Verbindungssystem zum Anschluss von Wägezellen

Beschreibung

[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] EP 1.056.165 offenbart ein Verbindungssystem gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0005] 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.

[0006] Erfindungsgemäß ist die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe für ein Verbindungssystem zum Anschluss von Wägezellen an ein verbindungskabel gemäß Anspruch 1 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.

[0007] 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.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] 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.

Ansprüche

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, wobei Mittel zur Detektion und zur automatischen Anzeige verschiedener Betriebszustände des Verbindungssystems vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Detektionsmittel zumindest ein Mittel zur Detektion des Betriebszustandes Spannungsversorgung, ein Mittel zur Detektion des Betriebszustandes Schleifenstrom, ein Mittel zur Detektion des Betriebszustandes Verpolung und ein Mittel zur Detektion des Betriebszustandes Kabelbruch umfassen.

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
mindestens eine Leuchtdiode (4) zur automatischen Anzeige der Betriebszustände vorgesehen ist.

8. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Erdungskabel (5) und gegebenenfalls ein Überspannungsgasableiter vorgesehen ist.

9. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8
dadurch gekennzeichnet, dass
Hohlräume im Gehäuse (1) des Verbindungssystems und in den Steckverbindern (2,3) mit einem Kunststoff ausgegossen sind.

10. 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.

Claims

1. Connection system for connecting load cells to a connection cable, with a housing (1) whereby in the housing at least one pin and socket connector (2) is provided to connect a connection cable and at least one further pin and socket connector (3) is provided to connect at least one load cell, whereby means of detection and of automatic display of various operating statuses of the connection system are provided,
characterised in that
the detection means comprise at least one means of detection of the operating status of power supply, one means of detection of operating status of loop current, one means of detection of the operating status of polarity reversal and one means of detection of the operating status of cable breakage.

2. Connection system according to claim 1
characterised in that
several pin and socket connectors (3) are provided to connect several load cells.

3. Connection system according to one of claims 1 or 2
characterised in that
differently-coded pin and socket connectors (2,3) are provided for the connection cable and the load cells.

4. Connection system according to one of claims 1 to 3
characterised in that
one plug is provided for the connection cable and one socket is provided for each of the load cells.

5. Connection system according to one of claims 2 to 4
characterised in that
an automatic differentiation between the operation of one or more load cells is provided via the respectively selected pin and socket connector (3).

6. Connection system according to one of claims 2 to 5
characterised in that
the different pin and socket connectors (3) of the load cells are differently coded for the operation of one or more load cells.

7. Connection system according to one of claims 1 to 6
characterised in that
at least one light-emitting diode (4) is provided for the automatic display of the operating statuses.

8. Connection system according to one of claims 1 to 7
characterised in that
at least one earth cable (5) and if necessary a gas-filled surge protector are provided.

9. Connection system according to one of claims 1 to 8
characterised in that
cavities in the housing (1) of the connection system and in the pin and socket connectors (2,3) are compound-filled with a synthetic material.

10. Method for monitoring load cells, especially for realisation using a connection system according to one of claims 1 to 9
characterised in that
at least the statuses of power supply, of loop current, of polarity reversal and of cable breakage of the respectively connected load cells are displayed.

Revendications

1. Système de liaison pour raccorder des cellules de pesée à un câble de liaison, comportant un boîtier (1), dans lequel au moins un connecteur (2) pour le raccordement d'un câble de liaison et au moins un autre connecteur (3) pour le raccordement d'au moins une cellule de pesée sont prévus dans le boîtier, et dans lequel des moyens sont prévus pour la détection et l'affichage automatique de différents états de fonctionnement du système de liaison,
caractérisé en ce que les moyens de détection comprennent au moins un moyen pour détecter l'alimentation en tension, de l'état de fonctionnement, un moyen pour détecter un courant de boucle de l'état de fonctionnement, un moyen pour détecter une inversion de polarité de l'état de fonctionnement, et un moyen pour détecter une rupture de câble de l'état de fonctionnement.

2. Système de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs connecteurs (3) sont prévus pour le raccordement de plusieurs cellules de pesée.

3. Système de liaison selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des connecteurs (2, 3) codés différemment sont prévus pour le câble de liaison et les cellules de pesée.

4. Système de liaison selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un connecteur est prévu pour le câble de liaison et respectivement une prise est prévue pour les cellules de pesée.

5. Système de liaison selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une différenciation automatique entre le fonctionnement d'une ou de plusieurs cellules de pesée est prévue au moyen des connecteurs (3) respectivement choisis.

6. Système de liaison selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les différents connecteurs (3) des cellules de pesée sont codés différemment pour le fonctionnement d'une ou de plusieurs cellules de pesée.

7. Système de liaison selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins une diode électroluminescente (4) est prévue pour l'affichage automatique des états de fonctionnement.

8. Système de liaison selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un câble de mise à la terre (5) et éventuellement un éclateur de surtension à gaz.

9. Système de liaison selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des cavités dans le boîtier (1) du système de liaison et dans les connecteurs (2, 3) sont formées par moulage d'une matière plastique.

10. Procédé pour contrôler le fonctionnement de cellules de pesée, notamment pour la réalisation à l'aide d'un système de liaison selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins les états comprenant l'alimentation en tension, le courant de boucle, l'inversion de polarité et la rupture de câble des différentes cellules de pesée raccordées sont affichés.

Zeichnung