DE3524645A1

DE3524645A1 - Automatische steuereinrichtung zum fuellen von getraenkebehaeltern

Info

Publication number: DE3524645A1
Application number: DE19853524645
Authority: DE
Inventors: W. Frank East Point Ga. Stembridge III.; William F. College Park Ga. Stembridge; James C. Atlanta Ga. Sturrock
Original assignee: Coca Cola Co
Current assignee: Coca Cola Co
Priority date: 1984-07-10
Filing date: 1985-07-10
Publication date: 1986-01-23
Anticipated expiration: 2005-07-11
Also published as: ES8800111A1; GB8517430D0; GB2161604A; ES8703647A1; GB2190494B; AU4472185A; IT1184649B; CA1272267A; CA1304149C; BR8503314A; GB2190494A; GB2190495B; MX160272A; DE3524645C2; IT8521480A0; GB2161604B; GB2190495A; GB8714630D0; ES544993A0; GB8714631D0

Description

Beschreibung

Die Erfindung befaßt sich mit einer Getränkeabgabevorrichtung und insbesondere mit einer Ultraschalleinrichtung zum automatischen Steuern des Abfüllens von Getränkebehältern, wie z.B. mit nachträglich gemischten, mit Kohlensäure gesättigten, alkoholfreien Getränken.

Es wurde schon eine Vorrichtung angegeben, die zum automatischen Befüllen von Getränkebehältern, wie Bechern oder dergleichen, dient. Hierbei wird die richtige Positionierung eines Bechers unter einer Düse einer Ausgabeventilanordnung einer Getränkeabgabevorrichtung berücksichtigt. Solche Vorrichtungen sehen beispielsweise Flüssigkeitspegeldetektoren, wie entweder konduktive oder kapazitive elektrische Fühler, vor, um den Flüssigkeitsstand bzw. Flüssigkeitspegel zu messen.

Auch ist es bekannt, unterschiedliche Flüssigkeitspegel in Behältern unter Verwendung von Ultraschallenergie und einer zugeordneten Schaltung zu messen.

Gegenstand der Erfindung ist eine automatische Einrichtung zum Steuern des Füllvorganges von unterschiedlich groß bemessenen Getränkebehältern oder Bechern, wobei die Becher unterschiedliche Eichmengen enthalten können und wobei Getränke abgefüllt werden können, die während des Abfüllens schäumen können oder nicht. Die Vorrichtung enthält eine Wandleranordnung und einen Steuermodul, die beide vorzugsweise mit einer Getränkeausgabeventilanordnung verbunden sind. Die Wandleranordnung ist in der Nähe der Düse angebracht und verwendet einen ersten Kristall, um Ultraschallenergie (Ultraschallwellenenergie) auszusen-

den, und einen zweiten Kristall, um die reflektierte Ultraschallenergie zu empfangen. Beide Kristalle haben Linsen, um eine Kopplung des Strahles zwischen dem Kristall und der Luft zu ermöglichen und um entweder einen geformten Strahl (Senderkristall) zu erzeugen oder einen Strahl von einem definierten Bereich zu empfangen (Empfängerkristall). Der Steuermodul enthält einen Mikroprozessor und eine zugeordnete Schaltung zur Steuerung des Abfüllvorganges. Der Abfüllvorgang umfaßt das Bestimmen, daß ein Becher unterhalb der Düse der Ventilanordnung vorhanden ist, die Bestimmung, daß der Becher nicht zu viel Eis enthält, das Füllen des Bechers, das Abwarten, bis irgendeine Schaumbildung nachläßt, das Abtasten des oberen Teils des Bechers, um ihn vollständig zu füllen, und das Erzeugen eines Signals an eine Bedienungsperson, daß das Abfüllen abgeschlossen ist.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Vorrichtung oder eine Anlage anzugeben, um das Befüllen von Getränkebechern automatisch zu steuern.

Insbesondere soll eine bistatische Ultraschalleinrichtung zum automatischen Befüllen von Getränkebechern angegeben werden.

Vorzugsweise ist die Anordnung derart ausgelegt/ daß Signale verarbeitet werden, die von dem Gitterrost, dem oberen Rand des Bechers und dem Flüssigkeitspegel im Becher erhalten werden.

Ferner soll vorzugsweise eine bistatische Ultraschallabfülleinrichtung mit hoher Auflösung angegeben werden, bei der der Behälter und der Flüssigkeitspegel sich in Luft befinden und in unmittelbarer Nähe der Kristalle vorgesehen sind.

Weiterhin soll nach der Erfindung eine Ultraschalleinrichtung angegeben werden, bei der die Empfängerverstärkung auf einem konstanten Verstärkungsfaktor während jeder Übertragungsperiode für den gesonderten Empfängerkristall gleich bleibt, sich aber der Detektionspegel oder das Detektionsschema ändert. Insbesondere wird das Detektionsschema auf sehr tiefe Werte zurückgenommen, bis der gesendete Strahl sich etwa 12,5 cm unterhalb der Düse befindet. Dann wird das Detektionsschema wieder auf eine konstante Wellenfront hochgetrimmt, um den Signalverlust zu kompensieren.

Auch wird nach der Erfindung bezweckt, die Kristalle unter Verwendung von ABS oder Polycarbonatkunststoff mit Linsen zu versehen.

Ferner hat sich die Erfindung das Ziel gesetzt, eine Ultraschalleinrichtung für das automatische Steuern des Abfüllvorganges eines Getränkebechers anzugeben, wobei diese Einrichtung (1) eine Frequenz von etwa 400 KHz verwendet,

(2) ein bistatisches Wandlersystem verwendet, (3) die vorauslaufende Kante der reflektierten Ultraschallenergieimpulse anstelle der nachlaufenden Kante berücksichtigt wird, (4) der obere Rand des Bechers bei gewissen Routinen abgedeckt wird, (5) der Wandler mit Linsen versehen wird,

(6) ein Linsenmaterial verwendet wird, das sowohl den Ultraschallstrahl formt als auch ihn mit der Luft koppelt, (7) eine zeitlich gesteuerte Füllung für die Anfangsfüllung aufgrund der Bechervibration und der hierdurch bedingten Vibration des oberen Randes verwendet wird, (8) eine niedrige Verstärkung verwendet wird, um den Flüssigkeitspegel zu erkennen (der ein besserer Reflektor als der obere Rand bzw. die Lippe ist), während der obere Rand bei bestimmten Teilen der Routine nicht als Bezugspunkt verwendet wird,

(9) der Bereich oberhalb des oberen Randes (die LGRATE-

Unterroutine) berücksichtigt wird und das Füllen beendet wird, wenn ein Signal oberhalb des oberen Randes empfangen wird (dies bedeutet den Überfüllzustand), und (10) die Füllzeit gemessen und das Abfüllen beendet wird, wenn eine maximale Zeitperiode für die Füllzeit überschritten ist (um ein ständiges Auffüllen eines Bechers zu verhindern, der beispielsweise ein Loch hat).

Ferner soll nach der Erfindung eine Einrichtung angegeben werden, die bestimmungsgemäß für benachbarte Getränkeabfüllventilanordnungen verwendet wird, um das Füllen von Getränkebechern über diese Ventilanordnungen automatisch ohne wechselseitige Störungen zu steuern.

Insbesondere soll die Auslegung nach der Erfindung derart getroffen werden, daß ultraschallgesteuerte Ventilanordnungen sich nahe beieinander ohne wechselseitige Störungen anordnen lassen.

Auch bezweckt die Erfindung, daß unerwünschte wechselseitige Störungen von benachbarten, ultrascha-lgesteuerten Ventilanordnungen dadurch vermieden werden, daß die Arbeitsweise der benachbarten Ventilanordnungen mit unterschiedlichen Halbzyklen der Wechselstrom-Energieversorgung synchronisiert wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. In der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen und in der Zeichnung zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Getränkeabfüllvorrichtung, die vier Ventilanordnungen

hat, für die jeweils eine automatische Füll

einrichtung nach der Erfindung Verwendung findet,

Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer der Ven-

ti!anordnungen von Figur 1,

Figur 3 eine Seitenansicht der Wandleranordnung in

Figur 2 als Schnittdarstellung, 10

Figuren 4A und 4B stellen ein Hauptblockdiagramm der automatischen Steueranordnung gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung dar,

Figur 5 ist ein Mikroprozessor-Blockdiagramm,

Figur 6 zeigt einen schematischen Schaltplan eines Teils der Empfängerunterbaugruppe, die den Empfänger, das vordere Ende des Empfängers und die D/A-Verstärkungsreduziereinrichtung

nach Figur 4 enthält,

Figur 7 einen schematischen Schaltplan eines weiteren

Teils der Empfängerunterbaugruppe, die den Detektorschwellwertkomparator und den zeit-

varianten Detektorgene ratornach Figur 4 enthält,

Figur 8 einen schematischen Schaltplan der Energie-Versorgung und des Ausgabeschalters von Fi

gur 4,

Figur 9 einen schematischen Schaltplan der Senderunterbaugruppe nach Figur 4, 35

Figur 10 einen schematischen Schaltplan des Frequenzteilers nach Figur 4,

Figur 11A einen schematischen Schaltplan des Abwendschalters nach Figur 4, und Figur 11B eine Tabelle zur Verdeutlichung der Art und Weise, wie die Schalter für einen gewünschten Eispegel eingestellt werden,

Figur 12

einen schematischen Schaltplan des vorderen Verkleidungsteils mit dem manuellen Füllschalter und den Lichtern zur übereis- und Füllanzeige,

Figur 13

eine Seitenansicht einer Düse, der Wandleranordnung, des Gitterrostes und eines Bechers,

Figuren 14 bis 26 Flußdiagramme zur Verdeutlichung des

Hauptprogramms (Hauptroutine) und der ünterprogramme (Unterroutinen) des Datenverarbei

tungsprogramms zum Betreiben des Mikroprozessors 66 im Blockdiagramm nach Figur 4,

Figur 27 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Ventilanordnung zur

Verwendung bei einer Getränkeausgabevorrichtung nach Figur 1,

Figur 28 eine Seitenansicht der Wandleranordnung nach Figur 27 in Schnittdarstellung,

Figur 29 eine Endansicht der Wandleranordnung nach Figur 28 in Schnittdarstellung,

Figur 30

eine perspektivische Ansicht der Wandleranordnung nach Figur 28 in auseinandergezogener Darstellung,

Figuren 31A und 31B stellen ein Hauptblockdiagramm der

automatischen Steuereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung dar,

Figur 32 ein Mikroprozessor-Blockdiagramm,

Figur 33 einen schematischen Schaltplan eines Teils der Empfängerunterbaugruppe, die den Empfänger, das Empfänger-Vorderende und die D/A-

Verstärkungsreduktionseinrichtung von Figur enthält,

Figur 34 einen schematischen Schaltplan eines weiteren Teils der Emfpängerunterbaugruppe, die den

Detektorschwellwertkomparator, den zeitvarianten

Detektorgenerator ^{und den 60} Hz-Detektor von Figur 31 enthält,

Figur 35 einen schematischen Schaltplan der Energieversorgung und des Abgabeschalters nach Figur 31 ,

Figur 36 einen schematischen Schaltplan der Senderunterbaugruppe nach Figur 31,

Figur 37 einen schematischen Schaltplan des Frequenzteilers nach Figur 31,

Figur 38A einen schematischen Schaltplan des Ablenkschalters von Figur 31 und Figur 38B eine Tabelle zur Verdeutlichung der Art und Weise, wie die Schalter für einen gewünschten Eispegel einzustellen sind,

Figur 39 einen schematischen Schaltplan des vorderen

Verkleidungsteils mit dem manuellen Füllschalter und den Leuchtanzeigen für zu viel Eis und für den Füllzustand, und

Figuren 40 bis 46 Flußdiagramme zur Verdeutlichung des Hauptprogramms und der Unterprogramme der Datenverarbeitung zum Betreiben des Mikroprozessors im Blockdiagramm nach Figur 31. 10

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird nachstehend eine erste bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 26 beschrieben. Anschliessend wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Figuren 27 bis 46 beschrieben.

Figur 1 zeigt eine Ausgabevorrichtung 10 für nachträglich gemischte Getränke, die vier identische Getränkeausgabeventi!anordnungen 12 hat. Jede Ausgabeventilanordnung ist so modifiziert, daß man eine automatische Abfülleinrichtung gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung erhält. Diese ersetzt den üblichen, durch den Becher betätigten mechanischen Hebel, der sich normalerweise unterhalb jeder Ventilanordnung 12 erstreckt, um die beiden Magnete der Ventilanordnung zu betätigen (eine Ventilanordnung ist für Sirup und eine für mit Kohlensäure gesättigtes Wasser bestimmt) . Jede Ventilanordnung 12 wird zur Ausgabe von alkoholfreien Getränken (üblicherweise von jeder Ventilanordnung wird ein unterschiedliches Getränk ausgegeben) in verschieden groß bemessene Becher 14 und 16 verwendet, die auf einer Becherstandfläche oder einem Gitter 18 stehen. Es ist nur eine spezielle Getränkeausgabevorrichtung 10 und eine spezielle Ventilanordnung 12 gezeigt. Jedoch können auch irgendwelche beliebige Ventilanordnungen und irgendeine beliebige Getränkeausgabevorrichtung verwendet werden.

Getränkeausgabevorrichtungen und Getränkeausgabeventilanordnungen, wie jene, die bei 10 und 12 in Figur 1 jeweils gezeigt sind, sind an sich üblich und daher ist keine nähere Beschreibung derselben erforderlich. 5

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 enthält die automatische Abfüllvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung eine Wandleranordnung 20, die sich auf der Unterfläche 22 der Ventilanordnung 12 und hinter der Düse 24 befindet und einen Steuermodul 26, der an der Vorderseite der Ventilanordnung 12 angebracht ist.

Die Wandleranordnung 20 ist in Figur 3 näher gezeigt und enthält ein Kunststoffgehäuse 28, in dem sich ein Senderkristall 30 mit einer Kunststofflinse 32 und ein Empfängerkristall 34 mit einer Kunststofflinse 36 befindet. Die Sender- und Empfängerkristalle sind im Inneren von Messingrohren 38 und 40 jeweils angeordnet. Ein Paar abgeschirmter Kabel 42 und 44 ist über eine Klemmeinrichtung 46 mit dem Gehäuse 28 verbunden. Jedes Kabel hat einen Abschirmungsdraht, der mit einem der zugeordneten Messingrohre verbunden ist und jedes Kabel hat ein Paar von Drähten bzw. Leitern, die mit einem der zugeordneten Kristalle an gegenüberliegenden Stellen verbunden sind, wie dies in Figur 3 gezeigt ist. Jeder Kristall hat eine Metallplattierung jeweils auf seinen oberen und unteren Flächen. Die Leitungsverbindungen zu den Kristallen enthalten ein Paar 34-Kernmaß-Drähte (34 gauge wires), die jeweils an einer der Metallplattierungen auf dem Kristall angelötet sind und die dann ihrerseits an zwei 22-Kernmaß-Drähten (22 gauge wires) in den Kabeln 42 und 44 angelötet sind. Die Kabel 42 und 44 sind etwa 152 mm (6 inch) lang und enden in einem einzigen MTA-Verbinder 48 zum Anschluß an den Steuermodul

26. Der gesamte Raum in dem Gehäuse 28 ist mit Urethanschaum 50 ausgefüllt.

Die Kristalle 30 und 34 sind vorzugsweise PZT-4-Keramikkristalle (hierbei handelt es sich um eine allgemeine Warenbezeichnung für ein spezielles Kristallmaterial), wobei diese Keramikkristalle eine Kombination aus Bleititanat und Bleizirkonat darstellen. Jeder Kristall 30 bzw. 34 ist an den zugeordneten Linsen 32 und 36 vorzugsweise unter Verwendung etwa eines halben Tropfen Klebstoffs angebracht. Hierbei kann es sich um den Klebstoff mit der Bezeichnung Eastman 910 handeln. Die Kunststofflinsen sind vorzugsweise aus ABS, Polycarbonat, Acryl- oder Polystyrolkunststoff hergestellt.

Das Kunststoffgehäuse 28 hat ein Paar Flansche (in Figur ist der Flansch 52 gezeigt)/ von denen jeder eine Schraub-Öffnung zur Anbringung der Wandleranordnung 20 an der Ventilanordnung 12 hat.

Die Messingrohre 38 und 40 haben die Aufgabe der elektrischen Abschirmung oder Isolierung der Kristalle/ der Schallisolierung der Kristalle und die Aufgabe, die Kristalle mechanisch zu halten (zusammen mit dem Urethanschaum, der in eine Form oder eine Fixierung gegossen wird, die alle Elemente der Anordnung 20 an Ort und Stelle hält und in der der Schaum aushärten kann).

Die geeignetsten Frequenzen wurden auf die nachstehende Weise gewählt. Im Hinblick auf den oberen Grenzwert wird die Dämpfung der Ultraschallwellen in der Luft zu stark, wenn man mehr als einige Zentimeter (few inches) über etwa 600 KHz anwendet. Zusätzlich ist es erwünscht, das 455 KHz-Rundfunkband mit entsprechender Zwischenfrequenz und das 550 KHz- bis 1,65 MHz-AM-Rundfunkband zu vermeiden. Um einen Abstand zu den FCC zugewiesenen Frequenzen einzuhalten und um eine Übertragung zu verwenden, die im Verhältnis zu den Radiostationen nicht zu stark ist und somit zu

Störungen bei Radioempfangern führt, die in unmittelbarer Nähe der automatischen Steuereinrichtung nach der Erfindung betrieben werden, wird die Auslegung so getroffen, daß derartige Störungen ausgeschlossen werden. Im Hinblick auf die untere Grenze ist zu berücksichtigen, daß das Strahlenmuster durch die unmittelbare Nähe der anderen Ventilanordnungen eingeengt ist, wobei für das Strahlenmuster ein 50 mm-Streubereich bei 35 mm bei einem 3db-Punkt angenommen wurde. Dieser 50 mm-Streubereich führt zu einem Winkel von etwa 8° insgesamt. Wenn man die Abstandsverhältnisse berücksichtigt, so wurde ein Kristall mit etwa 1,25 cm gewählt. Eine 400 KHz-Frequenz wurde als bevorzugte Frequenz gewählt. Andere Frequenzen im Bereich von 200 KHz bis 450 KHz könnten alternativ zur Anwendung kommen.

Wenn man die Strahlform berücksichtigt, so muß ein gesamtes maximales Strahlenmuster bei 35 cm kleiner als 7,5 cm breit an den Grenzen der Detektierbarkeit (-40 db) in Richtung von einer Seite zur anderen sein und es muß etwa 7,5 cm bei -3bdb-Punkten in Richtung von vorne nach hinten sein. Die Verstärkung an diesen Punkten sollte so flach bzw. so gering wie möglich sein. Das Kristallanordnungsmuster wurde empirisch so gewählt, daß man ein solches erhält, das den besten Verstärkungspegel in Richtung von vorne nach hinten bei den Kristallen 30 und 34 hat, die in Richtung von vorne nach hinten zwischen der Düse 24 und der Ablenkplatte 25 ausgerichtet sind. Das hierbei erhaltene Gesamtverstärkungsverhalten mit einer 3db-Verstärkung bei 30 cm hatte als Resultat einen Seitenstrahlbereich von 3,5° und einen Streubereich von vorne nach hinten von etwa 12°.

Um das gewünschte Strahlenmuster zu erreichen, war es notwendig, die Kristalle mit Linsen zu versehen. Ein kon-

kaver Radius von 5 cm führte dazu, daß die 8° auf 3,5°, von der Seite zur Seite gemessen, reduziert wurden und ein konvexer Radius von 10 cm führte zu einem Streubereich von 8° auf 12° in Richtung von vorne nach hinten, so daß man ein fächerförmiges Strahlenmuster mit einem länglichen Fußpunkt erhält, der eine Breite von etwa 20 mm (3/4 inch) hat und eine Länge von etwa 6,25 cm bei einem Verstärkungsfaktor von 3db und etwa 30 cm von der Wandleranordnung bzw. Senderanordnung 20 entfernt hat. Der Strahlenformfußpunkt hat seine Längsabmessung in der Form, daß sie sich relativ zur Ausgabevorrichtung von der Vorderseite zur Rückseite erstreckt.

Die Kopplung von den Kristallen 30 und 34 mit der Luft wurde auf die nachstehende Weise ermittelt:

Die charakteristische Impedanz von PZT-4 ist gleich 66 χ 10E6 Rayls (E = Exponent in der nachfolgenden Beschreibung).

Die übertragene Energie (Tp) ergibt sich zu:

(N2/N1)

Tp = (N2/N1) +1 ^{X Pc}

_ N2 = charakteristische Impedanz von Luft 25

N1 = charakteristische Impedanz von PZT-4 Pc = Energieabgabe des Kristalls

Tp = 12,6 χ 10E-6 für 1 Watt Eingangsleistung oder 0,00126 % geht an die Luft ab.

Wenn ein drittes Material zwischen der Luft und dem Material angeordnet wird, ergibt sich folgende Gleichung:

4(N3/N1) (N2/N3)

Tp = ((N3/ND+1) ^X (fN2/N3)+1) ^{X PC}

4(N2/N1)

( (N2/N1) +1) + (N2/N3) + (N3/N1)

X Pc

Die wichtigsten Materialien für dieses dritte Material haben charakteristische Impedanzwerte zwischen 0,1 χ 10Ε6 bis 10 χ 10E6 Rayls.

Für 0,1 χ 10Ε6 ist Tp = 25 χ 10Ε-6 Für 10 χ 10E6 ist Tp = 22 χ 1OE-6.

Somit wird bei jedem verlustlosen Material, das als eine Kopplung zur Luft mit einer charakteristischen Impedanz zwischen 0,1 χ 10E6 und 10 χ 10Ε6 Rayls verwendet wird, die sich ergebende Eingangsleistung wenigstens verdoppelt und die an die Luft abgestrahlte Energie verändert sich um nur 10 %. Als bevorzugtes Linsenmaterial werden Kunststoffe verwendet, wie Acrylkunststoff oder ABS. Folgendes gilt für die Linse:

(1) Sie sollte zur Herstellung aus einem Kunststoff bestehen,

(2) einen Durchmesser von 1,25 cm haben und etwa 2 mm dick sein,

(3) sie sollte einen konkaven Radius von 5 cm in einer Achse und einen konvexen Radius von 10 cm (4 inch) in der anderen Achse haben, und

(4) sie sollte haftend mit der Kristallfläche etwa mit einem halben Tropfen Klebstoff verbunden sein (vorzugsweise mit einem solchen, der unter der Bezeichnung Eastman 910 vertrieben wird, oder einem hiermit äquivalenten Klebstoff).

Im Hinblick auf die Halterung der Linse ist die Auslegung derart getroffen, daß die Linsen im Polyurethanschaum angebracht sind, um eine akustische Kopplung zwischen dem Empfänger und Sender so weit wie möglich zu vermeiden. Ein Messingrohr umgibt jeden Kristall und seine innere Schaumhalterung, die eine elektrische Abschirmung bildet, ist an der Abschirmung des Kabels angelötet, das zu den

Kristallen führt. Die Kristalle sind schwimmend angeordnet, d.h. beide Elektroden sind auf einem Potential, das nicht auf Masse bezogen ist. Hierdurch erhält man eine stärkere elektrische Isolierung im Empfänger, da er keine massebezogenen Geräusche aufnimmt. Die Messingrohre werden durch den Polyurethanschaum unter Einhaltung der gewünschten Packungsform an Ort und Stelle gehalten. Die Linsen stehen von der Bodenfläche der Schaumpackung vor.

Nachstehend werden die Form und das Material des Kristalls betrachtet. Der Senderkristall ist vorzugsweise 1,25 cm OD X 5,8 mm für eine Serienresonanz von 400 KHz. Das PZT-4-Material wurde für die Kristalle 30 und 34 als bester Kompromiß hinsichtlich Festigkeit, Effizienz und leichter Bearbeitbarkeit gewählt. Der Empfängerkristall ist vorzugsweise 1,25 cm OD X 4,82 mm für eine Parallelresonanz von 400 KHz und er besteht auch aus PZT-4-Material.

Für die elektrische Verdrahtung wird ein gedrilltes, abgeschirmtes 22 Kernmaß Litzendrahtpaar verwendet. Die Drahtabschirmung ist an den Messingrohren 38 und 40 angelötet. Die Messingrohre sind voneinander elektrisch isoliert. Ein Paar 34 Kerngrößen Massivdrähte ist an den metallplattierten Kristallflächen angelötet und es ist dann an den 22 Kernmaß Versorgungsleitungen angelötet.

Die gesamte Verdrahtung ist an Ort und Stelle eingeschäumt. Der schwarze Draht des verdrillten Paares ist an der äusseren Kristallfläche angebracht, die mit einem kleinen Punkt markiert ist.

Der Steuermodul 26 enthält die Steuerschaltplatte, mit der die Kristalle 30 und 34 über die Kabel bzw. Leitungen 42 und 44 und den Verbinder 48 verbunden sind. Die Figuren 4A und 4B zeigen zusammen ein Hauptblockdiagramm der Steuerschaltung 60. Die Steuerschaltung wird nach-

stehend unter Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 12 näher erläutert. Der Empfängerwandler 62 (Figuren 4, 5 und 6) ist ein 4 KHz parallel schwingender, piezoelektrischer Kristall mit einem Durchmesser von 1,25 cm, der aus PZT-4-Material hergestellt ist. Der Kristall ist mit der Luft über eine Kunststofflinse 36 gekoppelt, die so geformt ist, daß sie das Strahlenmuster empfängt. Die Wandleranordnung 20 enthält ein Messingrohr 40 mit einem Durchmesser von 15,8 mm und wird zur elektrischen Isolierung verwendet. Der Kristall 34 ist derart angebracht, daß er im Rohr zentriert ist, wobei die Linse 36 an einem Ende des Rohres freiliegt. Die Rohranordnung ist mit Polyurethan zur akustischen Isolierung ausgeschäumt.

Der Empfänger 64 (Figuren 4, 5 und 6) hat eine Gesamtverstärkung von 96 db und besteht aus zwei Schutzdioden 110 und 112 und zwei MC1350P IF-Verstärkern 114 und 116, die miteinander über einen abgestimmten Transformator zur Verbindung des zweiten Verstärkers 116 mit dem Detektor 68 verbunden sind. Diese Verstärker 114 und 116 haben die Möglichkeit der Verstärkungsregelung vom Anschluß 5 und werden in dieser Anwendungsform beim Mikroprozessor 66 eingesetzt.

Die Detektorschaltung 68 (Figuren 4, 5 und 7) ändert die 400 KHz vom Empfänger 64 auf ein Gleichstromanalogsignal. Dieser Detektor ist eine spezielle Ausführungsform dahingehend, daß er nicht nur die Einhüllende des Impulses detektiert, sondern auch einen gleichstromgekoppelten Detektor bildet, der keine Phasenversetzung infolge von Impulsbreitenänderungen hat. Wenn man ein abgestimmtes Detektorsystem hat, ist die Temperaturdrift sehr gering.

Die Empfängerverstärkungsreduziereinrichtung 70 (Figuren 4, 5 und 6) weist fünf Widerstände auf, die einen binär-

gewichteten Stromsenken "D zu A" Wandler bilden, der vom Mikroprozessor 66 gespeist wird, wodurch 32 Stufen für die Verstärkungspegelregelung einstellbar sind.

Der Schwellwertkomparator 72 (Figuren 4, 5 und 7) ist ein LM393N-Komparator 122 und wird in Verbindung mit der zeitvarianten Detektion verwendet, um das analoge Empfängersignal in ein digitales Signal umzuwandeln, das dann dem Mikroprozessor 66 zugeleitet wird. In dieser Schaltung ist eine Einrichtung zur Einstellung der Steilheit bzw. Steigung des zeitvarianten Detektors unter Verwendung eines 10OK-Potentiometers und eine Einrichtung zur Einstellung des Schwellwertdetektors unter Verwendung eines 500 Ohm-Potentiometers 125 vorgesehen.

Der zeitvariante Detektionsgenerator 74 (Figuren 4, 5 und 7) verwendet das Gattersignal, das der Mikroprozessor 66 dem Sender liefert und ladet einen 15 Nanofarad-Kondensator 124 auf 2 Volt auf, der den Spitzenwert der Wellenform des zeitvarianten Detektors vorgibt. Diese Schaltung weist einen 2N4126-Schalttransistor 126 und die Energieversorgung für die Speisung der Schaltung auf.

Der Modulator 76 (Figuren 4, 5 und 9) weist eine 12 Volt Zenerdiode 128 und zwei Transistoren 130 und 132 auf, die eine (UND) Funktion für das Sendergattersignal (T) und das 400 KHz-Signal von dem Oszillator haben. Dieses (UND--verknüpfte) Signal wird dann durch 12 Volt Zener-Diode und den 2N4402-Transistor 132 zu dem Gatter des Endverstärkers 78 pegelverschoben.

Der Endverstärker 78 (Figuren 4, 5 und 9) ist ein BUZ-71A-MOS-FET 134, ein Widerstand 136 und ein Wandler bzw. Transformator 138. Der Widerstand entlädt den Gatterversorgungskondensator des MOS-FET 134. Der MOS-FET 134 schaltet in

Abhängigkeit von dem Gattertreibersignal den abgabeseitigen Wandler 138 auf eine -20 Volt-Spannung um. Der Transformator 138 wandelt die Spannung stufenförmig bis zum Kristall 30 auf etwa 2000 Volt hoch. 5

Der Senderwandler 80 (Figuren 4, 5 und 9) ist ein 400 KHzserienschwingender, piezoelektrischer Kristall 30 mit einem Durchmesser von 1,25 cm und besteht aus PZT-4 Material und stimmt im wesentlichen mit dem Empfängerkristall 34, abgesehen von der Dicke, überein. Der Kristall 30 ist mit der Luft über eine Kunststofflinse 32 gekoppelt, die ebenfalls so geformt ist, daß sie das Strahlenmuster formt. Die Anordnung des Senderwandlers 80 stimmt genau mit jener des Empfängers überein, der zuvor beschrieben worden ist.

Der Mikroprozessor 66 (Figuren 4 und 5) ist ein General Instruments Pic-1654 und er enthält die Fähigkeiten und die Steuerfunktionen des gesamten Systems. Er steht in Wechselverbindung mit dem Restteil des Systems über zwölf Eingabe/Ausgabeanschlüsse. Auch enthält er die Oszillatorschaltung, die Hauptlöschschaltung und den Echtzeit-Taktgeberzählereingang.

Der Kristall 82 (Figuren 4 und 5) und die Komponenten des 4 MHz-Kristalls weisen passive Komponenten auf, die ein Rückkopplungsnetz für den Oszillator im Pic-1654 bilden.

Die Einschalt-Rücksetzschaltung 84 (Figuren 4 und 5) liefert dem Mikroprozessor 66 einen 10 Millisekunden-Rücksetzimpuls beim Einschalten, der ermöglicht, daß der 4 MHz-Oszillatorkristall 82 aktiviert wird und der Mikroprozessor 66 initialisiert wird.

Ein durch Zehn dividierender Zähler 86 (Figuren 4, 5 und 10) wandelt den 4 MHz-Mikroprozessortakt in ein 400 KHz-Rechteckwellensignal zum Betreiben des Senders um.

Der durch drei teilende Zähler 88 (Figuren 4, 5 und 10) wandelt das 400 KHz-Signal in ein 133 KHz-Signal um, das an den Mikroprozessor 66 als Echtzeitgeberzählereingang angelegt wird. Nummer 13 und Nummer 14 sind im gleichen IC (74HC390) Teilerchip enthalten, das eine durch zehn und eine durch drei dividierende Schaltung hat.

Das vordere Verkleidungsteil 90 (Fi-uren 4, 5 und 12) weist zwei LED-Anzeigen 92 und 94 auf. Eine Anzeige ist ein Rotanzeiger 92 für "Zuviel Eis/Becher entnommen" (Figuren 4, 5 und 12) und die andere Anzeige ist eine grüne LED (Leuchtdiode) 94 für "Füllen", die anzeigt, daß der Becher gefüllt werden kann oder gefüllt wird. Diese Anzeigeeinrichtung 94 bleibt ständig "Ein", wenn ein Becher sich in betriebsbereitem Zustand befindet, bis die Abfüllung beginnt. Wenn in dem Becher zuviel Eis ist oder wenn der Becher nicht als ein Becher erfaßt wird, so blinkt die rote Anzeigeleuchte 92 auf und erlischt.

Es ist ein programmierbarer Dip-Schalter 96 (Figuren 4, 5 und 11A) vorhanden, der fünf einzelne Schalter aufweist, die durch Abnahme einer Abdeckung (nicht gezeigt) auf der unteren hinteren Fläche des Steuermoduls 26 zugänglich sind. Ein Schalter wird zur Wahl zwischen einer normal fließenden und einer schnell fließenden Ventilan-Ordnung in Abhängigkeit davon verwendet, von welchem Typ die Ventilanordnung ist, für die die automatische Steuereinrichtung bestimmt ist. Ein weiterer Schalter ist für die Wahl eines schäumenden oder eines nicht schäumenden Erzeugnisses, wie Wasser, bestimmt. Die anderen drei Schalter sind für die Wahl des Eispegels oder die Teststellung

bestimmt. Die Teststellung wird zur Ausrichtung des Empfängers während der Herstellung verwendet und sie hat anschließend keine Bedeutung mehr. Der binäre Ausgang der drei Eispegelschalter ermöglicht die Wahl von sieben Eispegeln, ausgehend von einem Achtel des Bechers bis zu sieben Achteln des Bechers, wie dies in Figur 11B dargestellt ist.

Die Multiplexerschaltung 98 (Figuren 4 und 5) ermöglicht, daß der Mikroprozessor 66 entweder die Dip-Schalter liest oder gegebenenfalls die Verstärkung des Empfängers vorgibt. Er weist fünf Signaldioden auf.

Die Energieversorgung 100 (Figuren 4, 5 und 8) verwendet 24 Volt Wechselstrom von dem 50 Volt Wechselstromtransformator (nicht gezeigt) in der Ausgabevorrichtung 10. Die vorliegende Steuereinrichtung verbraucht weniger als 2 Volt-Ampere bei 24 Volt Wechselstrom. Der 24 Volt Wechselstrom wird gleichgerichtet und gefiltert, so daß eine ~20 Volt Gleichstrom- und eine +25 Volt-Gleichstromversorgung erhalten wird. Die -20 Volt Versorgung wird mit einer Zener-Diode geregelt und hiermit wird der Sender versorgt. Die +25 Volt Versorgung ist unreguliert. Es wird aber eine 39 Volt Zener-Diode als Sicherungsschutz verwendet. Die 25 Volt Gleichstromversorgung wird auf 25 Volt für das Empfängeruntersystem durch einen 78L15 Dreipunktregler 140 heruntergeregeIt. Ein MPS-A42-Transistor 142 wird als ein Rücksprungoszillator verwendet, um die +5 Voltspannung zu erhalten, die man zum Betreiben der Rechnerschaltung benötigt. Die 4,3 Volt Zenerdiode 144, die zwischen der +5 Volt Versorgung und der Basis eines 2N412 4-Transistors 146 geschaltet ist, dient zur Regelung des Rücksprungoszillators.

Der Abgabeschalter 104 (Figuren 4, 5 und 8) für die beiden Magneten der Ventilanordnung 12 wird entweder vom Mikroprozessor 66 oder von Hand durch den Druckschalter 102 auf der Vorderseite des Steuermoduls 26 angesteuert. Das Widerstandsdiodennetzwerk koppelt den Mikroprozessor 66 und den manuellen Schalter 102 mit der Basis eines 2N4124-Transistors 148, der dann den Ausgabetriac 149 ein- oder ausschaltet, der dann die beiden Magneten in der Ventilanordnung 12 ein- oder ausschaltet.

Das Datenverarbeitungsprogramm wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 13 bis 26 beschrieben. Figur 13 ist eine Seitenansicht der Wandleranordnung 20, der Linsen 32 und 36, der Düse 2 4 der Getränkeausgabeventilan-Ordnung 12, des Steuermoduls 26, der Ablenkplatte 25, des Gitterrostes 18 und eines Bechers 16, der eine obere Becherlippe 17, einen Becherboden 19 und einen oberen Eispegel 21 hat, wobei das Eis in den Becher -eingefüllt ist.

Das Datenverarbeitungsprogramm umfaßt vier (4) Hauptprogramme, die mit Initialisierungsprogramm (INIT), Becherermittlungsprogramm (CUPDET), Füllprogramm (FILL) und Becherentnahmeprogramm (CUPREM) bezeichnet sind.

Das Datenverarbeitungsprogramm umfaßt auch fünf (5) Unterprogramme (Unterroutinen), die als Zeitverzögerung (WAIT), Absolutwert der Differenz der beiden Zahlen (DIFF), Gitter/ Überlaufdetektor (LGRATE), Senden (TBDQ, TBDW, und TLD, wie nachstehend angegeben), und Empfangen (REC) definiert sind.

Das Senderunterprogramm setzt die Variablen für das Empfängerprogramm und gibt einen 25 Mikrosekundenimpuls (10 Zyklen bei 400 KHz, die 2,5 mm Luftraum einnehmen) ab, wobei der Sender während dieses Zeitraums aktiv ist.

Die Wahl der Empfängervariablen erfolgt über drei verschiedene Eingangspunkte (oder Flächen, von denen der gesendete Strahl reflektiert wird): TBDQ (Senden Bodendetektor) , TBDW (Senden Bodendetektor mit Fenster) und TLD (Senden Lippendetektor).

Der Empfänger hat 32 Verstärkungsstufen, die durch das Datenverarbeitungsprogramm gesteuert werden. Die Verstärkung wird auf einen Minimalwert ausgehend vom Start des Sendens auf etwa 3,25 cm Zielabstandszeit (180 Mikrosekunden) eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verstärkung gleich der Verstärkung gesetzt, die variabel in den Eintrittspunktprogrammen gesetzt wird. Für TLD wird die Verstärkung immer auf maximal gesetzt. Für TBDQ und TBDW wird die Verstärkung durch das Aufrufen des Programms bestimmt. In TBDQ und TLD wird der Abstand des ersten detektierten Echos zur Verarbeitung erfaßt. In TBDW wird ein Lippenabdeckfenster geschaffen, das alle Echos unterdrückt, die kleiner als der Lippenabstand + 6,35 mm sind. Hierdurch erhält man eine höhere Verstärkung, mit der der im Inneren des Bechers ansteigende Flüssigkeitspegel erfaßt wird. Bei allen Eintrittspunkten werden drei Sendungen und Empfänge durchgeführt, wobei die Echoabstände in RAM gespeichert werden. Der Verarbeitungslogarithmus sucht nach zwei Beispielen, die in 2,5 mm für TLD oder 25,4 mm für TBDQ und TBDW korrelieren. Der Mittelwert der beiden Abstände wird als Echoabstand verwendet. Eine 2 Millisekundenverzögerung wird vor jedem Senden eingebaut, so daß vorangehende Mehrfachreflektionen abklingen können.

WAIT ist ein programmierbares Verzögerungsunterprogramm, das unmittelbar zum aufrufenden Programm zurückkehrt, wenn der manuelle Druckschalter niedergedrückt wird. Es hat eine maximale Verzögerung von 1 Sekunde. 35

DIFF ist ein Unterprogramm, das den Absolutwert der Differenz der beiden Zahlen ermittelt.

LGRATE ist das Gitter/Überlaufdetektorunterprogramm und kommt während des Füllprogramms zur Anwendung. Es verwendet TLD, um die maximale Verstärkung und kein Fenster zu ermitteln. Wenn das Unterprogramm einen Echoabstand von kleiner als dem Lippenabstand -2,5 mm detektiert, wird der Überlaufmerker vor dem Rücksprung gesetzt. Wenn das Unterprogramm einen Echoabstand innerhalb von 6,35 mm des Gitterabstands detektiert, so wird der Becherentnahmemerker vor dem Rücksprung gesetzt.

INIT wird verwendet, wenn der Mikroprozessor durch "Master Clear" (hardware) initialisiert wird. Während des Anfahrens befindet sich die erste verarbeitete Anweisung an der Stelle 777 octal. Diese Anweisung "GOTO INIT" befiehlt, daß der Rechner mit der Ausführung dieses Programms beginnt, das folgendes umfaßt: (1) RAM wird gelöscht, (2) 1 Sekunde warten zur Stabilisierung der Energieversorgung, (3) gegebenenfalls Durchlaufen des Diagnoseprogramms, (4) verwende TLD für Erfassung mit maximaler Verstärkung und keinem Fenster für einen Echoabstand zwischen 17,5 cm und 32,5 cm, (5) wenn innerhalb dieses Bereiches kein Echo detektiert wird, dann leuchtet die Anzeigeeinrichtung an der Frontverkleidung für "zu viel Eis" auf, (6), wenn ein Echoabstand innerhalb 17,5 cm bis 32,5 cm ermittelt wird, wird der Abstand RAM als Gitterabstand gespeichert und das Programm wird bei CUPDET fortgesetzt.

CUPDET ist das Becherdetektionsprogramm. Dieses Programm sammelt die Daten unter Verwendung von TLD und ein Becher wird unter Verwendung der folgenden Prozedur als vorhanden angesehen:

A. Der manuelle Füllschalter auf der Frontverkleidung wird ständig überwacht/ um ein zuverlässiges Arbeiten zu gewährleisten. Wenn der manuelle Schalter niedergedrückt wird, beginnt der Rechner unmittelbar mit der Verarbeitung des Becherentnahmeprogramms.

B. Ein stabiler Lippenabstand von größer als 7,5 cm von dem Gitterrost muß sich ergeben. Ein stabiler Lippenabstand ist als fünf aufeinanderfolgende Echoabstände von TLD definiert, die durch 6 Millisekunden getrennt sind, die in Korrelation zu 5,08 mm stehen. Dies entspricht dem Zustand, daß die Becherlippe für 130 Millisekunden stabil ist.

C. Ein Becherboden oder Eispegel muß unterschieden werden, der größer als 2,5 mm über dem Gitterrost und mehr als 7,6 mm unterhalb der Lippe ist. Dies wird durch die Anwendung von TBDW erreicht und die Verstärkung wird wie folgt variiert:

Bei minimaler Verstärkung erhält man einen Echoabstand unter Verwendung von TBDW. Wenn der Echoabstand nicht mehr als 2,5 mm näher an dem Gitterrost ist/ dann wird die Verstärkung um eine Stufe erhöht und es erfolgt nochmais eine Abtastung. Wenn die Verstärkung den Maximalwert erreicht, leuchtet die Anzeigeeinrichtung für zuviel Eis auf und das Becherdetektionsprogramm wird von Neuem begonnen.

D. Die Eis/Bodenhöhe wird von dem letzten Abstand errechnet/ den man gemäß oben genanntem (c) und dem Gitterrost erhält und dann wird dieser Wert als tatsächliche Eishöhe gespeichert. Die Becherhöhe wird von dem Lippenabstand und dem Gitterrost ermittelt. Die Becherhöhe wird durch 8 dividiert und der Quotient wird mit dem 3 Bit binären Zifferneingang multipliziert, wenn dieser an den Eispegel-

programmierschaltern gewählt wird. Dies ist die zulässige Eishöhe im Vergleich zu der tatsächlichen Eishöhe. Wenn die tatsächliche Eishöhe größer als die durch die Schalterauswahl zugelassene Höhe ist, leuchtet die Anzeigeeinrichtung für zuviel Eis auf und das Programm zur Detektion des Bechers wird von Neuem durchlaufen. Wenn die tatsächliche Eishöhe kleiner als der durch die Auswahl der Schalter eingestellte Wert ist, wird mit dem FILL-Programm begonnen.

Das FILL-Programm steuert den vollständigen Abfüll- und Ausschaltvorgang. Das Programm begrenzt die Magnetaktivierung auf ein Maximum von 3 Ein/Aus-Zyklen. Bei jedem der beiden ersten Zyklen wartet das Programm, daß sich der Schaum setzt, bevor der nächste Zyklus beginnt. Nachdem sich der Schaum gesetzt hat und der Becher innerhalb des Bereiches von 8,89 mm des Vollzustandes gefüllt ist, wird mit dem Programm zur Becherentnahme begonnen. Wenn der manuelle Schalter zu irgendeinem Zeitpunkt während des FILL-Programms niedergedrückt wird, wird sofort das Programm zur Becherentnahme begonnen. Jeder Zyklus hat eine maximale Magnetaktivierungszeit, die beim Überschreiten bewirkt, daß mit dem Becherentnahmeprogramm begonnen wird.

Eine genaue Beschreibung des FILL-Programms folgt nunmehr:

A. Bevor die Magnete der Ventilanordnung 12 aktiviert werden, werden einige Checks und Korrekturen durchgeführt. Die Verstärkung wird zu Beginn auf 11/16 der maximalen Verstärkung eingestellt. Wenn der Lippenabstand kleiner als 10 cm ist, wird die Verstärkung mit der empirisch ermittelten Gleichung einjustiert:

Verstärkung = Verstärkung - 1 (8 (10 cm - Lippenabstand). 35

Wenn der Lippenabstand kleiner als 10 cm ist, wird der Lippenabstand mit der empirisch abgeleiteten Gleichung auf die folgende Weise eingestellt:

Lippenabstand = Lippenabstand - 1/8 (10 cm - Lippenabstand)

Wenn der Lippenabstand kleiner als 2,5 mm ist, wird der Lippenabstand auf 2,5 mm eingestellt, um zu ermöglichen, IQ daß das Becherüberlaufen entsprechend eingeleitet wird.

Die Zeitkonstante für die jeweilige Becherhöhe wird mit der folgenden Gleichung errechnet:

Zeitkonstante = Becherhöhe - 5 cm.

Diese Zeitkonstante wird in jedem der drei Zyklen verwendet, um eine maximale "Magnet-Ein"-Zeit proportional zur Becherhöhe zu erhalten.

B. Die Verstärkung muß derart eingestellt werden, daß der Fluidpegel detektiert und die Lippe nicht detektiert wird und zwar während des Zeitraums, wenn der Becher vibriert, wie z.B. zum Beginn von FILL. Um dies zu erreichen, wird eine Zeitperiode proportional zur Becherhöhe einprogrammiert/ um das Füllen einleiten zu können und der Verstärkung genügend Gewicht verleihen zu können, um die Bechervibration zu minimalisieren und gegebenenfalls die Verstärkung einzustellen. Während dieser Zeitperiode wendet das Programm TBDQ an, um zu prüfen, wenn der Echoabstand innerhalb etwa 19 mm des Lippenabstandes ist. Wenn dies zutrifft, wird die Verstärkung um eine Stufe zurückgenommen. Wenn die Verstärkung den Minimalwert erreicht, wird mit dem Becherentnahmeprogramm begonnen. Wenn der Becher während dieses Zeitraums entnommen wird, werden die Magnete nicht

ausgeschaltet, da das Gitterrost/Überstrom-Detektorunterprogramm während des Zeitraums nicht aufgerufen wird, um zu versuchen, daß man möglichst viele Probewerte zur Einstellung der Verstärkung erhält. Am Ende des Zeitraums bleiben die Magnete eingeschaltet.

C. Eine zweite maximale Zeitperiode beginnt, die auch proportional zur Becherhöhe ist. Während dieser Zeitperiode wendet das Programm TBDW an, um den Flüssigkeitspegel zu überwachen und schaltet die Magnete aus, wenn der Flüssigkeitspegel innerhalb des Bereiches 1,25 cm des Lippenabstandes liegt. Das Gitterrost/Überlauf-Detektorprogramm prüft, ob der Becher entnommen worden ist, oder ob TBDW nicht erkannt hat, daß der Flüssigkeitspegel steigt und somit ein Überlaufen imminent ist. Wenn der Becher fehlt, wird mit dem Becherentnahmeprogramm begonnen. Wenn ein Überlaufen angezeigt wird, werden die Magnete ausgeschaltet.

D. Eine 5 Sekundenpause beginnt zu diesem Zeitpunkt, um zu ermöglichen, daß sich der Schaum bis 6,35 mm unterhalb der Becherlippe setzt. Das Gitterrost/Überlauf-Unterprogramm prüft einmal pro Sekunde, um zu bestätigen, daß sich noch ein Becher an Ort und Stelle befindet. Wenn der Becher fehlt, wird mit dem Becherentnahmeprogramm begonnen.

E. Nach einer Pause von 5 Sekunden wird eine minimale Anzahl von Sekunden für das Verschwinden des Schaumes mit 16 vorgegeben und einmal pro Sekunde erhält man einen Echoabstand mit TBDQ. Wenn zwei aufeinanderfolgende Echoabstände innerhalb 2,5 mm zueinander liegen, oder wenn die Zeitdauer abläuft, beginnt der Abgleichzyklus. Das Gitterrost/Überlauf-Detektorunterprogramm prüft einmal pro Sekunde auf einen fehlenden Becher. Wenn ermittelt wird, daß ein Becher fehlt, beginnt das Becherentnahmeprogramm.

F. Der Abgleichzyklus wendet TBDQ an, um zu bestimmen, wenn der Flüssigkeitspegel innerhalb etwa 8,9 mm der Lippe ist. Wenn diese Bedingung erreicht ist, werden die Magnete nicht eingeschaltet. Wenn der Echoabstand nicht innerhalb dieses Bereiches von 8,9 mm ist, werden die Magnete eingeschaltet, bis diese Bedingung erfüllt ist.

G. Nun erfolgt eine Wiederholung von "D", "E" und "F", um den zweiten Abgleichzyklus einzuleiten.

Das Becherentnahmeprogramm (CUPREM) schaltet die Füllanzeigeeinrichtung 92 aus, schaltet die Magnete der Ventilanordnung 12 aus und die Anzeigeeinrichtung 94 für zuviel Eis wird eingeschaltet. Hierbei kommt TLD zur Anwendung und es wird auf einen Echoabstand innerhalb eines Bereiches von 6,35 mm des Gitterrostes gewartet. Wenn dieser Zustand erreicht ist, wird ein neuer Gitterabstand gespeichert, die Anzeigeeinrichtung für zuviel Eis wird ausgeschaltet und es wird wiederum mit dem Programm zur Becherdetektion begonnen.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, enthält die Einrichtung nach der Erfindung ein Ultraschallverfahren und eine Ultraschallvorrichtung zur automatisehen Getränkeabfüllung in Becher. Diese Einrichtung kann für irgendein Getränkt, wie Kaffee, Tee, Milch, Fruchtsaft und mit Kohlensäure versetzte alkoholfreie Getränke verwendet werden. Die Getränke können während des Füllens Schaum bilden oder nicht. Unterschiedlich bemessene Becher können verwendet werden, und sie können Eis enthalten.

Die Einrichtung kann in Verbindung mit irgendeiner üblichen Getränkeausgabeeinrichtung eingesetzt werden. Im Falle von Ausgabevorrichtungen für mit Kohlensäure versetzte alkoholfreie Getränke sind die Wandleranordnung und der

Steuermodul der erfindungsgemäßen Einrichtung direkt an der Ventilanordnung vorgesehen. Der durch den Becher ausgelöste Arm und der Mikroschalter fehlen im Vergleich zu einer üblichen Ventilanordnung. Der Triac 149 in Figur 8 ist anstelle des Mikroschalters vorgesehen und gleichzeitig schaltet er den Sirup-Magneten und den Magneten für mit Kohlensäure gesättigtes Wasser ein und aus.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist eingeschaltet und arbeitet immer dann, wenn die Energieversorgung der Ausgabevorrichtung aktiv ist. Die Energieversorgung zu der Ausgabevorrichtung wird häufig eingeschaltet gelassen, um zu bewirken, daß die Kühleinrichtung eingeschaltet bleibt.

Nachstehend wird ein kurzer überblick ohne Bezugnahme auf Einzelheiten der Einrichtung gegeben, die bereits erörtert worden sind.

Die Einrichtung erzeugt zuerst ein Gitterrostsignal und speichert diese in RAM. Hierzu werden fünf 25 Mikrosekunden-Impulse (die eine Länge in Luft von etwa 2,5 mm haben) ausgesendet, wobei zwischen denselben jeweils ein Abstand von etwa 2 Millisekunden liegt. Wenn zwei Signale nicht empfangen werden, die innerhalb von 2,5 mm gleich sind, dann wird dieser erste Satz von Impulsen ausgeschieden und ein neuer Satz von 5 Impulsen wird sofort (in etwa 2 Millisekunden) gesendet. Wenn zwei Signale empfangen werden und diese innerhalb 2,5 mm liegen und wenn sie von einem Abstand von etwa 17,5 bis 260 cm kommen, dann entscheidet die Einrichtung, daß es sich hierbei um den Gitterabstand handelt und speichert diesen in RAM.

Dann verarbeitet die Einrichtung das Becher-Detektions-r programm. Derselbe Satz von Impulsen wird gesendet und mit

der maximalen Empfindlichkeit empfangen. Um zu bestimmen, daß ein Becher vorhanden ist, muß die Einrichtung fünf aufeinanderfolgende Echoabstände auffinden, die jeweils durch 6 Millisekunden getrennt sind, das in Korrelation zu 5,08 mm steht. Dies bedeutet, daß fünf Pulssätze mit 6 Millisekunden zwischen jedem Satz gesendet werden. Wenn wenigstens zwei Signale von dem ersten Satz aus fünf Impulsen empfangen werden, die innerhalb 2,5 mm liegen, dann stellt dies einen Wert dar (oder einen Echoabstand). Nachdem fünf solche Werte in einer Reihe innerhalb 5 mm empfangen worden sind, erkennt die Einrichtung, daß eine Becherlippe (oder irgend etwas anderes als der Gitterrost) vorhanden ist.

Dann wechselt die Einrichtung auf das nächste Programm.

In diesem Programm sucht die Einrichtung nach einem Wert, der größer als 2,5 mm oberhalb des Gitterrostes und mehr als 6,35 mm unterhalb der Lippe liegt, d.h. nach einer Größe, bei der es sich entweder um den Becherboden oder das Eis handelt. Wenn ein solcher Wert aufgefunden wird, dann wird daraus geschlossen, daß das vorhandene am Becher (anstelle lediglich einer Hand beispielsweise) ist. Wenn man das Eis oder den Boden erreicht hat, werden diese Werte hierfür zeitweise gespeichert. Die Becherhöhe wird dann ermittelt und die Eishöhe wird anschließend errechnet. Es wird dann ermittelt, ob der Becher zuviel Eis enthält oder nicht. Wenn er nicht zuviel Eis enthält, verarbeitet die Einrichtung das FILL-Prograinm. Dieses Programm ist etwas kompliziert.

In dem FILL-Programm gibt es vier Füllperioden. Es ist eine erste Periode oder Anfangsfüllung vorhanden, die nicht überwacht, jedoch als eine Zeitfunktion, basierend auf der Becherhöhe vorgegeben wird. Unter gewissen üblichen Bedingungen erfolgt eine Füllung bis etwa 1/3 des Bechers. Dann schal-

tet die Einrichtung automatisch ohne das Stoppen des Füllens auf die zweite Periode um, in der das Füllen überwacht wird und in der das Füllen unterbrochen wird, wenn der Flüssigkeitspegel auf einen Wert von 19,05 mm des gespeicherten Lippenabstandes ansteigt. Das FILL-Programm wartet dann 5 Sekunden, um zu ermöglichen, daß sich der Schaum setzen kann (wenn der Steuermodul auf ein schäumendes Getränk eingestellt ist). Die Überwachung wird fortgesetzt und es wird abgewartet, bis sich der Schaum gesetzt hat. Wenn die beiden Abstände innerhalb 2,5 mm empfangen werden, dann wird errechnet, ob der Pegel innerhalb eines Abstandes von 8,9 mm der Lippe liegt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird das Füllen wieder aufgenommen und überwacht, bis sich der Pegel innerhalb von 8,89 mm der Lippe befindet. Wenn er sich innerhalb von 8,89 mm befindet, wird das Füllen nicht nochmals aufgenommen. Dann wird das "Abgleich"-Programm nach einer weiteren Pause von 5 Sekunden wiederholt.

Nach dem Ende des FILL-Programms wird die Füllanzeigeleuchte 92 ausgeschaltet, die Magnete werden abgeschaltet und das Anzeigelicht 94 für zuviel Eis geht aus.

Eine zweite {und bevorzugte) Ausführungsform nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 27 bis 46 beschrieben. Ein bedeutender Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der vorstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 26 erläuterten Ausführungsform ist darin zu sehen, daß diese Ausführungsform derart beschaffen und ausgelegt ist, daß zwei oder mehr Getränkeausgabeventile mit der Ultraschallsteuereinrichtung in unmittelbarer Nähe zueinander ohne eine wechselseitige Störung angeordnet werden können, wobei es sich beispielsweise um benachbarte Ventile an einer Ausgabevorrichtung handeln kann. Jedoch stimmen viele Merkmale der beiden Ausführungs-

formen miteinander überein.

Figur 27 zeigt eine Ventilanordnung 212, die ähnlich der Ventilanordnung 12 ist, wobei diese Ventilanordnung auch in mehrfacher Anordnung an der Ausgabevorrichtung 10 nach Figur 1 vorgesehen sein kann. Die automatische Füllvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform nach der Erfindung enthält eine Wandleranordnung 220, die sich auf der Bodenfläche 222 der Ventilanordnung 212 und hinter der Düse befindet, und ein Steuermodul 226 ist an der Vorderseite der Ventilanordnung 212 angebracht.

Die Wandleranordnung 220 läßt sich am deutlichsten den Figuren 28 bis 30 entnehmen und sie enthält ein Kunststoffgehäuse 228, in dem ein Senderkristall 230 untergebracht ist, der eine Kunststofflinse 232 hat und in dem ein separater Empfängerkristall 234 untergebracht ist, der eine Kunststofflinse 236 hat. Die Sender- und Empfängerkristalle sind im Inneren von Messingrohren 238 und 240 jeweils vorgesehen.

Ein Paar abgeschirmter Kabel 242 und 244, die jeweils eine Abschirmungsleitung haben, die mit einem der zugeordneten Messingrohre 238 und 240 verbunden sind, ist vorgesehen und es ist auch ein Leitungspaar vorgesehen, das mit einem der zugeordneten Kristalle an gegenüberliegenden Stellen verbunden ist, wie dies in Figur 28 gezeigt ist. Jeder Kristall hat eine Metallplattierung jeweils auf seiner oberen und unteren Fläche. Die Leitungsverbindungen zu den Kristallen sind 28 Kernmaß- (28 gauge) Drähte, die direkt an die Kristallplattierung angelötet sind.

Die Kabel 242 und 244 sind etwa 22,5 cm lang und enden in einer einzigen MTA-Verbindung (wie die Verbindung 48 in Figur 3). Hiermit erfolgt der Anschluß an den Steuermodul 226.

Nahezu der gesamte Raum in dem Gehäuse 22 8 ist mit Urethanschaum 250 ausgefüllt.

Der Senderkristall 230 und der Empfängerkristall 234 sind vorzugsweise PZT-5a-Keramikkristalle (eine allgemeine Handelsbezeichnung für ein spezifisches Kristallmaterial), wobei diese Kristalle eine Kombination von Bleititanat und Bleizirkonat sind. Jeder Kristall ist an der zugeordneten Linse vorzugsweise unter Verwendung etwa eines halben Klebstofftropfens angebracht, der beispielsweise unter der Bezeichnung Eastman 910 vertrieben wird. Die Kunststofflinse besteht vorzugsweise aus ABS oder Polycarbonatkunststoff.

Das Kunststoffgehäuse 228 hat ein Paar Flansche auf jeder Seite. Jeder Flansch hat eine Gewindeöffnung, um die Wandleranordnung 220 an der Ventilanordnung 212 anzubringen.

Die Messingrohre 238 und 240 haben dieselbe Funktion wie die mit 38 und 40 bezeichneten Messingrohre. Wie in den Figuren 28 bis 30 gezeigt ist, umfaßt die Wandleranordnung 220 das Kunststoffgehäuse 228, ein Urethanschaumstoffüllmaterial 250, einen Urethanschaumstoffdeckel 400, eine Kunststoffabdeckung 402 und jeweils die Sender- und Empfängerunterbaugruppen 420 und 422, die in zwei im Abstand voneinander liegende zylindrische Hohlräume in dem Schaumstoffüllmaterial 250 eingeschoben sind.

Die Senderunterbaugruppe 420 umfaßt den Senderkristall 230, die Linse 232, eine ürethanschaummuffe 424 und das Messingrohr 238. Die Empfängerunterbaugruppe umfaßt in ähnlicher Weise den Empfängerkristall 234, die Linse 236, eine Ürethanschaummuffe 426 und das Messingrohr 240.

Die Linsen 232 und 234 sind wie in den Figuren 28 und 30 gezeigt mit einem rechteckigen Flansch und einer kreis-

förmigen Lippe ausgebildet, um den Kristall aufzunehmen. Der Kristall ist an der Linse, wie zuvor angegeben, angeklebt. Die Kristall-Linseneinheit wird dann in die Muffe gedrückt und das Rohr wird über die Muffe geschoben. Die Linse hat eine Ausnehmung für die Leitungsverbindung zu der unteren Fläche des Kristalls und die Muffen haben zwei Nuten, wie dies in Figur 28 gezeigt ist, die für die beiden, mit dem Kristall verbundenen Leitungen bestimmt sind. Es ist keine Nut für die Leitung vorgesehen, die mit dem Messingrohr verbunden ist.

Das Gehäuse 228 hat zwei dünne Flansche 408 und 410 und zwei dicke Flansche 412 und 414 mit Gewindeöffnungen, die zur Verbindung der Wandleranordnung 222 mit dem Ausgabeventil 212 dienen. Die dickeren Flansche 412 und 414 werden verwendet, um die Position des Gehäuses 220 und somit die Lage des gesendeten Strahls einzustellen.

Wie in Figur 28 gezeigt ist, sind die Linsen 232 und 236 im Boden des Schaumfüllstoffs 250 ausgenommen, so daß sich dazwischen eine Pralleinrichtung 251 bildet. Auch die unteren Seitenwände 253 des Füllstoffs 250 erstrecken sich nach unten, bis unterhalb den Linsen 232 und 234. Die Pralleinrichtung 251 unterstützt, daß die Ultraschallenergie daran gehindert wird, daß sie direkt vom Sender zum Empfänger gelangt. Die Seitenwände 253 unterstützen, daß die Ultraschallenergie gehindert wird, daß sie zu einem benachbarten Ventil zur Seite abgegeben wird. Der Schaum absorbiert die Ultraschallenergie. 30

Die günstigste Frequenz wird auf dieselbe Weise wie zuvor im Zusammenhang mit der ersten Ausfuhrungsform ausgewählt .

Im Hinblick auf die Strahlenform ist auszuführen, daß bei 35 cm das gesamte maximale Strahlenmuster kleiner als

7,5 cm an den Grenzen der Detektierbarkeit (-40 db) in Richtung von Seite zu Seite und etwa 7,5 cm mit dem -3 db-Punkt in Richtung von vorne nach hinten sein muß, auf den unmittelbar der 0 db-Punkt folgt und daß dann eine Abnahme auf -6 db an der Rückseite auftritt. Die Verstärkung an einem Punkt in der Nähe der Front des Musters (in Richtung auf die Düse) muß einen Maximalwert haben und die Verstärkung muß gleichförmig um etwa 6 db abfallen, wenn das Muster den hinteren Punkt erreicht.

Das Kristallmuster wurde empirisch so ermittelt, daß man das günstigste Becherlippen-zu-Eis- (Pegel) Verhältnis mit den Kristallen erhält, wenn diese zwischen der Düse 224 und der Ablenkplatte 25 in Richtung von vorne nach hinten ausgerichtet sind.

Das hierbei erhaltene Gesamtverstarkungsschema bei 30 cm hatte einen Seitenstreubereich von 3,5° und eine resultierende Streuung in Richtung von vorne nach hinten von 12°.

Um das gewünschte Strahlenmuster zu erhalten, war es notwendig, die Kristalle mit Linsen zu versehen. Ein konkaver Radius von 5 cm erzeugt eine Einengung der 8° auf 3,5° von einer Seite zur anderen sowohl bei dem Sender als auch dem Empfängerkristall. Ein konvexer Radius von 10 cm führt zu einem Streubereich in Richtung von vorne nach hinten beim Empfängerkristall von 8° auf 12° und man erhält eine ebene Linse in Richtung nach vorne für einen halben Kristall, an den sich ein konvexer Radius von 7,5 cm zur Rückseite bei dem Senderkristall anschließt, so daß man ein fächerförmiges Strahlenmuster mit einem länglichen Fußpunkt bzw. einer Fußpunktellipse erhält, die eine Breite von etwa 19 mm bei -3 db und eine Länge von etwa 6,25 cm mit einem hellen Fleck von etwa 2,5 cm von der Vorderseite mit -3 db zur Vorderseite

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und -6 db zur Rückseite sowie 30 cm von der Wandleranordnung 220 entfernt hat. Die Längsabmessung des Strahlenformfußpunktes verläuft relativ zur Ausgabevorrichtung von der Vorderseite zur Rückseite.

Die Kopplung der Kristalle mit der Luft wurde auf dieselbe Art und Weise wie zuvor im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform ermittelt.

Eine Änderung bei der zweiten Ausführungsform ist darin zu sehen, daß die Linsen in die Bodenfläche der Schaumstoff verpackung eingesetzt sind.

Im Hinblick auf die Kristallform und das Material des Kristalls bleibt auszuführen, daß der Senderkristall vorzugsweise 1,25 cm OD X 5,08 mm für einen Serienschwinger von 400 KHz ist. Das PZT-5a-Material wurde für die Kristalle 230 und 234 als günstigster Kompromiß hinsichtlich Festigkeit, Effizienz, geringem mechanischem Q-Wert und leichter Bearbeitbarkeit gewählt. Der Empfängerkristall ist vorzugsweise 1,25 cm OD X 4,82 mm für einen Parallelschwinger von 400 KHz. Auch er ist aus PZT-5a-Material hergestellt.

Im Hinblick auf die elektrische Verdrahtung ist zu erwähnen, daß ein gedrilltes, abgeschirmtes Paar aus 28 Kernmaß (28 gauge) Litzendraht verwendet wird, das direkt an der Plattierung auf den Kristallflächen angelötet ist. Die Drahtabschirmung ist an den Messingrohren 238 und angelötet. Die Messingrohre sind voneinander elektrisch isoliert. Der schwarze Draht des verdrillten Paares ist an der außenseitigen Kristallfläche angebracht, die mit einem kleinen Fleck markiert ist.

Der Steuermodul 226 enthält die Steuerschaltungsplatte, mit der die Kristalle durch die Leitungen 242 und 244 und

den Verbinder 248 verbunden sind. Die Figuren 31A und 31B stellen zusammen ein Hauptblockdiagramm der Steuerschaltung 260 dar. Die Steuerschaltung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren 31 bis 39 beschrieben.

Der Empfängerwandler 262 (Figuren 31, 32 und 33) ist ein 400 KHz, parallel schwingender, piezoelektrischer Kristall mit 1,25 cm Durchmesser, der mit Luft mit Hilfe der Kunststofflinse gekoppelt ist, die so geformt ist, daß sie das Strahlenmuster empfängt. Die Wandleranordnung 220 umfaßt ein Messingrohr 240, das einen Durchmesser von 15,8 mm hat und zur elektrischen Isolierung genutzt wird. Der Kristall ist derart angebracht, daß er im Rohr zentriert ist, wobei die Linse 236 an einem Ende des Rohres freiliegt. Der Polyurethanschaum dient zur akustischen Isolierung.

Das Empfängerteil 264 (Figuren 31, 32 und 33) hat eine Gesamtverstärkung von 96 db und weist zwei Schutzdioden 310 und 312 und zwei MC1SSOP-Zwischenfrequenzverstärker 314 und 316 auf, die über einen abgestimmten Transformator 318 mit einem weiteren abgestimmten Transformator 320 verbunden sind, der den zweiten Verstärker 316 mit dem Detektor 268 zusammenschaltet. Diese Verstärker 314 und 316 haben eine Verstärkungsregelung über den Anschluß 5 und sie werden beim vorliegenden Anwendungsfall über den Mikroprozessor 266 angesteuert.

Die Detektorschaltung 268 (Figuren 31, 32 und 33) wandein die 400 KHz vom Empfänger 264 zu einem Gleichstromanalogsignal um. Dieser Detektor ist speziell so ausgebildet, daß er nicht nur die Einhüllende des Impulses detektieren kann, sondern daß er auch eine versetzende Drift infolge von Impulsbreitenänderungen hat, da er ein gleichstromgekoppelter Detektor ist. Wenn man ein ausgeglichenes bzw. abgeglichenes Detektorsystem hat, ist die Temperaturdrift sehr klein.

Die Empfängerverstärkerreduktionsschaltung 270 (Figuren 31, 32 und 33) weist fünf Widerstände auf, die einen binär gewichteten Stromsenken- "D zu A"-Wandler bilden, der vom Mikroprozessor 266 angesteuert wird, welcher eine 32-stufige Verstärkungspegelsteuerung ermöglicht.

Der Schwellwertkomparator 272 (Figuren 31, 32 und 33) weist einen LM393N-Komparator 322 auf und er wird in Verbindung mit der zeitvarianten Detektion genutzt, um das analoge Empfängersignal in ein digitales Signal umzuwandeln, das dem Mikroprozessor 266 zugeleitet wird.

Der Zeitvariante Detektionsgenerator 274 (Figuren 31, 32 und 34) macht sich das manuelle/TVD-Signal von dem Mikroprozessor 266 zunutze und lädt einen 15 Nanofarad-Kondensator 324 auf 2 Volt auf, der den Spitzenwert der Wellenform der zeitvarianten Detektorwelle vorgibt. Diese Schaltung weist einen 2N4126-Schalttransistor 326 und die Energieversorgung zur Speisung der Schaltung auf.

Eine 60 Hz Detektion wird im 60 Hz-Detektor durchgeführt, wie dies in den Figuren 31, 32 und 34 gezeigt ist. Die ankommende 60 Hz, 24 Volt-Wechselspannungsenergie wird nach dem Filtern durch 1/2 des !Comparators LM393N 322 getastet und der Ausgang schaltet das TVD-Signal im Neben-Schluß zur Masse, da aufgrund des über Masse liegenden Signals des Detektors 268 der Detektorkomparatorausgang für 1/2 der 60 Hz-Wellenform auf einen hohen Pegel geschaltet wird. Der Mikroprozessor 266 ermittelt dies und nutzt die abfallende Kante des 60 Hz-Signals von dem Detektorkomparator, um die Sequenzen zu starten und dieses ist somit phasengleich mit dem 60 Hz -24 Volt-Wechselstromsystem. Die benachbarten Ventilanordnungen sind zeitlich durch die Umkehr der 24 Volt-Wechselstromleitungen 450 und 452 (s. Figur 32) getrennt, so daß benachbarte Einheiten mit unterschiedlichen Halbzyklen der 60 Hz-Ener-

gieversorgung synchronisiert sind und diese sich somit nicht wechselseitig stören. Alternativ kann ein Schalter vorgesehen sein, der zwei mit "A" und "B" bezeichnete Stellungen hat, wodurch die beiden möglichen Orientierungen der Leitungen 450 und 452 näher bezeichnet sind. Wenn daher eine Ventilanordnung eine "A"-Stellung hat, muß jede jeweils benachbarte Ventilanordnung den Schalter auf der "B"-Stellung haben. Einheiten, die um mehr als eine Ventilanordnung voneinander entfernt liegen, sind so weit voneinander entfernt, daß eine wechselseitige Störung nicht zu befürchten ist.

Der Modulator 276 (Figuren 31, 32 und 36) weist eine 12 Volt Zener-Diode 328 und zwei Transistoren 330 und 332 auf, die eine UND-verknüpfende Funktion für das Sendergattersignal (T) und das 400 KHz-Signal vom Oszillator haben. Dieses (UND-verknüpfte) Signal wird dann pegelverschoben durch die 12 Volt Zener-Diode 328 und durch den 2N4402-Transistor 332 zu dem Steuereingang des Endverstärkers 278.

Der Endverstärker 278 (Figuren 31, 32 und 36) weist einen IRF-523 MOS-FET 334, einen Widerstand 336 und einen Transformator 338 auf. Der Widerstand entlädt den Gatterur-Sprungskondensator des MOS-FET 334. Der MOS-FET 334 schaltet den Ausgangstransformator 338 auf -20 Volt Versorgung in Abhängigkeit von dem Gattersteuersignal. Der Transformator 338 transformiert stufenweise die Spannung zum Senderkristall 230 auf etwa 2000 Volt hoch.

Der Senderwandler 280 (Figuren 31, 32 und 36) weist einen 400 KHz serienschwingenden, piezoelektrischen Kristall 30 mit 1,25 cm auf, der aus PZT-5A-Material hergestellt ist, wobei dieser Kristall im wesentlichen abgesehen von der Dicke gleich wie der Empfängerkristall ausgelegt ist. Der

Kristall 230 ist mit der Luft mit Hilfe einer Kunststofflinse 2 32 gekoppelt, die ebenfalls zur Bildung des Strahlenmusters entsprechend geformt ist. Die Anordnung des Senderwandlers 280 ist genau gleich wie jene des Empfängers getroffen, der vorstehend beschrieben worden ist.

Der Mikroprozessor 266 (Figuren 31 und 32) ist ein General Instruments Pic-1654 und enthält die Ausführungsprogramme und die Steuerfunktionen der gesamten Einrichtung. Er steht in Wechselverbindung mit dem Rest der Einrichtung über zwölf Eingabe/Ausgabeanschlüsse. Auch enthält er die Oszillatorschaltung, die Hauptlöschschaltung und den Echtzeitgeberzählereingang.

Der Kristall 282 (Figuren 31 und 32) und die Komponenten des 4 MHz-Kristalls umfassen passive Komponenten, die die Rückführung für den Oszillator in Pic-1654 bilden.

Die Einschalt-Rücksetzschaltung 284 (Figuren 31 und 32) bildet einen 10 Millisekundenrücksetzimpuls und legt

diesen an den Mikroprozessor 266 in der Einschaltstellung an, so daß ermöglicht wird, daß der 4 MHz-Oszillatorkristall 282 aktiviert wird und der Mikroprozessor 266 initialisiert wird.
25

Ein durch zehn teilender Zähler 286 (Figuren 31, 32 und 37) wandelt den 4 MHz-Rechnertakt in 400 KHz-Rechteckwellensignal zum Betreiben des Senders um.

Ein durch drei teilender Zähler 288 (Figuren 31, 32 und 37) wandelt das 400 KHz-Signal in ein 333 KHz-Signal um, das an den Mikroprozessor 266 als Echtzeitgeberzählereingang angelegt wird. Die Nummer 13 und die Nummer 14 sind im selben IC (74HC390) Teilerchip enthalten, das eine durch zehn dividierende und eine durch drei dividierende Schaltung enthält.

72 35246A5

Der Frontverkleidungsmodul 290 (Figuren 31, 32 und 39) weist zwei LED-Anzeigen 292 und 294 auf. Eine Anzeige ist eine rote Anzeige 2 92 für "Zuviel Eis/Becherentnahme" (Figuren 31, 32 und 39) und die andere ist eine grüne LED-Anzeige 294 für "Füllen", welche anzeigt, daß der Becher gefüllt werden kann oder gefüllt wird. Diese Anzeige 294 bleibt ständig "ein", wenn ein Becher vorhanden ist und zwar bis das Füllen beendet ist. Wenn in dem Becher zuviel Eis vorhanden ist, leuchtet die rote Anzeige für zuviel Eis/Becherentnahme auf und sie bleibt im aufgeleuchteten Zustand, bis der Becher entnommen ist. Wenn der Becher infolge einer Fehlpositionierung nicht erkannt wird, blinkt das grüne Anzeigelicht 294 auf und erlischt wieder.

Es ist ein programmierbarer Pegelschalter 296 (Figuren 31, 32 und 38A) vorhanden, der fünf einzelne Schalter aufweist, die dadurch zugänglich sind, daß eine Abdeckung (nicht gezeigt) auf der hinteren Rückseite des Steuermoduls 226 abgenommen wird. Ein Schalter wird dazu verwendet, die Wahl zwischen einer Ventilanordnung mit normalem Fluß und einem Schnellfluß zu wählen, was von der Art der Ventilanordnung abhängig ist, an der die automatische Steuereinrichtung angebracht ist. Ein weiterer Schalter wird zur Wahl eines schäumenden oder eines nicht schäumenden Erzeugnisses, wie Wasser, verwendet. Die anderen drei Schalter werden zur Wahl des Eispegels oder der Testposition verwendet. Die Testposition wird zur Ausrichtung des Empfängers während der Herstellung verwendet und sie wird am Einsatzort nicht benötigt. Der binäre Ausgang der drei Eispegelschalter ermöglicht die Wahl von sieben Eispegeln, ausgehend von 1/8 Becher bis zu 7/8 des Bechers, wie dies in Figur 38B gezeigt ist.

Die Multiplexerschaltung 298 (Figuren 31 und 32) ermöglicht, daß der Mikroprozessor 266 entweder die Pegelschalter liest oder die Verstärkung des Empfängers gegebenenfalls vorgibt. Sie weist fünf Signaldioden auf. 5

Die Energieversorgung 300 (Figuren 31, 32 und 35) verwendet 24 Volt Wechselstrom von dem 24 Volt Wechselstromtransformator (nicht gezeigt) in der Ausgabevorrichtung 10. Dieser 24 Volt Wechselstrom wird gefiltert, um jegliches hochfrequente Rauschen zu entfernen, das zu Störungen mit der Einrichtung führen könnte. Die vorliegende Steuereinrichtung verbraucht weniger als 2 VoIt-Ampere bei 24 Volt Wechselstrom. Der 24 Volt Wechselstrom wird gleichgerichtet und gefiltert, so daß man eine -20 VoIt-Gleichstromversorgung und eine +25 Volt-Gleichstromversorgung erhält. Die -20 Volt-Versorgung wird mit einer Zener-Diode geregelt und speist den Sender. Die +25 Volt-Versorgung ist ungeregelt. Es ist jedoch eine 39 Volt Zener-Diode als Überstromschutz vorgesehen. Die 25 Volt Gleichstromversorgung wird auf 15 Volt für das Empfängeruntersystem durch einen 78L15-Dreipunktregler 340 heruntergeregelt. Ein MPS-A06-Transistor 142 ist als ein Rücksprungoszillator eingesetzt, um die +5 Volt zu erhalten, die man zum Betreiben der Rechnerschaltungen benötigt.

Die 4,3 Volt Zener-Diode 344 ist zwischen der +5 Volt Versorgung und der Basis eines 2N4124-Transistors 346 geschaltet und dient zur Regelung des Rücksprungoszillators.

Der Ausgabeschalter 304 (Figuren 31, 32 und 35) für die beiden Magnete der Ventilanordnung 212 wird entweder vom Mikroprozessor 266 oder dem manuellen Druckschalter 302 auf der Vorderseite des Steuermoduls 226 betätigt. Der Widerstand und die Opto-Kupplerschaltung koppelt den Mikroprozessor 266 mit dem Triac 349, das seinerseits die Ventilmagnete im Ventil 212 erregt, wenn entweder der

Mikroprozessor 266 oder der manuelle Druckschalter 302 eine solche Erregung fordert.

Das Datenverarbeitungsprogramm wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 40 bis 46 erläutert.

Das Datenverarbeitungsprogramm umfaßt vier Hauptprogramme (Hauptroutinen), die mit Initialisierungsprogramm (INIT), Becher-Detektion (CUPDET), Füllprogramm (FILL) und Becher-Entnahmeprogramm (CUPREM) bezeichnet sind.

Das Datenverarbeitungsprogramm umfaßt auch sechs Unterprogramme (subroutines), die mit Zeitverzögerung (WAIT), Absolutwert der Differenz von zwei Ziffern (DIFF), Gitterrost/überlaufdetektor (LGRATE), Senden/Empfangen, Prüfung auf Testbetriebsart (TSTCHK) und mit Prüfen auf Maximalwert auf Zwit (TIMOUT) definiert sind.

Das Senden/Empfangen-Unterprogramm erzeugt Abstandsdaten dadurch, daß der Sender für eine Periode von 25 Mikrosekunden (10 Zyklen bei 400 KHz, die 2,5 mm Luftraum einnehmen) betrieben wird und daß dann der Empfängerausgang hinsichtlich den Reflektionen überwacht wird. Zwei Sende/ Empfangsperioden sind in der Zeitperiode eines einzigen Halbzyklus der sinusförmigen Leitungseingangsspannung enthalten. Die Synchronisierung ermöglicht die Übertragung nur während des positiven Hauptzyklus, wodurch ermöglicht wird, daß zwei Ventile nebeneinanderliegend ohne wechselseitige Störung dadurch betrieben werden können, daß die Leitungseingangsleitungen an benachbarten Ventilen umgekehrt werden. Drei unterschiedliche Eingangspunkte in das Unterprogramm dienen zur Wahl der entsprechenden Auswertung der Empfangsdaten: TBD (Senden Bodendetektor), TBDW (Senden Bodendetektor mit Fenster) und TLD (Senden Lippendetektor).

Der Empfänger hat 32 Verstärkungsstufen, die durch das Datenverarbextungsprogranuti gesteuert werden. Die Verstärkung wird auf einen Minimalwert ausgehend vom Beginn des Sendens auf etwa 22,8 mm Zielabstandszeit (180 Mikro-Sekunden) eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verstärkung gleich zu der Verstärkung eingestellt, die variabel in den Programmeintrittspunkten vorgebbar sind. Für TLD wird die Verstärkung immer auf den Maximalwert eingestellt. Für TBD und TBDW wird die Verstärkung durch Aufrufen des Programms bestimmt. In TBD und TLD wird der Abstand des ersten detektierten Echos zur Verarbeitung erfaßt. In TBDW wird ein Lippenabdeckfenster verwendet, das jegliche Echos vernachlässigt, die kleiner als der Lippenabstand +8,89 mm sind. Dies ermöglicht, daß eine höhere Verstärkung verwendet werden kann, um einen Flüssigkeitsspiegel zu überwachen, der im Inneren des Bechers ansteigt. Bei allen Eintrittspunkten werden zwei Sendevorgänge, die jeweils durch zwei Millisekunden Empfangszeit und zwei Millisekunden Wartezeit bis zum Ende aller Reflektionen getrennt sind, durchgeführt und die empfangenen Abstände im RAM gespeichert. Der Verarbeitungsalgorithmus berücksichtigt diese Abstände, wenn sie innerhalb 10,1 mm korrelieren und es erfolgt ein Rücksprung mit dem Mittelwert als genauem Abstand. Wenn die beiden Abstände nicht korrelieren, dann wartet das Programm auf das Synchronisierungssignal und dann werden zwei weitere Beispielswerte zur Korrelation geprüft.

WAIT ist ein programmierbares Verzögerungsunterprogramm, das zum aufrufenden Programm unmittelbar zurückkehrt, wenn der manuelle Druckschalter niedergedrückt wird. Es hat eine minimale Verzögerung von 3,5 msec und eine maximale Verzögerung von 0,9 Sekunden.

DIFF ist ein Unterprogramm, das den Absolutwert der Differenz von zwei Zahlen ermittelt.

LGRATE ist ein Gitterrost/Überlaufdetektor-Unterprogranun, das während des FILL-Programms zur Anwendung kommt, um zu bestimmen, ob ein Becher entfernt worden ist oder ob Schaum oder Flüssigkeit über den oberen Rand des Bechers gestiegen ist. Das Unterprogramm verwendet TLD, um die maximale Verstärkung und kein Fenster zu detektieren. Wenn TLD mit einem Abstand von genau 32,5 cm zurückkehrt, wird dieser Abstand abgewiesen und TLD wird nochmals aufgerufen. 32,5 cm ist der durch das Empfängerdatenverarbeitungsprogramm maximal zulässige Abstand und er gibt an, daß keine Reflektion detektiert wurde. Wenn TLD mit einem Abstand von kleiner als 6,35 mm zurückkehrt, wird der Überlaufmerker unmittelbar gesetzt. Wenn TLD bei einem Abstand von mehr als 2,5 mm näher als der gespeicherte Lippenabstand bei drei aufeinanderfolgenden Aufrufen von TLD zurückkehrt, wird der überlaufmerker gesetzt. Wenn TLD mit einem Abstand von mehr als 6,35 mm über dem gespeicherten GRATE-Wert für zwölf aufeinanderfolgende Aufrufe von TLD zurückkehrt, wird der Merker für den entnommenen Becher gesetzt. Wenn TLD immer mit einem Abstand zurückkehrt, der keine der zuvor angegebenen Bedingungen erfüllt, so endet das Unterprogramm, wobei kein Merker gesetzt wird.

TSTCHK (Figur 44A) ist ein Unterprogramm, das den fünf-Positionen-DIP (Dual-Inline-Gehäuse) -Schalter liest. Die Schalterpositionen werden an der mit SWITCH reservierten Stelle im RAM gespeichert. Wenn die Schalter in den Positionen 1, 2 und 3 alle aus sind, wird der Testmerker gesetzt.
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TIMOUT (Figur 44B) wird immer dann angewandt, wenn das Magnetventil eingeschaltet wird. Das Unterprogramm dekrementiert das "Ventilzeif-Register und prüft, um festzustellen, ob der Wert des Registers Null ist. Wenn der Wert größer als Null ist, endet das Unterprogramm. Wenn der Wert

des Registers Null ist, tritt das Programm in eine nicht programmierte Sprungschleife ein, nicht nicht verlassen werden kann, es sei denn durch eine harte Rücksetzung. Die unprogrammierte Rücksprungschleife schaltet den Magneten aus und wechselweise werden die roten und grünen Anzeigeeinrichtungen zum Aufleuchten gebracht.

INIT (Figur 45A) wird verwendet, wenn der Mikroprozessor durch "Master Löschen" (hardware) initialisiert wird. Beim Einschalten wird die erste verarbeitete Anweisung an der Stelle 777 octal abgelegt. Diese Anweisung "GOTO INIT" befiehlt, daß der Rechner mit der Ausführung des Programms beginnt, das folgendes enthält:

a. RAM wird insgesamt gelöscht,

b. 1 Sekunde warten zur Stabilisierung der Energieversorgung,

c. Aufruf von TSTCHK und Durchlaufen des Diagnoseprogramms, wenn der Testleiter gesetzt wird,

d. Anwendung von TLD, um mit maximaler Verstärkung und ohne Fenster einen Echoabstand zwischen 17,5 cm und 32,5 cm zu ermitteln,

e. wenn kein Echo in diesem Bereich detektiert wird, leuchtet die Anzeige für "Zuviel Eis" an der Vorderfront auf, und

f. wenn kein Echoabstand innerhalb von 17,5 cm bis 32,5 cm ermittelt wird, wird ein Mittel von 8 Beispielen im RAM als Gitterabstand gespeichert und das Programm wird bei CUPDET fortgesetzt.

CUPDET ist das Becher-Detektionsprogramm. Dieses Programm sammelt Daten unter Verwendung von TLD und ein Becher wird unter Verwendung der folgenden Prozedur als vorhanden angesehen:

a. Der manuelle Füllschalter auf der Vorderverkleidung wird ständig überwacht, um ein richtiges Arbeiten

sicherzustellen. Wenn der manuelle Schalter niedergedrückt wird, beginnt der Rechner unmittelbar mit dem Becherentnahmeprogramm. Der DIP-Schalter wird durch Aufruf von TSTCHK gelesen und wenn der Testmerker gesetzt ist, endet das CUPDET-Programm und das INIT-Programm beginnt.

b. Ein stabiler Lippenabstand muß mehr als 7,5 cm über

dem GRATE hergestellt werden. Ein stabiler Lippenabstand ist mit fünf aufeinanderfolgenden Echoabständen von TLD definiert, die durch 60 Millisekunden getrennt sind, das in Korrelation zu 2,5 mm steht. Dieser Wert entspricht dem Zustand, daß die Becherlippe für 330 Millisekunden stabil ist. Wenn der stall 5 bile Lippenabstand zu nahe an den Kristallen (15,24 mm) ist, wird der Lippenabstand unberücksichtigt und die FILL-Anzeigeeinrichtung leuchtet auf und CUPDET beginnt nochmals.

c. Ein Becherboden oder Eispegel muß so unterschieden werden, daß er mehr als 2,5 mm über dem Gitter und mehr als 12,7 mm unterhalb der Lippe liegt. Dies wird unter Anwendung von TBDW und der Änderung der Verstärkung auf die folgende Weise erreicht:

Mit minimaler Verstärkung wird ein Echoabstand unter Verwendung von TBDW erhalten. Wenn der Echoabstand nicht mehr als 2,5 mm näher als das Gitter ist, dann wird die Verstärkung um eine Stufe erhöht und es wird eine weitere Probe vorgenommen. Wenn die Verstärkung den Maximalwert erreicht, leuchtet die FILL-Anzeigeeinrichtung auf und das Becher-Detektionsprogramm wird wiederum begonnen.

d. Die Eis/Bodenhöhe wird von dem letzten, wie in (C) erhaltenen Abstand und dem GRATE ermittelt und dann als tatsächliche Eishöhe gespeichert. Die Becherhöhe

wird von dem Lippenabstand und GRATE ermittelt. Die Becherhöhe wird durch acht dividiert und der Quotient wird mit dem 3 Bit-BinärZifferneingang multipliziert, wenn dieser durch den Eispegel-Programmierschalter gewählt ist. Die zulässige Eishöhe wird mit der tatsächlichen Eishöhe und dem Lippenabstand verglichen. Wenn die tatsächliche Eishöhe größer als die durch die Schalterwahl zulässige Eishöhe ist, aber kleiner als 12,7 mm unterhalb des Lippenabstandes ist, dann wird der Becher unberücksichtigt gelassen und das Becherentnahmeprogramm wird begonnen. Wenn die tatsächliche Eishöhe innerhalb 12,7 mm des Lippenabstandes liegt, ist der Becher nicht korrekt positioniert und die FILL-Anzeigeeinrichtung leuchtet auf, bevor man wiederum mit dem Becherdetektionsprogramm beginnt. Wenn die tatsächliche Eishöhe kleiner als der durch den Schalter gewählte Pegel ist, wird mit dem FILL-Programm begonnen.

Das FILL-Programm steuert den vollständigen Füll- und Abgleichvorgang. Das Programm limitiert die Betätigung des Ventils auf ein Maximum von drei Ein/Aus-Zyklen. Nach jedem der beiden ersten Zyklen wartet das Programm, so daß sich der Schaum absetzen kann, bevor mit dem nächsten Zyklus begonnen wird. Wenn der Becher voll ist, wird mit dem Becherentnahmeprogramm begonnen. Wenn der manuelle Schalter zu irgendeiner Zeit während des FILL-Programms niedergedrückt wird, wird unmittelbar mit dem Becherentnahmeprogramm begonnen. Das Zeit-Aus-Unterprogramm wird während der Zeit aufgerufen, zu der das Magnetventil eingeschaltet ist und zwar durch das Füllprogramm, um das Ventil zu dieser Zeit zu überwachen. Wenn der Maximalwert für diese Zeit überschritten ist, schaltet das Zeit-Aus-Unterprogramm das Ventil aus und es erfolgt kein Rücksprung zum Füllprogramm.

Nachstehend wird eine genaue Beschreibung des FILL-Programms angegeben:

a. Bevor der Magnet betätigt wird, werden einige Prüfungen und Korrekturen durchgeführt. Die Verstärkung wird zu Beginn auf den Maximalwert gesetzt. Wenn der Lippenabstand kleiner als 10 cm ist, wird die Ver-Stärkung mit der empirisch ermittelten Gleichung eingestellt:

Verstärkung = Verstärkung - 1/8 (10 cm - Lippenabstand) 10

Wenn der Lippenabstand kleiner als 10 cm ist, wird der Lippenabstand mit der empirisch abgeleiteten Gleichung eingestellt:

Lippenabstand = Lippenabstand - 1/8 (10 cm -

Lippenab s tand)

Die Zeitkonstante für diese spezifische Becherhöhe wird mit folgender Gleichung ermittelt: 20

Zeitkonstante = Becherhöhe/4 für SEV und Becherhöhe/8 für schnelles Fließen.

Diese Zeitkonstante wird in den ersten drei Zyklen angewandt, um eine Anfangsfüllzeit proportional zur Becherhöhe zu erhalten.

b. Die Verstärkung muß so eingestellt werden, daß der Fluidpegel ermittelt wird und die Lippe nicht ermittelt wird, während der Periode, wenn der Becher vibriert, wie dies zu Beginn eines Füllvorganges der Fall ist. Auch wenn der Becher nicht genau positioniert war, kann der Lippenabstand geringfügig größer als der ursprünglich detektierte sein. Zur Einstellung der Verstärkung kann eine Anfangsfüllperiode pro-

portional zur Becherhöhe zur MinimaIisierung der Bechervibration gewählt werden und die Verstärkung gegebenenfalls entsprechend eingestellt werden. Während dieser Zeitperiode wendet das Programm TBD an, um zu prüfen, ob der Echoabstand innerhalb 19,05 mm des gespeicherten Lippenabstandes liegt. Wenn dies der Fall ist, wird die Verstärkung um eine Stufe zurückgenommen. Wenn die Verstärkung den Minimalwert erreicht, wird mit dem Becherentnahmeprogramm begonnen. Diese Zeit wird auch dazu verwendet, um den Lippenabstand auf die folgende Weise einzustellen: LGRATE wird aufgerufen und wenn ein überlaufen detektiert wird, dann wird der Lippenabstand dekrementiert (ein überlaufen in LGRATE ist definiert als mehr als 2,5 mm weniger als der gespeicherte Lippenabstand).

Wenn LGRATE den fehlenden Becher detektiert, dann wird das Becherentnahmeprogramm unmittelbar begonnen. Am Ende dieser Periode bleibt das Magnetventil eingeschaltet .
20

c. Während der nächsten Zeitperiode wendet das Programm TBDW an, um den Flüssigkeitspegel zu überwachen. Wenn der Schaum/Nichtschaum-Schalter auf Schaum gesetzt ist, schaltet der Magnet aus, wenn der Flüssigkeitspegel innerhalb 12,7 mm für SEV oder innerhalb 17,78 mm für FFV liegt. Wenn der Schaum/Nichtschaum-Schalter auf Nichtschaum gestellt ist, wird der Magnet nicht abgeschaltet, bis der Flüssigkeitspegel 5,08 mm für SEV und 7,62 mm für FFV erreicht, wobei zu diesem Zeitpunkt mit dem Becherentnahmeprogramm begonnen wird.

Diese Bedingung muß in zwei aufeinanderfolgenden Prüfungen für die Ausschaltung des Magneten erfüllt werden. Das Gitter/Überlaufdetektor-Unterprogramm prüft, um zu ermitteln, ob der Becher entnommen worden ist oder, wenn TBDW keinen steigenden Flüssigkeitspegel erfaßt hat, ob ein überlaufen bevorsteht. Wenn der Becher

fehlt, wird mit der Becherentnahmeroutine begonnen. Wenn ein überlaufen angezeigt wird, wird der Magnet abgeschaltet.

d. Eine 4-Sekundenpause beginnt zu diesem Zeitpunkt, um zu ermöglichen, daß sich der Schaum setzen kann. Das Gitter/Überlauf-ünterprogramm prüft ständig, ob der Becher entnommen wird. Wenn dies der Fall ist, wird sofort mit dem Becherentnahmeprοgramm begonnen.

e. Nach der Pause beginnt eine weitere 4-Sekunden-Zeit-

periode. Unter Anwendung von TBD wird der Schaumpegel überwacht. Wenn der Schaum bei 10 aufeinanderfolgenden Prüfungen unter 10,16 mm fällt, endet diese Periode und die erste Abgleichperiode beginnt. Wenn der Schaum nicht unter 10,16 mm innerhalb 4 Sekunden fällt, wird dennoch mit der Abgleichperiode begonnen. Das Gitter/ Überlauf-Unterprogramm prüft ständig auf einen fehlenden Becher. Wenn ein fehlender Becher detektiert wird/ wird mit dem Becherentnahmeprogramm begonnen.

f. Beim ersten Abgleichzyklus kommt TBD zur Anwendung, um zu bestimmen, ob der Flüssigkeits/Schaumpegel für eine normale, 1 1/2 ounces per second-Ventilanordnung innerhalb 2,5 mm und innerhalb von 1,25 mm für die schnellere 3 ounces per second-Ventilanordnung liegt. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, wird der Magnet nicht eingeschaltet und dieser Zyklus ist beendet. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, wird der Magnet eingeschaltet, bis die Bedingung erfüllt ist. Zur Stabilität hat der Magnet eine minimale Einschaltzeit ven 0,25 Sekunden.

g. Eine Wiederholung von "D", "E" und "F" tritt nun zur Vervollständigung des zweiten Abgleichzyklus abgesehen davon auf, daß in "F" die Werte für ein normales

11/2 ounces per second-Ventil mit 5,0 mm und für ein schnelles 3 ounces per second-Ventil mit 7/62 mm vorgegeben werden.

Das Becherentnahmeprogramiti (CUPREM) schaltet die Füllanzeige aus, das Magnetventil aus und den Anzeiger für zuviel Eis ein. Hierbei kommt TLD zur Anwendung und es wird auf einen Echoabstand innerhalb von 6,35 mm des Gitterrostes gewartet. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, wird ein neuer Gitterrostabstand gespeichert, die Anzeigeeinrichtung für zuviel Eis wird ausgeschaltet und es wird wiederum mit dem Becherdetektionsprogramm begonnen.

Obgleich bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung vorstehend detailliert beschrieben sind, sind selbstverständlich Änderungen und Variationen im Rahmen des Schutzzmfangs möglich. Beispielsweise können andere Materialien für die Kristalle und Linsen und eine andere Zahl von Kristallen verwendet werden oder sie können in anderer Form angeordnet oder an anderen Stellen als die zwei Kristalle bei der Wandleranordnung vorgesehen werden. Zusätzlich können ein unterschiedlicher Ultraschallsender und -empfänger anstelle der Kristalle gegebenenfalls verwendet werden, wie verschiedene Ultraschallfolieneinrichtungen. Obgleich zwei spezielle Steuerschaltungen erläutert worden sind, können auch andere Steuerschaltungen und andere Bauteile für dieselben verwendet werden. Obgleich ein Kleinrechner als bevorzugtes Beispiel beschrieben worden ist, kann die Steuerschaltung auch alternativ unter Verwendung eines Mikroprozessors verwirklicht werden, der mit einem externen RAM und ROM beispielsweise verbunden ist. Obgleich die Wandleranordnung und das Steuermodul beim dargestellten Beispiel an der Ausgabeventilanordnung angebracht sind, ist dies nicht von Bedeutung. Sie können an der Ausgabevorrichtung angebracht werden und elektrisch mit der Ventilanordnung verbunden werden.

- 6t-

- Leerseite -

Claims

Patentanwälte · European Patent Attorneys W.Abitz

Abi«. Morf, Griischneder. von Wittgenstein. Postfach Kh Ol 09. S(KK) München 86

Dt. Dipl.-Chcm.

M. Gritschneder

Dipl.-Phys.

A. Frhr. von Wittgenstein

Dr. Dipl.-Chem.

Postanschrift / Postal Address Postfach 86 01 D - 8000 München 8d

10. Juli 1985 1105E

THE COCA-COLA COMPANY

P.O. Drawer 1734
Atlanta, Georgia 30 301 / V.St.A.

Automatische Steuereinrichtung zum Füllen von Getränkbehältern

Patentansprüche

Vorrichtung zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet

durch:

(a) einen ültraschallenergxesender (80), der Ultraschallenergie nach unten in Richtung auf eine einen Behälter (14) stützende Fläche richtet, die unterhalb einer Getränkeausgabedüse (24) liegt,

München - Bogenhausen
Poschineerstraße 6

Telefon: (089) 98 32 22 Telex:
23 992 (abitz d)

Telefax (Il & III - automat.):
(089) 98 40 37

Telegramm: Chemindus München

(b) einen Ultraschallenergieempfänger (62) , der gesondert zum Sender (80) und in einem Abstand von diesem angeordnet ist und der zum Empfang der Ultraschallenergie vorgesehen ist, die von der Richtung der Stützfläche zurückreflektiert wird, wobei der Ultraschallenergieempfänger (62) entsprechende Signale erzeugt,

(c) eine Steuerschaltungseinrichtung (66), die unter Verwendung der erzeugten Signale das Vorhandensein eines Behälters (14) detektiert, der auf der Flächen und unterhalb der Düse (24) steht, und

(d) eine Einrichtung (90) der Steuerschaltungseinrichtung (66), die das Füllen des Behälters (14) mit einem Getränk von der Düse (24) steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl der Sender (80) als auch der Empfänger (62) Kristalle (30, 34) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (90) Einrichtungen umfaßt, die die Kristalle (30, 34) mit einer Frequenz in einem Bereich von etwa 200 bis etwa 450 kHz betreiben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) Einrichtungen enthält, die die Kristalle (30, 34) bei etwa

OQ 400 kHz betreiben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Linse (32, 36) mit einer Bodenfläche des Kristalls (30, 34) verbunden ist, um

gp. sowohl die Kristalle (30, 34) mit der Luft zu koppeln als auch die Kristalle (30, 34) mit Linsen zu versehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Linse (32, 36) aus Kunststoff besteht und an dem jeweiligen Kristall (30, 34) mittels eines Klebstoffs angebracht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kristall (30, 34) scheibenförmige ausgebildet ist und einen Durchmesser von etwa 1,25 cm und eine Dicke von etwa 5,08 mm hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Linse (32, 36) am Sender (80) und am Empfänger (62) derart geformt ist, daß sie jeweils einen fächerförmigen Strahl erzeugen oder empfangen, der eine Längsabmessung von etwa 6,25 cm und eine Breite von etwa 19,05 mm bei einer Entfernung von 30 cm von der Linse (32, 36) hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet, daß jede Linse (32, 36) scheibenförmig ausgebildet ist und einen Durchmesser von etwa 1,25 cm und eine Dicke von etwa 2,03 mm hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Kristalle (30, 34) Keramikkristalle sind, die aus PZT-4- oder PZT-5a-Material hergestellt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η QQ zeichnet, daß eine Linse (32, 36) mit einer

unteren Fläche jedes Kristalls (30, 34) verbunden ist, um sowohl den jeweiligen Kristall mit der Luft zu koppeln als auch zugeordneten Kristall mit einer Linse zu versehen, und daß jede Linse (32, 36) aus einem ge Kunststoffmaterial hergestellt ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die Acrylkunststoff, ABS, Polystyrolkunststoff oder Polycarbonat umfaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl der Sender (80) als auch der Empfänger (62) in einer einzigen Wandleranordnung enthalten sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Düse (24) mit einer Getränkeausgabeventilanordnung (12, 112) verbunden ist, und daß ein Gehäuse (26) an der Ventilanordnung in

2Q der Nähe der Düse (24) angebracht ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) in einem Steuermodul (26) untergebracht ist, die an der

-^g Ventilanordnung (12, 112) angebracht ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuermodul (26) an der Vorderseite der Ventilanordnung (12, 112) angebracht

_on ist und einen Handdruckschalter (102) und eine Mehrzahl von Anzeigeleuchten (92, 94) an der Vorderfläche enthält.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η „ρ-zeichnet, daß die Steuerschaltung (66) eine Einrichtung enthält, die das automatische Arbeiten der Steuerschaltung übersteuert, wenn der Handdruckschalter betätigt wird.

_n 17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Steuermodul (26) einen Schalter enthält, der manuell zwischen einer ersten Schaumstellung und einer zweiten schaumlosen Stellung in Abhängigkeit davon bewegbar ist, ob das Getränk

zur Schaumbildung neigt oder nicht, und daß der Steuer-35

modul (26) eine Einrichtung enthält, die Informationen betreffend die Position des Schalters der Steuerschaltungsanordnung der Steuerschaltung eingibt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuermodul (26) auch eine Mehrzahl von Wählschaltern enthält, mittels denen eine Anzahl von möglichen zulässigen Eispegeln in einem zu füllenden Behälter (14) wählbar sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Sender (80) und der Empfänger (62) Kristalle (30, 34) sind, und daß die Wandleranordnung ein Kunststoffgehäuse enthält, wobei jeder Kristall (30, 34) im Innern und in einem Abstand von einem nicht-eisenhaltigen Metallrohr (38, 40) angeordnet ist, und wobei das Volumen im Innern des Gehäuses und der Rohre (38, 40) mit Polyurethanschaum- stoff ausgefüllt ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kunststofflinse (32, 36) haftend an der unteren Fläche jedes Kristalls (30, 34) angebracht ist, um sowohl den zugeordneten Kristall {30, 34) mit Luft zu koppeln als auch die zugeordneten Kristalle (30, 34) mit Linsen (32, 36) zu versehen, wobei die Linsen (32, 36) an einer Bodenfläche der Wandleranordnung vorgesehen sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) einen Mikroprozessor enthält.

QQ 22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) einen Mikroprozessor enthält.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η gr zeichnet, daß die Steuerschaltung (66) eine Einrichtung enthält, die die Oberfläche, eine Lippe eines Behälters (14), der auf der Oberfläche steht und

einen Boden des Behälters (14) oder irgendeinen Eispegel im Behälter (14) detektiert.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Steuerschaltung (66) eine

Einrichtung enthält, die eine Behälterlippe und eine zweite Fläche detektiert, die wenigstens 2,5 mm über der Grundfläche und auch wenigstens 6,35 mm unterhalb der Lippe vor dem Beginn des Füllvorganges eines Be- IQ hälters (14) liegt, der sich auf der Fläche befindet.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltuna (66) eine logische Steuerschaltung enthält, die ein Signal für die Behälterlippe erzeugt, das das Vorhandensein einer Lippe eines Behälters nur dann anzeigt, wenn zwei Signale empfangen werden und diese innerhalb 2,5 mm bei einem Satz von fünf Impulsen sind.

2Q 26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß die logische Steuereinrichtung eine Einrichtung enthält, die ein stabiles Lippenabstandssignal nur dann erzeugt, wenn fünf aufeinanderfolgende Behälterlippensignale, die durch etwa 16 Millisekunden voneinander getrennt sind, was etwa 0/5 mm entspricht, detektiert worden sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß die logische Steuerschaltung _on eine Einrichtung enthält, die nach dem Empfang des

stabilen Lippenabstandssignals ein Eispegelsignal erzeugt, wenn eine zusätzliche Fläche detektiert wird, die um mehr als 2,5 mm über der Fläche und um mehr als 6,35 mm unterhalb der Lippe sich befindet.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) eine Einrichtung enthält, die den gemessenen Eispegel in einem Behälter (14) mit einer vorbestimmten zulässigen, Eishöhe vergleicht und die dann den Füllvorganq des Behälters fortsetzt, wenn die gemessene Eishöhe geringer als die vorbestimmte, zulässige Eishöhe ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch g e k e η η ^q zeichnet, daß die Steuerschaltung (66) eine Einrichtung enthält, die den Behälter (14) unter Verwendung einer Mehrzahl von ein-aus-Zyklen der Düse (24) füllt, wobei ein Anfangsfüllzyklus eingeschlossen ist, während dem das Getränk in den Behälter eine vor-

^g bestimmte Zeitperiode lang abgegeben wird, um den Behälter (14) zur Stabilisierung des Behälters und zur Reduktion von Vibrationen des Behälters teilweise zu füllen, wobei bei diesem Anfangsfüllzyklus der steigende Flüssigkeitspegel nicht mit der Ultraschallenergie

οQ überwacht wird.

30. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) eine Einrichtung enthält, wie den Sender (80) und den

2g Empfänger (62) bei einer Frequenz in einem Bereich von etwa 200 bis etwa 450 kHz betreibt.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) eine

₃q Einrichtung enthält, die den Sender (80) und den Empfänger (62) bei etwa 400 kHz betreibt.

32. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) eine Einrichtung enthält, die die vorauslaufende Kante von reflektierten Ultraschallenergiewellen detektiert.

33. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung enthalten ist, die die Behälterlippe während des Detektierens des steigenden Flüssigkeitspegels abdeckt bzw. ausblendet.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausblendeinrichtung eine Einrichtung zur Reduzierung der Verstärkung enthält.

35. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) eine Einrichtung enthält, die das Füllen eines Behälters mit einem zeitlich gesteuerten Füllzyklus einleitet, um den Behälter zu seiner Stabilisierung zur Reduzierung von Schwingungen zu füllen, wobei dann mit dem nächsten Füllzyklus fortgefahren wird, bei dem die vom Flüssigkeitspegel reflektierte Ultraschallenergie überwacht wird.

36. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) eine Einrichtung enthält, die eine hohe Verstärkung verwendet, wenn die Behälterlippe detektiert wird, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Verstärkung herabsetzt, wenn der Flüssigkeitspegel detektiert wird, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die den steigenden Flüssigkeitspegel während des Füllvorganges mit der Lippenposition vergleicht und das Füllen beendet, wenn der Flüssigkeitspegel einen vor-

QQ bestimmten Abstand von der Behälterlippe erreicht hat.

37. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) eine Einrichtung enthält, die eine maximale Füllzeit für einen Behälter (14) bestimmt, ferner eine Einrichtung, die die Füllzeit mißt, und eine Einrichtung enthält, die die gemessene Füllzeit mit der maximalen Füllzeit

vergleicht und das Füllen beendet, wenn die gemessene Zeit größer als die maximale Zeit ist.

38. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß eine Einrichtung enthalten ist, die das Vorhandensein irgendeiner Fläche oberhalb der Behälterlippe detektiert, wobei beim Detektieren irgendeiner solchen Fläche das Füllen des Behälters beendet wird.

39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) eine Einrichtung enthält, die eine Fläche während des Füllens des Behälters (14) detektiert und die das Füllen beendet, wenn diese Fläche detektiert wird.

40. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Ultraschallenergie absorbierende Wände wenigstens teilweise den Sender (80) umgeben, um die gewünschte Form des gesendeten Strahls zuverlässig zu definieren.

41. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ultraschallenergie absor- bierende Wände zwischen dem Sender (80) und dem Empfänger (62) angeordnet sind.

42. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (66) eine

gO Einrichtung enthält, die einen speziellen Halbzyklus einer Wechselstrom-Energieversorgung zum Betreiben des Senders (80) auswählt.

43. Vorrichtung zum automatischen Füllen eines Behälters gg mit einem Getränk, gekennzeichnet durch:

(a) eine Ultraschallenergie-Sendeeinrichtung (80),

die Ultraschallenergie in Richtung auf eine einen Behälter (14) tragende Fläche nach unten sendet, wobei die Fläche unterhalb einer Getränkeausgabedüse (24) angeordnet ist, wobei die Wandlereinrichtung Ultraschallenergie empfängt, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird und wobei hieraus entsprechende Signale erzeugt werden,

(b) eine Steuerschaltung (66) , die die erzeugten Signale zum Detektieren des Vorhandenseins eines Be-

IQ hälters (14) verwendet, der auf der Fläche und unterhalb der Düse (24) steht,

(c) eine Einrichtung in der Steuerschaltung (66) enthalten ist, die das Füllen eines Behälters (14) auf der Fläche mit einem Getränk über die Düse

,c (24) steuert, und

(d) eine Wandlereinrichtung, die wenigstens einen Kristall (30, 34) enthält, der eine Kunststofflinse (32, 36) hat, die an seiner Bodenfläche sowohl zum Koppeln des Kristalls (30, 34) mit der

2Q Luft als auch dazu angebracht ist, daß der Kristall zur Strahllenkung mit Linsen (32, 36) versehen ist.

44. Vorrichtung zum automatischen Füllen eines Behälters «ρ- mit einem Getränk, gekenn ze ichnet durch:

(a) einen Ultraschallenergiewandler, der Ultraschallenergie in Richtung auf eine einen Behälter tragende Fläche unterhalb einer Getränkeausgabedüse

_on (24) richtet, die Ultraschallenergie empfängt, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wobei die Wandlereinrichtung hieraus Signale erzeugt,

(b) eine Steuerschaltung (66) , die die erzeugten Signale zum Detektieren des Vorhandenseins eines

Behälters verwendet, der sich auf der Fläche und unterhalb der Düse (24) befindet,

(c) eine Einrichtung in der Steuerschaltung (66) vorgesehen ist, die das Füllen eines Behälters (14) auf der Fläche mit einem Getränk über die Düse (24) steuert, und

(d) eine Einrichtung in der Steuerschaltung (66) vorgesehen ist, die die tatsächliche Eishöhe in dem Becher mit einer vorbestimmten zulässigen Eishöhe für den Becher vergleicht und die dann das Füllen des Bechers nur fortsetzt, wenn die tatsächliche Eishöhe kleiner als die zulässige Eishöhe ist.

45. Vorrichtung zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet durch:

(a) eine Ultraschallenergiewandlereinrichtung, die Ultraschallenergie in Richtung auf eine einen Behälter tragende Fläche nach unten sendet, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse (24) befindet, und die Ultraschallenergie empfängt, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wobei die Wandlereinrichtung hieraus entsprechende Signale erzeugt,

(b) eine Steuerschaltung, die die erzeugten Signale zum Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters verwendet, der sich auf der Fläche und unterhalb der Düse (24) befindet,

(c) eine Einrichtung in der Steuerschaltung (66) enthalten ist, die das Füllen eines Behälters auf der Fläche mit einem Getränk über die Düse (24) steuert, und

(d) eine Einrichtung in der Steuerschaltung (66) enthalten ist, die die volle Verstärkung verwendet, wenn eine Detektion einer Lippe eines Behälters beabsichtigt ist, der sich auf dieser Fläche befindet, und die dann die Verstärkung reduziert, wenn der steigende Flüssigkeitspegel während des Füllvorganges überwacht wird.

46. Vorrichtung zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennze ichnet durch:

(a) eine Ultraschallenergiewandlereinrichtung, die Ultraschallenergie in Richtung auf eine einen Behälter tragende Fläche nach unten sendet, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse (24) befindet und die Ultraschallenergie empfängt, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wobei der Wandler hieraus entsprechende Signalge erzeugt,

(b) eine Steuerschaltung (66), die die erzeugten Signale zum Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters nutzt, der sich auf der Fläche und unterhalb der Düse (24) befindet,

(c) eine Einrichtung, die in der Steuerschaltung (66) enthalten ist, die das Füllen eines Behälters (14, 16) auf der Fläche mit einem Getränk über die Düse

(24) steuert, und

(d) eine Einrichtung, die in der Steuerschaltung (66) enthalten ist, die die Füllzeit mißt und die gemessene Zeit mit einer maximalen Zeitperiode für einen Behälter vergleicht, die der Höhe eines zu füllenden Behälters entspricht und die ferner den Füllschritt beendet, wenn die gemessene Zeit die maximale Zeit überschreitet.

47. Vorrichtung zum automatischen Füllen eines Behälters

mit einem Getränk, gekennzeichnet QQ durch:

(a) eine Ultraschallenergiewandlereinrichtung, die Ultraschallenergie in Richtung auf eine einen Behälter tragende Fläche nach unten sendet, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse (24) gg befindet, die Ultraschallenergie empfängt, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, und entsprechende Signale hieraus erzeugt,

χ (b) eine Steuerschaltung (66), die die erzeugten Signale zum Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters (14) auf der Fläche und unterhalb der Düse (24) nutzt,

(c) eine Einrichtung, die in der Steuerschaltung (66) enthalten ist, die das Füllen eines Behälters auf der Fläche mit einem Getränk über die Düse (24) steuert, und

(d) eine Einrichtung, die in der Steuerschaltung (66) ent-XO halten ist, die den Behälter während einer Anfangsfüllperiode eine ermittelte Zeitperiode lang füllt, um den Behälter zu stabilisieren, bevor das Füllen des Behälters unter Überwachung des steigenden Flüssigkeitspegels mittels Ultraschall-Xg energie bis zu Ende durchgeführt wird.

48. Vorrichtung zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet durch:

2Q (a) einen Ultraschallenergiewandler, der Ultraschallenergie auf eine einen Behälter tragende Fläche nach unten richtet, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse befindet und die Ultraschallenergie empfängt, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wobei die Wandlereinrichtung hieraus entsprechende Signale erzeugt,

(b) eine Steuerschaltung (66) , die die erzeugten Signale zum Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters (14) nutzt, der sich auf der Fläche und

_g0 unterhalb der Düse (2 4) befindet,

(c) eine Einrichtung in der Steuerschaltung (66) enthalten ist, die das Füllen eines Behälters (14) auf der Fläche mit einem Getränk über die Düse (24) steuert, und

(d) eine Einrichtung in der Steuerschaltung (66) enthalten ist, die bestimmt, wenn eine Fläche oberhalb der Lippe des Behälters vorhanden ist und

die das Füllen beendet, wenn eine solche Fläche während des Füllvorganges detektiert wird.

49. Vorrichtung zum automatischen Füllen von Behältern mit einem Getränk, gekennzeichnet durch:

(a) ein Paar von benachbarten Getränkeausgabeventilanordnungen (12, 112), die jeweils enthalten:

(1) einen Ultraschallenergiesender (80), der

Ultraschallenergie nach unten auf eine einen

Behälter tragende Fläche richtet, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse (24) befindet,.

(2) ein Ultraschallenergieempfänger (62) , der gesondert oder in einem Abstand von dem Sender

(80) angeordnet ist, und der derart vorgesehen ist, daß er die Ultraschallenergie empfängt, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird und der entsprechende Signale erzeugt,

(3) eine Steuerschaltung (66), die die erzeugten

. Signale nutzt, um das Vorhandensein eines Behälters zu detektieren, der sich auf der Fläche und unterhalb der Düse (24) befindet, ^und

(4) eine Einrichtung in der Steuerschaltung (66)

enthalten ist, die das Füllen des Behälters mit dem Getränk über die Düse (24) steuert, und

OQ (b) eine Einrichtung, die die benachbarten Ventilanordnungen (12, 112) zeitlich getrennt dadurch steuert, daß die Arbeiten mit verschiedenen Halbzyklen einer Wechselstromenergieversorgung synchronisiert wird.

50. Vorrichtung zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet durch:
(a) ein Paar von benachbarten Getränkeausgabeventilanordnungen (12, 112), die jeweils enthalten:

(1) eine Ultraschallenergiewandlereinrichtung (62, 80), die Ultraschallenergie in Richtung nach unten auf eine einen Behälter tragende Fläche richtet, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse (2 4) befindet und die Ultraschallener

gie empfängt, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wobei der Wandler entsprechende Signale erzeugt,

(2) eine Steuerschaltung (66), die die erzeugten Signale nutzt, das Vorhandenseins eines Behälters (12) zu detektieren, das sich auf der Fläche und unterhalb der Düse (24) befindet,

(3) eine Einrichtung in der Steuerschaltung (66) enthalten ist, die das Füllen eines Behälters auf der Fläche mit dem Getränk über die Düse

(24) steuert, und

(4) wenigstens ein Kristall (30, 34) in der Wandlereinrichtung vorgesehen ist, der eine Kunststoff linse (32, 36 ) hat, die an einer Bodenfläche sowohl zum Koppeln des Kristalls

mit Luft als auch zur Bündelung des vom Kristall ausgegebenen Strahls angebracht ist, und

(b) eine Einrichtung, die die benachbarten VentilangO Ordnungen (12, 112) zeitlich getrennt dadurch betreibt, daß das Betreiben mit unterschiedlichen Halbzyklen einer Wechselstromenergieversorgung synchronisiert wird, um wechselseitige Störungen zu vermeiden.

51 . Verfahren zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Senden von Ultraschallenergie auf eine einen Be-

hälter tragende Fläche nach unten, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse befindet, wobei die Ultraschallenergie von einem Ultraschallsender gesendet wird,

(b) Empfangen der Ultraschallenergie, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, und zwar mittels eines Ultraschallempfängers, der gesondert unter einem Abstand vom Sender vorgesehen ist, und der entsprechende Signale erzeugt,

(c) Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters, 2g wenn dieser auf der Fläche und unterhalb der Düse sich befindet, und

(d) Steuern des Füllvorganges des Behälters mit einem Getränk über die Düse.

52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß der Sender und Empfänger Kristalle sind, daß der Schritt mitumfaßt wird, nach dem die Kristalle bei einer Frequenz im Bereich von etwa 200 bis 450 kHz betrieben werden.

53. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt mitumfaßt wird, daß die Kristalle bei etwa 400 kHz betrieben werden.

_g0 54. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt mitumfaßt wird, bei dem jeder Kristall mit der Luft gekoppelt und die Strahlen entsprechend dadurch gebündelt werden, daß eine Kunststofflinse an einer Bodenfläche jedes Senderund Empfänger-Kristalls angebracht wird.

55. Verfahren nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt mitumfaßt wird, bei dem ein geformter Strahl vom Sender erzeugt wird, der einen Fußpunkt mit einer rechteckigen Form und eine Länge von etwa 6,25 cm und eine Breite von etwa 19,05 mm in einem Abstand von etwa 30 cm vom Sender hat.

56. Verfahren nach Anspruch 55, dadurch g e k e η η iQ zeichnet, daß der Schritt mitumfaßt wird, bei der die Empfängerkristallxnse mit einer solchen Form versehen wird, daß ein Strahl empfangen wird, der eine ähnliche Form wie jener Strahl hat, der von der Senderlinse erzeugt wird.

57. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt mitumfaßt wird, bei dem der Senderkristall und der Empfängerkrxstall nebeneinander in einer einzigen Wandleranordnung

2Q angebracht wird.

58. Verfahren nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet , daß die Düse einen Teil einer Getränkeausgabeventilanordnung ist, und daß der Schritt mitumfaßt wird, bei dem die Wandleranordnung an einer Bodenfläche der Ventilanordnung in der Nähe der Düse angebracht wird.

59. Verfahren nach Anspruch 58, dadurch g e k e η η -

__ zeichnet, daß der Schritt mitumfaßt wird, oU

bei dem ein Steuermodul an der Ventilanordnung angebracht wird, wobei die Steuerschaltung einen Mikroprozessor hat, und wobei die Sender- und Empfängerkristalle mit der Steuerschaltung dem Steuermodul _o_ elektrisch verbunden sind.

60. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuermodul an der Vorderseite der Ventilanordnung vorgesehen wird und daß der Steuermodul mit einem Handdruckschalter versehen wird, der das automatische Arbeiten der Steuerschaltung übersteuert, und daß ferner ein Anzeigelicht auf der Vorderfläche des Steuermoduls vorgesehen wird, das einer Bedienungsperson anzeigt, wenn ein Behälter sich unterhalb der Düse und auf der den Behälter tra-"LO genden Fläche befindet und dieser Behälter zuviel Eis enthält.

61. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt mitumfaßt wird,

^5 bei dem ein Schaumschalter dem Steuermodul zwischen einer Schaumstellung und einer schaumlosen Stellung bewegbar ist, wobei dieser Schalter für Getränke bestimmt ist, die jeweils zur Schaumbildung neigen oder nicht, und daß ferner der Schritt mitumfaßt wird,

2Q bei dem der Schaumschalter in eine der beiden Stellungen in Abhängigkeit von der auszugebenden Getränkesorte gebracht wird.

62. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch g e k e η η zeichnet, daß an dem Steuermodul ein Schalter mit einer Mehrzahl von Stellungen angebracht wird, die zum Einstellen eines zulässigen Eispegels in einem Getränk zu füllenden Behälter dienen, und daß der Schritt mitumfaßt wird, bei dem der Schalter auf einen zulässigen Eispegel eingestellt wird.

63. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt mitumfaßt wird, bei dem ein Mikroprozessor im Steuermodul vorgesehen wird.

64. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Empfangsschritt aufweist, daß die vorauslaufende Kante der reflektierten Ultraschallenergiewellen detektiert wird.

65. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt zum Steuern des Füllens des Behälters mit einem Getränk über die Düse (64) den Schritt enthält, bei dem die Behälterlippe abgedeckt bzw. ausgeblendet wird, währendem der steigende Flüssigkeitspegel im Behälter überwacht wird.

66. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt zum Steuern des Füllens des Behälters den Schritt enthält, daß zu Beginn Fluid in den Behälter eine ermittelte Zeitperiode lang ausgegeben wird, um den Becher auf einen ausreichenden Pegel zur Stabilisierung des Bechers zur Reduzierung von Schwingungen während des Füllvorganges zu füllen.

67. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt zum Steuern des Füllens des Behälters den Schritt enthält, bei dem eine hohe Verstärkung beim Detektieren der Lippe eines Behälters verwendet wird und bei dem dann die Verstärkung reduziert wird, währendem der steigende Flüssigkeitspegel detektiert wird.

go 68· Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt zum Steuern des Füllens des Behälters den Schritt enthält, bei dem eine maximale Zeit ermittelt wird, bei dem ein Becher mit einer bestimmten Größe gefüllt wird, der sich

op- auf der Auflagefläche befindet und bei dem Füllzeit eines Behälters gemessen sowie die Füllzeit mit der maximalen Zeit verglichen wird und dann das Füllen

beendet wird, wenn die Füllzeit die maximale Zeit überschreitet.

69. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Schritt zum Steuern des Füllens des Behälters den Schritt enthält, bei dem eine Fläche über der Behälterlippe gesucht wird und bei dem das Füllen beendet wird, wenn eine solche Fläche als vorhanden ermittelt wird.

70. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt zum Steuern des Füllens des Behälters den Schritt enthält, bei dem Eishöhe in einem Behälter bestimmt wird und die Eishöhe

j5 mit der zulässigen Eishöhe für den Behälter verglichen wird, wobei das Füllen des Behälters nur dann fortgesetzt wird, wenn die ermittelte Eishöhe kleiner als die zulässige Eishöhe ist.

71. Verfahren nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt mitumfaßt wird, bei dem eine Anzeigeleuchte erregt wird, die eine Bedienungsperson davon in Kenntnis setzt, daß ein Behälter zuviel Eis enthält, und zwar dann, wenn die

ng ermittelte Eishöhe größer als die zulässige Eishöhe ist.

72. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt zum Detektieren

qQ des Vorhandenseins eines Behälters zwei Hauptprogramme enthält, die ein Initialisierungsprogramm und ein Becherdetektionsprogramm einschließen, und daß der Schritt zum Steuern des Füllens des Behälters die beiden Hauptprogramme eines Füllprogramms und eines Be-

OK cherentnahmeprogramms miteinschließt.

OCO/C/R

73. Verfahren nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet , daß das Initialisierungsprogramm die Schritte umfaßt, bei denen alle RAMs gelöscht werden, eine Sekunde zur Stabilisierung der Energie-Versorgung abgewartet wird, ein gesondertes Programm verwendet wird, um eine Überwachung mit einer maximalen Verstärkung und ohne Fenster bei einem Echoabstand zwischen 17,5 cm und 32,5 cm durchzuführen, eine Anzeigeleuchte zum Aufleuchten gebracht wird, um der ^q Bedienungsperson anzuzeigen, wenn in diesem Bereich kein Echo erzeugt wird und bei dem beim Detektieren eines Echos innerhalb dieses Bereiches der Abstand im RAM als der Abstand der den Behälter tragenden Fläche gespeichert wird und daß dann mit dem Becherig detektionsprogramm fortgefahren wird.

74. Verfahren nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, daß das Becherdetektionsprogramm die Schritte enthält, bei denen ein stabiler Behälter-

2Q lippenabstand mehr als 7,5 cm über der den Behälter tragenden Fläche hergestellt wird, und bei denen ein Becherboden oder ein Eispegel ermittelt wird, der mehr als 2,5 mm über der den Behälter tragenden Fläche und um mehr als 6,35 mm unterhalb der Behälterlippe

2g vorhanden ist, bei denen ferner die Eis- oder Bodenhöhe ermittelt und diese ermittelte Höhe als tatsächliche Eishöhe abgespeichert wird, die Becherhöhe vom Lippenabstand und der den Behälter tragenden Fläche ermittelt wird, die zulässige Eishöhe ermittelt wird,

__Ω die zulässige Eishöhe mit der tatsächlichen Eishöhe verglichen wird und mit dem Füllprogramm fortgefahren wird, wenn die tatsächliche Eishöhe kleiner als die zulässige Eishöhe ist.

„,. 75. Verfahren nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet , daß das Füllprogramm die Schritte enthält, bei denen der Füllvorgang auf maxi-

mal drei Ein-Aus-Zyklen begrenzt wird, zum Absetzen irgendeines Schaumes nach den ersten beiden Ein-Zyklen gewartet wird, bevor mit dem nächsten Zyklus begonnen wird,und daß nach dem Absetzen des Schaumes wenn der Behälter innerhalb eines Bereiches von 8,89 mm voll ist mit dem Beeherentnahmeprogramm begonnen wird.

76. Verfahren nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet , daß das Becherentnahmeprogramm die Schritte umfaßt, bei denen eine Füllanzeige ausgeschaltet wird, der Füllschritt beendet wird und eine Anzeigeleuchte erregt wird, die einer Bedienungsperson angibt, daß der Füllvorgang beendet ist, daß dann auf einem Echoabstand innerhalb von 6,35 mm der den Behälter tragenden Fläche gewartet wird und wenn dieser Abstand empfangen wird, ein neuer Abstand für die den Becher tragende Fläche gespeichert wird, dann die Anzeigeleuchte ausgeschaltet wird, um die Bedienungsperson in Kenntnis zu setzen, daß der Behälter entnommen werden kann und daß dann wiederum mit dem Becherdetektionsprogramm begonnen wird.

77. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt zum Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters die Schritte zum Steuern des Füllens des Behälters die Schritte enthalten, bei denen eine Folge von fünf Impulsen gesendet wird, die jeweils eine Länge von etwa 25 Mikrosekunden und wechselseitig einen Abstand von etwa 2 Millisekunden bei etwa 400 kHz haben, daß die Echoabstände , die man von den fünf Sendungen empfängt, in einem RAM speichert und dann bestimmt, ob zwei Werte vorhanden sind oder nicht, in Korrelation zu 2,5 mm stehen.

78. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt zum Steuern des Füllens eines Behälters den Schritt enthält, bei dem jegliche Echos die näher als der Lippenabstand plus 6,35 mm sind, berührt werden, um die Lippe auszublenden und daß dann eine höhere Verstärkung angewandt wird, um nach dem im Innern des Behälters steigenden Flüssigkeitspegel zu suchen.

79. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt zum Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters den Schritt mitumfaßt, bei dem bestimmt wird, ob eine Behälterlippe unterhalb der Düse vorhanden ist und bei dem dann ermittelt wird, ob eine zweite Fläche zwischen der Behälterlippe der den Behälter tragenden Fläche vorhanden ist und wenn dies zutrifft, daß dann das Füllen des Behälters fortgesetzt wird.

80. Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Steuern des Füllens eines Behälters die Schritt mitumfaßt, bei denen zu Beginn der Behälter mit einem Getränk eine Zeitperiode lang proportional zur Becherhöhe gefüllt wird, um zu erreichen, daß der Behälter zur Minimalisierung von Becherfibrationen ein ausreichendes Gewicht hat, bei denen das Füllen des Behälters fortgesetzt wird, währenddem der Flüssigkeitspegel überwacht wird und die Behälterlippe ausgeblendet wird, daß dann das Füllen beendet wird, wenn der Flüssigkeitspegel innerhalb eines Bereiches von 1,25 cm der Lippe liegt, daß dann etwa 5 Sekunden lang eine Pause eingelegt wird, um zu ermöglichen, daß sich irgendein Schaum auf 6,35 mm unterhalb der Becherlippe setzen kann, daß dann das Nachfüllen dadurch abgeglichen wird, daß man das Füllen nochmals beginnt, wenn der Flüssigkeitspegel nicht innerhalb eines Bereiches von 8,89 mm der Behälterlippe ist.

81. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerschritt mit einem gewählten Halbzyklus einer Wechselstrom-Energieversorgung durchgeführt wird.

82. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens teilweise die Form des gesinterten Ultraschallenergiestrahls durch eine Mehrzahl von Ultraschallenergie absorbierenden Wänden definiert wird.

83. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß die Ultraschallenergie daran gehindert wird, daß sie direkt vom Sender zum Empfänger geht.

84. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß beim Übertragungsschritt mit einem gewählten Halbzyklus einer Wechselstrom-Energie-Versorgung gearbeitet wird.

85. Verfahren zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Senden von Ultraschallenergie auf eine einen Behälter tragende Fläche nach unten, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse befindet, wobei die Ultraschallenergie von einem Ultraschallsender abgegeben wird, und wobei die Ultraschallenergie mit einem Ultraschallempfänger empfangen wird,

die von der Richtung dieser Fläche zurückreflektiert wird, und wobei entsprechende Signale erzeugt werden,
(b) Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters aus

gg diesen Signalen, der sich auf der Fläche und unterhalb der Düse befindet,

(c) Steuern des Füllvorganges des Behälters mit dem

Getränk über die Düse, und

(d) Verwenden eines Kristalls für wenigstens den Sender und/oder den Empfänger sowie Anbringen einer Kunststofflinse und an einer Bodenfläche des Kristalls, um sowohl den Kristall mit Luft zu koppeln als auch den vom Kristall abgegebenen Strahl zu bündeln.

86. Verfahren zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Senden von Ultraschallenergie in Richtung nach unten auf eine einen Behälter tragende Fläche, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse

befindet, wobei die Ultraschallenergie von einem Ultraschallsender ausgegeben wird, und Empfangen der Ultraschallenergie mittels eines Ultraschallempfängers, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wobei entsprechende Signale erzeugt werden,

(b) Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters aus diesen Signalen, der sich auf der Fläche und unterhalb der Düse befindet,

(c) Steuern des Füllens des Behälters mit einem Getränk über die Düse, und

(d) Bestimmen der Eishöhe von Eis in einem Behälter, der sich auf dieser Fläche befindet und Vergleichen der Eishöhe mit einer zulässigen Eishöhe für diese entsprechende Behälterhöhe, wobei das Füllen des Behälters nur dann fortgesetzt wird, wenn die ermittelte Eishöhe kleiner als die zulässige Eishöhe ist.

87. Verfahren zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Senden einer Ultraschallenergie nach unten auf eine einen Behälter tragende Fläche, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse befindet, wobei hierzu ein Ultraschallsender vorgesehen ist, und Empfangen der Ultraschallenergie mit einem Ultraschallempfänger, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wobei entsprechende Signale erzeugt werden,

(b) Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters aus IQ diesen Signalen, der sich auf der Fläche und unterhalb der Düse befindet,

(c) Steuern des Füllvorganges des Behälters mit Getränk über die Düse, und

(d) der Schritt zum Detektieren des Vorhandenseins

eines Behälters und zum Steuern des Füllens eines Behälters den Schritt mitumfaßt, bei dem eine hohe Verstärkung während des Schritts des Detektierens des Vorhandenseins einer Behälterlippe angewandt wird und eine niedrige Verstärkung wäh-

2Q rend des Schritts zum Detektieren des steigenden Flüssigkeitspegels angewandt wird, um die Behälterlippe auszublenden.

88. Verfahren zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Senden der Ultraschallenergie nach unten in Richtung auf eine einen Behälter tragende Fläche, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse befindet, OQ wobei Ultraschallenergie von einem Ultraschallsender abgegeben wird, sowie Empfangen der- Ultraschallenergie von einem Ultraschallsender abgegeben wird, sowie Empfangen der Ultraschallenergie mit einem Ultraschallempfänger, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wobei entsprechende Signale erzeugt werden,

(b) Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters

auf der Fläche und unterhalb der Düse, (c) Steuern des Füllens des Behälters mit Getränken

für die Düse, und

(d) der Schritt zum Steuern des Füllens des Behälters den Schritt enthält, bei dem eine maximale Zeitperiode zum Füllen des Behälters errechnet wird, die Füllzeit gemessen wird und das Füllen beendet wird, wenn die Füllzeit größer als die maximale Zeit ist.

89. Verfahren zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennze ichnet durch folgende Schritte:

(a) Senden von Ultraschallenergie in Richtung nach unten auf eine einen Behälter tragende Fläche, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse befindet, wozu ein Ultraschallsender vorgesehen ist und Empfangen der Ultraschallenergie mittels eines Ultraschallempfängers, und zwar der Ultraschallenergie, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wobei entsprechende Signale erzeugt werden,

(b) Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters auf der Fläche und unterhalb der Düse,

(c) Steuern des Füllvorganges des Behälters mit dem Getränk über die Düse, und

(d) wobei der Schritt zum Steuern des Füllvorganges des Behälters den Schritt enthält, bei dem zu Beginn der Behälter mit einem zeitlich gesteuerten Füllzyklus gefüllt wird, um den Behälter zu stabilisieren, bevor der steigende Flüssigkeitspegel mit Ultraschallenergie überwacht wird.

90. Verfahren zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennze ichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Senden von Ultraschallenergie in Richtung nach unten auf eine einen Behälter tragende Fläche, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse befindet, wozu ein Ultraschallsender vorgesehen ist, und Empfangen der Ultraschallenergie mittels eines Ultraschallempfängers, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert worden ist, wobei entsprechende Signale erzeugt werden,

(b) Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters auf der Fläche und unterhalb der Düse,

(c) Steuern des Füllvorganges des Behälters mit Getränk über die Düse, und

(d) wobei der Schritt zum Steuern des Füllvorganges des Behälters den Schritt enthält, bei dem das Detektieren einer Fläche oberhalb der Fläche der Behälterlippe beabsichtigt ist und das Füllen beendet wird, wenn eine solche Fläche als vorhanden ermittelt wird.

91· Verfahren zum automatischen Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Senden von Ultraschallenergie in Richtung nach unten auf eine einen Behälter tragende Fläche, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse

befindet, wozu ein Ultraschallsender vorgesehen ist, und Empfangen der Ultraschallenergie mittels eines Ultraschallempfängers, und zwar der von der Richtung der Fläche zurückreflektierten Ultra-

QQ schallenergie, wobei entsprechende Signale erzeugt werden,

(b) Detektieren des Vorhandenseins eines Behälters, der sich auf der Fläche und unterhalb der Düse befindet,

gg (c) Steuerung des Füllvorganges des Behälters mit Getränk über die Düse, und

(d) der Schritt zum Steuern des Füllvorganges des Behälters den Schritt mitumfaßt, bei dem der steigende Flüssigkeitspegel mit Signalen überwacht wird, die vom Empfänger erzeugt werden und wobei der Schritt enthalten ist, bei dem jegliche

Echos unterdrückt werden, die man bei der Rückreflektion empfängt, die innerhalb eines Bereiches von etwa 6,35 mm der Behälterlippe liegen.

92. Verfahren zum automatischen Füllen des Getränkebehälters, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
(a) Betreiben jeweils einer von zwei benachbarten

Ventilanordnungen dadurch daß:

(1) Ultraschallenergie von jeder Ventilanordnung

nach unten auf eine einen Behälter tragende Fläche gesendet wird, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse der jeweiligen Ventilanordnung befindet, wozu ein Ultraschallsender an jeder Ventilanordnung verwen

det wird,

(2) die Ultraschallenergie empfangen wird, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wozu ein Ultraschallempfänger an jeder Ventilanordnung gesondert und in einem Abstand

vom Sender vorgesehen ist, und wobei entsprechende Signale erzeugt werden,

(3) das Vorhandensein eines Behälters detektiert wird, bis sich dieser auf der Fläche und un-

OQ terhalb der Düse befindet, und

(4) der Füllvorgang des Behälters mit Getränk über die Düse gesteuert wird, und

(b) Betreiben der benachbarten Ventilanordnungen in

zeitlich gesonderter Folge dadurch, daß ihre gg Arbeitsweise mit unterschiedlichen Halbzyklen einer Wechselstrom-Energieversorgung synchronisiert wird, um wechselseitige Störungen zu verhindern .

93. Verfahren zum automatischen Füllen von Behältern, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Betreiben jeder benachbarter Ventilanordnung von zwei solchen Ventilanordnungen dadurch:

(1) Ultraschallenergie von einem Ultraschallsender nach unten auf eine einen Behälter tragende Fläche gesendet wird, die sich unterhalb einer Getränkeausgabedüse an einer Ventilan- IQ Ordnung befindet, und mittels eines Ultra

schallempfängers in jeder Ventilanordnung die Ultraschallenergie empfangen wird, die von der Richtung der Fläche zurückreflektiert wird, wobei entsprechende Signale erzeugt werden,

!5 (2) daß aus den Signalen das Vorhandensein eines

Behälters detektiert wird, der sich auf der Fläche und unterhalb der Düse befindet, (3) das Füllen des Behälters mit Getränk über die Düse gesteuert wird, und
(4) ein Kristall für wenigstens den Sender und/oder Empfänger verwendet wird und eine KunststoffLinse an einer Bodenfläche des Kristalls angebracht wird, um sowohl den Kristall mit Luft zu koppeln als auch vom Kristall abgegebene Strahlung zu bündeln,

und

(b) Betreiben der benachbarten Ventilanordnungen in zeitlich gesonderter Reihenfolge dadurch, daß ihre· Arbeitsweisen mit unterschiedlichen HaIbgo zyklen einer Wechselstrom-Energiequelle synchronisiert werden, um wechselseitige Störungen zu verhindern.

94. Wandleranordnung zur Verwendung beim automatischen g₅ Füllen eines Behälters mit einem Getränk, gekennzeichnet durch:

(a) ein Gehäuse,

(b) ein Senderkristall, der eine erste Linse hat, die mit seiner unteren Fläche verbunden ist,

(c) einen gesonderten Empfängerkristall, der eine

zweite Linse hat, die mit seiner unteren Fläche verbunden ist,

(d) wobei der Senderkristall und die erste Linse innerhalb eines nicht-eisenhaltigen Metallrohrs angeordnet sind, aber dasselbe nicht berühren,

"LQ (e) wobei der Sende rkr is ta 11 und die zweite Linse in einem zweiten nicht-eisenhaltigen Metallrohr angeordnet sind, aber dasselbe nicht berühren, (f) wobei das erste und das zweite Metallrohr im Gehäuse angeordnet sind, und durch

^g (g) einen Polyurethanschaum, der im wesentlichen den restlichen Raum in dem Gehäuse und in den Rohren ausfüllt und der die Rohre und die Kristalle an Ort und Stelle hält.

«β 95. Anordnung nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet , daß erste und zweite elektrische Leitungen sich von der Oberseite der Anordnung aus dem Schaumstoff heraus erstrecken, daß die erste Leitung erste und zweite Leiter enthält, die jeweils

2g mit einer Metallplattierung auf gegenüberliegenden Flächen des Senderkristalls verbunden sind und einen dritten Leiter enthalten, der mit dem ersten Metallrohr verbunden ist, und daß die zweite Leitung erste und zweite Leiter enthält, die jeweils mit einer

„0 Metallplattierung auf gegenüberliegenden Flächen des Empfängerkristalls verbunden sind, sowie eine dritte Leitung enthalten, die mit dem zweiten Rohr verbunden ist.

_g5 96. Anordnung nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet , daß die Linse derart geformt ist, sie einen Strahl erzeugt, der einen Fußpunkt bei 30 cm hat, der etwa 19,05 mm breit und 6,25 cm lang ist.

97. Anordnung nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet , daß die Kristalle Keramikkristalle sind, die aus PZT-4 oder PZT-5a~Material hergestellt sind, und daß die Linsen aus ABS oder Acrylkunststoff hergestellt sind.

98. Anordnung nach Anspruch 97, dadurch gekennzeichnet , daß jede Linse an den jeweiligen Kristall angeklebt ist.

99. Anordnung nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet , daß die Kristalle und Linsen kreisförmige Scheiben mit einem Durchmesser von etwa 1,25 cm sind.

100. Anordnung nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet , daß Ultraschallenergie absorbierende Wände vorgesehen sind, die sich nach unten unterhalb des Senderkristalls erstrecken, um die zu den Wänden übertragene Ultraschallenergie zu absorbieren.

101. Anordnung nach Anspruch 94, dadurch g e k e η η ze i ch η e t, daß jeder Kristall in einem Hohlraum in einer unteren Fläche des Schaums versenkt angeordnet ist.