DE4203694A1 - Vorrichtung zum ermitteln des fuellstands eines formlosen guts in einem tank - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands eines formlosen Gutes in einem Tank mit einem Sen­ sor und einer Anzeigevorrichtung.

Bei einer Vielzahl von Anwendungen ist es erforderlich und bekannt, den Füllstand in einem Tank, z. B. einem Kraft­ stofftank oder einem Korntank außerhalb anzuzeigen. So wird z. B. mittels eines durchsichtigen Rohrs, das an den boden- und den deckennahen Bereich eines Kraftstofftanks ange­ schlossen ist, der Füllstand des Kraftstoffs nach außenhin angezeigt. Bei einem Korntank ist es bekannt (US-PS-32 46 313), eine als Schwimmer dienende Auflage vorzusehen, die auf der Oberseite eines Getreideschüttkegels aufliegt und in einer bestimmten Stellung einen Schalter schließt, der an­ zeigt, daß der Korntank gefüllt ist.

Während die zuerst genannte Füllstandsermittlungs- und an­ zeigevorrichtung nur ein Ablesen des Füllstands direkt an dem Kraftstoffbehälter erlaubt, ist die zweitgenannte Vor­ richtung aufwendig und gibt nur ein Signal, wenn der Korn­ tank vollkommen gefüllt ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gese­ hen, eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands eines formlosen Guts in einem Tank mit einem Sensor und einer An­ zeigevorrichtung vorzuschlagen, die mit einem geringen Auf­ wand hergestellt werden kann und eine Anzeige entfernt von dem Tank liefert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patenanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentan­ sprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vor­ teilhafter Weise weiterentwickeln.

Auf diese Weise wird, abhängig von dem Gewicht der auf dem Sensor ruhenden Säule des Guts, das Schüttgut oder eine Flüssigkeit sein kann, ein Druck aufgebaut, der das Medium zu der als Gefäß ausgebildeten Anzeigevorrichtung hin ver­ drängt, so daß sich der Pegel des darin befindlichen Mediums nach oben verschiebt. Das Maß, um das sich der Pegel nach oben verschiebt, entspricht dann der Zunahme der Guthöhe bzw. der Gutmenge und somit dem Gesamtgewicht des Guts in dem Tank. Dieses auf dem Prinzip der kommunizierenden Röhren beruhende System erlaubt es, durch eine einfache Bemessung der Leitungslänge die Anzeige grundsätzlich an beliebig weit entfernter Stelle vorzunehmen; Flüssigkeitsreibungsverluste können vernachlässigt werden. Da in der einfachsten Aus­ führungsform keine elektrischen oder elektronischen Teile vorhanden sind, ist diese Vorrichtung auch unkompliziert und kostengünstig herzustellen.

Für den Fall, daß in dem Tank Güter mit unterschiedlichem spezifischen Gewicht gelagert werden, ist eine Skala vor­ gesehen, auf der die Anzeige des Gewichts/Füllstands jeweils entsprechend korrigiert angezeigt ist. Diese Skala kann neben der Anzeigevorrichtung befestigt sein; sie kann aber auch auf die Anzeigevorrichtung selbst aufgebracht werden.

Die Anzeige der Guthöhe bzw. des Gutgewichts in dem Tank über einen Flüssigkeitspegel in der Anzeigevorrichtung kann erleichtert werden, wenn der Flüssigkeit Farbe oder fluores­ zierende Mittel beigefügt werden.

Es ist auch möglich, den Pegel der Flüssigkeit mittels eines Schwimmers anzuzeigen, wobei der Schwimmer darüber hinaus auch als ein Ventil funktionieren oder ein solches enthalten kann, das ein Ausströmen des Mediums aus der Anzeigevorrich­ tung verhindert.

Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung im Winter außerhalb geschlossener Räume benutzt, sollte einer benutzten Flüssig­ keit ein Frostschutzmittel beigfügt werden.

Die Verwendung eines Schwimmers in der Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Pegels ermöglicht es auch, dessen Stellung mittels induktiver oder kapazitiver Aufnehmer oder mittels einer Lichtschranke zu erfassen und abhängig von der erfaß­ ten Stellung z. B. eine Entleerungsvorrichtung für den Tank einzuschalten oder auszuschalten. Die Stellung des Schwim­ mers kann auch einem Alarmkreis mitgeteilt werden.

Um Schwankungen in dem System weitgehendst zu unterbinden bzw. eine Korrektur der unterschiedlichen spezifischen Gewichte vornehmen zu können, wird vorgeschlagen, die Anzei­ gevorrichtung außer an der Verbindung mit der Leitung nach außen zu verschließen.

Anstatt der Beobachtung des Standes einer Flüssigkeit in einer als Gefäß ausgebildeten Anzeigevorrichtung kann das System auch mit einem Gas gefüllt werden, das durch das auf dem Sensor lastende Gut komprimiert und somit unter einen erhöhten Druck gesetzt wird. Dieser Druck kann an einem Manometer auf analoge oder digitale Weise angezeigt werden.

Für eine Bedienungsperson ist es entlastend, wenn die Anzei­ ge des Flüssigkeitsstandes oder Drucks in ihrem Blickwinkel liegt, was durch deren Anbringung auf oder in einer Wind­ schutzscheibe möglich ist.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine Erntemaschine in Seitenansicht mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung.

Eine in Fig. 1 gezeigte Erntemaschine 10 in der Form eines Mähdreschers ist auf vorderen angetriebenen und rückwärtigen lenkbaren Rädern 12 bzw. 14 getragen und weist eine Fahrer­ kabine 16 auf, von der aus sie von einem Fahrer bedient werden kann. Anstatt eines Mähdreschers könnte ebenso eine stationäre Dreschmaschine, eine Versuchs-Dreschanlage oder dergleichen in Frage kommen; wesentlich ist lediglich, daß sie einen im nachfolgenden beschriebenen, irgendwie gearte­ ten Tank 18 enthält. An die Fahrerkabine 16 schließt sich rückwärtig der Tank 18, ein sogenannter Korntank an, der in ihn abgegebenes Gut über ein Entleerrohr 20 nach außen ab­ geben kann. Der Tank 18 lagert auf einem Rahmen 22, in dem zugeführtes Gut auf dem Weg über eine Dreschtrommel 24, einen Dreschkorb 26 und eine Wendetrommel 28 in seine großen und kleinen Bestandteile zerlegt wird. Auf daran anschlie­ ßenden Schüttlern 30 sowie auf einem Vorbereitungsboden 32 und Sieben 34 wird eine weitere Trennung des geernteten Guts durchgeführt, wobei schließlich der ausgedroschene Gutanteil in den Tank 18 gefördert wird, die großen Erntegutteile über die Schüttler 30 auf den Boden abgelegt werden und leichte Bestandteile mittels eines Gebläses 36 von den Sieben 34 ebenfalls auf den Boden geblasen werden. Auf dem Boden liegendes oder stehendes Gut wird über einen Schrägförderer 38 und eine Steinfangmulde 40 der Dreschtrommel 24 zuge­ führt, nachdem es von einer nicht gezeigten Erntegutber­ gungsvorrichtung vom Boden aufgenommen worden ist.

Darüber hinaus ist diese Erntemaschine 10 mit einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung 42 ausgestattet, die als wesentli­ che Bestandteile einen Sensor 44, eine Leitung 46 und eine Anzeigevorrichtung 48 enthält. Die Vorrichtung 42 ist in sich geschlossen und in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Flüssigkeit, nämlich Wasser, gefüllt. Die Flüssigkeitsfül­ lung ist so ausgelegt, daß sie sich normalerweise auf der Höhe des Sensors 44 einpegelt und im unbelasteten Zustand in der Anzeigevorrichtung 48 nicht oder kaum wahrgenommen werden kann.

Der Sensor 44 ist als ein Behälter aus flexiblem Material mit einem sehr geringen Verformungswiderstand hergestellt und weist eine beliebige Flächenausdehnung von z. B. 0,5 m² auf. Der Sensor 44 ist sehr flach und liegt auf dem Boden des Tanks 18 flach auf, so daß in den Tank 18 eingefülltes Getreide ihn bedecken kann; er könnte aus Gummi oder Kunst­ stoff hergestellt sein.

Die Leitung 46 besteht aus einem einfachen Schlauch, der einenends dicht an den Sensor 44 und anderenends dicht an die Anzeigevorrichtung 48 angeschlossen ist. Wenn die Lei­ tung 46 auch als Rohr ausgebildet sein könnte, so ist die Ausbildung als Schlauch jedoch zumindest insofern von Vor­ teil, als ein Schlauch leichter verlegt und durchsichtig ausgebildet werden kann. Die Leitung 46 erstreckt sich durch den Tank 18 bis zu der Fahrerkabine 16, wo sie senkrecht nach oben führt.

Die Anzeigevorrichtung 48 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein dünnes, durchsichtiges Kunststoffrohr, also als ein Gefäß ausgebildet, das senkrecht oder nahezu senkrecht an einem Eckpfosten 50 der Fahrerkabine 16 angebracht ist. Das obere Ende der Anzeigevorrichtung 48 reicht nahezu bis zu der Höhe des oberen Abschlusses des Tanks 18. Da normaler­ weise in dem Tank 18 Getreide lagert und Getreide leichter ist als z. B. Wasser, ist es nicht erforderlich, daß die Oberkante der Anzeigevorrichtung 48 auf der Höhe der Ober­ kante des Tanks 18 liegt. Seitlich der Anzeigevorrichtung 48 befindet sich ebenfalls an dem Eckpfosten 50 eine nicht gezeigte Skala, an der abgelesen werden kann, welchem Ge­ wicht oder Füllstand die angezeigte Höhe der Flüssigkeit in der Anzeigevorrichtung 48 entspricht. Die Anzeigevorrichtung 48 könnte auch als eine Fortsetzung der durchsichtigen Leitung 46 ausgebildet sein.

Ausgehend von dem Prinzip der kommunizierenden Röhren ist nach dieser Beschreibung und der Zeichnung zu erkennen, daß bei leerem Tank 18 das von Wasser gebildete Medium nahezu vollständig in dem am tiefsten gelegenen Punkt, nämlich in dem Sensor 44 versammelt ist. Sobald in den Tank 18 Getreide gefördert wird, das sich auf dem Sensor 44 ablagert, steigt der Druck in dem Sensor 44 an, und das flüssige Medium wird zu der Anzeigevorrichtung 48 gedrängt, wo es einen höheren Pegel einnimmt. Mit steigendem Gewicht auf dem Sensor 44 wird dieser immer flacher, bis die Mediumsäule in der Anzei­ gevorrichtung 48 schließlich ihren höchsten Punkt erreicht, der dem vollkommen gefüllten Tank 18 entspricht. An der sich daneben befindlichen Skala kann schließlich ermittelt wer­ den, welches Gutgewicht sich in dem Tank 18 befindet. Unter Umständen ist aber keine Information über das Gewicht ge­ fragt, sondern lediglich über den Füllstand in dem Tank 18, z. B. um zu erfahren, ob dieser zu leeren ist oder bereits/ noch leer ist.

Um diese Vorrichtung auch dann anwendbar zu machen, wenn sich der Sensor 44 und die Anzeigevorrichtung 48 nicht in der gleichen Höhenlage befinden, kann die vollkommen ge­ schlossene Anzeigevorrichtung 48 auch unter einen Druck gesetzt werden, der der Bewegung der Flüssigkeitssäule entgegenwirkt oder diese z. B. bei Unterdruck unterstützt. In derartigen Fällen empfiehlt sich evtl. die Verwendung einer Membrane.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands eines formlo­ sen Guts in einem Tank (18) mit einem Sensor (44) und einer Anzeigevorrichtung (48), dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (44) als ein flexibler Behälter und die Anzeigevorrichtung (48) als ein Gefäß ausgebildet sind, die über eine Leitung (46) miteinander in Ver­ bindung stehen und mit einem verdrängbaren Medium ge­ füllt sind, das sich in Abhängigkeit von dem Gewicht des auf dem Sensor (44) lastenden Guts zur Anzeigevor­ richtung (48) verlagert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (48) zumindest teilweise durchsichtig ist und eine Skala für verschiedene Güter aufweist oder mit einer solchen verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Medium eine eingefärbte Flüssigkeit ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium eine Flüssigkeit mit einer fluoreszierenden Substanz ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ober­ fläche der Flüssigkeit ein nach außen sichtbarer Schwimmer schwimmt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit frostsicher ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer die Anzeigevorrichtung (48) in einer oberen Endstellung verschließt.

8. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 5 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stand des Mediums in der Anzeigevorrichtung (48) mittels Fühlern erfaßbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler mit einem Schaltkreis verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevor­ richtung (48) außer an der Leitung (46) geschlossen ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevor­ richtung (48) in ihrem oben liegenden Bereich an einen Druckbehälter angeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (44), die Leitung (48) und die Anzeige­ vorrichtung (48) ein geschlossenes System bilden, das mit Gas unter einem bestimmten Druck gefüllt ist, wo­ bei die Menge des aus dem Sensor (44) verdrängten Ga­ ses über einen analog oder digital anzeigenden Manome­ ter erfaßbar sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevor­ richtung (48) oder der Manometer auf die Windschutz­ scheibe einer Fahrerkabine (16) aufgebracht oder in diese integriert ist.