DE4425399A1

DE4425399A1 - Adjusting system for altering displacement value of displacement body, in volume changing device for gas-tight container

Info

Publication number: DE4425399A1
Application number: DE4425399A
Authority: DE
Inventors: Walter Nicolai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 1996-03-07
Also published as: DE19519723A1; DE4420950A1

Abstract

The adjusting system uses a spring arrangement, e.g. a flat spiral spring which can be wound up and released, with its outer end e.g. fixed jointed to stationary holder, with its inner end clamped securely in a rotationally located shaft, designed as a deformable spring (62), for the prodn. of an adjusting movement. The spring is wound up and deformed simultaneously by the forced movement from a electric, pneumatic, hydraulic or manual adjustment part, for the alteration of the displacement vol. from an original displacement vol. to a final displacement vol. to store energy in the spring, using a displacement body (31). A pressure sensor (21) and a valve (26) to the ambient atmosphere are provided. The energy stored is freed at an optional selectable time, e.g. by the relief of the drive spring, using control signals of a programmable operating unit (34) e.g. a microcomputer, and for the resetting of the adjustment part, by alteration of the displacement vol. via the displacement body, back to its initial position.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device according to the Ober Concept of claim 1.

Gegenstand des Hauptpatents sind ein Verfahren und eine Vor richtung zur Änderung der Verdrängungsgröße des Verdrängungskör pers einer Volumenänderungseinrichtung bei einem gegenüber der Atmosphäre oder einem sonstigen Bezugsdruck absperrbaren Behälter für flüssige oder feste Stoffe, die zusammen mit einer das Leer- oder das Restvolumen des Behälterinneren auffüllenden Luft-, Gas- oder Dampfmenge enthalten sind, der mit einer Vorrichtung zur Er mittlung des Behälterleer- oder -restvolumens mittels der Volu menänderungseinrichtung versehen ist, die das Restvolumen nach der Absperrung des Behälters gegenüber der Atmosphäre oder einem sonstigen Bezugsdruck mittels eines innerhalb des Behälters oder innerhalb eines über eine Rohr- oder Schlauchverbindung mit dem Behälterinneren ständig oder zeitweise verbundenen druckfesten äußeren Gefäßes angeordneten, gegenüber dem Behälterinneren gas- und flüssigkeitsdichten Verdrängungskörper mit frei einstellba rer Verdrängungsgröße und -form durch elektrisch, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder manuell auf den Verdrängungskörper einwirkende Mittel verkleinert und/oder vergrößert, und die da durch verursachte Druckänderung (Unterdruck oder Überdruck) im Restvolumen als Meßwert des Restvolumens mittels der an den Be hältergasraum ständig oder nur zeitweise angeschlossenen Gas druckmeßvorrichtung unter Berücksichtigung frei wählbarer Bezugs größen und einer gemessenen variablen Bezugsgröße nach dem Boyle- Mariotteschen Gesetz bestimmt und dann die Differenz zwischen dem Gesamtvolumen des Behälterinneren und dem festgestellten Rest volumen gebildet und diese Volumendifferenz als Meßwert für das Restvolumen erfaßt und durch eine Analog- oder Digitalanzeige Vorrichtung anzeigt, wobei nach dem Meßvorgang oder einem vor gegebenen Druckausgleich zwischen Behältergasraum und Atmosphä ren- oder Bezugsdruck die Absperrung des Behälters wieder aufge hoben wird, daß ferner die zur Veränderung des jeweiligen Ver drängungskörpers von einer Ausgangsverdrängungsgröße V₁ auf eine vorgegebene Endverdrängungsgröße V₂ oder umgekehrt die zur Verän derung des Verdrängungskörper 5 von einer Ausgangsverdrängungs größe V₂ auf eine vorgegebene Verdrängungsgröße V₁ dienenden elektrisch, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder manuell wirksamen Stellmittel gleichzeitig eine Federanordnung elastisch verformen und dabei Arbeit speichern, und daß die Federanordnung bei Entlastung in die ursprüngliche Form zurückkehrt und die ge speicherte Arbeit ganz oder teilweise die Veränderung der Ver drängungsgröße des Verdrängungskörpers bewirkt. The main patent relates to a method and a device for changing the displacement size of the displacement body of a volume changing device in a container that can be shut off from the atmosphere or other reference pressure for liquid or solid substances, which together with an air filling the empty or the remaining volume of the interior of the container -, Gas or steam amount are included, which is provided with a device for determining the container empty or residual volume by means of the volume change device, the residual volume after the container has been shut off from the atmosphere or another reference pressure by means of an inside the container or arranged within a pressure-resistant outer vessel that is permanently or temporarily connected to the interior of the container via a pipe or hose connection and is gas and liquid-tight with respect to the interior of the container with freely adjustable Verd The size and shape of the armature are reduced and / or enlarged by means that act electrically, mechanically, pneumatically, hydraulically or manually on the displacement body, and the pressure change (underpressure or overpressure) caused in the residual volume as a measured value of the residual volume by means of the container gas space continuously or only temporarily connected gas pressure measuring device taking into account freely selectable reference quantities and a measured variable reference quantity determined according to Boyle-Mariottesches law and then the difference between the total volume of the interior of the container and the remaining volume determined and this volume difference recorded as a measured value for the residual volume and by a Analog or digital display device indicating, after the measuring process or a given pressure equalization between the container gas space and atmosphere ren or reference pressure, the shut-off of the container is lifted again, that further the r change of the respective Ver displacement body from an output displacement variable V₁ to a predetermined final displacement variable V₂ or vice versa which serves to change the displacement body 5 from an output displacement variable V₂ to a predetermined displacement quantity V₁ serving electrically, mechanically, pneumatically, hydraulically or manually actuating means simultaneously a spring arrangement deform and save work, and that the spring assembly returns to its original shape when the load is released and the ge stored work causes all or part of the change in the displacement size of the displacement body.

Über Verfahren und Vorrichtungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, deren Funktion durch die Anwendung unter schiedlicher Stellmittel für die Verdrängungsgrößenänderung von Verdrängungskörpern innerhalb einer abgeschlossenen Meßperiode gekennzeichnet ist, wurde nichts gefunden.About methods and devices according to the preamble of Claim 1, whose function through the application under different actuators for the displacement size change of Displacers within a completed measurement period is marked, nothing was found.

Beim Gegenstand der Zusatzanmeldung handelt es sich um eine weiter ausgestaltete, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung des Hauptpatentes, mit der die Vorteile des Hauptpatentes primär sowohl die Einstellung der Vergrößerung als auch die Einstellung der Verkleinerung der Verdrängungsgröße des Verdrängungskörpers besser zur Geltung gebracht werden.The subject of the additional application is a further developed, preferred embodiment of the invention of the main patent, with which the advantages of the main patent are primary both the magnification setting and the setting the reduction in the size of the displacement body be better brought to bear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche die Vorteile des Gegenstands der Hauptanmeldung dadurch noch besser zur Gel tung bringt, daß - wie schon in der Hauptanmeldung beschrieben - die elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder manuellen Stellmittel, im folgenden kurz "erste" Stellmittel genannt, durch Stellbewegungen ihrer Aktoren das Verdrängungsvolumen des Ver drängungskörpers direkt oder indirekt verändern und gleichzeitig mit diesen Bewegungen die elastisch verformbaren Stellmittel, im folgendem kurz "zweite" Stellmittel genannt, deformieren, wobei Arbeit in dem elastischen "zweiten" Stellmittel gespeichert wird (Hoocke′sches Gesetz), und nach Beendigung des Zwangszustandes - nämlich der deformierenden Kräfte des "ersten" Stellmittels - zu einem frei wählbaren Zeitpunkt die inzwischen in dem "zweiten" Stellmittel gespeicherte "Arbeit" unmittelbar als Entspannungs bewegung des "zweiten" Stellmittels zur Rückveränderung des Ver drängungsvolumens des Verdrängungskörpers umgesetzt wird, oder umgekehrt, daß dieses zweite Stellmittel als Federmotor, beste hend aus einer spiralförmig gebogenen, aufziehbaren und vorge spannten Blattfeder ausgebildet ist, deren Anwendung als Arbeits speicher und Triebfeder erhebliche Vorteile gegenüber anderen Federanordnungen für diesen Zweck aufweist. So kann die Deforma tion und die Entspannung der Spiralfeder eines Federmotors, die beispielsweise gelenkig an einer stationären Halterung befestigt und deren inneres Ende fest in einer drehbar gelagerten gemein samen Achse eingespannt ist, die den Federmotor und das elektri sche, pneumatische, hydraulische, manuelle oder sonstige rotie rende Antriebsmittel miteinander verbinden, sehr einfach durch geführt werden, ohne vorher die rotierende Bewegung in eine lineare, gerade verlaufende Bewegung umzusetzen. Ferner können Elektromotoren oder sonstige für die Aufgabe der Deformation der Spiralfeder anwendbare Aufzieh-Antriebe als Getriebemotoren aus gebildet sein, um leistungsschwächere Aggregate verwenden zu kön nen. Auch die Schub- oder Zugaktoren zur zur Ein- oder Rückstel lung des Verdrängungsvolumens der Verdrängungskörper können weni ger aufwendig gestaltet werden, da sie ja keine Feder aufziehen.The invention is based on the object of a device to create the genus mentioned above, which have the advantages the subject of the main filing even better for gel tion brings - as already described in the main application - the electrical, pneumatic, hydraulic or manual Adjusting means, hereinafter referred to as "first" adjusting means Adjusting movements of their actuators the displacement volume of the ver change the body directly or indirectly and at the same time with these movements the elastically deformable adjusting means, in hereinafter referred to as "second" adjusting means, deform, whereby Work in the elastic "second" adjusting means is stored (Hoocke law), and after the end of the forced state - namely the deforming forces of the "first" actuating means - at a freely selectable time, which is now in the "second" "Work" stored as a means of relaxation immediately as relaxation Movement of the "second" actuator to change the Ver displacement volume of the displacement body is implemented, or conversely, that this second actuator as a spring motor, best starting from a spirally curved, retractable and pre tensioned leaf spring is formed, its use as a working memory and mainspring considerable advantages over others Has spring assemblies for this purpose. This is how the deforma tion and relaxation of the coil spring of a spring motor, the for example articulated to a stationary bracket and their inner end fixed in a rotatable common samen axis is clamped, the spring motor and the electri cal, pneumatic, hydraulic, manual or other rotie Connect driving means with each other, very simply by be performed without first making the rotating movement in one implement linear, straight movement. Can also Electric motors or other for the task of deforming the Spiral spring applicable winding drives as geared motors be formed to be able to use less powerful aggregates nen. Also the push or pull actuators to the on or reset The displacement volume of the displacement body can be reduced ger are elaborately designed, since they do not wind a spring.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung wird die vorgenannte Aufgabenstellung erfindungsgemäß mittels der in dem Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.Starting from a device of the type mentioned at the beginning is the aforementioned task according to the invention by means of Features characterized in claim 1 solved.

Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausbildung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.Opportunities for advantageous further training are in claims 2 to 4 indicated.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are described below with reference to the Drawings explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 in schematischer und stark vereinfachter Darstellung das Prinzip der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels der mit einer oberhalb eines absperrbaren Behälters angeordneten, und teilweise in den Gasraum des Behälters hineinragenden Membran/Schwingkörperanordnung als volumenveränderlicher Verdrängungskörper nach dessen elektromoto rischer Einstellung in den Zustand seines größten Verdrängungsvo lumens und des damit gleichzeitig verbundenen Aufzuges des Feder motors, Fig. 1 in a schematic and greatly simplified representation of the principle of operation of the device according to the invention using an embodiment of the arranged above a lockable container, and partially protruding into the gas space of the container membrane / vibrating body arrangement as a variable volume displacement body after its electromotive setting in the state its largest displacement volume and the associated lift of the spring motor,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung der Ausführungsform wie Fig. 1 nach Rückstellung des Verdrängungskörpers in den Zustand seines kleinsten Verdrängungsvolumens durch die Antriebskraft des aufgezogenen Federmotors. Fig. 2 shows the inventive device of the embodiment as shown in Fig. 1 after returning the displacement body in the state of its smallest displacement volume by the driving force of the wound spring motor.

In Fig. 1 und 2 sind die Grundelemente für die Funktion der er findungsgemäßen Vorrichtung bei einem gegenüber der Atmosphäre oder einem sonstigen Bezugsdruck mittels des Absperrventils 19, z. B. eines Magnetventils mit Gasraumöffnung 26, Atmosphärenöff nung 27 und Stellantrieb 20 dicht absperrbaren Behälters 1, in den die Flüssigkeit 2 über den Füllstutzen mit Kappe 4 eingefüllt ist, dargestellt. Nach jeder Befüllung wird der Füllstutzen mit tels dieser Kappe dicht verschlossen. Die vom Druckmesser 21 über die Luftleitung 22 gemessenen Druckwerte im Gasraum 3 des Behälters 1 werden beispielsweise im Analog/Digitalwandler 33 in digitale Informationen umgewandelt und über das Interface 41 dem Mikrocomputer 34 zugeleitet, der diese Informationen weiter bearbeitet und dann dem Anzeigeinstrument 42 zwecks Anzeige der Größe des Behälterrest oder -füllvolumens zuführt.In Fig. 1 and 2, the basic elements for the function of he inventive device are in a relation to the atmosphere or other reference pressure by means of the shut-off valve 19, z. B. a solenoid valve with gas chamber opening 26 , atmosphere opening 27 and actuator 20 tightly lockable container 1 , in which the liquid 2 is filled through the filler neck with cap 4 , shown. After each filling, the filler neck is sealed with this cap. The pressure values in the gas space 3 of the container 1 measured by the pressure meter 21 via the air line 22 are converted into digital information, for example in the analog / digital converter 33 , and fed to the microcomputer 34 via the interface 41 , which further processes this information and then to the display instrument 42 for the purpose of displaying the Size of the container rest or filling volume.

Aus Sicherheitsgründen sollte das Absperrventil 19 als "strom los geöffnetes" Durchgangsmagnetventil ausgebildet sein, um bei Ausfall der Stromversorgung während eines Meßvorgangs bei abge sperrtem Magnetventil die Absperrung des Behälters gegenüber der Atmosphäre oder dem sonstigen Bezugsdruck sofort aufzuheben.For safety reasons, the shut-off valve 19 should be designed as a "solenoid open" through solenoid valve in order to immediately lift the shut-off of the container from the atmosphere or the other reference pressure if the power supply fails during a measurement process when the solenoid valve is shut off.

Zwischen Behältergasraum 3, dem sogenannten Restvolumen, und dem Atmosphärendruck ist eine als gas- und flüssigkeitsdichter, volumenveränderlicher Verdrängungskörper ausgebildete Membran/ Schwingkörperanordnung 28, bestehend aus der gas- und flüssig keitsfesten, flüssigkeitsdichten und flexiblen Membrane 31, den auf beiden Seiten der Membrane aufgebrachten Membrantellern 30a und 30b, dem mit der Membrane und den Membrantellern fest verbun denen Aktor 45, in diesem Falle eine motorisch bewegbare Schub- und Zug-Zahnstange zum Antrieb der Membra-/Schwingkörperaanord nung sowie einem Elektromotor und einem Federmotor, angeordnet. Behältergasraumseitig ist die Membran-/Schwingkörperanordnung durch die beispielsweise perforierte Abdeckung 24 und atmosphä renseitig durch die Abdeckung 32 mit Atmosphärenöffnung 29b gegen Berührung geschützt. Der Antrieb des Aktors 45 erfolgt abwech selnd zu frei wählbar vorgegebenen Zeiten durch den Elektromotor 61 oder den vorgespannten Federmotor 62 mit ebener Biegefeder (Spiralfeder) mittels des Zahnrades 63, das auf der beispielswei se gemeinsamen Antriebsachse beider Motoren 61, 62 fest angeord net ist. 29a ist die Atmosphärenöffnung des Aktor- und Motoren raums. Between the container gas space 3 , the so-called residual volume, and the atmospheric pressure, there is a membrane / oscillating body arrangement 28 , which is designed as a gas- and liquid-tight, volume-variable displacement body, consisting of the gas- and liquid-resistant, liquid-tight and flexible membrane 31 , the membrane plates applied on both sides of the membrane 30 a and 30 b, with the membrane and the membrane plates firmly connected to the actuator 45 , in this case a motor-driven push and pull rack for driving the Membra- / Schwingkörperaanord voltage as well as an electric motor and a spring motor. Container gas chamber side, the diaphragm / vibrating body arrangement is protected against contact by, for example, perforated cover 24 and atmosphere, a renseitig b by the cover 32 with atmosphere opening 29th The drive of the actuator 45 takes place alternately at freely selectable predetermined times by the electric motor 61 or the prestressed spring motor 62 with a flat spiral spring (spiral spring) by means of the gear 63 , which is fixedly arranged on the common drive axis of both motors 61 , 62 , for example. 29a is the atmosphere opening of the actuator and motor space.

Im Darstellungsbeispiel Fig. 1 wurde im Zusammenhang mit einem Volumenmeßvorgang nach den Lehren des Hauptpatents, bei gegenüber dem Atmosphärendruck abgesperrtem Behälter während der programm gemäßen Antriebstätigkeit des Elektromotors 61 in einer frei wählbar, vorbestimmbaren Rotationsrichtung über die gemeinsame Achse beider Motoren das Zahnrad 63 sowie der damit angetriebene Aktor 45 in Richtung des Gasraums linear bewegt. Dieser Aktor dient als Stellglied zur Einstellung der an seinem unteren Ende dicht befestigten Membrane 31, beispielsweise einer sogenannten Langhub-Rollmembrane mit Flansch-Wulstabdichtung zwischen der oberen Abdeckung 32 und der unteren perforierten Abdeckung 24 und den beidseitig aufgebrachten Membrantellern 30a und 30b. Durch die vorgenannte Stellbewegung des Aktors 45 wurde die Mem brane in Richtung Gasraum bewegt und somit die Membran/Schwing körperanordnung als Verdrängungskörper in den Zustand ihres größ ten Verdrängungsvolumens eingestellt. Damit wurde das Restvolumen des Behälters um die Größe des Verdrängungsvolumens des Verdrän gungskörpers verringert und konnte erfindungsgemäß durch die im Hauptpatent angegebenen Mittel erneut bestimmt werden.In the example shown in FIG. 1, in connection with a volume measurement process according to the teachings of the main patent, with the container shut off from the atmospheric pressure during the program-driven operation of the electric motor 61 in a freely selectable, predeterminable direction of rotation via the common axis of both motors, the gear 63 and thus driven actuator 45 moves linearly in the direction of the gas space. This actuator serves as an actuator for adjusting the membrane 31 , which is tightly attached at its lower end, for example a so-called long-stroke rolling membrane with flange-bead seal between the upper cover 32 and the lower perforated cover 24 and the membrane plates 30 a and 30 b applied on both sides. By the aforementioned actuating movement of the actuator 45 , the membrane was moved in the direction of the gas space and thus the membrane / vibrating body arrangement was set as a displacement body in the state of its largest displacement volume. The residual volume of the container was thus reduced by the size of the displacement volume of the displacement body and could be redetermined according to the invention by the means specified in the main patent.

Gleichzeitig mit der Rotation der gemeinsamen Motorenachse wurde der vorgespannte Federmotor 62 zusätzlich zu dessen Feder vorspannung weiter aufgezogen (gespannt). Die Betriebstätigkeit des Elektromotors und damit auch der Federaufzugsvorgang des Federmotors endeten zu dem Zeitpunkt, in dem der Signalauslöser 67 am oberen Ende des verzahnten Teilstücks des Aktors 45 den Grenzwertschalter 65 mechanisch oder auf bekannte Art und Weise berührungslos betätigte und den Elektromotor über das Relais 64 mit beispielsweise zwei von einander unabhängigen Schaltwegen über den ersten Weg abschaltete und über den zweiten Weg mittels einer in der Zeichnung aus Übersichtsgründen nicht eingezeichne ten elektromagnetisch wirksamen Achsen- oder Motorbremse handels üblicher Bauart (Bremsmotor) sowohl den Elektromotor als auch den Federmotor direkt oder über die gemeinsame Achse total abbremste. Während der Antriebstätigkeit des Elektromotors oder des Feder motors wird die Bremsung der gemeinsamen Antriebsachse durch das Steuerprogramm der Funktionseinheit 34 oder andere bekannte Maß nahmen aufgehoben.Simultaneously with the rotation of the common motor axis, the preloaded spring motor 62 was further tensioned in addition to its spring preload. The operation of the electric motor and thus also the spring winding process of the spring motor ended at the time when the signal trigger 67 at the upper end of the toothed section of the actuator 45 actuated the limit switch 65 mechanically or in a known manner without contact and the electric motor via the relay 64 with For example, two independent switching paths switched off via the first route and via the second route by means of an electromagnetically active axle or motor brake of a conventional design (brake motor) not shown in the drawing for reasons of clarity, both the electric motor and the spring motor directly or via the common one Axis totally braked. During the driving activity of the electric motor or the spring motor, the braking of the common drive axle is canceled by the control program of the functional unit 34 or other known measures.

Der zeitliche Ablauf der vorstehend beschriebenen Funktionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung der Membran/ Schwingkörperanordnung als Verdrängungskörper in den Zustand ihres größten Verdrängungsvolumens kann frei wählbar fest oder veränderbar, beispielsweise in einem elektronischen Ablaufsteuer programm vorgegeben werden.The timing of the functions described above the device according to the invention for adjusting the membrane / Vibrating body arrangement as a displacement body in the state their largest displacement volume can be fixed or changeable, for example in an electronic process tax program can be specified.

Als Mittel zur Programmablaufsteuerung der Verdrängungsvergrö ßerungs- und -verkleinerungsvorgänge, des Meßprogramms zur Er mittlung des Behälterleer- oder -füllvolumens, der Korrektur der Druckmeßabweichungen durch Drift, Temperatur- und sonstige Stör einflüsse sowie zur Überwachung der ordnungsgemäßen Ausführung des im Arbeitsspeicher 37 eingegebenen Anwenderprogramms mag hier beispielsweise die Funktionseinheit 34 als Mikrocomputer ausgebildet sein. Der Arbeitsspeicher enthält sowohl den Pro grammspeicher, in dem das Anwenderprogramm fest, und damit gegen Stromausfall gesichert untergebracht ist, als auch einen Daten speicher, in dem die Informationen, die sich ständig ändern, un tergebracht sind. Beispielsweise werden der Einsatz aller Stell maßnahmen, der Einsatz des Elektromotors, des Federmotors, der Achsenbremsvorrichtung sowie des Magnetventils zwischen Atmosphä re und Behältergasraum durch das Anwenderprogramm gesteuert und über das Interface 41 den jeweiligen Aktoren oder Stellgliedern zugeleitet. 36 ist der Taktgenerator des Mikroprozessors 35, der in an sich bekannter Art und Weise alle erforderlichen Rechenope rationen, beispielsweise die Umrechnung des hyperbolischen Ver laufes der im Behältergasraum bei Messung des Restvolumens gemes senen Druck/Spannungswerte durchführt und damit die Anzeige die ser Meßgrößen auf dem linearen Analog- oder Digital-Meßinstrument 42 ermöglicht. 38 ist die Ausgabestufe für die Steuervorgänge der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 39 enthält die Zusatzlogik für zusätzliche periphere Aufgaben. Der Datenbus 40 verbindet den Mikrocomputer mit dem Interface 41.As a means for program sequence control of the displacement enlargement and reduction processes, the measuring program for determining the container empty or filling volume, the correction of the pressure measurement deviations due to drift, temperature and other interference influences and for monitoring the correct execution of the user program entered in the working memory 37 may here, for example, the functional unit 34 can be designed as a microcomputer. The main memory contains both the program memory in which the user program is permanently stored and thus protected against power failure, as well as a data memory in which the information, which is constantly changing, is housed. For example, the use of all actuating measures, the use of the electric motor, the spring motor, the axle brake device and the solenoid valve between the atmosphere and the container gas space are controlled by the user program and fed to the respective actuators or actuators via the interface 41 . 36 is the clock generator of the microprocessor 35 which , in a manner known per se, performs all the necessary computing operations, for example the conversion of the hyperbolic course of the pressure / voltage values measured in the container gas space when measuring the residual volume, and thus the display of these measured variables on the linear analog or digital measuring instrument 42 enables. 38 is the output stage for the control processes of the device according to the invention. 39 contains the additional logic for additional peripheral tasks. The data bus 40 connects the microcomputer to the interface 41 .

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung der Ausführungs form gemäß der Fig. 1 nach Rückstellung der als gas- und flüssig keitsdichter, volumenveränderlicher Verdrängungskörper ausgebil deten Membran/Schwingkörperanordnung durch die freigegebene An triebskraft des Federmotors 62 im Zustand ihres kleinsten Ver drängungsvolumens. Fig. 2 shows the inventive device of the embodiment according to FIG. 1 after resetting the trained as a gas and liquid keitsdichter, volumetric variable displacement body diaphragm / vibrating body assembly by the released drive force to the spring motor 62 in the state of its smallest displacement volume.

Nach Aufhebung der Bremsung der gemeinsamen Motorenachse, z. B. durch ein Signal der Funktionseinheit 34, trieb der aufgezogene Federmotor die gemeinsame Achse beider Motoren und das Zahnrad in umgekehrter Rotationsrichtung an und bewegte den Aktor 45 in entgegengesetzter Richtung nach oben. Durch diese Bewegung stell te der Aktor die Membran/Schwingkörperanordnung als Verdrängungs körper in den Zustand ihres kleinsten Verdrängungsvolumens und damit über die gemeinsame Achse beider Motoren auch den zur Zeit stromlosen Elektromotor entgegen seiner betriebsmäßigen Antriebs richtung in seine Ausgangsstellung vor dem Aufzug des Federmotors zurück. Der Kontaktauslöser 67 am oberen Ende des Aktors 45 mag dabei bei Erreichung der Position des Grenzwertschalters 66 wie der ein Signal ausgelöst haben, das die gemeinsame Achse der Mo toren erneut abbremste und dabei die Funktionseinheit 34 über den Zustand des Verdrängungskörpers (kleinstes Verdrängungsvolu men) informierte und, wenn keinerlei Störung des Programmablau fes, beispielsweise Kontaminationsgefahr für das Umfeld durch Ausströmen von Gasen aus dem Behältergasraum in die Atmosphäre erkannt wurden, eine Aufhebung der Absperrung des Behälters durch die Funktionseinheit bewirkte. Danach kann programmgemäß ein neu er Volumenänderungs- und Meßvorgang im Rahmen einer Behälter- oder Hohlkörper-Volumenmessung erfolgen.After the braking of the common motor axis, e.g. B. by a signal from the functional unit 34 , the wound spring motor drove the common axis of both motors and the gear in the opposite direction of rotation and moved the actuator 45 in the opposite direction upwards. Through this movement, the actuator set the diaphragm / vibrating body assembly as a displacement body in the state of its smallest displacement volume and thus, via the common axis of both motors, also the currently currentless electric motor against its operational drive direction back to its starting position in front of the elevator of the spring motor. The contact trigger 67 at the upper end of the actuator 45 may have, when reaching the position of the limit switch 66 , have triggered a signal that braked the common axis of the motors again and thereby informed the functional unit 34 about the state of the displacement body (smallest displacement volume) and, if no disturbance of the program ablau fes, for example, a risk of contamination for the environment by the outflow of gases from the container gas space into the atmosphere was detected, the container was lifted by the functional unit. Then, according to the program, a new volume change and measurement process can take place within the scope of a container or hollow volume measurement.

Das Ruheverdrängungsvolumen des Verdrängungskörpers kann sowohl das kleinste Verdrängungsvolumen als auch das größte Ver drängungsvolumen sein und das Arbeitsverdrängungsvolumen kann gleichfalls sowohl das kleinste Verdrängungsvolumen als auch das größte Verdrängungsvolumen des Verdrängungskörpers sein. Ist das Ruheverdrängungsvolumen des Verdrängungskörpers das kleinste Ver drängungsvolumen und das Arbeitsverdrängungsvolumen des Verdrän gungskörpers das größte Verdrängungsvolumen des Verdrängungskör pers, dann arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung nach dem Überdruckverfahren. The displacement volume at rest of the displacement body can both the smallest displacement and the largest ver displacement volume and the displacement volume can be likewise both the smallest displacement and that largest displacement volume of the displacement body. Is this Displacement volume of the displacement body the smallest Ver displacement volume and the displacement volume of displacement The largest displacement volume of the displacement body pers, then the device according to the invention works according to the Overpressure process.

Anstatt den Federmotor durch den Elektromotor oder ein sonsti ges, pneumatisches, hydraulisches oder manuelles Stellmittel bei der Einstellung des Verdrängungskörpers in den Zustand seines größten Verdrängungsvolumens aufzuziehen (zu spannen), und die Rückstellung des Verdrängungskörpers in den Zustand seines klein sten Verdrängungsvolumens ausschließlich durch die bei der Ent spannung der Spiralfeder des Federmotors freigesetzten gespei cherten Federkräfte zu bewirken, kann erfindungsgemäß die Spiral feder des Federmotors auch durch die vorgenannten elektrischen oder sonstigen oben genannten Stellmittel bei der Einstellung des Verdrängungskörpers in den Zustand seines kleinsten Verdrän gungsvolumens aufgezogen (gespannt) werden, während die Rück stellung des Verdrängungskörpers in den Zustand seines größten Verdrängungsvolumens ausschließlich durch die bei der Entspan nung der Spiralfeder des Federmotors freigesetzten gespeicherten Federkräfte bewirkt wird.Instead of the spring motor by the electric motor or another pneumatic, hydraulic or manual actuating means the setting of the displacer in the state of its largest displacement volume, and the Resetting the sinker to its small state Most displacement volume exclusively by the Ent tension of the coil spring of the spring motor is released chured spring forces, according to the invention, the spiral spring of the spring motor also by the aforementioned electrical or other means mentioned above when setting the Displacer in the state of its smallest displacement volume to be drawn up (stretched) while the return position of the displacer in the state of its largest Displacement exclusively through the expansion release of the coil spring of the spring motor released stored Spring forces is effected.

Die in den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 angegebenen Ziffern für die Bauelemente und Funktionsgruppen stimmen in beiden Darstellungen überein.The numbers indicated on the drawings Fig. 1 and Fig. 2 for the components and functional groups are the same in both representations.

Claims

1. Vorrichtung zur Änderung der Verdrängungsgröße des Verdrän gungskörpers einer Volumenänderungseinrichtung bei einem gegen über der Atmosphäre oder einem sonstigen Bezugsdruck absperrbaren Behälter für flüssige oder feste Stoffe, die zusammen mit einer das Leer- oder das Restvolumen des Behälterinneren auffüllenden Luft-, Gas- oder Dampfmenge enthalten sind, der mit einer solchen Vorrichtung zur Ermittlung des Behälterleer- oder Restvolumens mittels der Volumenänderungseinrichtung versehen ist, die das Restvolumen nach der Absperrung des Behälters gegenüber dem Atmo sphärendruck oder einem sonstigen Bezugsdruck mittels eines in nerhalb des Behälters oder innerhalb eines über eine Rohr- oder Schlauchverbindung mit dem Behälterinneren ständig oder zeitweise verbundenen druckfesten äußeren Gefäßes angeordneten, gegenüber dem Behälterinneren gas- und flüssigkeitsdichten Verdrängungskör pers mit frei einstellbarer Verdrängungsgröße und -form durch elektrisch, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder manuell auf den Verdrängungskörper einwirkende Mittel verkleinert und/ oder vergrößert wird, und die dadurch verursachte Druckänderung (Unterdruck oder Überdruck) im Restvolumen als Meßwert des Rest volumens mittels der an den Behältergasraum ständig oder nur zeitweise angeschlossenen Gasdruckmeßvorrichtung unter Berück sichtigung frei wählbarer Bezugsgrößen und einer gemessenen vari ablen Bezugsgröße nach dem Boyle-Mariotteschen Gesetz bestimmt und dann die Differenz zwischen Gesamtvolumen des Behälterinneren und dem festgestellten Restvolumen gebildet und diese Volumen differenz als Meßwert für das Restvolumen erfaßt und durch eine Analog- oder Digitalanzeige-Vorrichtung anzeigt, daß nach dem Meßvorgang oder nach einem vorgegebenen Druckausgleich zwischen Behältergasraum und Atmosphären- oder Bezugsdruck die Absperrung des Behälters wieder aufgehoben wird, wobei die zur Veränderung des jeweiligen Verdrängungskörpers von einer Ausgangsverdrän gungsgröße V₁ auf eine vorgegebene Endverdrängungsgröße V₂ oder umgekehrt die zur Veränderung des Verdrängungskörpers von einer Ausgangsverdrängungsgröße V₂ auf eine vorgegebene Endverdrän gungsgröße V₁ vorgesehenen, elektrisch, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder manuell wirksamen Stellmittel gleichzeitig über eine feste oder steuerbar auftrennbare Kupplungsverbindung die Federanordnung elastisch verformen und dabei Arbeit speichern, und daß die Federanordnung bei Entlastung in die ursprüngliche Form zurückkehrt und die gespeicherte Arbeit ganz oder teilweise die Veränderung der Verdrängungsgröße des Verdrängungskörpers in die Ausgangsverdrängungsgröße bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung als aufziehbare und entspannbare, ebene Spiralfeder, deren äußeres Ende beispielsweise gelenkig an einer stationären Halterung befestigt und deren inneres Ende fest in einer drehbar gelagerten Achse eingespannt ist, als Federmotor (62) zur Erzeugung von Stellbewegungen ausgebildet ist, der gleich zeitig durch die erzwungene Bewegung der elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder manuell wirksamen Stellmittel zur Veränderung des Verdrängungsvolumens des Verdrängungskörpers von dem Aus gangsverdrängungsvolumens V₁ auf ein vorgegebenes Endverdrän gungsvolumen V₂, oder umgekehrt, die zur Veränderung des Ver drängungsvolumens des Verdrängungskörpers von einem Ausgangs verdrängungsvolumen V₂ auf ein Endverdrängungsvolumen V₁ auf gezogen und verformt wird und damit Arbeit speichert, und daß diese gespeicherte Arbeit zu einem frei wählbarem Zeitpunkt z. B. bei Entlastung der Triebfeder durch Steuersignale der program mierbaren oder fest programmierten Funktionseinheit (34), bei spielsweise eines Mikrocomputers oder einer ähnlich wirksamen Einrichtung freigesetzt und zur Rücksetzung der von den vorge nannten elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder manuell wirk samen Stellmitteln bewirkten Bewegung zur Veränderung des Ver drängungsvolumens des Verdrängungskörpers (31) in den Ausgangs zu stand verwendet wird.1. Device for changing the displacement size of the displacement body of a volume change device in a container that can be shut off from the atmosphere or other reference pressure for liquid or solid substances, which together with an empty or the remaining volume of the interior of the container replenishes the amount of air, gas or steam are included, which is provided with such a device for determining the container empty or residual volume by means of the volume change device, which the residual volume after the container has been shut off from the atmospheric pressure or another reference pressure by means of an inside the container or within a via a pipe or hose connection with the container interior permanently or temporarily connected pressure-resistant outer vessel arranged, gas and liquid-tight displacement bodies with respect to the container interior with freely adjustable displacement size and shape by electr Isch, mechanically, pneumatically, hydraulically or manually acting on the displacement body means is reduced and / or enlarged, and the resulting pressure change (vacuum or overpressure) in the residual volume as a measurement of the residual volume by means of the gas pressure measuring device connected to the container gas space permanently or only temporarily Taking into account freely selectable reference values and a measured variable reference value according to the Boyle-Mariottesch law determined and then the difference between the total volume of the interior of the container and the residual volume determined and this volume difference recorded as a measured value for the residual volume and by an analog or digital display device indicates that after the measuring process or after a predetermined pressure equalization between the container gas space and atmospheric or reference pressure, the shut-off of the container is lifted again, with the change to the respective displacement c body from an output displacement size V₁ to a predetermined final displacement size V₂ or vice versa the provided for changing the displacement body from an output displacement size V₂ to a predetermined final displacement size V₁, electrically, mechanically, pneumatically, hydraulically or manually effective actuating means simultaneously via a fixed or controllably separable coupling connection Resiliently deform the spring arrangement and thereby save work, and that the spring arrangement returns to its original shape when the load is released and that the stored work causes the change in the displacement size of the displacement body to the initial displacement size in whole or in part, characterized in that the spring arrangement as an expandable and relaxable, flat spiral spring , the outer end of which is articulated, for example, to a stationary holder and the inner end of which is fixed in a rotatably mounted axis is excited, designed as a spring motor ( 62 ) for generating actuating movements, which at the same time by the forced movement of the electrically, pneumatically, hydraulically or manually acting actuating means for changing the displacement volume of the displacer from the output displacement volume V 1 to a predetermined final displacement volume V 2, or vice versa, which is used to change the displacement volume of the displacer from an output displacement volume V₂ to a final displacement volume V₁ and is drawn and deformed and thus saves work, and that this stored work at a freely selectable point in time z. B. relieved of the mainspring by control signals of the programmable or permanently programmed functional unit ( 34 ), for example a microcomputer or a similarly effective device and for resetting the movement caused by the aforementioned electrically, pneumatically, hydraulically or manually effective actuating means for Change of the displacement volume of the displacement body ( 31 ) is used in the initial state.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß während der Veränderung einer vorgegebenen Verdrängungsgröße V₁ des Verdrängungskörpers (31) auf das Verdrängungsvolumen V₂ oder umgekehrt durch die auf den Verdrängungskörper (31) einwirkenden elektrischen, mechanischen, pneumatischen, hydraulischen oder manuellen rotierenden Stellmittel direkt oder indirekt der Feder motor (62) als Spiralfederanordnung über eine fest gelagerte oder flexible gemeinsame Achse zwischen den rotierenden Stellmitteln und dem Federmotor derart aufgezogen wird, daß die als Arbeit ge speicherte Federkraft des Federmotors als ausschließliches Mittel zur sicheren Rückstellung des Verdrängungsvolumens V₂ des Ver drängungskörpers (31) auf die Verdrängungsgröße V₁ oder umgekehrt ausreicht, um diese Rückstellung auf das jeweilige Ausgangsver drängungsvolumen (z. B. Ruheverdrängungsvolumen) nach vorgegebenem Anwenderprogramm der Funktionseinheit (34) oder einer ähnlich wirk samen, programmierbaren, diskreten elektronischen Schaltung als Funktionseinheit - gegebenenfalls bei gleichzeitiger Abschaltung oder Abtrennung der elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder manuellen Stellmittel während der Betriebstätigkeit des Fe dermotors - durchzuführen.2. Device according to claim 1, characterized in that during the change of a predetermined displacement variable V₁ of the displacement body ( 31 ) on the displacement volume V₂ or vice versa by the electrical, mechanical, pneumatic, hydraulic or manual rotating actuating means acting on the displacement body ( 31 ) directly or indirectly the spring motor ( 62 ) is wound as a spiral spring arrangement via a fixed or flexible common axis between the rotating actuating means and the spring motor in such a way that the spring force stored as work ge spring force of the spring motor as the exclusive means for reliably resetting the displacement volume V₂ of the displacement body ( 31 ) on the displacement size V 1 or vice versa is sufficient to reset this to the respective output displacement volume (e.g. resting displacement volume) according to a predetermined user program of the functional unit ( 34 ) or the like I act samen, programmable, discrete electronic circuit as a functional unit - if necessary with simultaneous switching off or disconnection of the electrical, pneumatic, hydraulic or manual actuating means during the operation of the spring motor - to perform.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfederanordnung im Federmotor (62) in ihrer Ruhestel lung eine frei wählbar einstellbare Federvorspannung aufweist.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the coil spring arrangement in the spring motor ( 62 ) in its rest position has a freely selectable adjustable spring preload.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran/Schwingkörperanordnung (28) abwechselnd mit elek trischem, pneumatischem, hydraulischem und manuellem Antrieb einerseits und Spiralfederantrieb andererseits als volumenverän derlicher Verdrängungskörper in der Wandung eines über eine Rohr- oder Schlauchverbindung mit dem Gasraum (3) des Behälters ständig oder zeitweise verbundenen druck- und vakuumfesten äuße ren Gefäßes zwischen dem Atmosphärendruck und dem Innenraum des äußeren Gefäßes gasdicht angeordnet ist.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the membrane / vibrating body arrangement ( 28 ) alternately with elec trical, pneumatic, hydraulic and manual drive on the one hand and spiral spring drive on the other hand as volumenverän derlicher displacement body in the wall of a pipe or hose connection with the gas space ( 3 ) of the container permanently or temporarily connected pressure and vacuum-resistant outer vessel between the atmospheric pressure and the interior of the outer vessel is arranged gas-tight.