Die Dosis machts

So gehts gravimetrisch

Es gibt viele Systeme, die die formlosen Stoffe bewegen und dabei ihre Schwerkraftwirkung messen, also wiegen. In Bild 1 wird eine Förderbandeinheit gezeigt, bei der das Wiegen über eine festgelegte Messstrecke durchgeführt wird. Das Band läuft über zwei Stützrollen, wobei deren Achslast ermittelt wird. Über die Regelung der Geschwindigkeit des Bandes lässt sich eine gleichmäßige Streckenlast sicherstellen. In den Regelkreis ist deshalb ein Drehzahlmesser einbezogen.

Es gibt auch Einrichtungen mit senkrechter Dosierschnecke am Auslauf eines Vorratsbehälters mit Rührwerk. Das Dosiervolumen ist aber nicht direkt messbar. Es wird von der Zahl der Umdrehungen der Dosierschnecke bestimmt, das heißt vom Drehwinkel der Schnecke. Damit handelt es sich um eine Volumendosierung. Dichteschwankungen des zu dosierenden Stoffes können zu größeren Messungenauigkeiten führen.
Ein interessanter (und patentierter) Ansatz wird in Bild 3 gezeigt. Das Gut gelangt vom Bunker auf eine Linearschwingrinne. Dabei wird das Schwingverhalten ständig beobachtet und danach die Massebelegung der Rinne beeinflusst. Daraus kann man rückkoppelnd die Fördergeschwindigkeit über den Schwingantrieb so stellen, dass geplante Sollwerte im Stofffluss erreicht werden. Ein großer Vorteil ist die geringe Anzahl beweglicher und damit verschleißgefährdeter Bauteile dieses Prinzips.

So geht’s volumetrisch

Als Beispiel soll im Bild 4 das taktweise Abfüllen von Flüssigkeiten gezeigt werden. Sensoren kontrollieren den Füllstand. Ist ein Großteil der Füllung im Behälter angekommen, erfolgt eine Umschaltung von der schnellen Grobdosierung in die etwas langsamere Feindosierung. Für das Umschalten werden pneumatische Aktoren eingesetzt, die jeweils nur Endpositionen anfahren. Der Kurzhubzylinder wirkt somit als positionierbarer Zwischenanschlag. Mit der gezeigten Lösung kann man beispielsweise 1000 Stück 1-Liter-Flaschen je Stunde mit Öl befüllen. Das Verfahren kann als drucklose Höhenfüllung bezeichnet werden. Weil man sich nicht um das Gewicht kümmert, kann passieren, dass auch gebrochene Flaschen befüllt werden. Der Sensor für die Füllhöhe spricht dann nicht an und durch das ständig austretende Gut wird die gesamte Station verunreinigt. Das ist ein großer Nachteil. Es muss sensorisch aufgerüstet werden.

Über den Zaun geschaut

Es schadet in der Regel nicht, wenn man in andere Bereiche schaut, um zu sehen, wie dort ein vergleichbares Problem gelöst wurde. In der Landwirtschaft besteht die Aufgabe, Saatgut möglichst präzise in Kilogramm je Fläche auszubringen und das unter erschwerten Bedingungen. Es handelt sich um eine Stückdosierung. Mehrere parallele Särohre müssen mit „Einzelteilen“ versorgt werden. Allerdings müssen die Samenkörner nicht ausgerichtet (nicht geordnet) sein. Dafür ist das Leerfahren eine wichtige Randbedingung. Teure Feinsämereien müssen beispielsweise ohne Restmengen im Saatgutbehälter selbst in Hanglagen und bei Erschütterungen längs der Fahrspur zuverlässig und einzeln in das Saatbeet ausgebracht werden. Das Bild 5 zeigt den Aufbau einer solchen Dosiereinheit.

Das Särad besitzt drei versetzte Nockenreihen (je 36 Nocken) und dosiert das Gut. Es wird dann gleichmäßig in die Särohre ausgegeben. Mit einem Einschub kann man die Nocken teilweise abdecken, was die Ausbringleistung verändert. Wenn das Saatgut auch nicht zum exponierten Gegenstand der Handhabungstechnik gehört, so kann doch die Lösung technischer Details Anregungen für die eigene Entwicklungsarbeit liefern.

Stefan Hesse