DE102017121815A1 - Vorrichtung für die Füllstandsmessung von Druckflaschen - Google Patents

Vorrichtung für die Füllstandsmessung von Druckflaschen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Füllstands von Druckflaschen mit einer DMS-Waage, die ein Tragelement und eine Basis enthält. Das Tragelement weist die Form einer hohlen Schale auf. Im Innenraum des Tragelements ist die Basis symmetrisch angeordnet.

Description

  • Die technische Lösung fällt in das Gebiet der Ermittlung von Gasmengen in Gasflaschen und betrifft eine Einrichtung für die Inhaltsmessung von Gasflaschen, besonders in mobilen Wohnobjekten, namentlich in Wohnanhängern und Wohnwagen.
  • Im Bereich der mobilen Wohnobjekte, vor allem der Wohnanhänger und Wohnwagen, gibt es eine Reihe von Systemen, die den Benutzer über den Status der installierten Geräte informierten, wie z. B. Beleuchtung, Wasserheizung, Batteriestatus, Heizungssteuerung und Klimaanlage oder Objektsicherheit. Diese ermöglichen es auch, die entsprechenden Parameter einzustellen.
  • Ein Bestandteil der mobilen Wohnobjekte sind auch Druckflaschen, bei welchen es notwendig ist, die Menge des darin enthaltenden Gases zu ermitteln. Bei der Inhaltsmessung der Druckflaschen sind Lösungen bekannt, die beispielsweise in den Dokumenten GB 2126342 , WO 2012113776 und US 9222825B2 beschrieben sind. Diese zeigen verschiedene Ausführungen von Vorrichtungen, welche unterschiedliche Intensitäten der Ultraschallausbreitung im Flüssigkeits- oder Gasmedium verwenden. Dadurch wird das Höhenniveau der flüssigen Phase in einer Druckflasche bestimmt. All diese Vorrichtungen erfordern jedoch mehrmaliges Anlegen des Flüssigkeitspegelmessers an die Wand der Flasche zur Bestimmung des Höhenniveaus des Flüssigkeitsanteils. Sie erlauben somit keine kontinuierlichen Informationen über den Zustand des Gases und auch keine Verbindung zu einer Fernüberwachungseinrichtung.
  • Eine weitere Möglichkeit ist die Bestimmung der Gasmenge durch Waagen, wenn Waagen von unterschiedlichen Konstruktionen, beispielsweise Federwaagen oder DMS-Plattformwaagen, verwendet werden können. Jedoch erfordert dieses Verfahren das Trennen der Flasche vom Verteilungssystem, ihre Messung und anschließenden Zurückanschluss. Das erfordert eine anspruchsvolle Handhabung und ermöglicht wiederum keine kontinuierliche Überwachung der Gasmenge in der Flasche.
  • Im Patent US 9404790 B2 wird eine Vorrichtung mit einem Massensensor des Behälters oder des Fasses beschrieben, der das Gewicht des darauf angebrachten Behälters oder Fasses automatisch und kontinuierlich erfasst und der für eine langfristige Belastung vorgesehen ist. Diese Vorrichtung ist aber mit keiner drahtlosen Verbindung zu einem Fernüberwachungsgerät oder zum gesamten Überwachungssystem ausgestattet. Darüber hinaus ist sie anfällig gegenüber Schlägen und Querbeschleunigungen, die auf die Vorrichtung während der Fahrt des Mobilobjekts einwirken.
  • Im Patent US 201613175 A1 ist eine Vorrichtung mit einem Gewichtssensor zur kontinuierlichen Bestimmung des Gewichts der darauf aufgestellten Druckgasflasche beschrieben. Sie weist einen Gaslecksensor, einen die gemessenen Daten verarbeitenden Prozessor und eine drahtlose Verbindung für die Anbindung an einen entfernten Empfänger auf. Diese Vorrichtung ist aber gegen Stöße und horizontal wirkende Kräfte oder Querbeschleunigung anfällig. Darum ist sie für eine permanente Installation der Gasflaschen in mobilen Wohnobjekten, wie Wohnanhängern und Wohnwagen, oder während der Fahrt nicht anwendbar. Die Vorrichtung bildet auch keinen Bestandteil des Überwachungssystems des Objekts.
  • Es ist keine Vorrichtung bekannt, die die Gasmenge in der Druckflasche kontinuierlich überwachen und darüber den Benutzer über ein Ferngerät informieren würde und gleichzeitig ein Bestandteil des Überwachungssystems des Objekts wäre, wobei sie wasserdicht und für den festen Einbau in Gasflaschen, und dies auch während der Fahrt, anwendbar wäre.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für eine kontinuierliche Überwachung des Zustands der Druckflaschen zu entwickeln, die einerseits an die Gasflaschen und andererseits an das Überwachungssystem des Objekts dauerhaft angeschlossen werden kann. Darüber hinaus soll sie auch eine sichere Fixierung von Flaschen ermöglichen sowie eine Erschütterungsfestigkeit und Beständigkeit gegen Einwirkungen der horizontalen Kräfte, die durch die Fahrt des Objekts verursacht werden, garantieren.
  • Zusammenfassung der technischen Lösung
  • Das festgelegte Ziel wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung zur Füllstandsmessung von Druckflaschen, vor allem in mobilen Wohnobjekten, erreicht. Diese Vorrichtung besteht aus einer DMS-Waage mit einem Tragelement und einer Basis, in der eine mit einem Batteriesatz ausgestattete Batteriebox, eine mit einem elektronischen Modul ausgestattete Elektronikbox und ein Dehnungsmessstreifen angebracht sind. Das Lösungsprinzip besteht darin, dass das Tragelement die Form einer hohlen, von unten offenen niedrigen Schale hat, gebildet durch eine Tragplattform und einem Außenmantel, der die Tragplattform vertikal überragt und so darüber einen angehoben Rand bildet. In dem Innenraum des Tragelements ist die Basis, welche die Form eines hohlen, von oben offenen Körpers mit größerer Höhe als die Höhe des Tragelements hat, symmetrisch angeordnet. Oberhalb der oberen Kanten der Basis sind unterhalb der Trägerplattform stoßfreie Anschlagunterlagen befestigt. In dem Innenraum der Basis ist der Dehnungsmessstreifen symmetrisch und abnehmbar gelagert und ist sowohl von unten zur Tragplattform als auch zur Basis befestigt. Dabei ist der Abstand zwischen den oberen Kanten der Basis und den stoßfreien Anschlagunterlagen gleich der Differenz der vertikalen Dimension des Dehnungsmessstreifens ohne Last und bei Belastung der DMS-Waage mit einem Gewicht im Bereich des 1,0 bis 1,5-fachen des maximalen Gewichts der Druckflasche. Der Batteriesatz ist in einer Batteriebox wasserdicht gelagert, und das Elektronikmodul ist wasserdicht in der Elektronikbox angebracht. Das Elektronikmodul ist mit einer drahtlosen Kommunikationstechnologie ausgestattet und mit deren Hilfe an die zentrale Steuereinheit des Überwachungssystems des Objekts und/oder an ein entferntes Anzeigegerät angeschlossen.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist der Dehnungsmessstreifen an der Kontaktstelle mit der Tragplattform in dem oberen unterhalb der Tragplattform gebildeten Fixbett gegenverschiebbar aufgesetzt und in der Kontaktstelle mit der Basis in dem im Boden der Basis gebildeten Fixbett gegenverschiebbar aufgesetzt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Elektronikmodul eine drahtlose Kommunikationstechnologie vom Bluetooth-Typ oder vom Typ der Funkkommunikation im ISM-Band implementiert.
  • Es ist auch vorteilhaft, wenn die Batteriebox und die Elektronikbox an den Seiten des Dehnungsmessstreifens angeordnet sind, wo die Batteriebox die Form eines hohlen von oben offenen und eine innere Kammer bildenden Block aufweist, wo der Batteriesatz angebracht ist, wobei die Batteriebox von der Unterseite wasserdicht lösbar an der Tragplattform befestigt ist, wo an der Stelle über der Batteriebox eine mit ihren Abmessungen und ihrer Form der inneren Kammer der Batteriebox entsprechende Öffnung gebildet und mit einer wasserdicht verschließbaren von oben abschließbaren Tür versehen ist, die mit ihrer Abmessung und ihrer Form dieser Öffnung entspricht und darin exakt derart eingreift, dass die Fläche der Tragplattform nicht zerstört wird, und wo die Elektronikbox die Form eines von unten offenen hohlen Quaders aufweist, wobei dieser einen inneren Hohlraum bildet, in welchem das Elektronikmodul angebracht ist, wobei die Elektronikbox an der Stützplattform von unten abnehmbar befestigt ist und ihr Innenhohlraum mit einer von unten absperrbaren Abdeckung wasserdicht versehen ist.
  • In einer optimalen Ausführungsform wird der Dehnungsmessstreifen mit elektrischen Leitern an das Elektronikmodul, das weiter an den Batteriesatz angeschlossen ist, seriell geschaltet, wobei der Dehnungsmessstreifen, die Batteriebox und die Elektronikbox zusammen mit elektrischen Leitern mit wasserdichter Vergussmasse eingebettet werden.
  • Durch die neue technische Lösung erreicht man eine höhere Effizienz damit, dass die Vorrichtung zur permanenten Installation von Gasflaschen in mobilen Wohnobjekten auch während der Fahrt verwendbar wird. Sie ermöglicht eine kontinuierliche Messung des Gaszustands in Gasflaschen mit Standanzeige durch die Fernanzeigeeinrichtung. Sie ist gleichzeitig über eine Zentraleinheit mit dem gesamten Überwachungssystem des Objekts verbunden, wobei sie vibrationsfest und wasserdicht ist.
  • Ein konkretes Beispiel der Ausführung für die technische Lösung ist schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
    • 1 das Gesamtschaltbild der elektronischen Module und deren Anbindung an die zentrale Steuereinheit,
    • 2 die perspektivische Gesamtansicht der Anlage zum Messen des Inhalts der Druckflaschen,
    • 3 die auseinandergezogene perspektivische Unteransicht der Anlage aus 2 und
    • 4 die auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Vorrichtung von oben aus 2.
  • Die vorgestellte technische Lösung und das nachfolgend beschriebene Beispiel der in dieser konkreten Lösung dargestellten Zeichnungen begrenzen in keiner Weise den in der Definition angeführten Schutzumfang, sondern erklären nur das Wesen der technischen Lösung.
  • Die Vorrichtung zum Messen des Füllstands von Druckflaschen ist realisiert als eine DMS-Waage 1, drahtlos angeschlossen an die zentrale Steuereinheit 3 des nicht dargestellten Systems der Objektüberwachung und vorzugsweise auch an eine entfernte Anzeigevorrichtung 4. Die DMS-Waage 1 umfasst ein Tragelement 11, das die Form einer niedrigen hohlen von unten offenen Schale von zylindrischer Form aufweist und besteht aus dem Außenmantel 115 und der Tragplattform 111, die die Oberfläche 112 und die Unterfläche 113 bilden. In dem Innenraum des Tragelementes 11 ist die Basis 12 in Form eines niedrigen von oben offenen Hohlkörpers symmetrisch angeordnet, vorzugsweise eines Prismas, dessen Seitenwände 121 die oberen Kanten 122 der Basis 12 bilden, auf welcher von oben die Tragplattform 111 des Tragelementes 11 mit ihrer Bodenfläche 113 aufsitzt, ausgestattet in Kontaktstellen mit stoßfreien Anschlagunterlagen 114, wobei die Höhe des Tragelementes 11 kleiner als die Höhe der Basis 12 ist. Der Außenmantel 115 des Tragelements 11 übersteigt vertikal die obere Fläche 112 der Tragplattform 111 und bildet so darüber eine erhöhte Kante 119. Die Seitenwände 121 der Basis 12 sind in ihrem oberen Teil mit Ausnehmungen 123 versehen, die nicht bezeichnete Lüftungsöffnungen bilden.
  • In dem Innenraum der Basis 12 ist der Dehnungsmessstreifen 13 symmetrisch angebracht, dessen untere Auflagefläche 132 in das untere Fixierbett 126 greift, das in der Unterseite 124 der Basis 12 gebildet ist, mit welcher er einander abnehmbar befestigt ist. Dabei greift seine obere Auflagefläche 131 in das obere Fixierbett 116, gebildet in der unteren Fläche 113 der Tragplattform 111, zu welcher er auch gegeneinander abnehmbar befestigt ist, wobei ein mögliches gegenseitiges Verschieben oder eine Rotationsbewegung des Dehnungsmessstreifens 13 gegenüber dem Tragelement 11 und/oder der Basis 12 verhindert werden.
  • An den Seiten des Dehnungsmessstreifens 13 sind die Batteriebox 14 und die Elektronikbox 15 im Innenraum der Basis 12 positioniert. Die Batteriebox 14 hat die Form eines von oben offenen hohlen, die Innenkammer 141 bildenden Quaders, in der der Batteriesatz 142 untergebracht ist. Die Batteriebox 14 ist an die untere Fläche 113 der Tragplattform 111 von unten wasserdicht lösbar befestigt, in der an der Stelle über der Batteriebox 14 eine Öffnung 117 gebildet ist, die mit ihren Abmessungen der Innenkammer 141 entspricht. Die Öffnung 117 ist wasserdicht mit der von oben aufschließbaren Tür 118 verschließbar, welche mit ihrer Abmessung und Form der Öffnung 117 entspricht und darin genauso einfällt, dass die obere Fläche 112 der Tragplattform 111 nicht gestört ist.
  • Die Elektronikbox 15 hat die Form eines von unten offenen, den inneren Hohlraum 151 bildenden Quaders für die Anbringung des Elektronikmoduls 153. Dabei ist die Elektronikbox 15 zur unteren Fläche 113 der Tragplattform 111 von unten lösbar befestigt und ihr innerer Hohlraum 151 ist von unten mit einer wasserdicht verschließbaren Abdeckung 152 versehen.
  • Der Dehnungsmessstreifen 13 ist mit (nicht dargestellten) wasserdicht ausgeführten elektrischen Leitern an das Elektronikmodul seriell 153 angeschlossen, das mit der implementierten drahtlosen Kommunikationstechnologie, vorzugsweise mit Funkkommunikation im ISM-Band oder mit Bluetooth-Technologie, und das weiter einerseits mit nicht dargestellten wasserdicht ausgeführten elektrischen Leitern an den Batteriesatz 142 und andererseits mit Hilfe der implementierten drahtlosen Kommunikationstechnologie an die zentrale Steuereinheit 3 des nicht dargestellten Überwachungssystems angeschlossen wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Elektronikmodul 153 durch implementierte drahtlose Kommunikationstechnologie auch an ein entferntes Anzeigegerät 4 angeschlossen.
  • Der Dehnungsmessstreifen 13, die Batteriebox 14 und die Elektronikbox 15 werden mit den nicht dargestellten elektrischen Leitern mit nicht dargestellter wasserdichter Vergussmasse zusammen eingegossen.
  • Der Abstand vom Oberrand der Oberkanten 122 der Basis 12 zu den stoßfreien Anschlagunterlagen 114 entspricht der Differenz der vertikalen Abmessung des Dehnungsmessstreifens 13 ohne Last und bei Belastung der Waage 1 mit einem Gewicht im Bereich des 1,0- bis 1,5-fachen des maximalen Gewichts der Druckflasche. Bei dieser Belastung setzt die Tragplattform 111 mittels der stoßfreien Anschlagunterlagen 114 auf die oberen Kanten 122 der Basis 12 auf, womit eine mögliche deformierende Beschädigung des Dehnungsmessstreifens 13 verhindert wird und so die Erschütterungsbeständigkeit der Waage 1 gesichert ist.
  • Der Innendurchmesser 111 der Tragplattform, begrenzt durch den erhöhten Rand 119, entspricht dem Außendurchmesser der nicht dargestellten Druckflasche, angeordnet am Tragelement 11 der Waage 1, wodurch ein Widerstand gegen horizontal wirkende Kräfte und Querbeschleunigung erreicht wird.
  • Die Gesamthöhe der DMS-Waage 1 beträgt maximal 45 mm.
  • Die Vorrichtung zur Messung des Füllstands von Druckflaschen ist in Wohnanhängern, Wohnwagen, Mobilhäusern usw. für eine kontinuierliche Überwachung des Gewichts der Druckflaschen und für ihre starre Fixierung auch während der Fahrt des Objekts verwendbar.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • GB 2126342 [0003]
    • WO 2012113776 [0003]
    • US 9222825 B2 [0003]
    • US 9404790 B2 [0005]
    • US 201613175 A1 [0006]

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum Messen des Füllstands von Druckflaschen, insbesondere in mobilen Wohnobjekten, mit einer DMS-Waage (1), die ein Tragelement (11) und eine Basis (12) enthält, in welcher die mit einem Batterieset (142) ausgestattete Batteriebox (14), eine mit einem Elektronikmodul (153) ausgestattete Elektronikbox (15) sowie ein Dehnungsmessstreifen (13) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (11) die Form einer hohlen, von unten offenen Schale aufweist, die eine Tragplattform (111) und einen Außenmantel (115) bildet, wobei der Außenmantel (115) die Tragplattform (111) vertikal überragt und so darüber einen erhöhten Rand (119) bildet, dass in dem Innenraum des Tragelements (11) die Basis (12) symmetrisch angeordnet ist, welche die Form eines hohlen, von oben offenen Körpers mit größerer Höhe hat als die Höhe des Tragelements (11), wobei über ihren Oberkanten (122) auf der Tragplattform (111) von unten stoßfreie Anschlagunterlagen (114) befestigt sind, dass im Innenraum der Basis (12) sich der symmetrisch gelagerte Dehnungsmessstreifen (13) lösbar befestigt ist, und zwar unten zur Tragplattform (111) sowie zur Basis (12), wobei der Abstand zwischen den Oberkanten (122) der Basis (12) und den stoßfreien Anschlagunterlagen (114) die Differenz der vertikalen Abmessung des Dehnungsmessstreifens (13) ohne Last und bei Belastung der DMS-Waage (1) mit einem Gewicht im Bereich des 1,0- bis 1,5-fachen des maximalen Gewichts der Druckflasche beträgt, und dass einerseits der Batteriesatz (142) in der Batteriebox (14) wasserdicht gelagert ist und andererseits das Elektronikmodul (153) in der Elektronikbox (15) wasserdicht gelagert und mit einer integrierten drahtlosen Kommunikationstechnologie ausgestattet ist, mit deren Hilfe es an die zentrale Steuereinheit (3) des Überwachungssystems des Objekts und/oder zu einer entfernten Anzeigeeinrichtung (4) angeschlossen ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dehnungsmessstreifen (13) an der Kontaktstelle mit der Tragplattform (111) in dem oberen unterhalb der Tragplattform (111) gebildeten Fixbett (116) gegenverschiebbar aufgesetzt ist und an der Kontaktstelle mit der Basis (12) in dem Fixbett (126), gebildet im Boden (124) der Basis (12), gegenverschiebbar aufgesetzt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Elektronikmodul (152) implementierte drahtlose Kommunikationstechnologie vom Typ des Bluetooth oder der Art der Funkkommunikation in dem ISM-Band ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriebox (14) und die Elektronikbox (15) an den Seiten des Dehnungsmessstreifens (13) angeordnet sind, dass die Batteriebox (14) die Form eines hohlen von oben offenen Quaders aufweist, der eine Innenkammer (141) bildet, in der Batteriesatz (142) gelagert ist, wobei die Batteriebox (14) von der Unterseite wasserdicht abnehmbar an der Tragplattform (111) befestigt ist, in der sich an der Stelle über der Batteriebox (14) eine mit ihren Abmessungen der Innenkammer (141) entsprechende Öffnung (117) befindet, dass diese Öffnung (117) mit einer von oben wasserdicht verschließbaren Tür (118) versehen ist, die mit ihrer Form und Größe der Öffnung (117) entspricht, und darin exakt derart einfällt, dass die Fläche der Tragplattform (111) nicht gestört wird, und dass die Elektronikbox (15) die Form eines hohlen von unten offenen Quaders aufweist, der einen inneren Hohlraum (151) bildet, in dem das Elektronikmodul (153) gelagert ist, wobei die Elektronikbox (15) zur Trägerplattform (111) von unten lösbar befestigt ist und ihr innerer Hohlraum (151) von unten mit einer wasserdicht verschließbaren Abdeckung (152) versehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dehnungsmessstreifen (13) mit elektrischen Leitern an das Elektronikmodul (153) seriell angeschlossen ist, das ferner mit elektrischen Leitern mit dem Batteriesatz (142) verbunden ist, wobei der Dehnungsmessstreifen (13), die Batteriebox (14) und die Elektronikbox (15) zusammen mit den elektrischen Leitern mit wasserdichter Vergussmasse vergossen werden.
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