Dr.-Ing. Matthias Kruse, Steffen Böhmer
Üblicherweise erfolgen derzeit Genauigkeitsmessungen bzw. -angaben mit Bezug auf die Empfehlungen gemäß dem Namur-Arbeitsblatt NA40. Demnach werden Dosierkonstanz Sk (= Schwankung des IST-Wertes um den tatsächlichen Mittelwert) und Dosiergenauigkeit Sd (= systematische Abweichung des Mittelwertes des IST-Wertes vom Sollwert) auf der Basis von 30 Messungen mit jeweils 1 min Messzeit berechnet. Jedoch ist es denkbar, dass aufgrund einer kurzen Verweilzeit (<< 1 min) des Schüttgutes in einem einer Dosier- waage nachgeschalteten Prozess, der Bezugszeitraum für die Messung der Dosiergenauigkeit verkürzt werden muss. Dies bringt die Notwendigkeit mit sich, die Genauigkeiten mit hochgenauen Kontrollwaagen mit kurzen Reaktionszeiten sowie einer schnellen Messdatenaufnahme zu erfassen. Werden dann auch noch die Forderungen an Dosierkonstanz und Dosiergenauigkeit verschärft, kann sich die Gesamt-Genauigkeitsanforderung wesentlich erhöhen. Es ist daher im Projektgespräch zu klären, welche Genauigkeiten an welchen Stellen eines Gesamtprozesses tatsächlich erforderlich sind, um unnötige Kosten zu vermeiden.
Ist bei gravimetrischen Dosiersystemen die Dosierleistung und damit die Entnahmemenge aus dem Wägebehälter zu niedrig, kann es sein, dass die Wägetechnik der Dosiersteuerung keine signifikante Abnahme der Masse melden kann, wodurch der Steuerung die Eingangsparameter zur Regelung fehlen. Ist die Dosierleistung im oberen Grenzbereich, muss der Wägebehälter nach einer vergleichsweise kurzen Phase der gravimetrischen Dosierung wieder befüllt werden. In dieser Zeit erfolgt keine Wägung und damit auch nur ein volumetrischer Betrieb des Dosiersystems. Je höher die Dosierleistung gewählt wird, desto länger sind also die Phasen, in denen keine Korrektur der Drehzahl des Dosierers erfolgt. Zudem können u. a. Impulskräfte aufgrund der häufigen Wiederbefüllungen das Dosierergebnis verschlechtern. Bei der gravimetrischen Dosierung gibt es also bei gegebenem Behältervolumen einen optimalen Leistungsbereich, in dem die Genauigkeit einen nahezu konstanten Wert erreicht. Am unteren und oberen Leistungsbereich nimmt die Genauigkeit aus den genannten Gründen ab.
Zusammen mit der Hochschule Konstanz (HTWG University of Applied Sciences) erfolgte eine Untersuchung über die Einflüsse von Vibrationen auf Differenzialdosierwaagen. Vor allem in Industrieanlagen können Vibrationen auftreten, die durch die Antriebe der integrierten Maschinen viele verschiedene horizontale und vertikale Schwingungen in unterschiedlichsten Frequenzbereichen hervorrufen können. Maßgebend beeinflusst wird das Dosierergebnis durch die Schwingstärke gemessen als Schwingungsbeschleunigung. Die Untersuchungen zusammen mit der Hochschule HTWG Konstanz ergaben, dass eine Schwingungsbeschleunigung bis zu 0,5 m/s2 die Dosiergenauigkeit der Hybrid-Wägetechnologie von Gericke nicht beeinträchtigte. Neben der elektronischen Dämpfungsmöglichkeit stellte sich heraus, dass besonders die mechanische Dämpfung bei der Verbesserung der Dosiergenauigkeit eine wichtige Rolle spielt. Die Tests verdeutlichten, dass weder durch schwere Gewichte (beispielsweise schwere Bodenplattformen) Schwingungsübertragungen auf das System verringert wurden, noch einfache Gummifüße als Vibrationsdämpfer geeignet waren, um Einwirkungen von Schwingungen signifikant zu reduzieren. Im Gegenteil, es zeigte sich, dass ein zusätzliches Aufschwingen des Systems möglich sein kann, was zu Dosierungenauigkeiten führt. Untergründe aus Sand dagegen dämpfen die Vibrationen sehr gut. Dies ist allerdings aus bautechnischen und hygienischen Gründen nicht praktikabel. Die HTWG Konstanz bewertete die Hybrid-Differenzialdosierwaage von Gericke, die mit einem mechanischen Vib-rationsdämpfersystem und der Tarakompensation ausgestattet ist, als optimales System. Es kompensiert Beeinträchtigungen, hervorgerufen durch Schwingungen aus einer Anlage oder vom volumetrischen Dosiersystem selbst.
