DE29510698U1 - Soldering system for level measurement - Google Patents
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Lotsystem zur FüllstandsmessungPlumb system for level measurement
Die Erfindung betrifft ein Lotsystem mit einem Meßseil und eine Seilrolle zur Füllstandmessung.The invention relates to a plumb system with a measuring cable and a cable pulley for level measurement.
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Derartige Lotsysteme sind bekannt. So beschreibt zum Beispiel die DE-OS 29 03 096 eine elektromechanische Füllstandsmeßvorrichtung mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Seiltrommel, auf der eine Meßseil aufspulbar ist, das an seinem abgewickelten Ende ein Tastgewicht trägt und dessen abgespulte Länge beim Auftreffen des Tastgewichts auf das Füllgut ein Maß für die Füllstandshöhe ist, wobei durch das Auftreffen des Tastgewichts auf das Füllgut ein Signal zur Umkehr der Drehrichtung der Seiltrommel auslösbar ist, auf die das Meßseil wieder aufgespult wird, wobei die bei Berührung zwischen dem Tastgewicht und dem Füllgut durch die Belastungsänderungen des Elektromotors auftretenden Änderungen der elektrischen Eingangsgrößen des Elektromotors durch eine Überwachungsschaltung feststellbar sind, die das Signal zur Drehrichtungsumkehr für den Elektromotor erzeugt.Such plumb systems are known. For example, DE-OS 29 03 096 describes an electromechanical level measuring device with a cable drum driven by an electric motor, on which a measuring cable can be wound, which carries a sensing weight at its unwound end and whose unwound length is a measure of the level when the sensing weight hits the filling material, whereby when the sensing weight hits the filling material a signal can be triggered to reverse the direction of rotation of the cable drum, onto which the measuring cable is wound again, whereby the changes in the electrical input variables of the electric motor that occur when the sensing weight and the filling material come into contact with the load changes of the electric motor can be detected by a monitoring circuit that generates the signal to reverse the direction of rotation for the electric motor.
Bei diesem bekannten Lotsystem wickelt sich daher das Seil frei auf eine relativ schmale Seilrolle, so daß der Wickelvorgang hierbei Undefiniert ist. Mit zunehmender Meßlänge wird der Wickeldurchmesser auf der schmalen Seilrolle immer größer, was zum Beispiel bei drehwinkelabhängiger Auswertung unweigerlich zu Meßverfälschungen führt. Des weiteren kann es bei der ungeführten Wicklung zu einseitigem oder auf einen schmalen Bereich beschränktem Aufwickeln kommen, wobei obere Lagen auf tieferliegende abspringen und Schlaufen bilden können. Die nachfolgenden Seilwindungen können dadurch in die entstandenen Spalten gezogen und eingeklemmt werden, was bei dem darauf folgenden Abwickeln zu ruckartigem Seilspringen oder unter Umständen zu einem entgegengesetzten Aufwickeln führen kann.In this known plumb system, the rope winds freely onto a relatively narrow rope pulley, so that the winding process is undefined. As the measuring length increases, the winding diameter on the narrow rope pulley becomes larger and larger, which inevitably leads to measurement errors, for example, when evaluating the angle of rotation. Furthermore, with unguided winding, winding can occur on one side or only in a narrow area, with upper layers jumping off onto lower layers and forming loops. The subsequent rope windings can thus be pulled into the gaps created and clamped, which can lead to jerky rope skipping or, under certain circumstances, to winding in the opposite direction during the subsequent unwinding.
Diese Probleme treten vermehrt bei großen Meßlängen auf, insbesondere, wenn zur Erzielung kleiner Wickelhöhen relativ breite (große axiale Erstreckung) Seilrollen verwendet werden sollen. Außerdem führt eine derartige Undefinierte Wicklung zwangsläufig zu erhöhtem Seilverschleiß.These problems occur more frequently with large measuring lengths, especially if relatively wide (large axial extension) rope pulleys are to be used to achieve small winding heights. In addition, such an undefined winding inevitably leads to increased rope wear.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lotsystem anzugeben, welches mit technisch einfachen Mitteln und geringen Kosten einen stets exakten Seilab- und -aufwickelVorgang zur Erzielung sicherer Meßwerte gewährleistet.The invention is therefore based on the object of specifying a plumb system which, with technically simple means and low costs, always ensures an exact rope unwinding and winding process in order to achieve reliable measurement values.
Diese Aufgabe wird bei einem Lotsystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch eine Seilführungseinrichtung zum gesteuerten Ab- und Aufspulen des Meßseils.This object is achieved according to the invention in a plumb system of the type mentioned at the outset by a cable guide device for the controlled unwinding and winding of the measuring cable.
Bevorzugterweise besteht diese Seilführungseinrichtung aus einer Führungsrolle mit einem zugeordneten Gegenhalter, der das Meßseil gegen die Führungsrolle drückt.Preferably, this cable guide device consists of a guide roller with an associated counterholder that presses the measuring cable against the guide roller.
Um einen vorbestimmten Ab- bzw. Aufspulort erreichen zu können, ist es von Vorteil, auf der Mantelfläche der Führungsrolle eine Führungsnut vorzusehen, in der das Meßseil vom Gegenhalter unterstützt eingreift.In order to be able to reach a predetermined unwinding or winding location, it is advantageous to provide a guide groove on the outer surface of the guide roller, in which the measuring cable engages with the support of the counterholder.
Besonders vorteilhaft ist es, den Durchmesser und die Breite der Seilrolle derart festzulegen, daß eine vorbestimmte Seillänge in einer dicht gewickelten Lage mit einer vorbestimmten Windungsanzahl darauf aufgenommen werden kann.It is particularly advantageous to determine the diameter and width of the rope pulley in such a way that a predetermined length of rope can be accommodated in a tightly wound layer with a predetermined number of turns.
Das exakte Ab- bzw. Aufspulen wird vorteilhafterweise dadurch unterstützt, daß die Führungsnut auf einer Mantel- bzw. Zylinderhälfte eine der Wickelbreite der Seilrolle entsprechende Steigung aufweist und sie auf der gegenüberliegenden Mantel- bzw. Zylinderhälfte mit gleicher Steigung zurückgeführt ist. Dabei kann der Durchmesser der Führungsrolle so gewählt sein, daß die Führungsnut möglichst parallel zum Meßseil verläuft, wodurch die Seilreibung verringert werden kann.The precise winding and unwinding is advantageously supported by the fact that the guide groove on one half of the casing or cylinder has a pitch corresponding to the winding width of the cable pulley and it is guided back with the same pitch on the opposite half of the casing or cylinder. The diameter of the guide pulley can be selected so that the guide groove runs as parallel as possible to the measuring cable, which can reduce the cable friction.
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Zur Erzielung der gewünschten Wickelverhälfcnisse sind die Seilrolle und die Führungsrolle mit einem vorbestimmten Untersetzungsverhältnis synchron drehbar.To achieve the desired winding conditions, the rope pulley and the guide pulley can be rotated synchronously with a predetermined reduction ratio.
Fehlfunktionen aufgrund von Schmutzpartikeln zwischen dem Gegenhalter und der Führungsrolle können vorteilhafterweise dadurch vermieden werden, daß die Zylinderfläche der Führungsrolle auf einen vorbestimmten Bereich beiderseits der Führungsnut derart begrenzt ist, daß die Führungsnut auf einem spiralförmig angeordneten Steg verläuft, so daß die Führungsrolle die Form eines entlang der Führungsnut gewundenen Rades aufweist.Malfunctions due to dirt particles between the counterholder and the guide roller can advantageously be avoided by limiting the cylinder surface of the guide roller to a predetermined area on both sides of the guide groove in such a way that the guide groove runs on a spirally arranged web, so that the guide roller has the shape of a wheel wound along the guide groove.
All diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß der Durchmesser der Führungsrolle in etwa demjenigen der Seilrolle entspricht, also möglichst groß sein soll. Aus Gewichts- und Platzgründen kann es aber notwendig sein, ein von den Abmessungen her kompaktes Lot sys tem zu verwenden. Für einen derartigen Fall ist es vorteilhaft, die Führungsrolle spindelförmig mit einer gewindeähnlichen Führungsnut auszubilden, wobei vorteilhafterweise die Steigung der Führungsnut einem Mehrfachen der Seilsteigung auf der Seilrolle entspricht.What all of these designs have in common is that the diameter of the guide roller is approximately the same as that of the cable pulley, i.e. it should be as large as possible. For reasons of weight and space, however, it may be necessary to use a plumb system that is compact in terms of dimensions. In such a case, it is advantageous to design the guide roller in a spindle shape with a thread-like guide groove, whereby the pitch of the guide groove is advantageously a multiple of the cable pitch on the cable pulley.
Dabei ist es von Vorteil, wenn das Verhältnis zwischen der Steigung der Führungsnut und der Seilsteigung auf der Seilrolle dem Untersetzungsverhältnis zwischen der Seilrolle und der Führungsrolle entspricht und der Durchmesser der Führungsrolle um ein Vielfaches geringer ist als der Seilrollendurchmesser.It is advantageous if the ratio between the pitch of the guide groove and the rope pitch on the rope pulley corresponds to the reduction ratio between the rope pulley and the guide pulley and the diameter of the guide pulley is several times smaller than the rope pulley diameter.
Um das Meßseil stets sicher über die gesamte Breite der Seilrolle wickeln zu können, kann die Führungsrolle eine derartige Länge aufweisen, daß die Führungsnut auf beiden Seiten über die Seitenrollenbreite hinausragt.In order to always be able to wind the measuring cable safely over the entire width of the cable pulley, the guide pulley can be of such a length that the guide groove extends beyond the side pulley width on both sides.
Eine sehr vorteilhafte Wickelfunktion kann erreicht werden, wenn die Seilrolle und die Führungsrolle mit einem durch die jeweiligen Steigungen vorbestimmbaren Untersetzungsverhältnis synchron drehen, bis eine Lage Meßseil auf der Seilrolle ab- bzw. aufgewickelt ist und anschließend die Drehrichtung der Führungsrolle umgekehrt wird, bis eine weitere Lage Meßseil ab- bzw. aufgewickelt ist, wobei die Seilrolle immer die Drehrichtung für den Ab- bzw. Aufwxckelvorgang beibehält.A very advantageous winding function can be achieved if the cable pulley and the guide pulley rotate synchronously with a reduction ratio that can be predetermined by the respective pitches until a layer of measuring cable is unwound or wound on the cable pulley and then the direction of rotation of the guide pulley is reversed until another layer of measuring cable is unwound or wound on, whereby the cable pulley always maintains the direction of rotation for the unwinding or winding process.
Das erfindungsgemäße Lotsystem zeichnet sich aufgrund der definierten Wickelfunktion durch eine höhere Meßgenauigkeit aus, da Fehlmessungen durch Schlaufenbildung oder Seilverklemmen stets sicher vermieden werden. Hinzu kommt ein wesentlich geringerer Seilverschleiß.The plumb system according to the invention is characterized by a higher measurement accuracy due to the defined winding function, since incorrect measurements due to loop formation or rope jamming are always reliably avoided. In addition, the rope wear is significantly reduced.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nunmehr eine nur radiale Bewegung der Seilführung möglich ist, da hierbei eine Abdichtung am einfachsten und preiswertesten durchführbar ist.A further advantage is that only radial movement of the cable guide is now possible, since this is the easiest and cheapest way to seal it.
Von besonderem Vorteil ist aber, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Lotsystems wesentlich größere Meßlängen als die bisher üblich erreichbaren 20 bis 3 0 Meter realisiert werden können, zum Beispiel 70 Meter.A particular advantage, however, is that with the help of the plumb system according to the invention, significantly longer measuring lengths can be achieved than the previously usual 20 to 30 meters, for example 70 meters.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen sowie aus den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Es zeigen:Further features and advantages of the invention emerge from the following description of several embodiments and from the drawings to which reference is made. They show:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Lotsystems gemäß einer ersten Ausführungsform;Figure 1 is a schematic side view of a soldering system according to a first embodiment;
Figur 2 eine Vorderansicht des Lotsystems gemäß Figur 1; undFigure 2 is a front view of the plumb system according to Figure 1; and
Figur 3 eine Vorderansicht eines Lotsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform.Figure 3 is a front view of a soldering system according to another embodiment.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Lotsystem 10 dargestellt, in welchem ein Meßseil 12 von einer Seilrolle 14 ab- bzw. aufspulbar ist.Figures 1 and 2 show a plumb system 10 in which a measuring cable 12 can be wound up or unwound from a cable reel 14.
Etwas unterhalb der Seilrolle 14 ist eine Seilführungseinrichtung 16 angeordnet, die eine Führungsrolle 18 sowie einen Gegenhalter 20 umfaßt, zwischen denen das Meßseil 12 geführt wird.A cable guide device 16 is arranged slightly below the cable pulley 14, which comprises a guide pulley 18 and a counterholder 20, between which the measuring cable 12 is guided.
Der Durchmesser und die Breite der Seilrolle 14 sind so bestimmt, daß eine gewisse Seillänge in einer möglichst dicht gewickelten Lage mit einer bestimmten Anzahl Windungen (Umdrehungen) Platz findet.The diameter and width of the rope pulley 14 are determined so that a certain length of rope can be accommodated in a layer wound as tightly as possible with a certain number of turns (revolutions).
Die etwas unterhalb der Seilrolle 14 angeordnete Führungsrolle 18 weist an der Zylinderaußenfläche eine Führungsnut 22 auf, welche auf einer in Achsrichtung der Führungsrolle 18 verlaufenden Zylinderhälfte eine Steigung besitzt, die der Wickelbreite der Seilrolle 14 entspricht. Auf der gegenüberliegenden Zylinderhälfte ist die Führungsnut 22 mit gleicher Steigung wieder zum Ausgangspunkt zurückgeführt.The guide roller 18, which is arranged slightly below the cable pulley 14, has a guide groove 22 on the outer surface of the cylinder, which has a pitch on a cylinder half running in the axial direction of the guide roller 18 that corresponds to the winding width of the cable pulley 14. On the opposite cylinder half, the guide groove 22 is returned to the starting point with the same pitch.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Durchmesser der Führungsrolle 18 so groß wie möglich zu wählen, damit die Nutsteigung möglichst parallel zum Meßseil 12 verläuft.In the embodiment shown, the diameter of the guide roller 18 should be as large as possible so that the groove pitch runs as parallel as possible to the measuring cable 12.
Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, ist auf Höhe der Führungsrollenachse unterhalb der Seilrolle 14 der in diesem Fall stabförmige Gegenhalter 20 in geringem Abstand zur Führungsrolle 18 befestigt. Die Seilrolle 14 und die Führungsrolle 18 drehen sich synchron in einem bestimmten üntersetzungsverhaltnxs zueinander. Bei dem inAs shown in Figures 1 and 2, the rod-shaped counterholder 20 is attached at the height of the guide roller axis below the cable pulley 14 at a short distance from the guide roller 18. The cable pulley 14 and the guide roller 18 rotate synchronously in a certain gear ratio to each other. In the
den Figuren 1 und 2 dargestellten Lotsystem 10 wird auf der Seilrolle 14 eine Lage Meßseil 12 gewickelt, wenn sich die Führungsrolle 18 um eine halbe Umdrehung dreht. Das heißt, einer Umdrehung der Führungsrolle 18 entsprechen zwei Lagen auf der Seilrolle 14, wobei die Seilrollenumdrehungen der Anzahl der Seilwindungen entsprechen .In the plumb system 10 shown in Figures 1 and 2, a layer of measuring cable 12 is wound on the cable pulley 14 when the guide roller 18 rotates by half a turn. This means that one revolution of the guide roller 18 corresponds to two layers on the cable pulley 14, with the cable pulley revolutions corresponding to the number of cable windings .
Bei einem Auf- bzw. Abwickelvorgang läuft das Meßseil 12 von der Seilrolle 14 durch die Führungsnut 22 der Führungsrolle 18, wird von dem Gegenhalter 20 begrenzt und durch die Nutsteigung über die Führungsrollendrehung hin- und hergeführt.During a winding or unwinding process, the measuring cable 12 runs from the cable pulley 14 through the guide groove 22 of the guide pulley 18, is limited by the counterholder 20 and guided back and forth by the groove pitch via the guide pulley rotation.
Aufgrund des ständigen Durchgleitens des Meßseils 12 durch die Führungsnut 22 während des Auf- bzw. Abwickeins entsteht ein Selbstreinigungseffekt, da dadurch Schmutzpartikelablagerungen von dem Meßseil 12 entfernt werden.Due to the constant sliding of the measuring cable 12 through the guide groove 22 during winding and unwinding, a self-cleaning effect occurs, as dirt particle deposits are thereby removed from the measuring cable 12.
Fehlfunktionen aufgrund von Verschmutzungen im Bereich des Gegenhalters und der Führungsrollenzylinderflache können dadurch vermieden werden, daß die Zylinderfläche auf einem vorbestimmten Bereich beiderseits der Führungsnut derart begrenzt ist, daß die Führungsnut auf einem spiralförmig verlaufenden Steg angeordnet ist, so daß die Führungsrolle die Form eines entlang der Führungsnut gewundenen Rades aufweist. Diese Variante einer Ausführungsform ist nicht in den Zeichnungen dargestellt.Malfunctions due to contamination in the area of the counterholder and the guide roller cylinder surface can be avoided by limiting the cylinder surface to a predetermined area on both sides of the guide groove in such a way that the guide groove is arranged on a spiral-shaped web so that the guide roller has the shape of a wheel wound along the guide groove. This variant of an embodiment is not shown in the drawings.
In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform für ein Lotsystem 110 gezeigt. Bei diesem Lotsystem 110 wird im Gegensatz zu der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Führungsrolle 18 mit großem Durchmesser eine spindelförmige Führungsrolle 118 verwendet, die eine gewindeähnliche Führungsnut 122 aufweist. Diese Führungsnut 122 besitzt eine Steigung, welche einem Mehrfachen der Seilsteigung einer Seilrolle 114 entspricht. Das Mehrfache wiederum entspricht dem Untersetzungsverhältnis zwischen der Seilrolle 114 und der Führungsrolle bzw. Spindel 118.Figure 3 shows another embodiment of a plumb system 110. In contrast to the large-diameter guide roller 18 shown in Figures 1 and 2, this plumb system 110 uses a spindle-shaped guide roller 118 that has a thread-like guide groove 122. This guide groove 122 has a pitch that corresponds to a multiple of the rope pitch of a rope pulley 114. The multiple in turn corresponds to the reduction ratio between the rope pulley 114 and the guide roller or spindle 118.
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Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, den Spindeldurchmesser klein zu halten im Gegensatz zur Führungsrolle 18 gemäß Figur I7 und des weiteren die Führungsnut 122 auf beiden Seiten der Spindel 118 über die Seilrollenbreite hinauszuführen.In this embodiment, it is advantageous to keep the spindle diameter small in contrast to the guide roller 18 according to Figure 17 and furthermore to extend the guide groove 122 on both sides of the spindle 118 beyond the cable pulley width.
Bei dem gezeigten Beispiel müssen die Seilrollen 114 und die
Spindel 118 in dem durch die Steigung vorgewählten Untersetzungsverhältnis synchron drehen, bis eine Lage Meßseil 112 auf die
Seilrolle 114 gewickelt ist. Nach Erreichen der ersten Seillage wird die Drehrichtung der Spindel 118 geändert, bis die zweite
Lage Meßseil 112 ab- bzw. aufgespult ist, wobei dieser Vorgang entsprechend der gewünschten Seillänge wiederholt wird und die
Seilrolle 114 dabei ihre Drehrichtung für das Ab- bzw. Aufwickeln stets beibehält.In the example shown, the pulleys 114 and the
Spindle 118 rotates synchronously in the reduction ratio preselected by the pitch until a layer of measuring cable 112 is wound onto the cable pulley 114. After reaching the first layer of cable, the direction of rotation of spindle 118 is changed until the second layer of measuring cable 112 is unwound or wound up, whereby this process is repeated according to the desired cable length and the cable pulley 114 always maintains its direction of rotation for unwinding or winding up.
Die Funktion und Wirkungsweise des Gegenhalters 120 ist mit derjenigen in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform gleich, so daß auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.The function and mode of operation of the counterholder 120 is the same as that in Figures 1 and 2 shown in embodiment, so that a detailed description is omitted.
Mit den obenbeschriebenen, erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden wesentlich bessere Wickelfunktionen und damit auch eine höhere Meßgenauigkeit erzielt, da durch Schlaufenbildung oder Seilverklemmen herrührende Fehlmessungen vermieden werden. Des weiteren ist der Seilverschleiß wesentlich geringer. Vor allen Dingen ist aber aufgrund der erfindungsgemäßen Seilführung die Realisierung großer Meßlängen (zum Beispiel 70 Meter) möglich.With the above-described embodiments according to the invention, significantly better winding functions and thus also greater measuring accuracy are achieved, since incorrect measurements caused by loops or rope jamming are avoided. Furthermore, rope wear is significantly lower. Above all, due to the rope guide according to the invention, the realization of long measuring lengths (for example 70 meters) is possible.
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