DE19804998A1

DE19804998A1 - Füllstand-Grenzschalter

Info

Publication number: DE19804998A1
Application number: DE1998104998
Authority: DE
Inventors: Karl Benz
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 1998-02-07
Filing date: 1998-02-07
Publication date: 1999-08-19

Description

Die Erfindung betrifft einen Füllstand-Grenzschalter mit einem Anschlußstutzen und einem Füllstandssensor.

Der Füllstandsensor enthält ein Sensorelement, beispiels weise einen Vibrationsresonator, der als Gabel-, Stab- oder Rohrschwingelement ausgebildet sein kann. Auch Füllstandsen soren, die nach anderen physikalischen Prinzipien arbeiten, wie Ultraschallsensoren, finden Verwendung.

Aus den Dokumenten DE 33 36 991 C2, DE 39 31 453 C1, DE 41 18 793 A1 , DE 42 03 715 A1, DE 42 32 719 A1, DE 44 39 879 C1 und DE 88 17 237 U1 sind derartige Füllstand-Grenzschalter bekannt, mit denen das Erreichen eines vorbestimmten Füll standes in einem Behälter festgestellt werden kann.

Füllstand-Grenzgeber lösen bei Überschreiten oder Unter schreiten bestimmter Füllhöhen Schaltbefehle aus, wobei sie als Maximum- oder Minimumschalter eingesetzt werden können. Maximumschalter verhindern beispielsweise das Überfüllen von Behältern durch Abschalten der Fördereinrichtung. Minimum schalter erzeugen dagegen bei Absinken des Füllgutes unter einen vorbestimmten Minimalstand Schaltbefehle. Solche Mi nimumschalter werden oft als Trockenlaufschutz für Förder einrichtungen eingesetzt.

Derartige auch als Grenzstandgeber bezeichnete Füllstand- Grenzschalter dienen zur Detektion der Füllhöhe flüssiger oder pulverartiger Medien in der industriellen Füllstandmeß technik.

Die Position des Sensorelements im Behälterinneren bestimmt die zu detektierende Füllhöhe.

Die bekannten Füllstand-Grenzschalter werden üblicherweise durch eine Öffnung in einer oberen Behälterwandung in den Behälter eingebracht und mittels des Anschlußstutzens an der Öffnung befestigt. Der Abstand des Anschlußstutzens zu dem als Schwingelement ausgebildeten Sensorelement bestimmt da mit die maximale oder minimale Füllstandhöhe, wobei der Füllstandsensor starr mit dem Anschlußstutzen verbunden ist. Dieser Abstand ist werkseitig vorgegeben und muß dem Her steller der bekannten Füllstand-Grenzschalter vom Anwender individuell für verschiedene Anforderungen mitgeteilt wer den. Dieses Vorgehen ist umständlich und zudem kosteninten siv, da die Anwenderfirmen bei Verwendung von Füllstand- Grenzschaltern unterschiedlicher Bauhöhen zur Vermeidung längerer Produktionsstillstände bei Defekt eines Füllstand- Grenzschalters wenigstens ein Exemplar von jeder Bauart be reithalten müssen. Auch die Lagerhaltung auf Seiten des Her stellers ist aufgrund der Notwendigkeit unterschiedlicher Füllstand-Grenzschalter für unterschiedliche Füllstandhöhen erheblich.

Bei bekannten Füllstand-Grenzschaltern mit sogenannter Tragkabel-Verlängerung wird der Abstand des Schwingelements vom Anschlußstutzen durch ein Anschlußkabel bestimmt, wel ches durch den Anschlußstutzen zu dem Füllstandsensor ge führt ist und welches am Anschlußstutzen zur Längeneinstel lung festklemmbar ist. Nachteilig ist hierbei, daß der Füll standsensor durch das Anschlußkabel pendelnd gelagert ist und insbesondere bei rasch ein- oder aus strömenden Medien um den Anschlußstutzen pendelt, wodurch eine jederzeit exakte Füllstanddetektion nicht möglich ist.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Füll stand-Grenzschalter zur Verfügung zu stellen, der mit einer starren Verbindung zwischen Füllstandsensor und Anschluß stutzen einfach an die Detektion unterschiedlicher Füll standhöhen angepaßt werden kann, der zudem nach Art eines Füllstand-Grenzschalters mit Tragkabel-Verlängerung einsetz bar und einfach herstellbar ist, so daß sich insbesondere oben genannte Nachteile nicht ergeben.

Dieses Ziel wird durch einen eingangs genannten Füllstand- Grenzschalter erreicht, bei dem der Anschlußstutzen zusätz lich Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen des Füll standsensors oder eines Verlängerungselements aufweist.

Der Anschlußstutzen und der Füllstandsensor können so direkt oder mittels eines Verlängerungselements starr miteinander verbunden werden. Durch Verwendung unterschiedlich langer Verlängerungselemente sind derselbe Anschlußstutzen und Füllstandsensor zur Detektion unterschiedlichster Füllstand höhen geeignet. Die kostenintensive Bereithaltung von Füll stand-Grenzschaltern zu Reservezwecken bei Anwendern ent fällt. Es müssen lediglich unterschiedlich lange Verlänge rungsstücke bereitgehalten werden, die jedoch vom Anwender auch auf einfache Weise selbst hergestellt werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist der Anschlußstutzen eine topfförmige in Richtung des Behälter inneren offene Ausnehmung auf, die mit einem Innengewinde als Befestigungsmittel für den Füllstandsensor oder das Ver längerungselement versehen ist. Gemäß einer anderen vorteil haften Ausführungsform ist das Befestigungsmittel durch ein Außengewinde an dem Anschlußstutzen ausgebildet.

Der Füllstandsensor besitzt ein Sensorgehäuse mit einem Au ßengewinde, das in das Innengewinde des Anschlußstutzens oder in ein entsprechendes Innengewinde eines Verlängerungs elementes einschraubbar ist. Das Verlängerungselement weist an seinem anderen Ende ein Außengewinde auf, das mit dem Innengewinde des Anschlußstutzens verschraubbar ist.

Das Verlängerungselement ist insbesondere zweiteilig ausge bildet. Es weist ein zur Durchführung eines Anschlußkabels geeignetes Rohr, das Außengewinde der beiden Enden und eine Gewindemuffe auf, die auf eines der Außengewinde geschraubt ist.

Als Rohr ist insbesondere ein Sanitärinstallationsrohr mit einem Durchmesser von bspw. 1'' verwendet. Derartige Instal lationsrohre sind überall im Eisenfachhandel erhältlich und können von dem Anwender des erfindungsgemäßen Füllstand- Grenzschalters leicht beschafft werden, um sich Verlänge rungselemente nahezu beliebiger Länge durch Ablängen der Rohre und anschließendes Einschneiden von Gewinden an den Rohrenden selbst herzustellen. Zur Verbindung des Füllstand sensors mit dem Rohr des Verlängerungselements dient in die sem Fall eine einfache zur Schraubverbindung von Installa tionsrohren übliche Gewindemuffe insbesondere mit einem In nendurchmesser von 1''.

Anschlußstutzen und Füllstandsensor oder Anschlußstutzen, Verlängerungselement und Füllstandsensor lassen sich beson ders schnell zusammenfügen, wenn anstelle der Gewinde an Anschlußstutzen, Verlängerungselement und Füllstandsensor Bajonettverschlüsse verwendet werden, wie nach einer weite ren Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen ist.

Der erfindungsgemäße Füllstand-Grenzschalter kann auch als Füllstand-Grenzschalter mit Tragkabelverlängerung verwendet werden. Hierzu weist der Anschlußstutzen eine Klemmvorrich tung zur Justierung eines durch den Anschlußstutzen zu dem Füllstandsensor geführten Anschlußkabels oder Tragkabels auf. Der Abstand zwischen Schwingelement und Anschlußstutzen und damit die zu detektierende Füllhöhe kann bei gelöster Klemmvorrichtung von Hand durch Verschieben des Kabels ein gestellt werden, wobei bei Erreichen der gewünschten Füll höhenposition das Anschlußkabel lediglich durch die Klemm vorrichtung justiert werden muß. Hierdurch ist eine hohe Flexibilität hinsichtlich der zu detektierenden Füllhöhe gewährleistet. Eine Verwendung als Füllstand-Grenzschalter mit Tragkabelverlängerung kommt besonders dann in Betracht, wenn der Grenzschalter zur Detektion langsam ein- bzw. aus strömender Medien verwendet wird, die damit keine Pendelbe wegung des Füllstansensors hervorrufen.

Der erfindungsgemäße Füllstand-Grenzschalter bietet so maxi male Flexiblilität hinsichtlich der Anwendbarkeit und der zu detektierenden Füllstandhöhen, wobei dessen Anpassung an die Einsatzbedingungen und an verschiedene Füllstandhöhen mit einfachen Mitteln erreicht werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung wer den nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 Füllstand-Grenzwertschalter gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt in drei verschiedenen Einsatzvarianten;

Fig. 4 und 5 erfindungsgemäßer Füllstand-Grenzwert schalter gemäß einer zweiten Aus führungsform.

In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein erfindungsgemäßer Füllstand- Grenzwertschalter gemäß einer ersten Ausführungsform in drei unterschiedlichen Einsatzvarianten dargestellt.

Der Füllstand-Grenzwertschalter besitzt einen Anschlußstut zen 20 und einen Füllstandsensor 40. Der Anschlußstutzen 20 besitzt eine topfförmige sich in das Behälterinnere öffnende Ausnehmung mit einem Innengewinde 22. Der Füllstandsensor 40 weist ein Sensorgehäuse 42 mit einem an einem unteren Ende angebrachten Schwingelement, in den dargestellten Ausfüh rungsbeispielen eine Schwinggabel 46, und einen Ansatz mit Außengewinde 44 an einem oberen Ende auf. Benachbart zu dem Ansatz mit Außengewinde 44 befindet sich eine Klemmvorrichtung 48 zur Justierung eines durch den Anschluß stutzen 20 in den Füllstandsensor 40 geführten Anschlußka bels 60. Die Klemmvorrichtung 48 des Füllstandsensors 40 dient zur Zugentlastung von elektrischen Kontaktpunkten zwi schen dem Anschlußkabel 60 und einer sich im Inneren des Sensorgehäuses 42 befindlichen Steuerschaltung.

Das Außengewinde 44 des Füllstandsensors 40 und das Innenge winde 22 des Anschlußstutzens 20 sind so aufeinander abge stimmt, daß der Füllstandsensor 40 in dem Anschlußstutzen 20 einschraubbar ist, wobei die Ausnehmung des Anschlußstutzens 20 weiterhin so dimensioniert ist, daß die Klemmvorrichtung 48 und der Ansatz mit dem Außengewinde 44 vollständig aufge nommen werden können. Diese erste Einsatzvariante des erfin dungsgemäßen Füllstand-Grenzschalters mit in den An schlußstutzen 20 eingeschraubtem Füllstandsensor 40 ist in Fig. 1 dargestellt.

Der Anschlußstutzen 20 ist mittels eines zweiten Außenge windes 26 in eine Gewindeöffnung einer üblicherweise oberen Behälterwandung einschraubbar. Die zu detektierende Füll standsgrenze ist bei Verwendung des Füllstand-Grenzwert schalters gemäß der Einsatzvariante in Fig. 1 bestimmt durch den Abstand zwischen dem Anschlußstutzen 20 und, bei Verwen dung als Maximumschalter, dem unteren Ende der Schwinggabel 46.

Eine einfache Anpassung des Füllstand-Grenzwertschalters an unterschiedliche zu detektierende Füllhöhen läßt sich durch Verwendung des erfindungsgemäßen Füllstand-Grenzwertschal ters gemäß der in Fig. 2 dargestellten Einsatzvariante er reichen. Der Anschlußstutzen 24 besitzt an einem oberen Ende eine dichtende Kabeldurchführung mit einer Klemmvorrichtung 24 zur Justierung des durch den Anschlußstutzen 20 zu dem Füllstandsensor 40 geführten Anschlußkabels 60. Der An schlußstutzen 20 weist eine Durchführöffnung 28 zur Durch führung des Kabels 60 auf. Die Position der Schwinggabel 46 in dem Behälter und damit die zu detektierende Füllstandhöhe ist über die Länge des Kabelabschnittes zwischen dem Füll standsensor 40 und der Klemmvorrichtung 24 des Anschlußstut zens 20 regulierbar. Die Länge dieses Kabelabschnitts ist durch einfaches Lösen der Klemmvorrichtung, Verschieben des Kabels 60 und anschließendes Feststellen der Klemmvorrich tung 24 einstellbar. Die Einsatzvariante könnte sich für manche Einsatzbereiche als problematisch erweisen, da der Füllstandsensor 40 über das Anschlußkabel 60 pendelnd gela gert ist.

Dieser Nachteil ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ein satzvariante des erfindungsgemäßen Füllstand-Grenzwertschal ters vermieden.

Anschlußstutzen 20 und Füllstandsensor 40 sind hierbei mit tels eines Verlängerungselements 80 fest miteinander gekop pelt. Das Verlängerungselement 80 besitzt ein Rohr 84, wel ches an einem oberen Ende ein Außengewinde 86 zum Einschrau ben in das Innengewinde 22 des Anschlußstutzens 20 aufweist. Das Rohr 84 weist an einem unteren Ende ein weiteres Außen gewinde 88 auf. Das weitere Außengewinde 88 und das Außenge winde 44 des Füllstandsensors 40 sind mit einer ein Innenge winde 90 aufweisenden Schraubhülse 82 verschraubt.

Das Rohr 84 ist vorteilhafterweise ein Sanitärinstallations rohr und die Schraubhülse eine entsprechende für Installa tionsrohre verwendete Gewindemuffe. Diese Komponenten des Verlängerungselements 80 sind überall in entsprechenden Fachgeschäften erhältlich, wodurch es dem Anwender auf ein fache Weise möglich ist, sich Verlängerungselemente 80 der gewünschten Länge selbst herzustellen oder in einer entspre chenden Werkstatt herstellen zu lassen.

In den Fig. 4 und 5 ist ein Füllstand-Grenzwertschalter gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dar gestellt. Der Anschlußstutzen 20 besitzt hierbei einen An satz mit einem ersten Außengewinde 30, welches einen gerin geren Durchmesser als das zum Verschrauben mit der Gehäuse wandung dienende zweite Außengewinde 26 besitzt. Das erste Außengewinde 30 des Anschlußstutzens 20 und das Außengewinde 44 des Füllstandsensors 40 besitzen vorzugsweise dieselben Gewindeabmessungen, so daß Anschlußstutzen 20 und Füllstand sensor 40 mittels einer ein Innengewinde 90 aufweisenden Schraubhülse 82 miteinander verschraubbar sind, wie in Fig. 5 dargestellt. Ist die Schraubhülse 82 so ausgebildet, daß der Anschlußstutzen 20 und der Füllstandsensor 40 unmittel bar aneinander anliegen, so wird die Klemmvorrichtung 48 des Füllstandsensors 40 in einer Ausnehmung 32 des Anschlußstut zens 20 aufgenommen. Der Abstand zwischen Anschlußstutzen 20 und Füllstandsensor 40 kann durch die Länge der Schraubhülse 82, gegebenenfalls auch unter Verwendung einer weiteren Schraubhülse und eines an den Rohrenden, Außengewinde auf weisenden Rohres variiert werden. Selbstverständlich kann der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Füllstand-Grenz wertschalter auch entsprechend der in Fig. 2 dargestellte Variante mit Tragkabelverlängerung verwendet werden.

Zum schnelleren Zusammenfügen und voneinander Lösen der oben beschriebenen Komponenten, Anschlußstutzen, Füllstandsensor, und Verlängerungselemente ist vorgesehen, die beschriebenen Gewindeverbindungen durch entsprechende Bajonettverschlüsse zu ersetzen.

Die Gewindeverbindungen können zur Sicherung der Verbindun gen verklebt oder durch andere mechanische Vorkehrungen ge sichert werden.

Bezugszeichenliste

20

Anschlußstutzen

22

Innengewinde

24

Klemmvorrichtung

26

zweites Außengewinde

28

Durchführöffnung

30

erstes Außengewinde

32

Ausnehmung

40

Füllstandsensor

42

Sensorgehäuse

44

Außengewinde

46

Schwinggabel

48

Klemmvorrichtung

60

Anschlußkabel

80

Verlängerungselement

82

Schraubhülse

84

Rohr

86

Außengewinde

88

Außengewinde

90

Innengewinde

Claims

1. Füllstand-Grenzschalter mit einem Anschlußstutzen (20) und einem Füllstandsensor (40), dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (20) Befestigungsmittel (22; 30) zum lösbaren Befestigen des Füllstandsensors (40) oder eines Verlängerungselements (80) aufweist.

2. Füllstand-Grenzschalter nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Anschlußstutzen eine topfförmige Ausnehmung aufweist, wobei das Befestigungsmittel (22; 30) als Innengewinde (22) der Ausnehmung ausgebildet ist.

3. Füllstand-Grenzschalter nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (22; 30) als erstes Außengewinde (30) an dem Anschlußstutzen (20) ausgebildet ist.

4. Füllstand-Grenzschalter nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (22; 30) als Teil eines Bajonettverschlusses ausgebildet ist.

5. Füllstand-Grenzschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstand sensor (40) ein Sensorgehäuse (42) mit einem Außenge winde (44) oder einem Teil eines Bajonettverschlusses zum Verbinden mit dem Anschlußstutzen (20) oder dem Verlängerungselement (80) aufweist.

6. Füllstand-Grenzschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß stutzen (20) eine Klemmvorrichtung (24) zum Justieren eines dem Füllstandsensor (40) zugeführten Anschluß kabels (60) aufweist.

7. Füllstand-Grenzschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlänge rungselement (80) ein Rohr (84), insbesondere ein Sani tärinstallationsrohr mit einem Durchmesser von 1'' auf weist.

8. Füllstand-Grenzschalter nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das Rohr (84) an einem Ende ein Au ßengewinde (86) oder einen Teil eines Bajonettver schlusses aufweist und hierdurch mit dem Befestigungs mittel (22) des Anschlußstutzens (20) verbindbar ist.

9. Füllstand-Grenzwertschalter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Außengewinde (86) des Rohres (84), ein an dem anderen Rohrende befindli ches zweites Außengewinde (88), das erste Außengewinde (30) des Anschlußstutzens (20) und das Außengewinde (44) des Füllstandsensors (40) dieselben Gewindemaße aufweisen.

10. Füllstand-Grenzschalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (84) und der Füllstandsen sor (40) mittels einer Schraubhülse (82) miteinander verbindbar sind.

11. Füllstand-Grenzschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstand sensor (40) ein Schwingelement, insbesondere einen Schwingstab oder eine Schwinggabel (46) aufweist.

12. Füllstand-Grenzschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß stutzen (20) einen zweiten Gewindeansatz (26) oder ei nen Anschlußflansch zum Befestigen des Anschlußstutzens (20) in einer Öffnung einer Gehäusewandung aufweist.