Es bietet sich darum an, die immer wichtiger werdenden Informationen über Mengen- und Durchsätze auf den Förderbändern mittels eines Wägesystems exakt und kontinuierlich zu erfassen.
Hierbei haben sich vor allem Einbau-Förderbandwaagen in der Praxis bewährt, die auch in vorhandene Förderer leicht nachträglich eingebaut werden können. Diese Förderbandwaagen werden in den unterschiedlichsten Ausführungen angeboten. Mittlerweise haben sich Einrollenstuhl-Bandwaagen (nur eine der vorhandenen Tragstationen wird zu Verwiegung des Förderguts genutzt) weitestgehend durchgesetzt. Dies liegt zum einem an der einfachen, günstig zu fertigenden Konstruktion und der damit verbundenen schnellen Installation der Waagen sowie in der akzeptablen Messgenauigkeit.
Zwei- und Mehrrollenstuhl-Bandwaagen sind wesentlich aufwendiger in Konstruktion und nachträglicher Installation; der Einsatz erfolgt hauptsächlich bei eichfähigen Anwendungen und überall dort, wo besonders hohe Genauigkeiten gefordert werden. Dieser Mehraufwand an Technik schlägt sich auch auf den Preis der Waagen nieder.
Messfehler oder Wägegenauigkeit einer Förderbandwaage sind immer wieder Diskussions- und Kritikpunkt vieler Anwender. Darum soll auf dieses Thema näher eingegangen werden, um einige Informationen bei zukünftigen Planungen berücksichtigen zu können.
Aufbau einer Förderbandwaage
Um die Funktion einer Förderbandwaage besser zu verstehen, sollte kurz ihr Aufbau betrachtet werden:
Bandwaagen bestehen in der Regel aus drei Bestandteilen. Der Messrahmen (auch Lastträger genannt) wird in die Förderbandkonstruktion eingebaut. Der kontinuierlich geförderte Materialstrom erzeugt eine Druckbelastung auf eine oder mehrere Messstationen, je nach Typ der Waage. Die daraus resultierende Gewichtsbelastung wird über die Waagenmechanik (den Messrahmen) an eine oder mehrere Wägezellen weitergeleitet und von einer nachgeschalteten, zur Waage gehörenden Elektronik normiert und ausgewertet.
Gleichzeitig wird über ein auf dem Untergurt mitlaufendes Messrad als drittes wichtiges Bauteil die aktuelle Bandgeschwindigkeit aufgenommen. Alternativ kann auch ein an der Umlenktrommel des Bandes installierter Tachogenerator die Bandgeschwindigkeit erfassen.
Beide kontinuierlich anstehenden Signale von Wäge- und Geschwindigkeitssensorik ergeben als Produkt die aktuelle Förderleistung des Bandes.
Bandwaagen ohne Geschwindigkeitserfassung sind auch in der Praxis anzutreffen. Hierbei wird die Bandgeschwindigkeit als Konstante angenommen. Ändert sich diese jedoch schon in geringem Maße, hat dies einen größeren Messfehler zur Folge.
Weiterer Nachteil dieser vereinfachten Ausführung: Bei stehendem, aber beladenem Band wird die Aufsummierung der Tonnagen nicht unterbrochen. Ein Bandstoppkontakt von der Bandsteuerung ist zusätzlich notwendig.
Messfehlerbetrachtung
Im Gegensatz zu einer rein statisch arbeitenden Fahrzeug- oder Behälterwaage wird bei einer Förderbandwaage der Materialstrom in einem kontinuierlich laufenden Prozess erfasst. Somit ist für den Anwender nicht der statische Messfehler der Waagenkonstruktion von Interesse, sondern die im laufenden Prozess zu erzielende Genauigkeit.
Aus diesem Grund sollte man die Messfehlerangaben genau prüfen und im Zweifelsfall vom Hersteller bestätigen lassen. Eine Genauigkeitsangabe der eingesetzten Messzelle oder Wiegeelektronik nutzt wenig, nur eine Fehlerangabe (bezogen auf Nenn- oder Ist-Förderstärke des Förderers) liefert genaue Informationen. Je geringer der zumeist prozentual aufgeführte Messfehler ist, umso höher ist die Messgenauigkeit. Moderne Bandwaagenkonstruktionen sollten bei entsprechender Bandauslegung und Montage einen Messfehler von unter zwei Prozent einhalten können.
Anforderungen an den Gurtförderer
Der selbsttätig erfolgende Wägeprozess einer Bandwaage wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Neben der mechanischen Ausführungsqualität des Messrahmens und der vom Hersteller eingesetzten Wägezellen hat die jeweilige Konstruktion des Gurtförderers, der Einbauort und die Montage der Waage maßgeblichen Einfluss auf die zu erzielende Messgenauigkeit. Folgende Punkte im Bezug auf den Gurtförderer und den Einbauort sind zu berücksichtigen, um eine optimale und langzeitstabile Funktion sicherzustellen.
- Das Gestell des Gurtförderers sollte stabil und solide gebaut sein, um eine Torsion oder Durchbiegung des Rahmens bei Belastung zu vermeiden.
- Der Abstand der Waage zur Materialzuführung des Bandes sollte groß genug sein, dem 3- bis 5-fachen der maximalen Bandgeschwindigkeit entsprechen.
- Vor und hinter dem Messrahmen der Bandwaage sind mindestens 2, besser 3 fest montierte Tragstationen mit einem Muldungswinkel vorzusehen, der auch dem der Messstation entspricht.
Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass der Fördergurt immer (also auch im leer laufenden Zustand) auf den Transportrollen der Messstation sowie auf den Rollen der benachbarten Tragstationen aufliegt, nur so wird ein genaues Wiegen gewährleistet. Besondere Sorgfalt ist bei "bananenförmigen" Bandkonstruktionen angesagt. Häufig ist hier zu beobachten, dass der Gurt im leeren Zustand von den Transportrollen abhebt. Dieser temperaturabhängige Effekt kann zu eklatanten Messfehlern führen.
Die Transportrollen der Messstation sind weiterhin so auszurichten, dass sie in der Höhe und seitlich exakt mit den Rollen der benachbarten Tragstationen fluchten.
Gurtförderer mit Bandsteigungen, bei denen das Fördermaterial auf dem Fördergurt zu gleiten anfängt, sind für den Betrieb von Bandwaagen grundsätzlich nicht geeignet.
Anwender, die optimale Genauigkeiten fordern, sollten eine gravimetrische (gewichtsbelastete) Bandspannstation vorsehen. Diese ist für den Betrieb von eichfähigen Bandwaagen grundsätzlich vom Gesetzgeber vorgeschrieben.
Die aufgeführten Punkte sind bei stationär eingesetzten Gurtförderern in der Regel ohne großen Aufwand zu verwirklichen. Bei mobilen Anlagen sieht dies häufig ganz anders aus, der Einsatz einer Bandwaage sollte hier gut überlegt werden. Es empfiehlt sich, den Waagenlieferanten oder Hersteller gezielt mit der Aufgabenstellung vertraut zu machen, um so später bösen Überraschungen (Standfestigkeit und Genauigkeit betreffend) zu entgehen.
Auswertesysteme
Auf die verschiedenen Möglichkeiten der Signalauswertung soll kurz eingegangen werden. Herstellerabhängig werden Auswertegeräte in vielfältigen Bauformen angeboten, die meist jedoch fast ähnliche Ausstattungsmerkmale besitzen. Direkt angezeigt werden bei vielen Geräten die aktuelle Förderleistung und die aufsummierten Tonnagen. Dies geschieht über mindestens einen Zähler, oft über mehrere separat aufrufbare und rücksetzbare Tages-, Wochen- oder Jahreszähler.
Ausgangsseitig sollte das Gerät zur Signalverarbeitung über einen externen Zählkontakt und ein Ist-Wert-Signal (z.B. in Form eines analogen Stromausganges) verfügen.
Immer häufiger stehen Ausgänge zusätzlich in digitaler Form zur Verfügung, die einen direkten Anschluss an eine SPS ermöglichen.
Ob eine Ein- oder Mehrkanalvariante oder eine direkte SPS-Lösung gewählt wird, ist letztlich die Entscheidung des Anwenders. Berücksichtigt werden sollte, dass Mehrkanalauswertsysteme preislich oft Vorteile bieten, jedoch Einschränkungen in Bedienung und Anschluss mit sich bringen. Direkte SPS-gestützte Lösungen sind unter dem Kostenaspekt besonders bei Einsatz von mehreren Bandwaagen interessant. Es gibt jedoch zu bedenken, dass der Anwender häufig Einstellparameter nicht selber anpassen oder ändern kann ohne Eingriff in die Programmebene der SPS.
Abschließende Betrachtung
Gurtförderer und Förderbandwaagen sind für viele Betriebe ein wichtiges Arbeitsgerät geworden, ohne die ein effektiver und lohnender Betrieb einer Aufbereitungsanlage heute nicht mehr möglich wäre. Die Bandwaagen sind bestimmt hier nur ein kleines, aber wichtiges Hilfsmittel zur Steigerung der Produktivität und Senkung der Betriebskosten. Hoffentlich dient diese kurze Abhandlung dazu, Ihnen als Anwendern in Zukunft den Umgang mit Bandwaagen zu erleichtern!