[0001] Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem zum Anschluss von Wägezellen an ein
Verbindungskabel.
[0002] Zur Messung der Last eines Behälters, beispielsweise eines Silos, werden Wägezellen
eingesetzt. Kommt es zum Einsatz mehrerer Wägezellen einzeln oder parallel geschaltet,
so müssen diese mit einem in der Regel zentralen Datenerfassungssystem elektrisch
verbunden werden. Bisher wurde diese Verdrahtung mit Hilfe von Schraubklemm-Terminals
realisiert. Hierbei müssen die einzelnen Litzen, beispielsweise der Versorgungsspannung,
der Signalspannung und der Abschirmung, jeweils einzeln an einer zugehörigen Schraubklemme
angebracht werden.
[0003] Bei dem bisher bekannten Verbindungssystem für mehrere Wägezellen ist die Montage
insbesondere bei Verkabelung sehr vieler Wägezellen sehr komplex und fehleranfällig.
Auch der Austausch von einzelnen Wägezellen birgt die Gefahr eines Verkabelungsfehlers.
Nachteilig ist weiterhin bei den bekannten Verbindungssystemen für Wägezellen, dass
keine Fehlererkennung vorhanden ist, welche die unterschiedlichen Fehlerzustände,
beispielsweise Kabelbruch und Verpolung unterscheidet.
[0004] Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verbindungssystem zum Anschluss von Wägezellen an ein Verbindungskabel zur Verfügung
zu stellen, welches die Montage einer oder mehrerer Wägezellen deutlich vereinfacht
und gleichzeitig die Fehleranfälligkeit der Montage minimiert.
[0005] Erfindungsgemäß ist die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe für ein Verbindungssystem
zum Anschluss von Wägezellen an ein Verbindungskabel dadurch gelöst, dass im Gehäuse
des Verbindungssystems mindestens ein Steckverbinder zum Anschluss eines Verbindungskabels
und mindestens ein weiterer Steckverbinder zum Anschluss mindestens einer Wägezelle
vorgesehen ist. Die Steckverbindungen dienen dabei als lösbare elektrische Kontakte
und erleichtern erfindungsgemäß die Montage eines Verbindungssystems zum Anschluss
von Wägezellen an ein Verbindungskabel wesentlich.
[0006] Sind mehrere Steckverbinder für den Anschluss mehrerer Wägezellen vorgesehen, so
ist, gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems,
der parallele Betrieb von mehreren Wägezellen an einem Verbindungskabel ohne aufwendige
Montage möglich.
[0007] Eine nächste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems wird dadurch
vorteilhaft ausgestaltet, dass unterschiedlich kodierte Steckverbinder für das Verbindungskabel
und die Wägezellen vorgesehen sind. Eine Verwechslung der Steckpositionen der Steckverbinder
für das Verbindungskabel und die Wägezellen ist aufgrund der Kodierung nicht mehr
möglich. Die Fehleranfälligkeit der Montage des Verbindungssystems wird hierdurch
weiter reduziert.
[0008] Die Fehleranfälligkeit der Montage wird ebenso dadurch weiter verringert, dass, gemäß
einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems, für das Verbindungskabel
ein Stecker und für die Wägezellen jeweils eine Steckdose vorgesehen ist. Allein durch
die Art des Steckverbinders im Verbindungssystem lassen sich so Steckverbinder für
das Verbindungskabel und für die Wägezellen unterscheiden.
[0009] Dadurch, dass eine automatische Unterscheidung zwischen dem Betrieb einer oder mehrerer
Wägezellen über die jeweils gewählten Steckverbinder vorgesehen ist, kann, gemäß einer
nächsten vorteilhaften Ausführungsform, die Programmierung interner Verstärker entsprechend
der Belegung der Steckverbinder erfolgen. Eine nachträgliche Programmierung eines
internen Verstärkers zur Verstärkung der Messsignale der Wägezellen ist damit nicht
mehr notwendig.
[0010] Die Vermeidung von Verkabelungsfehlern für die unterschiedlichen Betriebsarten des
Verbindungssystems, beispielsweise der Betrieb einer Wägezelle oder mehrerer Wägezellen
parallel, wird gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform dadurch erreicht, dass
die unterschiedlichen Steckverbinder der Wägezellen für den Betrieb von einer oder
mehrerer Wägezellen unterschiedlich kodiert sind. Beispielsweise kann durch einen
gleichen Einbauwinkel eines mit einem Verdrehschutz versehenen Steckverbinder bezüglich
einer Achse, etwa der Längsachse des Gehäuses des Verbindungssystems, die Kodierung
für beispielsweise zwei parallel betriebene Wägezellen gewährleistet werden.
[0011] Besonders vorteilhaft ausgestaltet wird ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem,
wenn Mittel zur Detektion und zur automatischen Anzeige verschiedener Betriebszustände
des Verbindungssystems vorgesehen sind. Eine automatische Anzeige der verschiedenen
Betriebszustände des Verbindungssystems gewährleistet eine besonders einfache Fehlersuche.
[0012] Dadurch, dass gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform, mindestens eine Leuchtdiode
zur automatischen Anzeige der Betriebszustände vorgesehen ist, kann eine besonders
kostengünstige und zuverlässige Anzeige der Betriebszustände des Verbindungssystems
gewährleistet werden.
[0013] Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform sind mindestens die Betriebszustände
Spannungsversorgung, Schleifenstrom, Verpolung und Kabelbruch anzeigbar. Erfindungsgemäß
werden so die wesentlichen Fehlermöglichkeiten eines Verbindungssystems für Wägezellen
angezeigt, so dass eine Fehleranalyse sehr schnell erfolgen kann.
[0014] Dadurch, dass mindestens ein Erdungskabel und gegebenenfalls ein Überspannungsgasableiter
in einer nächsten Ausführungsform vorgesehen ist, können die an das Verbindungssystem
angeschlossenen Wägezellen gegen Überspannungen aus dem Netz gesichert werden.
[0015] Um auch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verbindungssystems bei hohen Schutzanforderungen,
beispielsweise den Schutzarten IP 67/68, zu gewährleisten, sind, gemäß einer weitergebildeten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems, Hohlräume im Gehäuse des
Verbindungssystem und in den Steckverbindern mit einem Kunststoff ausgegossen. Hierdurch
kann beispielsweise ein Schutz gegen Staubeintritt und Wassereintritt beim Untertauchen
entsprechend der IP-Schutzart IP68 sichergestellt werden.
[0016] Werden, gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Betriebsüberwachung von Wägezellen,
mindestens die Zustände Spannungsversorgung, Schleifenstrom, Verpolung und Kabelbruch
der jeweils angeschlossenen Wägezelle angezeigt, können die wesentlichen beim Betrieb
und bei der Montage der Wägezellen auftretenden Fehlermöglichkeiten direkt festgestellt
werden. Die Betriebssicherheit von Wägezellen kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
daher deutlich gesteigert werden und Fehler gezielt behoben werden.
[0017] Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Verbindungssystem
für Wägezellen, bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Betriebsüberwachung von Wägezellen
auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen einerseits
auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche andererseits auf die Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung
zeigt
- Fig. 1
- ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems zum Anschluss
von einem Verbindungskabel und einer einzelnen Wägezelle oder zwei parallel betriebenen
Wägezellen.
- Fig. 2
- ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Schaltung die das erfindungsgemäße Verfahren
zur Betriebsüberwachung von Wägezellen gewährleistet.
[0018] In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Verbindungssystems
für Wägezellen dargestellt, welches ein Gehäuse 1, einen Steckverbinder 2 für das
Verbindungskabel, und Steckverbinder 3 zum Anschluss einer oder mehrerer Wägezellen
aufweist. Zusätzlich sind im Gehäuse 1 des erfindungsgemäßen Verbindungssystems Leuchtdioden
4 und ein Erdungskabel 5 vorgesehen. Die Leuchtdioden 4 dienen dabei der Anzeige von
Betriebszuständen, beispielsweise Spannungsversorgung, Schleifenstrom, Verpolung und
Kabelbruch der angeschlossenen Wägezellen. Mit Hilfe des Erdungskabels 5 kann das
gesamte Verbindungssystem auf ein festgelegtes Potential gelegt werden, beispielsweise
also auch geerdet werden.
[0019] Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind der Steckverbinder 2 des Verbindungskabels als
Stecker und die Steckverbinder 3 für die Wägezellen als Steckdosen ausgeprägt. Somit
ist es nicht möglich, dass die Steckverbinder 2 und 3 beim Anschluss der Wägezellen
oder des Verbindungskabels vertauscht werden. Zusätzlich sind die Steckverbinder 3
zum Anschluss der Wägezellen untereinander unterschiedlich kodiert, so dass zwischen
dem Anschluss von einer einzigen Wägezelle und zwei parallel angeschlossenen Wägezellen
einfach unterschieden werden kann. Die Leuchtdioden 4 sind dabei so angeordnet, dass
sie den Betriebszustand des jeweilig zugehörigen Steckverbinders anzeigen.
[0020] Das elektrische Schaltbild einer Schaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels, welches
das erfindungsgemäße Verfahren zur Betriebsüberwachung von Wägezellen ermöglicht,
ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei ist der Steckverbinder 5 zum Anschluss des Verbindungskabel
zur Versorgung der Wägezellen und die Buchsen 6, 7 und 8 jeweils zum Anschluss für
Wägezellen vorgesehen. Über die elektrischen Kontakte 9 und 10 des Steckverbinders
5 werden die an die Buchsen 6 bis 8 angeschlossenen Wägezellen mit Spannung versorgt.
Im weiteren wird die Funktionsweise dieser Schaltung am Beispiel des Anschlusses einer
Wägezelle am Verbindungssystem erläutert. Beim Einzelanschluss von nur einer Wägezelle
an die dafür vorgesehene Buchse 7 signalisiert ein durch die Leuchtdiode (LED) 11
über den Widerstand 12 fließender Strom, ob die korrekte Versorgungsspannung zwischen
den elektrischen Kontakten 13 oder 14 und 15 der Buchse 7 des Einzelanschlusses anliegt.
Ist das spannungsführende Kabel an einer beliebigen Stelle unterbrochen, so signalisiert
die nicht angesteuerte LED 11, dass keine korrekte Versorgungsspannung anliegt. Den
Schleifenstrom zwischen den elektrischen Kontakten 13 oder 14 und 15 der Buchse 7
des Einzelanschlusses zeigt die LED 16 an, wenn sie über den Widerstand 17 entsprechend
angesteuert wird. Im Falle des ordnungsgemäßen Anschlusses und Betriebes der einzelnen
Wägezelle kommt es zu einem ausreichend großen Spannungsabfall über dem Spannungsteiler,
der aus den Dioden 18 bis 20 und dem Widerstand 27 gebildet wird, so dass ein ausreichend
großer Strom die LED 16 ansteuert. Sobald dieser Schleifenstrom unterbrochen ist,
also ein Kabelbruch im Bereich der Spannungsversorgung der Wägezelle vorliegt, wird
dieser durch die ausgeschaltete LED 16 signalisiert. Weiterhin ist der Steckkontakt
21 des Steckverbinders 5 des Verbindungskabels mit der Signalleitung ebenfalls über
den Steckkontakt 22 der Anschlussbuchsen 7 der Wägezelle verbunden. Um die Signalleitung
für das Wägesignal von vom Netz verursachten Überspannungen freizuhalten, kann ein
Überspannungsgasableiter 23 zwischen dem Steckkontakt 21 des Steckverbinders 5 und
dem Kontakt 9 des Steckverbinders 5 geschaltet werden. Weiterhin ist das ganze System,
d.h. der Steckverbinder 5 des Verbindungskabels und die Anschlussbuchsen 7 der Wägezelle
über den elektrischen Kontakt 24, 25 der jeweiligen Steckverbindung über die Erdung
26 geerdet.
1. Verbindungssystem zum Anschluss von Wägezellen an ein Verbindungskabel, mit einem
Gehäuse (1), wobei im Gehäuse mindestens ein Steckverbinder (2) zum Anschluss eines
Verbindungskabels und mindestens ein weiterer Steckverbinder (3) zum Anschluss mindestens
einer Wägezelle vorgesehen ist.
2. Verbindungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Steckverbinder (3) für den Anschluss mehrerer Wägezellen vorgesehen sind.
3. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlich kodierte Steckverbinder (2,3) für das Verbindungskabel und die Wägezellen
vorgesehen sind.
4. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass für das Verbindungskabel ein Stecker und für die Wägezellen jeweils eine Steckdose
vorgesehen ist.
5. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Unterscheidung zwischen dem Betrieb einer oder mehrerer Wägezellen
über die jeweils gewählten Steckverbinder (3) vorgesehen ist.
6. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Steckverbinder (3) der Wägezellen für den Betrieb von einer
oder mehrerer Wägezellen unterschiedlich kodiert sind.
7. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Detektion und zur automatischen Anzeige verschiedener Betriebszustände
des Verbindungssystems vorgesehen sind.
8. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Leuchtdiode (4) zur automatischen Anzeige der Betriebszustände vorgesehen
ist.
9. Verbindungssystem nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Betriebszustände Spannungsversorgung, Schleifenstrom, Verpolung und
Kabelbruch anzeigbar sind.
10. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Erdungskabel (5) und gegebenenfalls ein Überspannungsgasableiter vorgesehen
ist.
11. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass Hohlräume im Gehäuse (1) des Verbindungssystems und in den Steckverbindern (2,3)
mit einem Kunststoff ausgegossen sind.
12. Verfahren zur Betriebsüberwachung von Wägezellen insbesondere zur Verwirklichung mit
Hilfe eines Verbindungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Zustände Spannungsversorgung, Schleifenstrom, Verpolung und Kabelbruch
der jeweils angeschlossenen Wägezelle angezeigt werden.