clutch 14 transmits the torque without mechanical contact of the coupling halves on the driving and driven side by magnetic ones Lines of force that bridge the air gap between the coupling halves and thereby establish the connection. By changing the excitation current from the thyristor output stage of the control unit 25 is supplied, the number of bridging the air gap Lines of force also changed, so that the stepless control of the output speed the clutch is possible. The magnetic field closes over the poles of the rotor with the anchor ring. The poles of the rotor run next to the armature ring and induce by cutting the magnetic field the eddy currents. These generate a retrospective Magnetic field that transmits the torque.

Das Drehmoment entsteht in Abhängigkeit zur Erregung der Spulen und zum Schlupf.The torque arises depending on the excitation of the coils and to hatch.

Das der gravimetrischen Ist-Förderstärke proportionale Signal am Ausgang aus der Multipliziereinrichtung 22 kann in einem Anzeigeinstrument 26 als Ist-Fördermenge zur Anzeige gebracht oder in einem Spannungsfrequenzwandler 27 in eine Impulsfolge umgesetzt werden, deren Impulse in einem Fördermengenzähler 28 aufaddiert werden. 29 bezeichnet einen Kontrollendschalter, 30 einen Strungsmelder, 31 einen Start/Stop-Schalter, 32 eine Kontrollampe und 33 eine Entriegelungseinrichtung. PatentansprücheThe output signal proportional to the actual gravimetric delivery rate from the multiplier 22 can be shown in a display instrument 26 as the actual delivery rate brought to the display or in a voltage frequency converter 27 in a pulse train are implemented, the pulses of which are added up in a flow rate counter 28. 29 denotes a control limit switch, 30 a malfunction indicator, 31 a start / stop switch, 32 a control lamp and 33 an unlocking device. Claims

Claims

Claims (1 .. Device for the controlled drive of a weighfeeder with a belt conveyor whose drive roller is connected to a drive motor via a coupling is driven, and with a control loop that, if there is a deviation from the gravimetric Conveyance strength changes from the setpoint the speed of the belt conveyor, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e tw that the drive motor is a squirrel cage motor (13) and that the clutch is a control clutch (14), which is in the control loop Actuator is.

2. Device according to claim 1, characterized in that the control clutch (14) is an induction coupling, in particular an eddy current coupling.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the output speed of the control clutch (14>, that of the nominal speed or normal speed the drive roller (12) of the belt conveyor (10) is proportional, is lower than the constant speed of the squirrel cage motor (13).

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the control circuit has a load receiver connected to the belt conveyor (10) (18) and a speed sensor (21), both measuring points with a Multiplier (22) are connected, the output of which is connected to a setpoint generator (24) Comparator (23) leads to which a control unit (25) is connected, which in the event of a deviation the gravimetric actual delivery rate from the setpoint controls the control clutch (14).

5. Device according to claim 49, characterized in that the load receiver (18) has a strain gauge load sensor which provides an electrical output voltage supplies.

6. Device according to claim 4, characterized in that the speed sensor (21) a non-contacting masnetic pulse generator (digital tachometer) is.

7. Device according to claims 5 and 6, characterized in that that the pulse train of the pulse generator is proportional to the dosing belt speed (21) after their conversion into square-wave signals with constant pulse length by the the output voltage of the load receiver (18) proportional to the load on the dosing belt is amplitude-modulated will.

8. Device according to claims 4 to 7, characterized in that that the control unit (25) has a thyristor output stage, which the excitation current for the coils of the induction coupling (14), preferably eddy current coupling.

9. Device according to claims 4 to 8, characterized in that that the signal proportional to the gravimetric actual delivery rate is off at the output the multiplier (22) in a display instrument (26) as the actual delivery rate brought to the display or in a voltage frequency converter (27) in a pulse train is implemented, the pulses of which are added up in a flow meter (28).