DE2743394C3

DE2743394C3 - Vorrichtung zur Befestigung eines für die Füllstandsmessung bestimmten Schall- oder Ultraschallwandlers an einem Behälter

Info

Publication number: DE2743394C3
Application number: DE2743394A
Authority: DE
Inventors: Werner 7850 Loerrach Rottmar
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 1977-09-27
Filing date: 1977-09-27
Publication date: 1980-06-26
Also published as: JPS6022703Y2; DE2743394A1; FR2404202A1; FR2404202B1; GB1600100A; CH635676A5; NL7809348A; US4242744A; IT7828146A0; IT1098946B; JPS5460916A; JPS5988987U; DE2743394B2; SE7810104L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung eines für die Füllstandsmessung bestimmten Schall- oder Ultraschallwandlers an einem Behälter. Es sind Füllstandgrenzschalter bekannt, bei denen ein Schall- oder Ultraschallwandler auf der Höhe des festzustellenden Füllstands an der Außenseite der Behälterwand so befestigt wird, daß er durch die Behälterwand hindurch Schall- oder Ullraschallimpulse aussenden und die von der gegenüberliegenden Behälterwand reflektierten Echoimpulse empfangen kann. Da die Ausbreitungsbedingungen für Schall- und Ultraschallwellen in Luft von den Ausbreitungsbedingungen in anderen Medien, insbesondere in Flüssigkeiten, sehr verschieden sind, kann der Empfang oder das Ausbleiben von Echoimpulsen als Kriterium dafür ausgenutzt werden, ob sich zwischen dem Wandler und der gegenüberliegenden Behälterwand Luft oder ein Füllgut befindet, ob also der Füllstand über- oder unterschritten ist, der durch die Höhe bestimmt ist, in der der Schall- oder Ultraschallwandler am Behälter angebracht ist.

Die Befestigung des Wandlers an der Außenseite des Behälters ist vorteilhaft, weil eine Durchbrechung der Behälterwand in vielen Fällen unerwünscht oder sogar unzulässig ist. Damit die einwandfreie Übertragung der Schall- oder Ultraschallwellen zwischen dem Wandler und der Behälterwand gewährleistet ist, muß aber dafür gesorgt werden, daß die aktive Fläche des Wandlers unter einem bestimmten Anpreßdruck an der Behälterwand anliegt, wobei dieser Anpreßdruck auch unter wechselnden Betriebsbedingungen, insbesondere bei Temperaturschwankungen, konstant bleibt. Die Erfüllung dieser Forderung wird dadurch erschwert, daß geeignete Montageteile an den meisten Behältern nicht vorhanden sind und im allgemeinen auch nicht im voraus angebracht werden können, weil der zu erfassende Grenzfüllstand von Fall zu Fall verschieden sein kann und oft erst am Einbauort bestimmt wird; es kann sogar vorkommen, daß die Anbringungsstelle des Wandlers am gleichen Behälter zur Anpassung an geänderte Betriebsbedingungen nach einiger Zeit

verlegt werden muß. In allen Fällen soll es möglich sein, den Wandler zu Reinigungszwecken zu demontieren und dann unter Gewährleistung des richtigen Anpreßdiucks an der gleichen Stelle wieder anzubringen. Die Befestigungsvorrichtung soll so ausgebildet sein, daß solche Wartungsarbeiten vom Benutzer der Anlage selbst vorgenommen werden können. Fe-ner ist es bei bereits eingebauten Behältern meist nicht möglich, Befestigungsteile an der Behälterwand anzubringen, wodurch eine nachträgliche Ausrüstung mit Schall- oder Ultraschall-Grenzschaltern erschwert wird.

Es ist bereits bekannt, Meßgeräte mittels eines Spannbandes zu befestigen. In der CH-PS 5 37 471 ist eine Geräteanordnung in Form eines Armbands beschrieben, bei der verschiedene Geräte, wie Uhren, Rechner, Thermometer, Höhenmesser usw. nebeneinander an einem Armband befestigt sind, das um den Arm des Benutzers der Geräte gelegt ist. Die Erzielung eines bestimmten Anpreßdrucks der Geräte ist in diesem Fall weder notwendig noch vorgesehen.

Aus der US-PS 26 89 102 ist es bekannt, ein am Ende einer Stange oder eines Rohrstücks angebrachtes Meßgerät dadurch senkrecht an einer Rohrleitung zu befestigen, daß ein Sattelstück mittels eines um die Rohrleitung gelegten Spannbandes an der Rohrleitung befestigt wird und das dem Meßgerät abgewandte Ende der Stange oder des Rohrstücks am Sattelstück festgeklemmt wird, wobei ein Kugelgelenk die Ausrichtung der Stange bzw. des Rohrstücks relativ zum Sattelstück erlaubt. Da das eigentliche Meßgerät vom Spannband verhältnismäßig weit entfernt ist, ist die Erzielung eines definierten und gleichbleibenden Anpreßdrucks für das Meßgerät weder notwendig noch möglich. Dagegen wird das Sattelstück mit einem durch die Spannung des Spannbandes bestimmten Druck an die Rohrleitung angepreßt: da die Spannung des Spannbandes durch das Festziehen von Gewindemuttern bestimmt ist, ist die Erzielung eines definierten Anpreßdrucks nicht möglich, und der Anpreßdruck kann sich infolge äußerer Einflüsse, insbesondere von Temperaturänderungen, verändern. Dies ist ohne Nachteil, denn der Anpreßdruck muß nur die Bedingung einer sicheren Befestigung des Sattelstücks erfüllen.

Schließlich ist in der FR-PS 11 38 351 die Befestigung eines zylindrischen Gegenstandes, beispielsweise eines Meßgerätegehäuses, mittels eines Spannbandes an einer ebenen Fläche, beispielsweise einer Instrumententafel, beschrieben. Das Spannband ist in diesem Fall um das Meßgerät gelegt und an der Außenseite mit Ansätzen versehen, die zur Befestigung an der Tafel mittels Schrauben dienen. Die Spannung des Spannbands wird durch das Anziehen einer dieser Schrauben erzielt. Die Erzielung eines definierten Anpreßdrucks zwischen dem Meßgerät und der Instrumententafel ist weder notwendig noch vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein für die Füllstandsmessung bestimmter Schall- oder Ultraschallwandler unter Erzielung eines definierten, auch bei wechselnden Betriebsbedingungen konstanten Anpre3drucks an der Außenfläche von Behältern beliebiger Form und Größe an jeder gewünschten Stelle ^.-csWgt werden kann, ohne daß am Behälter selbst Eingriffe oder Veränderungen vorgenommen werden müssen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wandler axial verschiebbar in der Ausnehmung eines Halters angeordnet ist, daß in der Ausnehmung eine Feder angebracht ist, die den Wandler nach außen zu drücken sucht, daß der Halter zu beiden Seiten des Wandlers mit einem um den Umfang des Behälters zu legenden Spannband verbunden ist, daß wenigstens eine der beiden Verbindungen zwischen dem Halter und dem Spannband durch eine Spannvorrichtung zum Festziehen des Spannbands gebildet ist, und daß die Spannvorrichtung eine die Spannung des Spannbands bestimmende Feder enthält Mit der Vorrichtung nach der Erfindung kann ein Schall- oder Ultraschallwandler an jeder gewünschten Stelle der Außenwand eines Behälters beliebiger Form und Größe angebracht werden, ohne daß am Behälter selbst Eingriffe oder Veränderungen vorgenommen zu werden brauchen: die einzige Voraussetzung hierfür ist.

daß das Spannband um den Behälter gelegt werden kann. Dadurch ist es möglich, die Anbringung des WandltTS am Einbauort den herrschenden Betriebsbedingungen anzupassen und nach Bedarf zu verändern. Ferner können auch bereits eingebaute Behälter nachträglich mit einem Schall- oder Ultraschan-Grenzschalter ausgerüstet werden. Die auf den Wandler einwirkende Feder gewährleistet einen gleichbleibenden Anpreßdruck des Wandlers am Behälter, und die die Spannung des Spannbands bestimmende Feder gleicht Längenänderungen aus, die insbesondere durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen des Behälters und des Spannbandes entstehen können. Die Montage ist einfach und kann auch von Personen ohne besondere Schulung vorgenommen werden: dadurch ist es beispielsweise dem Benutzer der Anlage möglich, die Anbringungsstelle des Wandlers nach Bedarf zu verändern.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht des Halters mit dem darin eingesetzten Schall- oder Ultraschallwandler,

F i g. 2 eine zum Teil geschnittene Ansicht des Halters von der dem Behälter abgewandten Seite bei abgenommenem Deckel und entnommenem Wandler,

Fig.3 eine Draufsicht auf die Blattfeder der Sperrverzahnung und

F i g. 4 eine Seitenansicht der Blattfeder von F i g. 3.
In Fig. 1 ist ein Schall- oder Ultraschallwandler 1 dargestellt, dessen Stirnfläche 2 zur Anlage an einem in Fig. 1 schematisch angedeuteten Behälter 3 bestimmt ist. Zur Befestigung des Wandlers 1 am Behälter 3 ist ein Halter 4 vorgesehen, der mittels eines um den Behälter gelegten Spannbandes 5 am Behälter befestigt werden kann und dadurch den Wandler in Anlage an die Behälterwand drückt.

Der Wandler 1 hat einen Wandlerkopf 6 von kreisrundem Querschnitt, an welchem die Stirnfläche 2 angebracht ist, und einen sich an den Wandlerkopf anschließenden zylindrischen Abschnitt 7 von verringertem Durchmesser, an den sich schließlich ein zylindrischer Abschnitt 8 von noch kleinerem Durchmesser anschließt. Für die Aufnahme des Wandlers hat der Halter 4 eine zylindrische Ausnehmung 9, die sich durch den Halter 4 erstreckt und deren Querschnitt an den Querschnitt des Wandlerkopfs 6 angepaßt ist, so daß der Wandlerkopf 6 in der zylindrischen Ausnehmung 9 gleiten kann. An der dem Behälter 3 abgewandten Rückseite trägt der Halter 4 einen Deckel 10 mit einem abgewinkelten Rand 11, der über einen zylindrischen Abschnitt 12 an der Rückseite des Halters 4 greift. In dem zylindrischen Abschnitt 12 ist eine Ringnut 13 angebracht, und der Rand 11 ist mit drei im

Winkelabstand von 120° voneinander liegenden Gewindeöffnungen 14 versehen, von denen in Fig. 1 nur eine sichtbar ist. In jeder dieser Gewindeöffnungen ist ein Gewindestift 15 mit kegeliger Spitze eingeschraubt, der in die Ringnut 13 eingreift. Der Deckel 10 weist eine Mittelöffnung 16 auf, durch die der zylindrische Abschnitt 8 des Wandlers gleitbar hindurchgeführt ist. Ein in eine Ringnut der Mittelöffnung 16 eingesetzter O-Ring 17 dient zur Abdichtung des Innenraums des Halters 4 gegen Umwelteinflüsse, z. B. gegen Spritzwasser.

Im Innern der Ausnehmung 9 des Wandlers ist eine Schraubendruckfeder 18 angeordnet, die den zylindrischen Abschnitt 7 des Wandlers umgibt und einerseits an der Schulterfläche des Wandlerkopfs 6 und andererseits unter Einfügung eines ßeilagrings 19 an der Innenfläche des Deckels 10 abgestützt ist. Die Schraubendruckfeder 18 sucht den Wandler 1 in der Ausnehmung 9 nach vorn in Richtung zum Behälter 3 zu drücken. Diese Verschiebung wird durch einen Schlitzring 20 begrenzt, der in eine Ringnut an dem außerhalb des Deckels 10 liegenden Teil des zylindrischen Abschnitts 8 eingesetzt ist. Die Abmessungen des Halters sind in Bezug auf die Abmessungen des Wandlers so gewählt, daß dann, wenn der Halter 4 nicht am Behälter 3 befestigt ist, die Stirnfläche 2 des Wandlers 1 in dessen vorderer Grenzstellung, die durch die Anlage des Schlitzrings 20 am Deckel 10 bestimmt ist, etwas gegenüber der dem Behälter zugewandten Stirnfläche 21 des Halters vorsteht.

An der dem Behälter 3 zugewandten Vorderseite des Halters 4 ist über dessen ganze Höhe ein Ausschnitt 22 mit geradlinigen Seitenwänden eingeschnitten, der breiter als die zylindrische Ausnehmung 9 ist, so daß zu beiden Seiten des Wandlerkopfs ein freier Zwischenraum besteht. In dem Ausschnitt 22 ist ein Ring 23 aus elastischem Material, beispielsweise aus Silikongummi, so angeordnet, daß er den Wandlerkopf 6 in einigem Abstand umgibt. Der Ring 23, der beispielsweise eine Höhe von etwa 15 mm und eine Dicke von etwa 3 mm hat, ist in eine Ringnut 24 am Boden des Ausschnitts 22 eingesetzt, und seine Höhe ist so bemessen, daß er in unverformtem Zustand, der in F i g. 1 dargestellt ist, etwa um den gleichen Betrag wie die Stirnfläche 2 des Wandlers 1 gegenüber der Stirnfläche 21 des Halters 4 vorsteht. Die beiden geraden Seitenkanten des Ausschnitts 22 sind durch eine Anfasung 25 abgeschrägt.

Durch das nach hinten aus dem Deckel 10 herausragende Ende des zylindrischen Abschnitts 8 des Wandlers 1 ist das elektrische Anschlußkabel 26 des Wandlers 1 nach außen geführt Zu beiden Seiten der zylindrischen Ausnehmung 9 sind an dem Halter 4 je zwei seitlich abstehende Lageransätze 27,28 bzw. 29,30 angeformt, zwischen denen ein Zwischenraum 31 bzw. 32 besteht. In den Lageransätzen 27, 28 ist eine Spannvorrichtung 33 gelagert die einen Wickeldorn 34 aufweist an dem das eine Ende des Spannbandes 5 in dem Zwischenraum 31 verankert ist Mittels eines Drehteils 35. das einen Sechskantkopf 36 zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels aufweist, kann der Wickeldorn 34 gedreht werden, damit das Spannband 5 darauf aufgewickelt wird. In gleicher Weise ist in den Lageransätzen 29 und 30 eine Spannvorrichtung 37 gelagert die einen Wickeldorn 38 und ein Drehteil 39 mit einem Sechskantkopf 40 aufweist wobei das andere Ende des Spannbandes 5 an dem im Zwischenraum 32 freiliegenden Abschnitt des Wickeldorns 38 verankert ist

Die beiden Spannvorrichtungen 33 und 37 sind vollkommen gleich aufgebaut; es wird daher nachstehend nur der Aufbau der Spannvorrichtung 33 im einzelnen beschrieben.

Im unteren Lageransatz 28 ist eine Lagerbohrung 41 angebracht, die dem Durchmesser des Wickeldorns 34 angepaßt ist; in der Lagerbohrung 41 ist das untere Ende des Wickeldorns 34 drehbar gelagert. Dagegen ist im oberen Lageransatz 27 eine Bohrung 42 gebildet,

ίο deren Durchmesser erheblich größer als der Durchmesser des Wickeldorns 34 ist. Am oberen Ende der Bohrung 42 ist eine abgestufte Erweiterung 43 gebildet, in der ein zylindrischer Abschnitt 44 am unteren Ende des Drehteils 34 drehbar gelagert ist. In dem Drehteil 35 ist eine nach unten offene Ausnehmung 45 gebildet, deren Durchmesser an den Durchmesser des Wickeldorns 34 angepaßt ist und in der das obere Ende des Wickeldorns 34 drehbar gelagert ist. Somit ist das Drehteil 35 relativ zum Halter 4 in der abgestuften Erweiterung 43 drehbar gelagert, und der Wickeldorn 34 ist in der Lagerbohrung 41 und in der Ausnehmung 45 sowohl gegenüber dem Halter 4 als auch relativ zum Drehteil 35 drehbar gelagert.

Innerhalb der Bohrung 42 ist der Wickeldorn 34 von einer Schraubenfeder 46 umgeben, die am einen Ende drehfest mit dem Wickeldorn 34 und am anderen Ende drehfest mit dem Drehteil 35 verbunden ist. Das untere Ende der Schraubenfeder 46 ist diametral abgebogen und sitzt in einem diametralen Schlitz 47, der vom unteren Ende des Wickeldorns 34 her etwa über dessen halbe Höhe eingeschnitten ist. Das obere Ende 48 der Schraubenfeder 46 ist parallel zur Achse abgebogen und wird von einer entsprechend geformten Ausnehmung im Drehteil 35 aufgenommen. Diese Ausbildung ermöglicht eine leichte Montage: Die Schraubenfeder 46 wird vom unteren Ende her über den Wickeldorn 34 geschoben, so daß ihr diametral abgebogenes unteres Ende im Schlitz 47 nach oben gleitet; nachdem der Wickeldorn 34 in die Bohrungen 41 und 42 eingesetzt ist, kann das Drehteil 35 so auf das obere Ende des Wickeldorns 34 aufgesteckt und in die Erweiterung 43 eingesetzt werden, daß das axial abgebogene Ende 48 der Schraubenfeder 46 in die entsprechende Ausnehmung des Drehteils 35 eintritt.

Wie zu erkennen ist, bildet die Schraubenfeder 46 ein drehmomentübertragendes Verbindungsglied zwischen dem Drehteil 35 und dem Wickeldorn 34.

Der diametrale Schlitz 47 dient zugleich zur Verankerung des Spannbandes 5, dessen rechtwinklig abgebogenes Ende in den Schlitz 47 eingehakt ist

Der zwischen dem zylindrischen Abschnitt 44 und dem Sechskantkopf 36 liegende Zwischenabschnitt 49 des Drehteils 35 ist an der Außenseite mit einer rings um den Umfang verlaufenden Sperrverzahnung 50 ausgebildet (F ig. 1). Diese Sperrverzahnung ist über mehr als die Hälfte ihres Umfangs von einer Blattfeder 51 umgeben, die in den F i g. 3 und 4 in Oberansicht bzw. in Seitenansicht genauer dargestellt ist Das eine Ende der Blattfeder, das eine verringerte Breite hat ist zu einer runden Öse 52 gebogen. Am anderen Endabschnitt ist durch einen U-förmigen Einschnitt eine Zunge 53 abgetrennt, die nach innen aus der Fläche der Blattfeder herausgebogen ist Die Öse 52 ist mittels eines Kerbstiftes 54 am Halter 4 verankert Die Zunge 53 wirkt mit der Sperrverzahnung 50 als Sperrzahn in der Weise zusammen, daß das auf diese Weise gebildete Zahngesperre eine Drehung des Drehteils 35 im Uhrzeigersinn (in F i g. 1) zuläßt dagegen eine Drehung

in entgegengesetzter Richtung verhindert. Bei der Drehung im Uhrzeigersinn kann der Sperrzahn 53 infolge der Elastizität der Blattfeder 51 über die Zähne der Sperrverzahnung 50 gleiten, während er bei einer Drehung in entgegengesetzter Richtung in die Sperrverzahnung einrastet.

Die Spannvorrichtung 37 ist mit einem Zahngesperre gleicher Art ausgestattet, das aus einer am Drehteil 39 ausgebildeten Sperrverzahnung 55 und einer damit zusammenwirkenen Blattfeder 56 besteht. Die Blattfeder 56 ist der in F i g. 3 und 4 dargestellten Blattfeder 51 völlig gleich und mittels eines Kerbstifts 57 am Halter 4 verankert.

Zum Anbringen des Wandlers 1 an der gewünschten Stelle eines Behälters 3 wird der Halter 4, in dem der Wandler in der in F i g. 1 gezeigten Weise angebracht ist an der gewünschter. Stelle auf die Außenseite des Behälters gesetzt, und das Spannband 5 wird um den Behälter gelegt und an beiden Enden in die Wickeldorne

34 und 38 eingehängt. Durch Verdrehen der Drehteile

35 und 39 mit Hilfe von an den Sechskantköpfen 36, 40 angreifenden Schraubenschlüsseln wird das Spannband 5 von beiden Enden her auf die Wickeldorne aufgewickelt. Zunächst liegen nur die aktive Stirnfläche

2 des Wandlers 1 und die Stirnfläche des elastischen Rings 23 an der Außenfläche des Behälters 3 an (F i g. 1). Wenn der dem Wandler zugewandte Flächenabschnitt des Behälters eben ist, ist die Berührung flächenhaft; in den meisten Fällen ist aber die Außenfläche des Behälters gekrümmt, so daß die Berührung nur entlang einer Mantellinie des Behälters erfolgt. Die aktive Stirnfläche 2 des Wandlers ist mit einer 1 —2 mm dicken Schicht aus einer Vergußmasse überzogen, die vor dem Anbringen des Wandlers mit einem Silikonfett eingerieben wird. Durch diese Maßnahme wird die Übertragung der Schall- oder Ultraschallwellen vom Wandler 1 auf die Behälterwand und umgekehrt begünstigt.

Wenn das Spannband 5 am Behälter 3 straff anliegt und das Drehen der Drehteile 35 und 39 fortgesetzt wird, zieht das Spannband 5 den Halter 4 gegen die Kraft der Schraubendruckfeder 18, die über den Wandlerkopf 1 am Behälter 3 abgestützt ist. zum Behälter hin. Der Wandler 1 wird dadurch unter Zusammendrückung der Schraubendruckfeder 18 nach innen in die Ausnehmung 9 gedrückt, und der elastische Ring 23 wird zunehmend verformt, bis er schließlich über seinen ganzen Umfang an der Wand des Behälters

3 anliegt. Das Spannband 5 wird weiter angezogen, bis schließlich der Halter 4 an der Außenfläche des Behälters 3 anliegt, und zwar im Fall einer ebenen Außenfläche mit seiner Stirnfläche 21 oder im Fall einer gekrümmten Außenfläche entlang den Anfasungen 25 an den Seitenkanten des Ausschnitts 22. In dieser Stellung ist der Anpreßdruck, mit dem die Stirnfläche 2 des Wandlers 1 an die Außenfläche des Behälters 3 gedrückt ist, durch den nunmehr erreichten Grad der Zusammendrückung der Schraubendruckfeder 18 bestimmt, der durch die geometrischen Abmessungen der verschiedenen Teile eindeutig definiert ist. Der elastische Ring 23 ist derart zusammengedrückt, daß er rings um den Wandlerkopf 6 dicht an der Wand des Behälters 3 anliegt, auch wenn diese gekrümmt ist Dadurch ist insbesondere die Berührungsstelle zwischen der aktiven Stirnfläche 2 des Wandlers und der Behälterwand sowie die auf der aktiven Stirnfläche angebrachte Vergußmasse und Silikonfettschicht gegen Umwelteinflüsse, wie Spritzwasser oder dergleichen, sowie auch gegen mechanische Beschädigungen geschützt.

Bei einer weiteren Drehung der Drehteile 35 und 39 mittels Schraubenschlüssel kann das Spannband 5 nicht mehr weiter auf die Wickeldorne 34 und 38 aufgewickelt werden; statt dessen werden nunmehr die das Drehmoment übertragenden Federn 46 gespannt. Dies wird fortgesetzt, bis den Federn 46 eine Vorspannung erteilt ist, die ausreicht, um alle möglicherweise vorkommenden Längenänderungen aufzunehmen, die insbesondere durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen des Spannbands 5 und des Behälters 3 bei Temperaturänderungen verursacht werden können.

Das Einrasten des Sperrzahns 53 der Blattfeder 51 bzw. 56 in die Sperrverzahnung 50 bzw. 55 verhindert ein Zurückdrehen der Feder 46 jeder Spannvorrichtung.

Die aktive Stirnfläche 2 des Wandlers ist mit einem durch den Grad der Zusammendrückung der Schraubendruckfeder IS genau definierten und stets gleichbleibenden Anpreßdruck an die Behälterwand 3 gedrückt. Auch wenn der Halter 4 mit dem Wandler 1 vom Behälter 3 abgenommen und dann an der gleichen Stelle oder an anderer Stelle erneut angebracht wird, wird der gleiche Anpreßdruck mit guter Genauigkeit reproduziert.

Die im Spannband 5 herrschende Zugkraft wird über die Wickeldorne 34,38 und die Drehteile 35,39 auf den Halter 4 übertragen. Die auf den beiden Wickeldornen 34, 38 angebrachten Schraubenfedern 46 stehen unter einer Federspannung, die dem von dieser Zugspannung auf die Wickeldorne ausgeübten Drehmoment entspricht. Dadurch wird die erreichte Zugspannung im wesentlichen konstant gehalten, selbst wenn infolge unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten des Spannbands und der Behälterwand unterschiedliche Längenänderungen auftreten. Jede der beiden Schraubenfedern 46 kann eine Längenänderung von etwa 10 mm ausgleichen. Dadurch ist gewährleistet, daß der Halter 4 und damit der Wandler 1 auch bei unterschiedlichen Wärmeausdehnungen stets mit gleichbleibender Zugkraft an der Behälterwand festgehalten wird.

Durch Lösen der drei Gewindestifte 15 kann der Deckel 10 vom Halter 4 abgenommen werden. Dadurch ist es möglich, den Wandler 1 aus dem Behälter 4 zu entnehmen, ohne daß dieser vom Behälter 3 abgenommen und das Spannband 5 gelöst werden muß. Wenn anschließend der gleiche oder ein anderer Wandler 1 wieder in die zylindrische Ausnehmung 9 des Halters 4 eingesetzt und der Deckel 10 befestigt wird, ist durch die Zusammendrückung der Schraubendruckfeder 18 wieso der der gleiche konstante Anpreßdruck für den Wandler 1 gewährleistet.

Durch Gegendrehung der Sechskantköpfe 36, 40 kann aber auch das Spannband 5 auf einfache Weise wieder vom Behälter 3 gelöst werden; zu diesem Zweck wird die Blattfeder 51 bzw. 56 mittels eines Schraubendrehers etwas nach außen gedrückt, so daß der daran angebrachte Sperrzahn die Sperrverzahnung 50 bzw. 55 freigibt. Dadurch kann der ganze Halter 4 vom Behälter abgenommen oder in eine andere Lage verschoben werden.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß der konstante Anpreßdruck des Wandlers auch dann erhalten bleibt, wenn der Halter 4 einer seitlichen Belastung (senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1) ausgesetzt wird. Solche Belastungen können insbesondere bei Ausführungsformen auftreten, bei denen anstelle des Anschlußkabels 26 ein die Elektronik aufnehmendes Gehäuse unmittelbar am Halter 4 montiert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

030 226/414

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Befestigung eines für die Füllstandsmessung bestimmten Schall- oder Ultraschallwandlers an einem Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler axial verschiebbar in der Ausnehmung eines Halters angeordnet ist, daß in der Ausnehmung eine Feder angebracht ist, die den Wandler nach außen zu drücken sucht, daß der Halter zu beiden Seiten des Wandlers mit einem um den Umfang des Behälters zu legenden Spannband verbunden ist, daß wenigstens eine der beiden Verbindungen zwischen dem Halter und dem Spannband durch eine Spannvorrichtung zum Festziehen des Spannbands gebildet ist, und daß die Spannvorrichtung eine die Spannung des Spannbands bestimmende Feder enthält

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung einen Wickeldorn aufweist, der in seitlich vom Halter abstehenden Lageransätzen drehbar gelagert ist und an dem das Ende des Spannbands verankert ist, daß koaxial zum Wickeldorn am Lageransatz ein Drehteil gelagert ist, und daß das Drehteil mit dem Wickeldorn durch eine drehmomentübertragende Feder verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentübertragende Feder eine Schraubenfeder ist, die einen Abschnitt des Wickeldorns umgibt, mit einem diametral abgebogenen Ende am Wickeldom verankert ist und mit dem anderen Ende am Drehteil verankert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil eine axiale Ausnehmung aufweist, in der ein Ende des Wickeldorns drehbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zw.schen dem Drehteil und dem Halter ein die Drehung nur in einer Richtung zulassendes Zahngesperre angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahngesperre durch eine koaxial am Drehteil angebrachte Sperrverzahnung und durch eine die Sperrverzahnung über mehr als 180° ihres Umfangs umgebende, mit einem Ende am Halter verankerte und einen Sperrzahn tragende Blattfeder gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrzahn durch einen nach innen abgebogenen, durch einen Einschnitt teilweise abgetrennten Abschnitt der Blattfeder gebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des Halters eine Spannvorrichtung in Lageransätzen angebracht ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler in der Ausnehmung des Halters derart axial verschiebbar angeordnet ist, daß er bei nicht am Behälter angebrachtem Halter über die zur Anlage am Behälter bestimmte Stirnlläche des Halters vorsteht, und daß in der Ausnehmung eine Druckfeder angeordnet ist, die einerseits am Wandler und andererseits an der dem Behälter abgewandten Rückwand der Ausnehmung abgestützt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wandler aufnehmende Ausnehmung des Halters durch eine den Halter

vollständig durchsetzende Öffnung gebildet ist, deren Querschnitt dem größten Querschnitt des Wandlers angepaßt ist und die an der dem Behälter abgewandten Seite durch einen am Halter lösbar befestigten Deckel verschlossen ist

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder eine Schraubenfeder ist, die im Innern der Ausnehmung einen mit verringertem Druchmesser ausgebildeten zylindrischen Abschnitt des Wandlers umgibt

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß an der dem Behälter zugewandten Stirnfläche des Halters ein den Wandler umgebender Ring aus elastischem Material angeordnet ist, der im unverformten Zustand über die Stirnfläche des Wandlers vorsteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus Silikongummi besteht

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring in einer den Wandler umgebenden ringförmigen Erweiterung der Ausnehmung angeordnet ist