DE7031884U - Fuellstandsmessvorrichtung. - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE

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VEGA Vertrieb und Fertigung

elektronischer Geräte und

Apparate Grieshaber KG 25. August 1970

7620 W ο 1 f a c h Schu/Me - 10

Hauptstraße 1-9

Füllstandsmeßvorrichtung

Die Neuerung betrifft eine elektromechanische Füllstandsmeßvorrichtung, bei der ein Tastgewicht an einem Meßseil bzw. -band bis zum Auftreffen auf die Oberfläche eines Füllgutes abgesenkt und infolge der auf eine Umschaltwaage wirkenden Seilentlastung wieder aufgezogen wird, wobei die automatisch erfaßte Länge des ab- bzw. aufgespulten Meßseils ein Maß für den Füllstand darstellt.

In bekannter Weise führt das Meßseil bei derartigen Geräten von der Antriebsrolle über eine umlenkende und die Spullänge des Meßseils erfassende Meßrolle zu den unter dem Eigengewicht des Tastgewichtes frei herabhängenden Seilende. Dabei ist zwischen der Antriebsrolle und der Meßrolle eine Umschaltwaage

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angeordnet, die bei Seilentlastung eine Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors bewirkt. Zu diesen Zweck enthält die Umschaltwaage eine Umlenkrolle, die mittels eines federbelasteten Schwenkarms eine Auslenkung des Meßseils bewirkt. Diese Auslenkung stellt sich so ein, daß ein Gleichtgewicht zwischen der Meßseilspannung und der Federwirkung der Umschaltwaage gegeben ist. Sobald das Tastgewicht auf die Oberfläche des Schüttgutes auftrifft und somit das Meßseil entlastet wird bzw. die Federwirkung der Umschaltwaage überwiegt, wird das Meßseil weiter ausgelenkt und dabei ein Umschaltkontakt iür die Drehrichtungsumkehr betätigt.

Um eine gleichmäßige Ansprechempfindlichkeit bei derartigen Geräten zu gewährleisten, müssen diese an die entsprechenden Umgebungsbedingungen angepaßt werden. Je nach der Art des Füllgutes, dem Gewicht sowie der Form und Größe des Tastgewichtes wird bei sonst gleichem Aufbau des Gerätes und insbesondere bei gleicher umschaitwaage eine unterschiedliche Ansprechempfindllchkeit erzielt. Diese Tatsache führt beim Einbau des Gerätes oft zu erheblichen Schwierigkeiten, da zumeist von vornherein nicht abzusehen ist, welche Art von Tastgewichten bei den jeweiligen Umgebungsbedingungen am günstigsten ist. Da jedoch nach der Installation zumeist keine wesentlichen Xnderungen des Gerätes möglich sind, wird das richtige Tastgewicht im allgemeinen durch Versuche nach der Installation erraitcelt und eingesetzt. Die sich dabei möglicherweise ergebende ungünstigere Ansprechempfindlichkeit wird zumeist in Kauf genommen, und nur in besonders kritischen Fällen wird die Umschaltwaage durch Austausch von Teilen entsprechend abgeändert.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Geräte ist darin zu suchen, daß das wirksame und durch die Auslenkung des Meßsails bewirkte Belastungsmoment für die Umschaltwaage infolge einer ungünstigen Anordnung entsprechend niedrig ist, was zu erheblichen Umschaltungenauigkeiten führen kann. Da nur ein sehr geringer Teil der Meßseilbelastung für die Erzeugung eines Belastungsmomentes

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für die Federwaage ausgenutzt wird und da diase auf eine entsprechend kleinere Seilzugentlastung ansprechen soll, ergeben sich hierdurch erheb?.iche Probleme und damit verbundene Meßungenauigkeicon.

Die wesentliche Aufgabe der Neuerung ist darin *« suchen., bei einer Füllstandsmeßvorrichtung der genannten Art unabhängig von der jeweilig gewählten Art des Tastgowichtes und des Füllgutes eine stets gleichbleibende Ansprechempfindlichkeit und hohe Meßgenauigkeit zu gewährleisten. Die Anpassung an die jeweiligen Arbeitsbedingungen soll mit einfachen Mitteln und auf äußerst unkomplizierte Weise er*ielbar sowie von ungeschultem Personal durchführbar sein.

Die Aufgabe der Neuerung wird bei einer Füllstandsmeßvorrichtung der genannten Art dadurch erzielt, daß die Umschaltwaage ein Rucks te lie lenient mit einem Einstellglied für die Rückstellkraft bäw. das Rucks tellrocinar.t aufweist= Gemäß einem üntermerkxaal der Neuerung stellt das Rückstellelement eine Feder dar, die sich zwischen einem Ende eines Ruckstell-Hebelarms der Umschaltwaage und dem Einetellglied befindet. Gemäß weiteren Untermerkmalen ist die Umschaltwaage direkt am frei ablaufenden Teil des Meßseils angeordnet, und sie weist einen etwa waagerecht verlaufenden Belastungs-Hebelarm mit einer am Ende befindlichen und vom frei ablaufenden Teil des Meßseils teilweise und beispielsweise um etwa 90° umschlungenen Führungsrolle auf.

Der wesentliche Vorteil dor Neuerung ist darin zu suchen, daß die Rückstellwirkung der Umschaltwaage einstellbar und den jeweiligen vom Tastgewicht abhängenden Belastungsmomenten anpaßbar ist. Somit kann nach der Installation des Gerätes und nach Feststellung des richtigen Tastgewichtes in einfachster Weise eine Anpassung des Rückstellmomentes durchgeführt werden. Anderenfalls würde bei einer Vergrößerung des Testgewichtes und bei gleichbleibendem Rückstellmoment der Umschaltwaage ein Um-

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schalten erst bei einer größeren Eintauchtiefe des Tastgewichtes in das Füllgut und somit erst bei größerer Set!entlastung erzielt werden. Damit kann in ungünstigen Fällen eine erhebliche Meßungenauigkeit verbunden sein. Im vorliegenden Fall wird das Ruckstellmoment der Umschaltwaage mit Hilfe des ainöt«ii<fii«ua* an da±» entsprechenäe Tastgewicht angepaßt, wodurch die Stellung des Belastunge-Hebelarms der Umschaltwaage bei allen Tastgewichten iuf den gleichen Ausgangswert eingerichtet wird. Da ferner die Umschaltwaage direkt am frei ablaufenden Teil des MeOseils angeordnet 1st, kann ein wesentlich größerer Teil der Belastung des Meßseils zur Erzeugung eines Belastung saomentes fflr die Federwaage herangezogen werden. Auch aus diesem Grunde ist eine erhöhte Meßsicherheit gewährleistet. Außerdem wird bei größeren Belastungsmomenten die Einstellbarkelt des RUckstellmomentes vereinfacht, da bei sehr kleinen Momenten entsprechend kleinere Verstellgrade notwendig wären, was insbesondere bei mechanischer Verstellung zu erheblichen Schwierigkeiten führen ksnn. Das neuerungsgessSSe Gerät vermeidet jedoch diese Schwierigkeiten und 1st wagen seiner ünanfälligkelt auch für eine grobe Betriebsweise geeignet, die in vielen Anwendungsfällen zwangsweise gegeben ist. Außerdem ist es möglich, bei einer Änderung aes Füllgutes bzw. der Füligutsusammensetzung stets das gleiche Gerät zu verwenden und die Ansprechempfindlichkeit bei gleichem oder ausgetauschten Tastgewicht jeweils so anzupassen, daß die Dmschaltwaage möglichst beim Auftreffen des Tastgewichtes auf die Füllgutoberfläche anspricht. Da eine derartige Anpassung im vorliegenden Fall durch einfache Verstellung des Rückstellmomentes erzielbar ist, kann auf eine entsprechende Dmeichung der die ab- bzw. aufgespulte Meßseillunge erfassenden Meßglieder verzichtet werden.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht des Gerätes mit der

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Meßseilführung,

Fig. 2 eine schematische Rückansicht des Gerätes mit dem

Rückstelleloment urt>, Jem Einstellglied der Umschaltwaage.

Ein Tastgewicht 10, dessen Form, Größe und Gewicht weitgehend beliebig und den jeweiligen Bedingungen anpaßbar sind, befindet sich an einem Meßband bzw. Meßseil 12, beispielsweise aus VA-Material. In einigem Abstand zum Tastgewicht 10 ist in bekannter Weise ein Straffgewicht 14 angeordnet, an das sich ein oder mehrere Schalthülsen 64 anschließen. Das MeSseil 12 führt durwh eine öffnung 17 eines Gehäuses 16 und kann maximal bis zum Anschlag eines konischen Teils des Straffgewichts 14 an einen entsprechend konischen Teil der Öffnung 17 eingezogen werden. Die Vorder- und Rückseiten des Gerätes sind durch eine Zwischenwand 18 voneinander getrennt.

Das unter dem Eigengewicht des Tastgewichtes 10 herunterhängende Ende des Meßseils 12 führt im oberen seitlichen Teil der Gerätevorderseite über eine Führungsrolle 20 der Umschaltwaage. Diese Führungsrolle 20 ist auf einer Achse 21 drehbar gelagert, die ihrerseits fest mit einem Belastungs-Hebelarm der Umschaltwaage verbunden ist. Der Hebelarm ist schwenkbar gelagert und mit einer entsprechenden und durch die Zwischenwand 18 führenden Achse 24 fest verbunden, so daß die Schwenkbewegung des Belastungs-Hebelarms 22 auf die Geräterückseite übertragen wird.

Das Meßseil 12 umschlingt die Führungsrolle 20 der Umschaltwaage um nahezu 90° und führt anschließend ungefähr horizontal zu einer Meßrolle 26, die sich auf der anderen Seite des oberen Teils der GerMtevorderseite befindet. Die Meßrolle 26 ist fest mit einer in der Zwischenwand 18 gelagerten Achse 28 verbunden, so daß die Drehbewegung der Meßrolle auf die Auswerteglieder an der Geräterückseite übertragen wird.

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Im unteren Teil der Gerätevor-^seite befindet sich zwischen der Führungsrolle 20 und der Meß¹oxle 26 eine Antriebsrolle 30, die über eine durch die Zwischenwand 18 führende Ach-se mit dem eigentlichen Antrieb auf der GerSterllckseits verbunden i^i.^ Während das Meßseil die beiden ersten Rolle» eweils außer, und im gleichen Drehsinn umschlingt, ist es auf d«c Antriebsrolle 30 im umgekehrten Sinne aufgespult. Durch eine derartige Anordnung wird erzielt, daß die Meßrolle 26 zur Erzielung einer hohen Meßgenauigkeit durch sicheren Antrieb genügend weit umschlungen ist. Darüber hinaus ist durch die geschickte Anordnung der verschiedenen Drehelemente eine günstige Bauweise gewährleistet.

Auf der Geräterückseite (Fig. 2} befindet sich im unteren mittleren Teil ein Getriebeiaotor 32, der über ein Reduziergetriebe 34 mit einstellbarer Sicherheitsschaltung 36 für eine maximale Abspullänge des Meßseils 12 mit der Achse der Antriebstrommel 30 verbunden ist.

Die das Belastungsmoment auf die Geräterückseite übertragende Achse 24 ist fest mit einem Rückstell-Hebelarm 38 verbunden, der zweiarmig ausgebildet und annähernd senkrecht ausgerichtet ist. Während am oberen Arm des Ruckstell-Kebelarms 38 ein in der Länge einstellbarer und auf einen Drehrichtungsumschalter 42 einwirkender Schaltfinger 40 angeordnet ist, steht der zweite Arm des Rückstell-Hebelarms 38 unter der Zugkraft einer angelenkten Feder 44, die in etwa horizontal zu einem Einstellglied 46-50 führt, mit dem die Federspannung variierbar ist. Im vorliegenden Fall umfaßt dieses Einstellglied einen Einstellhebel 46, der aus fertigungstechnischen Gründen entsprechend dem Rückstell-Hebelarm 38 ausgebildet ist und der auf gleicher Höhe und in gleicher Ausrichtung um eine Achse schwenkbar ist. Die Feder 44 ist mit dem unteren Teil des Einstellhebels 46 fest verbunden. Der obere Arm des Einstellhebels 46 kann mit einer Schraubeinheit 48, 50 lageroäßig verändert werden, wobei bei-

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spi'-lswaise das freie Ende eines Schraubteils 48 mittels einer mit ""ϊ Zwischenwand 18 verbundenen Mutter variiert werden k&v la notwendige Federkraft bzw. das günstigste Rückstellmor·. . kann durch eine entsprechende Verschwenkung des Einstellhebels 46 erzielt werden.

Die Achse 28 der Meflrolle 26 ist auf der Rückseite fest mit einem Magneten 54 verbunden, der jeweils bei gleicher Ausrichtung mit einem ortsfest gelagerten Reedkontakt 52 diesen zum Schließen veranlaßt und einen entsprechenden Impuls für die Auswertung bewirkt.

Im Ruhezustand des Gerätes befindet sich das Straffgewicht im konischen Teil der öffnung 17. Bei einem Startsignal wird das Meßseil 12 mittels des antreibenden Drehstrommotors von der Antriebstrommel 30 abgespult, und das Tastgewicht 10 senkt sich ab. Bei einer Entlastung des Meßseils 12 durch Auftreffen des Tastgewichts 10 auf das Füllgut spricht die Umschaltwaage an, was zu einer Betätigung c!~s Drehrichtungsumschalters 42 führt. Durch eine entsprechende Phasenumkehr des Antriebemotors wird das Meßseil 12 sowie das Tastgewicht 10 wieder eingeholt. Mit dem Beginn dieses Rückholvorganges werden die Impulse der Auswerteeinrichtung - zwei Impulse pro Umdrehung der Meßrolle - gezählt. Das Abschalten des Getriebemotors wird durch die Schalthülsen 64 bewirkt, die beim Einziehen des Meßseils 12 einen Schalthebel 56 betätigen, der über eine Achse 58 fest mit einem Schwenkhebel 60 auf der Geräterückseite verbunden ist. Dieser Schwenkhebel 60 kann aus fertigungstechnischen Gründen entsprechend dem Rückstell-Hebelarm 38 und dem Einstellhebel 46 ausgebildet sein. Der Schwenkhebel 60 ist an einer Seite federbelastet und wirkt an der anderen Seite über einen in seiner Länge einstellbaren Schaltfinger auf einen Schalter 62 ein, der die Abschaltung des Antriebs vor dem Erreichen der Ruhelage durchführt.

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Der wesentliche Vorteil der Neuerung ist darin zu suchen« daß das Rückstellmoment der Umschaltwaage einfach und genau einstellbar ist und daß ein großer Teil der Seilbelastung zur Erzeugung eines entsprechend großen Belastungemomentes ausgenutzt wird. Hieraus ergeben sich eine hohe Meßsicherheit und Meägenauigkeit, die an die verschiedenen Omgebungsbedingungen in einfacher Welse anpaßbar sind. Durch eine geeignete Seilführung und eine entsprechend günstige Anordnung der Führungsmittel wird eine kleine Bauform des Gerätes bei hoher Meßsicherheit gewährleistet. Das Gerät ist einfach und robust aufgebaut und auch für rauhe Betriebsbedingungen ge-

Ansprüche:

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Claims (11)

1. Ansprüche

   iektromechanische Füllstandsmeßvorrichtung, bei der ein Tastgewicht an einem Meßseil bzw. -band bis zum Auftreffen auf die Oberfläche eines Füllgutes abgesenkt und infolge der auf eine Umschaltwaage wirkenden Seilentlastung wieder aufgezogen wild, wobei die automatisch erfaßte Länge des ab- bzw. aufgespulten Meßseils ein Maß für den Füllstand darstellt , dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltwaage (20-24, 38) ein Rückstellelement (44) mit einem Einstellglisd (46-50) für die Rückstellkraft bzw. das Rückstellmoment aufweist.
2. 2. Füllstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Rückstellelement

   (44) eine Feder ist, die sich zwischen einem Ende eines RUckstell-Hebelarms (38) der Umschaltwaage (2O~24, 38) und dem Einstellglied (46-5O) befindet.
3. 3. Füllstandsmeßvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellglied (46-50) einen Einstellhebel (46) mit einer Anschlußstelle der Feder (44) enthält, wobei die Anschlußstelle durch einstellbare Verschwenkung des Einstellhebels (45) gegenüber der Umschaltwaage variierbar ist.
4. 4. Füllstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die einstellbare Verschwenkung mit einer auf den Einstellhebel (46) einwirkenden Schraubeinheit (48, 50) erzielt wird.
5. 5. Füllstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellelement (44) ein mit der Umechaltwaage (2O-24, 38) verbundenes Ge-

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   gengewicht ist, dessen horizontaler Abstand zur Drehachse der Umschaltwaage veränderbar ist.
6. 6. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem oder mehreren der vor-

   i"iGi"yeiiendeü Ansprüche , uäuUrCii y S /ν θ Π Π ^

   zeichnet, daß die Umschaltwaage (20-24, 38) direkt am frei ablaufeiden Teil des Meßseils (12) angeordnet ist.
7. 7. Füllstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , daß die Umschaltwaage (20-24, 38) einen etwa waagerecht verlaufenden Belast'jngs-Hebelarm (22) mit einer am Ende befindlichen und vom frei ablaufenden Teil des Meßseils (12) teilweise umsch L<ngenen Führungsrolle (20) aufweist.
8. 8. Füllstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dar <*i% Umschlingung der Führungsrolle etwa 90° beträgt.
9. 9. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , daß das Meßseil (12) von der Führungsrolle (20) ungefähr horizontal zu einer in etwa auf gleicher Höhe befindlichen Meßrolle (26) führt und diese um mehr als 9O° umschlingt.
10. 10. Füllstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , daß das Meßseil (12) von der Meßrolle (26) zur Antriebsrolle (3O) führt und diese im entgegengesetzten Sinn zu den beiden anderen Rollen umschlingt.
11. 11. Füllstandsmeßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- und Meßrollen (2O, 26) sowie die Antriebstrommel (30) in einer Ebene liegen, wobei die letztere unterhalb zwischen den ersteren angeordnet ist.