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    • 专利摘要:
    DieErfindung bezieht sich auf eine Füllstandsmessvorrichtung mitzwei ineinander angeordneten Schwingungskörpern (2, 3). Im inneren Schwingungskörper (2)ist in dessen Innenraum (32) ein Abgleichkörper (5) eingesetzt. Der Abgleichkörper (5)weist einen zumindest teilweise elastischen Abschnitt (52) auf,wobei im entspannten Zustand der Außendurchmesser (ds*) des elastischenAbschnitts (52) größer alsder Innendurchmesser (dgi) des Innenraums (32) ist. Dadurch wirdeine gute Ankopplung und zugleich ein Verstellschutz des Abgleichkörpers (5)relativ zum inneren Schwingungskörper(3) erzielt. Zum nachträglichenAbgleichen des Abgleichkörpers (5)ist dieser mit einem Außengewinde(51) ausgestattet, welches in ein Innengewinde (33) des Innneraums(32) eingreift. Ein Schlitz (52) zum Verstellen des Abgleichkörpers (5)ist übereine Zugangsöffnung(6) zugreifbar, wobei die Zugangsöffnung (6) sich in rückseitigerRichtung durch die einzelnen Komponenten der Füllstandsmessvorrichtung (1)einschließlicheiner Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung (7) hindurch erstreckt.
    公开号:DE102004009495A1
    申请号:DE102004009495
    申请日:2004-02-27
    公开日:2005-09-15
    发明作者:Gerd Ohmayer
    申请人:Vega Grieshaber KG；
    IPC主号:G01F23-296
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf einen Schwingungskörper für eine Füllstandsmessvorrichtung mit denoberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1, auf einen Abgleichkörper für einensolchen Schwingungskörper,auf eine Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung für einensolchen Schwingungskörpermit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowieauf eine Füllstandsmessvorrichtungmit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 14.
    [0002] Zum Überwacheneines vorbestimmten Füllstandsin einem Behälterist aus DE 196 51362 C1 eine Füllstandsmessvorrichtungbekannt. Diese weist ein mechanisches Schwingsystem aus zwei Schwingstäben auf,von denen der eine Schwingstab rohrförmig ausgebildet ist und denanderen Schwingstab koaxial umschließt. Jeder der beiden Schwingstäbe ist über einals Rückstellfederwirkendes elastisches Halteteil an einem gemeinsamen Träger so befestigt,dass er Schwingungen quer zu seiner Längsrichtung ausführen kann.Eine Antriebsanordnung versetzt die beiden Schwingstäbe in gegensinnigetransversale Schwingungen mit der Eigenresonanzfrequenz des mechanischenSchwingsystems. Ein derart ausgebildeter Sensor ist an dem Behälter somontiert, dass der rohrförmige äußere Schwingstabmit dem Füllgutim Behälterin Berührung kommt,wenn dieses den zu überwachendenFüllstanderreicht. Zum Erfassen der Schwingungen dient eine Empfangseinrichtung.Eine Auswerteschaltung dient zur Auslösung von Anzeige- oder Schaltvorgängen inAbhängigkeitvon der Schwingungsamplitude des mechanischen Schwingungssystems.
    [0003] ZurKompensation von Änderungder Resonanzfrequenz des von dem äußeren Schwingstab und seinemelastischen Halteteil gebildeten Schwingungsgebilde im Fall einerAnsatzbildung am außenseitigen äußeren Schwingstabist an den inneren Schwingstab eine Kompensationsmasse als Abgleichkörper inder Längsrichtungdes Schwingstabs verstellbar angeordnet. Durch Verstellung der Kompensationsmassekann die Resonanzfrequenz des von dem inneren Schwingstab und seinemelastischen Halteteil gebildeten Schwingungsgebildes an die Resonanzfrequenzdes äußeren Schwingungsgebildesangeglichen werden.
    [0004] ZurAufnahme und Führungdes Abgleichkörpersist der vorderseitige Abschnitt des inneren Schwingstabes, d. h.der in den Behälterweisende Abschnitt, rohrförmigausgebildet. Der Abgleichkörperweist einen entsprechenden Außenumfangauf, so dass er innerhalb des rohrförmigen Abschnitts des innerenSchwingstabes verstellt werden kann. Zum Verstellen des Abgleichkörpers dienteine Stange, welche durch eine zentrale Durchgangsöffnung längs derLängsachsedes inneren Schwingstabes und durch dessen Rückseite zu einem Stellgliedführt, welchesim außenseitigenBereich des Trägersangeordnet ist. Das Stellglied wird über Signale von der Erregungs-und Auswerteschaltung angesteuert. Nachteilhaft bei einer solchenAnordnung ist u. a. die zentrale Anordnung des Stellgliedes undder durch die LängsachseführendenStange zum Verstellen des Abgleichkörpers, da die Antriebs- und Empfangsvorrichtungendadurch als baulich getrennte Einheiten im seitlichen Bereich desTrägersbzw. im Bereich der elastischen Übergangsbereichezwischen Trägerund dem äußeren Schwingstabbaulich getrennt und als diskrete Einheiten anzuordnen sind. Abgesehenvom baulichen Aufwand führtdies auch zu ungleichmäßigen Schwingungenvorallem im Falle nicht ganz exakter Anordnungen der Antriebs- und Empfangsvorrichtungen.
    [0005] DieAufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Füllstandsmessvorrichtungmit Blick auf einen baulich einfachen Aufwand, ein besseres Schwingungsverhalten hinsichtlichAntrieb und Empfang sowie eine einfache Einstellbarkeit des Abgleichkörpers zuverbessern.
    [0006] DieseAufgabe wird durch einen Schwingungskörper für eine Füllstandmessvorrichtung mit denMerkmalen des Patentanspruchs 1, durch einen Abgleichkörper dafür mit denMerkmalen des Patentanspruchs 7, durch eine Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtungfür insbesondereeine solche Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 bzw. durcheine Füllstandsmessvorrichtungmit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Neben der individuellenvorteilhaften Einsetzbarkeit dieser einzelnen Vorrichtungen ergibtsich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung durch Kombinationall dieser, da sich durch die Kombination eine besonders vorteilhafte undwechselseitig förderndeAnordnung ergibt.
    [0007] Demgemäß ist besondersvorteilhaft ein innerer Schwingungskörper für eine Füllstandsmessvorrichtung, wobeider innere Schwingungskörper zumindestteilweise einen Innenraum aufweist, in dem ein Abgleichkörper verstellbarangeordnet ist, wenn der Abgleichkörper einen elastischen Abschnitt aufweist,wobei ein Außendurchmesserdes zumindest teilweise elastischen Abschnitts in einem entspanntenZustand größer alsein Innendurchmesser von dem Innenraum ist. Durch diese Dimensionierungwird der elastische Abschnitt und darüber der gesamte Abstimmkörper indem Innenraum in einer gewünschtenPosition innerhalb des Innenraums gehalten. Die Elastizitätsparameterdes Abgleichkörpersbestimmen dabei die Stärkebzw. Festigkeit der Verbindung. Die Verbindungsfestigkeit ist sowohlmit Blick auf die erforderliche Kraft zum Verstellen des Abgleichkörpers innerhalbdes Innenraums als auch mit Blick auf ein eigenständiges Verstellendurch Erschütterungsbewegungenoder dergleichen geeignet festlegbar.
    [0008] Eigenständig istsomit auch der Abgleichkörperselber füreinen solchen Schwingungskörpervon besonders vorteilhafter Ausgestaltung. Eigenständig vorteilhaftist auch eine Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung, welche insbesonderein Verbindung mit einem solchen inneren Schwingungskörper bzw.mit einer entsprechenden Füllstandmessvorrichtungeinsetzbar ist, wenn die Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtungeine Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung zum Erzeugen bzw. Empfangen vonSchwingungen zumindest eines Schwingungskörpers und einen Schwingungsübertragungsabschnittaufweist, wobei der Schwingungsübertragungsabschnittzum Übertrageneiner Schwingung zwischen einem Schwingungskörper einerseits und andererseitsder Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung ausgebildet ist und wobeidie Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung, der Schwingungsübertragungsabschnittund der zumindest eine Schwingungskörper sich im Betriebszustandlängs einerVorrichtungs-Längsachseerstrecken. Die Antriebs- und/oderEmpfangsvorrichtung ist vorteilhaft dadurch ausgestaltet, dass ineiner Richtung längs oderparallel der Vorrichtungs-Längsachseeine Zugangsöffnungbzw. Durchgangsöffnungdurch die Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung, insbesondere durchdie Antriebs- und/oderEmpfangseinrichtung darin und durch den Schwingungsübertragungsabschnittzum Zugriff auf den zumindest einen Schwingungskörper ausgebildet ist. Einesolche Anordnung ermöglichtsomit den Zugriff auf den Schwingungskörper von der Rückseiteder Vorrichtung aus durch die Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtunghindurch. Trotzdem wird eine symmetrische Anordnung der Antriebs-und/oder Empfangsvorrichtung und um die zentrale Längsachseder Gesamtvorrichtung hindurch von der Rückseite einer Füllstandsmessvorrichtungermöglicht,so dass Manipulationen des Schwingungskörpers von der Rückseiteaus in eingebautem und/oder funktionsfähigen Zustand möglich sind.Insbesondere wird dadurch ermöglicht,auf einen Abgleichkörperinnerhalb des Schwingungskörperszu dessen Abstimmung zuzugreifen.
    [0009] Besondersvorteilhaft ist demgemäß eine Füllstandsmessvorrichtungmit zwei ineinander angeordneten Schwingungskörpern, die relativ zueinanderin Schwingungen versetzbar sind, einer Antriebs- und/oder Empfangseinrichtungzum Anregen zumindest eines der Schwingungskörper bzw. zum Erfassen einerSchwingung bzw. Anregung zumindest eines der Schwingungskörper undeiner Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Schwingungskörper ander Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung, wobei der äußere Schwingungskörper über einenzumindest teilweise elastisch wirkenden Verbindungsabschnitt ander Befestigungseinrichtung befestigt ist. Vorteilhaft ist dabei,dass die Befestigungseinrichtung eine Durchgangsöffnung zum Durchführen einesVerbindungselements aufweist, wobei das Verbindungselement an demVerbindungsabschnitt befestigt ist und durch die Durchgangsöffnung hindurchzu der Befestigungseinrichtung führtund über diesedie Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung rückseitig gegen den Verbindungsabschnittspannt. Vorteilhafterweise wird dabei das Verbindungselement durchdie Durchgangsöffnungder Befestigungseinrichtung derart reibungsfrei hindurchgeführt, dassSchwingen eines rückseitigenAbschnitts der Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung über dasVerbindungselement der Befestigungseinrichtung auf den Verbindungsabschnittund/oder auf den äußeren Schwingungskörper übertragenwerden.
    [0010] VorteilhafteAusgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
    [0011] Vorteilhafterweiseweist der Abgleichkörper einenSchlitz als Elastizitätsschlitzzum Zusammendrückendes elastischen Abschnitts auf einen Außendurchmesser kleiner odergleich dem Innendurchmesser des Innenraums des inneren Schwingungskörpers auf.Ein solcher vorzugsweise vorderseitiger Schlitz ermöglicht somiteinen ansonsten in diesem Bereich zu breiten Abschnitt zusammenzudrücken, sodass eine Umfangsverringerung des ansonsten mit zu großem Außendurchmesserausgebildeten Abschnitts des Abgleichkörpers auf einen Außendurchmesserkleiner oder gleich dem Innendurchmesser des inneren Schwingungskörpers ermöglicht wird.Vorteilhafterweise ist dieser Schlitz oder ein anderer Schlitz aufder gegenüberliegendenRückseite desAbgleichkörperszum Verstellen des Abgleichkörpersausgebildet, wobei der Abgleichkörpermit einem Außengewindeund der Innenraum des Schwingungskörpers mit einem entsprechendenInnengewinde zum schraubenden Verstellen des Abgleichkörpers imInnenraum ausgestattet ist. Das Verstellen des Abgleichkörpers istsomit mit Hilfe eines langen Schraubenziehers oder einer äquivalenten,motorisch betriebenen Verstelleinrichtung möglich, welcher auch im eingebautenZustand von der Rückseite derFüllstandsmessvorrichtungdurch die Durchgangsöffnunghindurch zugreifbar ist.
    [0012] DieZugangsöffnungin dem Schwingungskörperist somit derart ausgebildet, dass sie zum Verstellen des Abgleichkörpers zumAbgleichkörperhin führt.Prinzipiell kann die Zugangsöffnungdabei von der Vorderseite aus ausgebildet sein, wobei eine Verstellungdes Abgleichkörpersdann nur von der Innenseite des Behälters bei eingebauter Füllstandsmessvorrichtungoder ansonsten nur nach deren Ausbau möglich ist. Bevorzugt wird eineZugangsöffnungvon der Rückseiteaus, so dass ein Verstellen des Abgleichkörpers auch im eingebauten Zustandder Füllstandsmessvorrichtungvon der Rückseitebzw. Außenseiteaus möglichist. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der die Zugangsöffnung auch durchdie Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung hindurchführt, sodass diese symmetrisch um die Längsachseder Gesamtanordnung herum angeordnet werden kann.
    [0013] DieAntriebs- und/oder Empfangsvorrichtung ist besonders dann vorteilhaft,wenn die Zugangsöffnungals Zugriffsöffnungzu einem Abgleichkörper ausgebildetist, wobei der Abgleichkörperinnerhalb des zumindest einen Schwingungskörpers zum Abgleichen des Schwingungskörpers verstellbarangeordnet ist. Dadurch kann beispielsweise bei außenseitigam ersten Schwingunskörperanhaftenden Material ein Abgleich des Schwingungsverhaltens des inneren Schwingungskörpers andas veränderte Schwingungsverhaltendes äußeren Schwingungskörpers vorgenommenwerden.
    [0014] Vorteilhafterweiseist dabei die eigentliche Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung, d. h.die Baueinheit mit den Schwingungselementen bzw. Sensorelementen,symmetrisch um die Zugangsöffnungherum ausgebildet. Vorteilhafterweise wird dabei die Zugangsöffnung inForm einer zentrischen Bohrung ausgebildet, so dass beispielsweiseder Schaft eines Schraubenziehers einfach hindurch geführt werdenkann.
    [0015] DieAntriebs- und/oder Empfangsvorrichtung ist vorzugsweise mit einerBefestigungseinrichtung zum Befestigen der Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtungim Bereich seitlich der eigentlichen Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtungan einem Befestigungselement des zumindest einen Schwingungskörpers ausgestattet.Durch eine solche Anordnung wird die eigentliche Antriebs- und/oderEmpfangseinrichtung mit den Schwingungselementen bzw. Sensorelementenseitlich umgriffen und kann mit einer rückseitigen Kraftbeaufschlagunggleichmäßig gegendie Befestigungseinrichtung gedrücktwerden. Dies ermöglichteine besonders gleichmäßige undaxiommetrische Einspeisung von Schwingungen von der Antriebseinrichtungin den Bereich des zumindest einen Schwingungskörpers bzw. eine entsprechendgleichmäßige Rückleitungvon Schwingungen des Schwingungskörpers zu den Komponenten derEmpfangseinrichtung.
    [0016] Miteiner solchen Anordnung wird vorteilhafterweise der Abgleich einesSchwingstabes ohne mechanisches Abdrehen der Schwingmembran ermöglicht.Gegenübereiner Anordnung mit einem rückseitigenStellglied, welches eine zentrale Schwingungsübertragung verhindert, wirdaußerdem durchdie insgesamt hindurchführendeZugangsbohrung auch das axiommetrische Übertragen von Schwingungenermöglicht.Vorteilhafterweise können derartigeAnordnungen auch bei hohen Betriebstemperaturen von beispielsweise250°C betriebenwerden. Mindestwanddicken der Schwingmembran, d. h. des elastischenAbschnitts zwischen der Befestigungseinrichtung und dem jeweiligenSchwingkörper sindselbst bei einer Dimensionierung größer oder gleich 1 mm möglich.
    [0017] EinAusführungsbeispielwird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    [0018] 1 eineSchnittansicht durch eine Füllstandsmessvorrichtungmit einem verstellbaren Abgleichkörper und einer symmetrischum die Längsachseangeordneten Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung;
    [0019] 2 eineaußenseitigeAnsicht einer solchen Füllstandsmessvorrichtung;
    [0020] 3 einensolchen Abgleichkörpervergrößert; und
    [0021] 4 eineSchnittdarstellung durch die Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung.
    [0022] Wieaus 1 ersichtlich, besteht eine beispielhafte Füllstandsmessvorrichtung 1 ausSchwingungskörpern 2, 3,welche mittels einer Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung angetriebenwerden. Beim dargestellten Ausführungsbeispielhandelt es sich um eine kombinierte Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung.
    [0023] Diebeiden Schwingungskörper 2, 3 sind über eineBefestigungseinrichtung 4 miteinander verbunden. Die Befestigungseinrichtung 4 dientzugleich als Trägerbzw. Sockel zum Befestigen der Füllstandsmessvorrichtung 1 ineiner Gehäuseöffnung eineshinsichtlich dessen Füllstandeszu ÜberwachendenBehältnisses.Die dargestellte Anordnung ist im Wesentlichen zylindersymmetrischum eine zentrale LängsachseX herum aufgebaut. Andere Querschnittsformen als kreisförmige Querschnitte sindjedoch prinzipiell ebenfalls umsetzbar. Nachfolgend werden untervorderseitigen Elementen solche verstanden, welche sich in Richtungeines Behältnisinnenraumserstrecken, und unter rückseitigenElementen solche verstanden, welche sich zur Behältnisaußenseite hin erstrecken.
    [0024] Diebeiden Schwingungskörper 2, 3 werden durcheinen äußeren Schwingungskörper 2 undeinen inneren Schwingungskörper 3 ausgebildet,welche beide im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet sind. Derinnere Schwingungskörper 3 kanndabei im rückseitigenAbschnitt 31 auch bis auf eine längs hindurchführende Durchgangsöffnung einenverengten Innendurchmesser seines Innenraums 32 aufweisen, wobeider Innenraum 32 durch die Innenwandung des inneren Schwingungskörpers 3 begrenztwird. Je nach Anwendungszweck könnendie beiden Schwingungskörper 2, 3 vorderseitigoffen oder geschlossen ausgebildet sein.
    [0025] Der äußere Schwingungskörper 2 istan der Befestigungseinrichtung übereinen rückseitigenVerbindungsabschnitt befestigt. Der rückseitige Verbindungsabschnittbesteht aus einem zylinderförmigen Abschnitt 21,welcher sich vom rückseitigenEnde des äußeren Schwingungskörpers 2 inaxialer Richtung erstreckt und vorzugsweise durch eine Verjüngung bzw.Einschnürung 22 einenelastischen Abschnitt ausbildet. Der zylinderförmige Abschnitt 21 ist mitdem äußeren Schwingungskörper 2 vorzugsweise über eineSchweißnaht 24 verbunden.Die Einschnürung 22 gehtbeim dargestellten Ausführungsbeispielin einen senkrecht zur LängsachseX verlaufenden Verbindungsabschnitt 23 über, welcher vorzugsweise zusammenmit der Einschürung 22 die Funktioneiner Membran übernimmt.Der außenseitigeAbschnitt des Verbindungsabschnitts 23 ist über beispielsweiseeine Schweißverbindungan der Befestigungseinrichtung 4 befestigt. Durch dieseAnordnung kann der äußere Schwingungskörper 2 relativ zuder Befestigungseinrichtung 4 in Schwingungen versetztwerden, wobei durch die Membran eine Rückstellkraft auf den äußeren Schwingungskörper 2 einwirkt,so dass die Schwingungen mit der Zeit ausklingen.
    [0026] Derinnere Schwingungskörper 3 istrückseitigmit einem Abschnitt 41 der Befestigungseinrichtung 4 verbunden,insbesondere verschweißt.Der Abschnitt 41 der Befestigungseinrichtung 4 ragtdabei von dem Hauptkörperder Befestigungseinrichtung 4 in den Raum hinein, welcherdurch den zylinderförmigenAbschnitt 21 zum Befestigen des äußeren Schwingungskörpers 2 ausgebildetwird. Der Abschnitt 41 der Befestigungseinrichtung 4 weistebenfalls eine Einschnürung 42 auf,wobei der Abschnitt 41 der Befestigungseinrichtung 4 durcheine entsprechende Materialwahl und die Einschnürung 42 als ein elastischerAbschnitt in Art einer Membran fürden inneren Schwingungskörper 3 wirkt.Einerseits kann der innere Schwingungskörper 3 in Schwingungen versetztwerden, andererseits wird durch die Befestigung über den Abschnitt 41 ander Befestigungseinrichtung 4 und die Einschnürung 42 eineRückstellkraftauf den schwingenden inneren Schwingungskörper 3 ausgeübt, so dassdessen Schwingung mit der Zeit abklingt.
    [0027] Inden offenen Innenraum 32 des inneren Schwingungskörpers 3 istein Abgleichkörper 5 eingesetzt.Der Abgleichkörper 5 istin Richtung der zentralen LängsachseX innerhalb des Innenraums 32 verstellbar angeordnet, sodass durch Verstellen des Abgleichkörpers 5 das Schwingungsverhaltendes inneren Schwingungskörpersan das Schwingungsverhalten des äußeren Schwingungskörpers angepasst werdenkann. Neben einer Abstimmung des Schwingungsverhaltens des innerenSchwingungskörpers 3 aufdas Schwingungsverhalten des äußeren Schwingungskörpers 2 imGrundzustand ist auch eine veränderteAbstimmung möglich,falls sich das Schwingungsverhalten eines der Schwingungskörper 2, 3, insbesonderedes äußeren Schwingungskörpers 2, durchbeispielsweise anhaftendes Material mit der Zeit verändert.
    [0028] Derbevorzugte Schwingungskörper 5 besteht,wie auch aus 3 ersichtlich, aus einem Hauptkörperabschnitt 50,welcher außenseitigein Außengewinde 51 aufweist.Das Außengewinde 51 istauf ein Innengewinde 33 abgestimmt, welches innenseitigin der Wandung des Innenraums 32 des inneren Schwingungskörpers 3 ausgebildetist. Dadurch kann der Abgleichkörper 5 indem Innenraum 32 durch Verschrauben in vorderseitiger bzw.rückseitigerRichtung verstellt werden. Zum Verstellen dient vorzugsweise einSchlitz 52, welcher in einer Stirnseite des Abgleichkörpers 5 ausgebildetist. Den Zugang zu dem Schlitz 52 bildet eine Durchgangs- bzw.Zugangsöffnung 6,welche von der Rückseite herdurch die verschiedenen Abschnitte und Komponenten der Füllstandmessvorrichtung 1 bisin den Innenraum 32 hindurchführt. Durch die Zugangsöffnung 6 kannder Abgleichkörpermit einem Schraubenzieher manuell verstellt werden. Natürlich ist auchdas Einführeneines entsprechend geeigneten Verstellinstruments mit Motorantriebsteuerungmöglich,beispielsweise füreinen automatisierten Endabgleich des kompletten und voll funktionsfähigen Sensors.
    [0029] DerAbgleichkörper 5 weistaußerdemeinen elastischen Abschnitt 52 auf. Der elastische Abschnitt 52 weistim entspannten Zustand zumindest in einem Teilabschnitt einen Außendurchmesserds* auf, welcher größer alsein Innendurchmesser dgi des Hohlraums 32 ist. Um den elastischenAbschnitt in den Hohlraum 32 einführen zu können, muss der elastische Abschnitt 52 daherzusammengedrückt werdenauf einen Außendurchmesserkleiner oder gleich dem Innendurchmesser dgi des Hohlraums 32.Dazu ist in dem elastischen Abschnitt 52 ein Elastizitäts-Schlitz 53 ausgebildet.Der Elastizitäts-Schlitz 53 führt querdurch den elastischen Abschnitt 52 hindurch. Die Breitedes Elastizitäts-Schlitzes 53 istso groß,dass der Außenumfangdes elastischen Abschnitts 52 ausreichend zusammengedrückt werden kann.Insbesondere ist somit der Außendurchmesser ds*des elastischen Abschnitts 52 im entspannten Zustand auch größer alsder Außenumfangdga* des Außengewindes 51 desHauptkörperabschnitts 50 desAbgleichkörpers 5.
    [0030] Umden Abgleichkörper 5 einfachin den Hohlraum 32 einführenzu können,kann dieser von einer offenen Seite des inneren Schwingungskörpers 3 indiesen eingeführtwerden. Sobald der sich gegenüberdem Innendurchmesser dgi des Hohlraums 32 verbreiterndeAbschnitt in den Innenraum 32 hineinbewegt, wird dieseraufgrund eines kegeligen Aufbaus zusammengedrückt, bietet aber zugleich durch dieelastische Wirkung eine Spannkraft gegen die Innenwandung des Hohlraums 32,so dass der Abgleichkörper 5 inder jeweiligen Position in dem inneren Schwingungskörper 3 verspanntwird. Eine automatische Verstellung durch Schwingungsbewegungendes inneren Schwingungskörpers 3 kannsomit nicht erfolgen.
    [0031] Bevorzugtwird ein Abgleichkörper 5,bei dem der Übergangsbereichzwischen dem Hauptkörperabschnitt 50 unddem elastischen Abschnitt 52 bis auf ein Maß kleinerder Gewindetiefe des Außengewindes 51 verjüngt ist,wobei sich der elastische Abschnitt von diesem Punkt aus kegeligverbreitert.
    [0032] Rückseitigist an der Befestigungseinrichtung 4 eine Antriebs- und/oderEmpfangsvorrichtung 7 befestigt. Die Antriebs- und/oderEmpfangsvorrichtung 7 besteht im Wesentlichen aus einemGehäuse 70 zurAufnahme einer eigentlichen Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung 71 undzur Aufnahme von diversen Befestigungselementen und Anschlusskabeln 72.Die eigentliche Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung ist beimdargestellten Ausführungsbeispielaus einer rückseitigenAntriebseinheit 71* und einer vorderseitigen Empfangseinheit 71 ausgebildet.Zentral verläuftlängs derLängsachseX durch die Antriebs- und/oderEmpfangsvorrichtung 7 sowie durch alle in diesem Bereichangeordneten Komponenten die Durchgangs- bzw. Zugangsöffnung 6,welche durch die Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung 7 hindurcheinen zentralen Zugriff auf die Befestigungseinrichtung 6 bzw.den Hohlraum 32 des inneren Schwingungskörper 3 ermöglicht.
    [0033] Dieeigentliche Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung 71 bestehtaus einer Vielzahl schichtförmig übereinanderangeordneter Antriebs- und/oder Empfangselemente 73, insbesonderePiezo-Elemente, zwischen denen jeweils Elektroden 74 angeordnetsind. Die Elektroden 74 sind mit entsprechenden Anschlusskabeln 72 verbunden,um darüberSpannungen zum Erzeugen einer Schwingung anzulegen bzw. Spannungenabzuführen,welche durch eine empfangene Schwingung erzeugt werden. Zu Vermeidungvon Beschädigungenund Erhöhungdes Halts sowie zur Vermeidung von Kurzschlüssen führt zentral durch die Antriebs-und/oder Empfangsvorrichtung 7 eine Hülse 75 aus einem elektrischisolierenden Material. Die einzelnen Piezo-Elemente 73 undElektroden 74 sowie die Hülse 75 sind zwischenBefestigungselementen, d. h. Elementen einer Spanneinrichtung 76 derarteingespannt, dass eine vorderseitige Übertragung von Schwingungenvon bzw. zu der Befestigungseinrichtung 4 und den Schwingungskörpern 2, 3 ermöglicht wird.Zur Erleichterung der Arretierung und zur Verbesserung der Schwingungsübertragungsind vorderseitig an dem Gehäuse 70 Hilfselemente 77 in Formvon Stiften und Ausnehmungen ausgebildet, welche mit entsprechendenGegenelementen auf der gegenüberliegendenrückseitigenWandung der Befestigungseinrichtung 4 in Eingriff gebrachtwerden.
    [0034] ZumBefestigen der Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung 7 ander Befestigungseinrichtung 4 dient vorzugsweise ein Verspannungsmechanismus alsBefestigungseinrichtung 8. Diese besteht vorzugsweise auseinem quer zur Längsrichtungverlaufenden Befestigungselement 80 mit ebenfalls einer zentralenDurchgangsöffnung 6,wobei dieses Befestigungselement 80 rückseitig quer über dieAntriebs- und/oderEmpfangsvorrichtung 7 verlaufenden gespannt wird. Das Verspannenerfolgt beispielsweise mit einer Anordnung aus Schrauben, Gewindebolzen undMuttern 81 in fürsich bekannter Art und Weise.
    [0035] Vorzugsweisekann zur Übertragungder Schwingungen von der Membran 23 des äußeren Schwingungskörpers 2 aufdie Rückseitebzw. das rückseitigeBefestigungselement 80 der Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung 7 zumindestein Verbindungselement 81 an der rückseitigen Wandung der Membran 23 befestigtsein, wobei dieses Verbindungselement 81 durch eine entsprechendeDurchgangsöffnung 4* inder Befestigungseinrichtung vorzugsweise reibungsfrei hindurchläuft. DiesesVerbindungselement 81 führtneben der Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung 7 in rückseitigerRichtung bis zu dem quer verlaufenden Befestigungselement 80, sodass eine Schwingung der Membran 23 über dieses Verbindungselement 81 unddas rückseitigeBefestigungselement 80 zur Rückseite der Antriebs- und/oderEmpfangsvorrichtung 7 übertragenwird.
    [0036] Somitwird das Befestigungselement 80 über ein Verbindungselement 81 gegendie Befestigungseinrichtung 4 und insbesondere gegen denVerbindungsabschnitt 22, 23 des äußeren Schwingungskörpers 2 gespannt,wobei durch das Verspannen die Schwingungen des äußeren Schwingungskörpers 2 rückseitiggegen die Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung 7 übertragenwerden.
    [0037] Durchdas Verklemmen bzw. Verspannen des Abgleichkörpers 5 wird einegute Ankopplung an den Schwingstab bzw. inneren Schwingkörper 3 bewirkt.Dadurch wird das gesamte Schwingsystem gut abgleichbar, da ein nichtfest sitzender Abgleichkörperdas Gesamtsystem dämpfenwürde.Die Masse des Abgleichkörpersist vorzugsweise so abgestimmt, dass der Abgleichkörper bei100%-iger Maßhaltigkeitder Bauteile in der Mitte des offenen Innerraums 32 anzuordnenist und somit durch Verstellen in vorderseitiger bzw. rückseitigerRichtung ein Ausgleich des Schwingungssystems ermöglicht wird. Eine zusätzlicheVerdrehsicherung ist durch die Klemmwirkung der Schraube selbstnicht mehr erforderlich.
    [0038] DasMaterial des Abgleichkörperskann theoretisch beliebig gewähltwerden, wobei ein Metall neben einer relativ hohen Masse auch denVorteil bietet, hitzebeständigzu sein. Die Verwendung von nicht hitzebeständigen Kunststoff-Klemmbeschichtungenist daher vorteilhafterweise nicht erforderlich. Auch ist zum Abgleichein mechanischer Materialabtrag an der Schwingmembran für die Grundjustierung nichtmehr erforderlich.
    [0039] Durchdie zentrale Durchgangs- bzw. Zugangsöffnung 6 wird einzentrischer Aufbau des gesamten Systems möglich, wobei ein Abgleich durch Verstellendes Abgleichkörpers 5 auchim eingebauten Zustand von der Rückseiteder Füllstandsmessvorrichtungermöglichtwird. Vorteilhafterweise ist auch nur ein einziger Antrieb erforderlich,der zu dem konzentrisch um die zentrale Achse des Gesamtsystemsherum angeordnet ist und fürdie Übertragung vonSchwingungen übereinen Schwingungsübertragungsabschnittvon bzw. zu den Schwingungskörpern 2, 3 vorteilhaftanzuordnen ist. Der Schwingungsübertragungsabschnitt 4 bestehtdarin insbesondere aus der Befestigungseinrichtung 4 undgegebenenfalls weiteren Befestigungs- und Zwischenelementen derAntriebs- und Empfangsvorrichtung 7. Eine Abgleichung istsomit ohne eine Demontage von rückseitigenBauelementen jederzeit einfach möglich.
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] Innerer Schwingungskörper (3) für eine Füllstandsmessvorrichtung(1) mit einem Innenraum (32), in dem ein Abgleichkörper (5)verstellbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dassder Abgleichkörper(5) einen zumindest teilweise elastischen Abschnitt (52)aufweist, wobei im entspannten Zustand ein Außendurchmesser (ds*) des elastischenAbschnitts (52) größer alsein Innendurchmesser (dgi) des Innenraums (32) ist.
    [2] Schwingungskörpernach Anspruch 1, bei dem der Abgleichkörper (5) einen Schlitz(53) als Elastizitätsschlitzzum Zusammendrückendes elastischen Abschnitts (52) auf einen Außendurchmesser(ds*) kleiner oder gleich dem Innendurchmesser (dgi) des Innenraums(32) des inneren Schwingungskörpers (3) aufweist.
    [3] Innerer Schwingungskörper (3) nach Anspruch 1oder 2, bei dem der Abgleichkörper(5) einen Schlitz (52) zum Verstellen des Abgleichkörpers und einAußengewinde(51) aufweist und bei dem eine Innenwandung des Innenraums(32) ein Innengewinde (33) zum Einschrauben desAbgleichkörpers(5) aufweist.
    [4] Innerer Schwingungskörper (3) nach einem vorstehendenAnspruch mit einer Zugangsöffnung (6)zum Abgleichkörper(5) zum Verstellen des Abgleichkörpers (5) von derVorderseite des Schwingungskörpers(3) aus.
    [5] Innerer Schwingungskörper (3) nach einem derAnsprüche1–3 miteiner Zugangsöffnung(6) zum Abgleichkörper(5) zum Verstellen des Abgleichkörpers (5) von derRückseitedes Schwingungskörpers (3)aus.
    [6] Innerer Schwingungskörper nach Anspruch 5, bei demdie Zugangsöffnung(6) durch eine Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung (7, 71)hindurchführt.
    [7] Abgleichkörper(5) füreinen Schwingungskörper(3) füreine Füllstandsmessvorrichtung(1) nach einem vorstehenden Anspruch, wobei der Abgleichkörper (5)einen zumindest teilweise elastischen Abschnitt (52) aufweist,wobei im entspannten Zustand des Abgleichkörpers ein Außendurchmesser(ds*) des elastischen Abschnitts (52) größer alsein Innendurchmesser (dgi) eines Innenraums (32) des Schwingungskörpers (3)ist.
    [8] Abgleichkörpernach Anspruch 7 mit einem Schlitz (53) als Elastizitäts-Schlitzzum Zusammendrückendes elastischen Abschnitts (52) auf einen Außendurchmesser(ds*) kleiner oder gleich dem Innendurchmesser (dgi) des Innenraums(32) des Schwingungskörpers(3).
    [9] Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung (7), insbesonderefür eineFüllstandsmessvorrichtung(1) mit einem inneren Schwingungskörper (3) nach einemder Ansprüche1–6, mit – einerAntriebs- und/oder Empfangseinrichtung (71) zum Erzeugenbzw. Empfangen von Schwingungen zumindest eines Schwingungskörpers (2, 3), – einemSchwingungsübertragungsabschnitt(4) zum Übertrageneiner Schwingung zwischen dem zumindest einen Schwingungskörper (2, 3)einerseits und andererseits der Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung(71), wobei die Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung(71), der Schwingungsübertragungsabschnitt(6) und der zumindest eine Schwingungskörper (2, 3)sich im Betriebszustand längseiner Vorrichtungs-Längsachse(X) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass in einerRichtung längsoder parallel der Vorrichtungs-Längsachse(X) eine Zugangsöffnung(6) durch die Antriebs- und/oderEmpfangsvorrichtung (7), insbesondere durch die Antriebs-und/oder Empfangseinrichtung (71), und durch den Schwingungsübertragungsabschnitt(4) zum Zugriff auf den zumindest einen Schwingungskörper (3)ausgebildet ist.
    [10] Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung nach Anspruch9, bei der die Zugangsöffnung(6) als Zugriffsöffnungzu einem Abgleichkörper(5) ausgebildet ist, wobei der Abgleichkörper (5)innerhalb des zumindest einen Schwingungskörpers (3) zum Abgleichendes Schwingungsverhaltens verstellbar angeordnet ist.
    [11] Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung nach Anspruch9 oder 10, bei der die Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung (7)symmetrisch um die Zugangsöffnung(6) herum ausgebildet ist.
    [12] Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung (7) nacheinem der Ansprüche9–11,bei der die Zugangsöffnung(6) in Form einer zylindrischen Bohrung ausgebildet ist.
    [13] Antriebs- und/oder Empfangsvorrichtung (7) nacheinem der Ansprüche9–12 miteiner Befestigungseinrichtung (8) zum Befestigen der Antriebs- und/oderEmpfangsvorrichtung (7) im Bereich seitlich der Antriebs-und/oder Empfangseinrichtung (71) an einem Befestigungselement(4) des zumindest einen Schwingungskörpers (2, 3).
    [14] Füllstandsmessvorrichtung(1) mit – zweiineinander angeordneten Schwingungskörpern (2, 3),insbesondere gemäß einemder Ansprüche1–6, dierelativ zueinander in Schwingungen versetzbar sind, – einerAntriebs- und/oder Empfangseinrichtung (71), insbesonderenach einem der Ansprüche9–13,zum Anregen zumindest eines der Schwingungskörper (2, 3)bzw. zum Erfassen einer Schwingung zumindest eines der Schwingungskörper (2, 3)und – einerBefestigungseinrichtung (4) zum Befestigen der Schwingungskörper (2, 3)an der Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung (71), – wobeider äußere Schwingungskörper (2) über einenzumindest teilweise elastisch wirkenden Verbindungsabschnitt (22, 23)an der Befestigungseinrichtung (4) befestigt ist, – dadurchgekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (4)eine Durchgangsöffnung(4*) zum Durchführeneines Verbindungselements (81) aufweist und über diesesVerbindungselement die Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung (71)rückseitiggegen die Befestigungseinrichtung (4), insbesondere gegenden Verbindungsabschnitt (22, 23) gespannt ist.
    [15] Füllstandsmessvorrichtungnach Anspruch 14, bei der das Verbindungselement (81) durchdie Durchgangsöffnung(4*) der Befestigungseinrichtung (4) derart reibungsfreihindurch geführtist, dass Schwingungen eines rückseitigenAbschnitts der Antriebs- und/oder Empfangseinrichtung (71) über das Verbindungselement(81) der Befestigungseinrichtung (8) auf den Verbindungsabschnitt(22, 23) und/oder auf den äußeren Schwingungskörper (2) übertragenwerden.
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