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Elektromechanisches Fül Istandsmeßgerät
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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Füllstandsmeßvorrichtung
mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Seiltrommel, auf der ein Meßseil
aufspulbar ist, das an seinem abgewickelten Ende ein Tastgewicht trägt und dessen
abgespulte Länge beim Auftreffen des Tastgewichts auf das Füllgut ein Maß für die
Füllstandshöhe ist, wobei durch das Auftreffen des Tastgewichts auf die Fül Igutoberfläche
ein Signal zur Umkehr der Drehrichtung der Seiltrommel auslösbar ist, auf die das
Meßseil wieder aufgespult wird.
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Eine derartige Füllstandmeßvorrichtung ist bereits bekannt (DE-AS
21 51 094). Die Seiltrommel enthält bei dieser Vorrichtung mehrere Permanentmagnete,
die während der Trommeldrehung an einem Schutzrohrkontakt vorbei laufen und diesen
kurzzeitig schließen. Wenn das Tastgewicht die Oberfläche des Füllgutes berührt,
zeigt die seit Beginn des Meßvorgangs vom Schutzrohrkontakt erzeugte Anzahl von
Impulsen den Füllstand an. Die Seiltrommel ist bei der bekannten Vorrichtung frei
drehbar auf einer Welle angeordnet und mit dieser durch eine federnde Kupplung verbunden.
Die Welle, die in einer Trennwand gelagert ist, trägt an ihrem anderen Ende ein
Getriebe, an dem ein Elektromotor befestigt ist. Der Elektromotor, dessen Welle
senkrecht zu der die Seiltrommel tragenden Welle verläuft, hängt ohne weitere Befestigung
an der Welle und kann um diese innerhalb einer von zwei Mikroschaltern bestimmten
Strecke geschwenkt werden. Die beiden Mikroschalter, an denen der Elektromotor beim
Auftreffen des
Tastgewichtes auf dem Füllgut und beim Anliegen des
Tastgewichts in der oberen Endlage anschlägt, dienen zur Erzeugung von Signa-len
für die Steuerung der Umkehr der Drehrichtung und die Abschaltung des Motors. Das
vorstehend erläuterte FU II standsmeßgerät arbeitet intermittierend, d.h. das Tastgewicht
befindet sich in seiner oberen Grenzstellung außerhalb der Berührung mit dem Füllgut
und wird nur für die Durchführung der Messung auf das Füllgut abgesenkt, Das Meßgerät
eignet sich daher für die Feststellung der Fül Istandshöhe von flüssigen, staubförmigen,
pulverförmigen oder körnigen Gütern.
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Die Schutzrohrkontakte befinden sich direkt neben der Seiltrommel
in dem für die Füllgutaufnahme bestimmten Behälter. Insbesondere bei pulverförmigen
Füllgütern verschmutzen die Schutzrohrkontakte. Deshalb müssen die Schutzrohrkontakte
bei dieser Vorrichtung hermetisch gekapselt sein, wodurch sich ein erheblicher Aufwand
ergibt. Die Schutzrohrkontakte können zwar auch außerhalb des Behälterinneren angeordnet
werden, wenn die Permanentmagnete an der Motor - oder Getriebewelle angebracht sind,
jedoch verursachen in diesem Fall der beim Umschalten des Elektromotors auftretende
Nachlauf und der von der elastischen Kupplung hervorgerufene Schlupf Meßfehler.
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Die zwischen der Motorwelle und der Seiltrommel angeordnete elastische
Kupplung ist im Behälterinneren angeordnet und daher ebenfalls Schmu tzei nw i rkungen
ausgesetzt. Um Störungen durch Verschmutzung zu verhindern, muß die Kupplung hermetisch
gekapselt werden. Dies verursacht eine weitere Erhöhung des Aufwands. Darüber hinaus
beeinflusst die Art der Verbindung des Elektromotors mit der Seiltrommel die Größe
des Tastgewichts. Der Elektromotor und das freihängende Tastgewicht bilden nämlich
eine Waage, bei der die Masse des Motors durch ein entsprechend schweres Tastgewicht
ausgeglichen werden muß. Ein schweres Tastgewicht sinkt insbesondere bei leichten
und lockeren Fül Igütern tief ein. Die Fül Iguthöhe ist dabei nicht
genau
festzustellen. Schwere Tastgewichte bringen zudem Füllgutwächten leichter zum Einsturz.
Dabei können die Tastgewichte verschüttet werden.
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Es ist weiterhin eine Füllstandsmeßvorrichtung mit den eingangs beschriebenen
Merkmalen bekannt, bei der die von der Berührung zwischen dem Tastgewicht und dem
Füllgut ausgehenden Belastungsänderungen und die entsprechenden Schwankungen der
elektrischen Eingangsgrößen des Elektromotors von einer Überwachungsschaltung erfasst
werden (DE-OS 29 03 096). Diese Vorrichtung benötigt keine elektrischen Schalter
oder Impulsgeber an der Seiltrommel. Damit die Entlastung des Zugseils vom Tastgewicht
an den elektrischen Eingangsgrößen feststellbar ist, muß der Elektromotor einen
sehr hohen Wirkungsgrad aufweisen. Weiterhin ist es erforderlich, daß zur Drehzahl
verminderung ein leichtgängiges Untersetzungsgetriebe zwischen Elektromotor und
Seiltrommelwel le vorhanden ist, das aus diesem Grunde keinen sehr robusten Aufbau
haben kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische
Füllstandsmeßvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln,
daß unter Vermeidung der Nachtei le bekannter Vorrichtungen eine genaue Messung
der Füllstandshöhe ohne Schaltkontakte ader Impulsgeber an der Seiltrommel innerhalb
des den Einflüssen des Füllguts ausgesetzen Bereichs und eine genaue Erfassung der
Berührung zwischen Füllgutoberfläche und Tastgewicht ohne Überwachung der Eingangsgrößen
des Elektromotors möglich ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die Seiltrommel
und eine mit dem Elektromotor formschlüssig verbundene Welle relativ zueinander
zwischen zwei Endlagen um einen begrenzten Winkelbereich drehbar angeordnet sind,
daß die Seiltrommel bei am Meßseil frei hängendem Tastgewicht gegenüber der Welle
die eine Endlage und bei
vom Füllgut getragenen Tastgewicht die
andere Endlage einnimmt und daß die relative Verdrehung der Seiltrommel und der
Welle während des Auftreffens des Tastgewichts auf die Fül Igutoberfläche durch
mindestens einen außerhalb des mit dem Füllgut verbundenen Raumes angeordneten Sensor
erfaßt wird, der mit einer Auswerteinheit verbunden ist, von der die Drehrichtung
umsteuerbar ist. Bei dieser Vorrichtung sind in dem vom Füllgut beeinflussten Bereich
keine elektrischen Bauteile oder andere empfindliche Konstruktionselemente angeordnet.
Der konstruktive Aufbau wird daher einfacher und weniger störanfäl l ig . Ein Ausgleich
des Motorgewichts durch das Tastgewicht ist nicht mehr notwendig. Es können daher
leichtere Tastgewichte verwendet werden, die nicht unerwünscht tief in das Füllgut
eindringen. Die Messung ist demnach mit einem kleineren Meßfehler behaftet. Überdies
wird der Nachteil, daß einstürzende Füllgutwächten das Tastgewicht verschütten,
weitgehend beseitigt. An den Wirkungsgrad der verwendeten Elektromotore werden bei
der vorstehend beschriebenen Vorrichtung keine besonderen Anforderungen gestellt.
Es können Elektromotore geringerer Leistung eingesetzt werden, die einfacher und
preisgünstiger sind als Motore mit großer Leistung. Es entfällt auch die Notwendigkeit,
die elektrischen Eingangsgrößen des Elektromotors überwachen zu müssen. Ferner kann
ein robustes Getriebe zur Drehzahluntersetzung des Elektromotors verwendet werden.
Da der Sensor außerhalb des für das Füllgut bestimmten Raums angeordnet ist, unterliegt
sein Aufbau nicht den für das Behälterinnere geltenden Anforderungen. Dies bedeutet,
daß für die Mehrzahl von Füllgütern Sensoren mit geringerem -Aufwand für die Kapselung
eingesetzt werden können.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Seiltrommel
starr mit dem einen Ende einer Welle verbunden ist, deren anderes Ende eine zylindrische
Mitnehmerscheibe trägt, die wenigstens
zwei symmetrisch bezüglich
der Wellenachse angeordnete, über einen vorgegebenen Kreisbogen sich erstreckende
Langlöcher aufweist, deren Enden den Winkelbereich begrenzen, daß in die Lang löcher
Mitnehmerbolzen ragen, die an einer Antriebsscheibe befestigt sind, die mit der
Welle verbunden ist, und daß zwischen den Mitnehmerbolzen und der Mitnehmerscheibe
Federn gespannt sind, die auf die Seiltrommel ein Drehmoment ausüben, das kleiner
als das vom frei hängenden Tastgewicht auf die Seiltrommel ausgeübte Drehmoment
ist. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen, robusten Aufbau aus,
Vorzugsweise ist die formschlüssig mit dem Elektromotor verbundene Weile als Hohlwelle
konzentrisch um die starr mit der Seiltrommel verbundene Welle um den begrenzten
Winkelbereich drehbar gelagert.
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Durch diese Ausbildung vermindert sich der Raumbedarf der Vorrichtung
in axialer Richtung der Seiltrommel.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der Läufer des Elektromotors
über ein Selbsthemmung aufweisendes Getriebe mit der Welle formschlüssig verbunden.
Nach der Abschaltung des Elektromotors vom Netz verhindert diese Vorrichtung die
Drehung der Seiltrommel, der Wellen, des Getriebes und des Läufers durch das an
der Seiltrommel hängende Tastgewicht. Das Tastgewicht kann deshalb in seiner oberen
Endlage hängen, ohne daß zur Kompensation des vom Tastgewicht auf die Seiltrommel
ausgeübten Drehmoments ein Gegenmoment über den Motor erzeugt werden muß. Die Vorrichtung
verbraucht daher nur während des Meßbetriebs Energie.
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Eine günstige Ausführungsform besteht darin, daß die Antriebsscheibe
und die Mitnehmerscheibe an ihren Mantelseiten jeweils mit einem Kranz von gleich
großen, in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordneten Zähnen versehen sind,
mit denen kontakt lose Sensoren
für die Erzeugung von Impulsen
betätigbar sind, die mit der Auswerteschaltung verbunden sind, von der eine Umschalteinrichtung
bei unterschiedlichen Zahlen der von den Sensoren erzeugten Impulse betätigbar ist.
Bei dieser Anordung kann mit den -Sensoren sowohl die abgespulte Länge des Meßseils
als auch die Berührung zwischen Tastgewicht und Füllgutoberfläche erfasst werden.
Die kontaklosen Sensoren haben hohe Schaltgeschwindigkeiten. Daher können die Zähne
in geringem Abstand nebeinander angeordnet sein. Dies ist die Vorraussetzung, daß
Scheiben mit kleinen Durchmessern eingesetzt werden, die wenig Raum benötigen. Weiterhin
arbeitet die Vorrichtung auch bei höheren Drehzahlen der Scheiben einwandfrei. Es
lassen sich daher ein hohes Auflösungsvermögen und ein in kurzer Zeit ab laufen
der Meßvorgang erreichen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Antriebsscheibe
und die Mitnehmerscheibe jeweils Reihen von gleich großen Löchern aufweisen, die
in gleicher Anzahl im gleichen Abstand von der Drehachse augeordnet sind, daß die
Löcher in einer Endlage der Mitnehmerscheibe in Bezug auf die Antriebsscheibe miteinander
fluchtend angeordnet sind und in der anderen Endlage unter Freilassung einer kleineren
Durch laßöffung gegeneinander verdreht sind, daß über der Mitnehmerscheibe und der
Antriebsscheibe ein Sensor angeordnet ist, dessen Ansprechdauer von der Größe der
Durchlaßöffnung abhängt, und daß dem Sensor ein lmpulslängendiskriminator nachgeschaltet
ist, der mit einer Umschalteinrichtung für die Drehrichtung des Elektromotors verbunden
ist. Bei dieser Anordung wird vorteilhafterweise nur ein Sensor benötigt, mit dem
sowohl die Füllstandshöhe als auch der Zeitpunkt für die Umschaltung der Drehrichtung
des Motors festgestellt wird.
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Vorzugsweise ist an der oberen Endlage des Tastgewichts ein Hebel
vorgesehen, der einen innerhalb des Füllgutbereiches angeordneten,
bei
Berührung mit dem Tastgewicht schwenkbaren Hebelarm und einen außerhalb des Füllgutbereiches
angeordneten Hebelarm aufweist, durch den ein die Abschaltung des Elektromotors
auslösender kontakloser Impulsgeber betätigbar ist. Der Elektromotor. wird bei dieser
Anordnung selbsttätig abgeschaltet. Für die Durchführung einer Füllstandshöhenmessung
ist somit nur die Einschaltung des Elektromotors notwendig. Die übrigen mit der
Messung verbundenen Vorgänge laufen automatisch ab.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen: Fig.1 eine elektromechanische Füllstandsmeßvorrichtung
von vorne, teilweise im Schnitt, Fig.2 die in Fig. 1 dargestellte Füllstandsmeßvorrichtung
in Seitenansicht, teilweise im Schnitt längs der Linien l-l, Fig.3 die in Fig. 1
dargestellte Füllstandsmeßvorrichtung von der Rückseite mit einer an die Seiltrommel
angeschlossenen Scheibe ip einer ersten Endlage, Fig.4 einen Teil der in Fig. 3
dargestellten Füllstandsmeßvorrichtung von der Rückseite mit der Scheibe in der
anderen Endlage, Fig.5 eine andere Ausführungsform einer Verbindungseinrichtung
zwischen der Seiltrommel einer Füllstandsmeßvorrichtung und dem Elektromotor in
einer ersten Endlage,
Fig.6 einen Schnitt längs der Linien l l-l
l der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung, Fig.7 die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung
in ihrer anderen Endlage, Fig.8 ein Blockschaltbild einer an Sensoren der Füllstandsmeßvorrichtung
angeschlossenen Auswerteeinrichtung, Fig.9 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform
einer Auswerteinrichtung.
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Eine elektromechanische Füllstandsmeßvorrichtung 10 enthält ein Gehäuse
12 mit einer unteren Öffnung 14. Innerhalb des Gehäuses 12 ist eine Seiltrommel
16 waagrecht angeordnet, auf der ein Meßseil 18 aufgespult ist. Am abgespulten Ende
20 des Meßseils 18 hängt ein Tastgewicht 22. In seiner oberen Endlage ragt das Tastgewicht
in die Öffnung 14, die oben an einem nicht näher dargestellten Behälter angeordnet
ist, dessen Füllstandshöhe mit der Meßvorrichtung 10 bedarfsweise gemessen werden
soll.
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Die Seiltrommel 16 ist auf einer Welle 24 fliegend gelagert. Die Welle
24 ragt durch eine Öffnung 26 in das Gehäuse 12. An den Rändern der Öffnung 26 ist
ein Getriebekasten 28 befestigt, in dem die Welle 24 drehbar gelagert ist. Die mit
der Seiltrommel 16 starr verbundene Welle 24 ragt mit einem Ende 30 über den Getriebekasten
28 hinaus.
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Mit diesem Ende 30 ist eine zylindrische Scheibe 32 fest verbunden,
die zwei achsparallele Langlöcher 34 hat. Die Langlöcher 34 sind symmetrisch zur
Längsachse der Welle 24 angeordnet. Sie erstrecken sich kreisbogenförmig über eine
begrenzte Strecke der Scheibe 32.
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In die Langlöcher 34 ragen Mitnehmerbolzen 36 hinein, die achsparallel
zur Achse der Welle 24 angeordnet sind. Auf die Mitnehmerbolzen
36
sind Gummihülsen 38 aufgesteckt, die den in die Lang löcher 34 ragenden Bolzenteil
umgeben. Die Mitnehmerbolzen 36 sind weiterhin in zwei achsparallel zur Welle 24
angeordnete, nicht näher bezeichnete Gewindebohrungen einer ringförmingen Antriebsscheibe
40 eingeschraubt. Die Antriebsscheibe 40 sitzt fest auf dem Ende 42 einer Hohlwelle
44, die über eine gewisse Strecke im Getriebekasten 28 die Welle 24 konzentrisch
umgibt und um dieser um einen Winkelbereich drehbar ist, dessen Größe von der Ausdehnung
der Lang löcher 34 abhängt. Die Hohlwelle 44 ist im Getriebekasten 28 drehbar gelagert.
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Auf der Hohlwelle 44 ist ein Schneckenrad 46 eines Schneckengetriebes
48 befestigt, dessen Schnecke 50 mit dem nicht dargestellten Läufer eines Elektromotors
52 verbunden ist.
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Über die Lang löcher 34 ragen die Enden 54 der Mitnehmerbolzen ein
Stück hinaus. An diesen Enden 54 sind Zugfedern 56 befestigt, die in einer Nut 58
der zylindrischen Scheibe 32 geführt werden, die bei Drehung der Antriebsscheibe
von dieser mitgenommen wird. Die Scheibe 32 wird daher im folgenden auch als Mitnehmerscheibe
bezeichnet.
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Die Nut 58 verläuft kreisringförmig auf der Mantelseite eines von
der Stirnseite der Mitnehmerscheibe 32 vorspringenden Absatzes 60. Es sind zwei
Zugfedern 56 vorhanden, -deren Enden je an den Mitnehmerbolzenenden 54 und an in
die Mitnehmerscheibe 32 eingesetzten Schrauben 62 befestigt sind.
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Durch die Federn 56 werden Zugkräfte zwischen der Antriebsscheibe
40 und der Mitnehmerscheibe 32 hervorgerufen. Von den Mitnehmerbolzen 36 wird dabei
ein Drehmoment auf die Scheibe 32 ausgeübt, das dem vom Tastgewicht 22 erzeugten
Drehmoment entgegengerichtet ist. Die Federn 56- sind jedoch so bemessen, daß das
von ihnen ausgehende Drehmoment kleiner als dasjenige Drehmoment ist, das von dem
am Meßseil 18 frei hängenden Tastgewicht 22 ausgeht. Infolgedessen legen
sich
die Mitnehmerbolzen 36 unter dem Einfluß des Tastgewichts 22 in ihrer einen Endlage
64 gegen diejenigen Enden der Langlöcher 34 an, die sich an der der Richtung des
vom Tastgewicht verursachten Drehmoments entgegengesetzten Lang loch seite befinden.
Diese Endlage der Mitnehmerscheibe 32 ist in Fig. 3 dargestellt.
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Stützt sich das Tastgewicht 22 auf das Füllgut ab, dann entfällt das
vom Tastgewicht 22 auf die Seiltrommel 16 ausgeübte Drehmoment. Das von den Zugfedern
56 erzeugte Drehmoment reicht dann aus, um die Mitnehmerbolzen 36 in ihre zweite
Endlage 66 in Richtung auf die der Endlage 64 entgegengesetzten Langlochenden zu
drücken. Die Endlage 66 der Mitnehmerbolzen 36 ist in der Fig. 4 dargestellt.
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Die Mitnehmerscheibe 32 und die Antriebsscheibe 40 weisen an ihren
Mantel seiten je einen Zahnkranz mit gleich großen Zähnen 68 auf.
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Radial im Abstand von den Zähnen 68 ist an der Antriebsscheibe 40
und der Mitnehmerscheibe 32 jeweils ein Sensor 72, 70 ruhend angeordnet. Bei den
Sensoren 70,72 kann es sich um kontaktlos arbeitende Impulsgeber handeln, die beispielsweise
ein elektromagnetisches Feld erzeugen, das durch Eisen verändert wird. Der Einfluß
der Zähne 68 auf das elektromagnetische Feld wird von den Sensoren 70,72 festgestellt.
Wenn ein Zahn 68 am jeweiligen Sensor 70,72 vorbeiläuft, gibt der Sensor 70 bzw.
72 einen Impuls ab.
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Die Sensoren 70,72 sind über nicht näher dargestellte Verstärker und
Impulsformer je an einen Zähler 74,76 angeschlossen, wobei Zähler ausgänge einen
Vergleicher 78 speisen. Der Vergleicher 78 ist mit einem Verstärker 80 verbunden,
dem ein Relais 82 nachgeschaltet ist.
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Die Kontakte des Relais 82 sind in nicht näher dargestellter Weise
in der Stromzuführung des Elektromotors 72 als Umschalter für die Drehrichtung angeordnet.
Das Relais 82 enthält beispielsweise zwei
Umschaltkontakte, mit
denen die Phasen eines Drehstromotors vertauscht werden, wobei der Elektromotor
52 als Drehstrommotor ausgebildet ist. Falls der Elektromotor 52 ein Gleichstrommotor
ist, wird durch ein Relais 82 mit zwei Umschaltkontakten die Vertauschung der Polarität
der an den Motor angelegten Spannung erreicht, wodurch sich ebenfalls die Drehrichtung
umkehrt. Der Zähler 76 speist eine Subtrahierschaltung 84, die eine fest eingestellte
Zahl enthält, die der Höhe des Tastgewichts 22 in seiner oberen Endlage entspricht.
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Von dieser Zahl wird ein der abgespulten Länge des Meßseils 18 proportionaler
Wert subtrahiert. Die Differenz wird bei der Umschaltung der Drehrichtung des Elektromotors
52 in Speicher 86 eingegeben, denen Anzeigelemente 88 nachgeschaltet sind. Die Einspeicherung
der am Ausgang des Subtrahierers 84 anstehenden Daten wird durch das Ausgangssignal
des Vergleichers 78 veranlaßt. Die Löschung des Speicherinhalts kann über einen
nicht dargestellten Taster erfolgen, der mit den Rücksetzeingängen der Speicher
86 verbunden ist.
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Im Gehäuse 12 ist unterhalb der Seiltrommel 16 ein Hebel 90 schwenkbar
gelagert. Der Hebel 90 hat einen innerhalb des Gehäuses 12 angeordneten Hebelarm
92, von dessen Ende zwei Stifte 94 nach außen ragen. Die Stifte 94, zwischen denen
ein Spalt vorhanden ist, der etwas größer als der Durchmesser des Meßseils 18 ist,
stehen senkrecht auf der Längsachse des Hebelarms 92. Zwischen den Stiften 94 ragt
das Meßseil 18 hindurch. Außerhalb des Gehäuses 12 hat der Hebel 90 einen kurzen
Hebel arm 95, an dessen Ende eine Feder 96 angreift, die dafür sorgt, daß sich die
Hebelarme 92,95 ungefähr in waagerechter Lage befinden, wenn am Hebel 90 keine weiteren
Kräfte angreifen. Ein weiterer Hebelarm 98, der gegenüber Hebelarm 95 auf der anderen
Seite der Schwenkachse angeordnet ist, ragt mit seinem Ende in den Bereich eines
kontaktlos arbeitenden Impulsgebers 100.
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In meßbereitem Zustand der Füllstandsmeßvorrichtung 10 befindet sich
das Tastgewicht 22 in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Stellung. Die Messung der Füllstandshöhe
wird eingeleitet, indem über einen nicht dargestellten Schalter der Elektromotor
52 an Spannung gelegt wird.
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Bei dem Schalter kann es sich um einen Taster handeln, der ein Motorschütz
betätigt, das sich nach dem Schalten selbst über einen Arbeitskontakt hält. Nach
dem Einschatten beginnt sich der Läufer des Elektromotors 52 zu drehen. Die Drehbewegung
wird über die Schnecke 50 auf das Schneckenrad 46, die Hohlwelle 44 und die Antriebsscheibe
40 übertragen. Abgesehen von dem geringen Spiel des Schneckengetriebes 48 ist die
Winkelstellung der Antriebsscheibe 40 unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhäl
tnisses des Schneckengetriebes 48 proportional der Winkelstellung des Läufers des
Elektromotors 52. Es besteht dabei eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Läufer
des Elektromotors 52 und der Antriebsscheibe 40. Die Antriebsscheibe 40 nimmt über
die Bolzen 36 die Scheibe 32 mit, wobei die Bolzen 36 in der in Fig. 3 gezeigten
Stellung 64 an den Enden der Langlöcher 34 anliegen. Die Mitnehmerscheibe 32 setzt
die Seiltrommel 16 über die Welle 24 in Bewegung. Dabei wird das Meßseil 18 abgespult
und das Tastgewicht 22 nähert sich der Füllgutoberfläche.
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Während der Drehung der Antriebsscheibe 40 und der Mitnehmerscheibe
32 laufen die Zähne 68 an den Sensoren 70,72 vorbei, die bei jedem Zahn 68 einen
Impuls an die Zähler 74,76 abgeben.
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Wenn das Tastgewicht 22 auf die Füllgutoberfläche auftrifft, entfällt
die vom Tastgewicht 22 im Meßseil 18 hervorgerufene Zugspannung.
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Dem von den Federn 56 auf die Welle 24 und die Seiltrommel 16 ausgeübten
Drehmoment wirkt deshalb nicht mehr das vom Tastgewicht 22 erzeugte Gegenddrehmoment
entgegen. Die Federn 56 versetzen wegen des fehlenden Gegenddrehmoments die Scheibe
32, die Welle 24 und die Seiltrommel 16 in eine kurze relative Gegendrehbewegung.
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Diese Gegenbewegung würde geometrisch durch das Anliegen der Bolzen
36 an den anderen Enden der Langlöcher 34 begrenzt. Diese Stellung
wird
jedoch nicht erreicht, weil durch nachstehend genauer beschriebene Schaltungsmaßnahmen
bis zu einer Stellung 66 der Scheibe 32, wie in Fig. 4 dargestellt, beim Auftreffen
des Tastgewichts 22 auf der Füllgutoberfläche eine Relativbewegung zwischen der
Antriebsscheibe 40 und der Mitnehmerscheibe 32 stattfindet. Dies bedeutet, daß der
Sensor 70 mehr Impulse erzeugt als der Sensor 72. Der Vergleicher 78 stellt die
unterschiedlichen Inhalte der Zähler 74,76 fest und betätigt dabei das Relais 82,
das die Drehrichtung des Elektromotors 52 umschaltet. Zugleich bewirkt der Vergleicher
78 die Abspeicherung der gezählten Impulse, die nach der Subtraktion mit der vorgegebenen
Konstanten ein Maß für die F-üllstandshöhe angeben. Der Vergleicher 78 kann so eingestellt
sein, daß er erst auf eine vorgegebene Differenz der beiden Zählerinhalte anspricht.
Die Differenz richtet sich nach der Anzahl der bei der Relativbewegung zwischen
Mitnehmerscheibe 32 und Antriebsscheibe 40 erzeugten Impulse.
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Nach der Betätigung des Relais 82 kehrt sich die Drehrichtung des
Elektromotors 52, der Schnecke 50, des Schneckenrads 46, der Hohlwelle 44, der Antriebsscheibe
40, der Scheibe 32, der Welle 23 und der Seiltrommel 16 um. Dabei wird das Meßseil
18 wieder aufgespult.
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Wenn sich das Tastgewicht 22 von der Füllgutoberfläche abhebt, entsteht
im Meßseil 18 eine erhöhte Zugkraft, durch die wiederum eine Relativbewegung zwischen
der Antriebsscheibe 40 und der Mitnehmerscheibe 32 hervorgerufen wird. Die Scheibe
32 nimmt die in Fig. 3 dargestellte Lage ein. Das Tastgewicht 22 bewegt sich nach
oben, bis seine Oberseite an den Stiften 94 anstößt. Das Tastgewicht 22 lenkt den
Hebel arm 92 aus seiner waagrechten Lage aus. Hierbei bewegt sich das Ende des Arms
98 am Impulsgeber 100 vorbei, der ein Abschaltsignal ezeugt, das über das nicht
dargestellte Motorschütz den Elektromotor 52 abschaltet.
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Da das Schneckengetriebe 48 selbsthemmend ist, bleibt das Tastgewicht
22 auch bei abgeschaltetem Elektromotor 52 in seiner oberen Endlage.
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In Fig. 5 bis 7 ist eine andere Ausführungsform der Antriebsscheibe
und der von dieser angetriebenen Mitnehmerscheibe dargestellt. Die Antriebsscheibe
102 und die Mitnehmerscheibe 104 unterscheiden sich von der Antriebsscheibe 40 und
der Mitnehmerscheibe 32 nur in den für die I mpu Iserzeugung vorgesehenen Mitteln.
In übrigen sind die Antriebsscheiben 40 und 102 sowie die Mitnehmerscheiben 32 und
104 gleich ausgebildet.
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Die Antriebsscheibe 102 und die Mitnehmerscheibe 104 sind nahe an
ihrem äußeren Rand mit achsparallelen Löchern 106 versehen, die g I ei chmäß i längs
eines Kreises 108 angeordnet sind. Anzahl, Durchmesser und Abstand von der Drehachse
der Löcher 106 sind bei der Antriebsscheibe 102 und der Mitnehmerscheibe 104 gleich.
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Wenn das Tastgewicht 22 frei am Meßseil. 18 hängt, befinden sich die
Antriebsscheibe 102 und die Mitnehmerscheibe 104 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung,
in der die Löcher 106 fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Ein Sensor 110 ist
beiderseits der Antriebsscheibe 102 und der Mitnehmerscheibe 104 angeordnet. Der
Sensor 110 kann ein auf Magnetfelder oder elektromagnetische Strahlung ansprechender
Sensor sein, beispielsweise eine Lichtschranke. Die Größe des Durch daß bereichs
der Löcher 106 legt die Dauer des vom Sensor abgegebenen Impulses fest. Wenn beim
Auftreffen des Tastgewichts auf die Füllgutoberfläche eine Relativbewegung zwischen
der Antriebsscheibe 102 und der Mitnehmerscheibe 104 entsteht, dann verändert sich
auch die Stellung der Löcher 106 der beiden Scheiben 102, 104 zueinander. Der Abstand
und die Größe der Löcher 106 ist an die Lang löcher 34 so angepaßt, daß der Durchlaß
der Löcher 106 für die Sensorstrahlung bzw. die Sensorfeldlinien in der anderen
Endlage der Scheiben 102,104 erheblich kleiner ist als in der ersten Endlage. Bei
einem kleineren Durchlaß, wie er in Fig. 7 dargestellt ist, vermindert sich auch
die Dauer des vom Sensor 110 beim Vorbeilauf der Löcher abgegebenen Impulses.
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Die Impulse des Sensors 110 werden in einer Auswerteschaltung einem
Zähler 112 und einem lmpulslängendiskriminator 114 zugeführt. Der Zähler 112 speist
über Speicher 116 Anzeigeelemente 118. Wenn -der Impulslängendiskriminator 114 die
bei der Relativbewegung zwischen den Scheiben 102,104 auftretenden kürzeren Impulse
feststellt, gibt er einen Umsteuerbefehl an ein nachgeschaltetes Relais 120 ab,
über das die Drehrichtung des Elektromotors 52 umgekehrt wird.