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Die Erfindung betrifft eine Sonde für Uberfûllsicherungen für Flüssigkeitsbehälter, insbesondere für Heizölbehälter, mit einem bei Eintauchen in die Flüssigkeit seine elektrischen Kennwerte auswertbar ändernden Fühlerelement, wie einem Heiss- oder Kaltleiterwiderstand, dessen Kennwertänderung in einem über ein Kabel angeschlossenen Steuergerät ein Steuersignal zum Beenden des Befüllvorganges auslöst, wenn der Flüssigkeitsspiegel den Fühler erreicht hat, der von einem Sockel getragen und von einem nach unten offenen Käfig umgeben ist.
Bei dem Befüllen von Flüssigkeitsbehältern muss darauf geachtet werden, dass der Befüllvorgang rechtzeitig vor einem überfüllen des Behälters beendet wird, um das Auslaufen von Flüssigkeit zu verhindern. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn es sich um gefährliche oder umweltgefährdende Flüssigkeiten handelt, wie beispielsweise brennbare Flüssigkeiten und insbesondere Heizöl. Um ein Überfüllen eines Behälters auch bei Unachtsamkeit der die Befüllung vornehmenden Personen sicherzustellen, werden Sonden verwendet, die in den Flüssigkeitsbehälter fest eingebaut und mit einem Fühlerelement versehen sind, das in Höhe des maximal zulässigen Flüssigkeitsspiegels angebracht ist. Dieses Fühlerelement, vorzugsweise ein Heiss- oder Kaltleiterwiderstand, ändert seinen Widerstandswert bei Eintauchen in die Flüssigkeit.
Die Widerstandsänderung wird über ein Kabel einem Steuergerät zugeleitet, das hieraus ein Schaltsignal ableitet. Dieses Schaltsignal stellt die Fördervorrichtung ab oder schliesst ein in der Förderleitung liegendes Ventil. Mit Hilfe derartiger Anordnungen ist es gelungen, das überfüllen von Haushaltsheizölbehältern bei der Zulieferung von Heizöl mittels Tanklastwagen praktisch auszuschliessen.
Bei bekannten derartigen Sonden (brit. Patentschriften Nr. 1, 008, 609 ; Nr. 1, 106, 912) sind die verwendeten Fühlerelemente an einem Sockel einer Sonde befestigt, die in dem Vorratsbehälter eingebaut ist. Dazu ist der Sockel an einem Tragrohr befestigt, durch das das Zuleitungskabel hindurchgezogen ist. Das Tragrohr ist in einem Einschraubkörper, der in einen Einschraubstutzen des Lagerbehälters eingedreht wird, befestigt, beispielsweise festgeklemmt. Bei diesen bekannten Sonden ist das Fühlerelement von einer Schutzhülse umgeben, die vor allem einen mechanischen Schutz des Fühlerelemente gegen Beschädigungen beim Transport und beim Einbau bietet. Diese Hülsen sind als Rohrabschnitte ausgebildet, die nach unten offen sind.
Ferner sind diese Rohrabschnitte mit seitlichen Bohrungen versehen, damit die ansteigende Flüssigkeit in die Hülse eindringen und bis zum Fühler emporsteigen kann, weil durch die in Höhe des Fühlers und auch höher angeordneten Bohrungen die in dem Rohrabschnitt befindliche Luft entweichen kann. Für sehr niederviskose Flüssigkeiten, wie beispielsweise extraleichtes Heizöl, das sehr niederviskos ist (wie Dieselöl), können Hülsen mit geschlossenem Boden und unteren und oberen öffnungen verwendet werden. Bei etwas dickeren ölen oder Flüssigkeit mit etwas höherer Viskosität wird eine unten offene Hülse verwendet, weil sonst nicht gewährleistet ist, dass die Flüssigkeit beim Entnehmen aus dem Behälter aus der Hülse ausreichend abfliesst.
Fliesst die Flüssigkeit nicht ausreichend ab, so kann der Behälter nicht gefüllt werden, weil die Sonde ständig das Signal "Behälter gefüllt" abgibt, da das Fühlerelement permanent in die Flüssigkeit eintaucht, die aus der Hülse nicht abfliesst. Die Schutzhülse haben ferner die Aufgabe, den Fühler vor dem Auftreffen von Spritzern und Tropfen während des Befüllvorganges zu schützen, die ebenfalls das Auslösen des Signals "Behälter gefüllt" fälschlich bewirken könnten, wenn sie auf den Fühler auftreffen.
In vielen Anwendungsfällen sollen jedoch relativ hochviskose Flüssigkeiten eingefüllt und gelagert werden,
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herausfliesst, sondern wie ein dicker, zäher Klumpen darin hängen bleibt. Derartiges schweres Heizöl hat bei üblichen Lagertemperaturen eine Konsistenz, wie sie Teer oder Asphalt bei Sonnenbestrahlung an heissen Tagen aufweisen. An der Entnahmestelle wird das zähflüssige, schwere Heizöl erwärmt, um abgepumpt und dem Verbraucher zugeführt werden zu können. Auch das messtechnisch bedingte Durchleiten von elektrischem Strom durch das Fühlerelement und das dadurch bewirkte Aufheizen des Fühlerelemente reicht nicht aus, um den in der Schutzhülse befindlichen zähen Pfropf so zu erwärmen, dass er abfliesst.
Der das Fühlerelement durchfliessende Strom und die dabei in Wärme umgesetzte elektrische Leistung sind so gering, dass der Pfropf nicht ausreichend erwärmt und ausreichend niederviskos gemacht werden kann. Der in der Schutzhülse befindliche zähe Pfropf verankert sich in den die Hülse durchsetzenden Querbohrungen, so dass er sich quasi formschlüssig hält.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sonde zu schaffen, die nicht nur für extraleichte und leichte Heizöle verwendbar, sondern auch für mittelschwere und schwere Heizöle sowie für Schmieröle und Flüssigkeiten
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vielfach erprobte, eingangs beschriebene überwachungssystem anwenden zu können.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch, dass sich der lichte Querschnitt des Käfigs an jeder Stelle mit zunehmendem Abstand vom Sockel stetig vergrössert.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass zwar in Hülsen auch relativ grosser Weite, die mit grossen Bohrungen versehen sind, zähes, schweres Heizöl als Pfropfen hängenbleibt, dass aber bei einem nach
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unten offenen Käfig, dessen lichter Querschnitt sich an jeder Stelle mit zunehmendem Abstand vom Sockel stetig vergrössert und der vorzugsweise aus zueinander und zur Sondenlängsachse parallelen, eine glatte Oberfläche aufweisenden Stäben besteht, das schwere Heizöl abgleitet. Dadurch ist eine sichere Funktion der Sonde sowohl bei extraleichten und leichten als auch bei mittelschweren und schweren Heizölen ebenso wie bei Schmierölen gewährleistet. An dem bewährten überwachungssystem selbst braucht nichts geändert zu werden.
Der konstruktive Auf-und Zusammenbau des Käfigs kann unterschiedlich verwirklicht sein. Bei einer
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die Stäbe in Aussparungen des Sockels eingelassen. Beispielsweise werden die Stäbe in im Sockel vorgesehene Bohrungen eingepresst.
Die Stäbe weisen einen Kreisquerschnitt auf. Erstaunlicherweise hat sich herausgestellt, dass unten offene
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Konfiguration aufweisender Käfig aus zueinander parallelen, glattflächigen Stäben dagegen führt zu einer einwandfreien Wirkungsweise. Zur weiteren Verbesserung ist dabei vorgesehen, dass die Stäbe konisch sind und sich zu ihrem freien Ende hin verjüngen. Dadurch wird das Abgleiten des Schwerölpfropfens zusätzlich gefördert.
Als besonders zweckmässig hat es sich herausgestellt, wenn die Stäbe auf einem Teilkreis angeordnet sind und einen gegenseitigen lichten Abstand von zirka 6 mm aufweisen. Dabei ist der Teilkreisdurchmesser etwa
16 mm und es sind auf diesem Teilkreis vorzugsweise sechs Stäbe gleichmässig verteilt angeordnet. Ein derart ausgebildeter Käfig hat den Vorteil, dass eine mit ihm versehene Sonde ohne Schwierigkeit durch übliche, an dem
Lagerbehälter vorgesehene Anschlussstutzen in den Lagerbehälter eingeführt und befestigt werden kann. Die lichte Weite üblicher, vorhandener Stitzen beträgt etwas mehr als 22 mm.
Der Durchmesser der Stäbe kann in gewissen Grenzen variieren. Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Stäbe einen Wurzeldurchmesser von zirka 2, 5 mm und einen Enddurchmesser von zirka 1, 8 mm aufweisen und wenn ihre freien Enden halbkugelförmig gerundet sind. Dabei beträgt die freie Länge der Stäbe etwa 20 bis 25 mm.
Zwar ist die Länge der Stäbe relativ unkritisch, doch sollte auf einen gewissen Mindestabstand zwischen dem Fühlerelement und den freien Enden der Stäbe geachtet werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung beträgt der Abstand von dem freien Fühlerende bis zu den freien Stabenden etwa 5 mm.
Die Befestigung der einzelnen Teile aneinander kann weitgehend beliebig vorgenommen sein.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die Anschlussenden des Fühlerelemente in den aus
Kunststoff bestehenden Sockel zusammen mit den Stäben eingegossen. In weiterer Ausgestaltung ist bevorzugt in dem Sockel auch die Verbindungsstelle von Adern eines Kabels mit den Anschlussenden des Fühlerelemente eingegossen und ist in den dem Sockel auch eine das Kabel umgebende Rohrhülse eingegossen. Um eine bessere Haftung des Sockels an dem Rohrende zu erzielen, ist das eingegossene Ende der Rohrhülse mit umlaufenden Sicken oder Nuten versehen. Dadurch wird eine formschlüssige Verbindung und eine gute Zugentlastung erreicht.
Besonders günstig gestaltet sich hinsichtlich der Betriebseigenschaften als auch hinsichtlich der Herstellungskosten das Eingiessen der Elemente in den Sockel dann, wenn der Sockel an das Kabelende und das Rohr sowie die Stäbe angespritzt ist. Es sind eine Vielzahl von ölfesten Kunststoffen bekannt, die sich auf diesen Weise verarbeiten lassen und die eine ausreichende mechanische Stabilität besitzen.
Der Sockel kann gemäss den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen einteilig ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten andern Ausführungsform ist dagegen der Sockel zweiteilig ausgebildet und umfasst einen zentralen, an das Kabel und das Schutzrohr angespritzten Träger für den Fühler sowie einen die Stäbe des Käfigs tragenden Ring. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Werkzeug für das Anspritzen des Sockels an das Kabel und das Schutzrohr sehr einfach aufgebaut ist. Die Befestigung des die Stäbe des Käfigs tragenden Ringes an dem zentralen Träger ist sehr einfach möglich, indem der Ring auf den Träger aufsteckbar und, beispielsweise durch Kleben, fixierbar oder auch einrastbar ist.
Die Stäbe können in Aussparungen des Ringes eingesteckt oder eingepresst sein. Dabei besteht der Ring vorzugsweise aus Kunststoff und es bestehen die Stäbe vorzugsweise aus Metall, insbesondere einem eine glatte Oberfläche beibehaltenden, nichtrostenden Stahl. Bei andern Ausführungsformen dagegen sind Stäbe und Ring einstückig hergestellt und bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Es wäre allerdings auch denkbar, eine derartige Einheit als Spritzgussteil mit ausreichend glatter Oberfläche herzustellen.
Bei andern Ausführungsformen der Erfindung sind Sockel und Stäbe einstückig hergestellt. Bei diesen Ausführungsformen ist zwar das Werkzeug etwas komplizierter, doch wird dadurch anderseits der Vorteil erzielt, dass die Sonde in einem Arbeitsgang herstellbar ist. Es bestehen dabei Sockel und Stäbe aus Kunststoff.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Ansprüchen. Es zeigen : Fig. l teils in Ansicht, teils in Längsschnitt, eine erfindungsgemässe Sonde und Fig. 2 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles II.
Eine erfindungsgemässe Sonde umfasst ein Fühlerelement insbesondere einen Kaltleiter- oder einen
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etwa parallel zueinander und sind an zwei Adern-4 und 5-- eines Kabels --6-- befestigt, beispielsweise angepunktet oder angelötet. Die Löt- oder Punktschweissstellen befinden sich innerhalb eines Sockels-7--, der aus Kunststoff besteht. Die Enden der Anschlussdrähte--2 und 3--sind also in dem Sockel-7eingebettet. Das dem Sockel --7- zugewandte Ende des Kabels--6--ist von einem Sondenrohr--8-- umgeben, dessen Endbereich mit umlaufenden Sicken--9--versehen ist.
In diesem Endbereich sind sowohl das Kabel als auch das Sondenrohr mit seinen Sicken--9--von dem Kunststoff des Sockels --7-- umhüllt.
Vorzugsweise wird der Sockel --7-- dadurch hergestellt, dass das Kabelende und das Sondenrohrende mit einem plastischen Kunststoff umspritzt werden, der dann erstarrt. Es kann dabei der Sockel --7-- einstückig sein, er kann auch, wie in der oberen Hälfte von Fig. l dargestellt, aus zwei Teilen bestehen, nämlich einem Trägerteil --10-- und einem Ring In diesem Fall ist der Ring--11--auf dem entsprechend gestalteten Träger --10-- aufgeschoben oder aufgepresst oder sonstwie befestigt.
In dem Sockel--7--bzw. dem Ring --11- sind auf einem zur Längachse der Sonde koaxialen Teilkreis gleichmässig über dessen Umfang verteilt Bohrungen eingearbeitet, in die Stäbe --12-- eingesetzt, beispielsweise eingepresst oder eingeklebt sind.
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-12-- beispielsweiseeinstückig, so können auch die Stäbe --12-- mit dem Sockel --7-- einstückig hergestellt sein. Die Stäbe - weisen ein zylindrisches, in dem Sockel -7-- eingesetztes Ende auf, an das sich ein konischer Abschnitt anschliesst, der sich zum freien Ende hin verjüngt und dessen Endbereich kugelförmig gerundet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Teilkreises 16 mm und es beträgt der Aussendurchmesser des Sockels --7-- bzw. des Ringes-11-22 mm.
Der Durchmesser eines Stabes --12-- verjüngt sich von 2, 5 mm an der Stabwurzel (wo der Stab aus dem Sockel austritt) auf 1, 8 mm am freien Stabende. Die Länge der Stäbe beträgt zwischen 20 und 25 mm, und es ist der den freien Enden der Stäbe nächstliegende Punkt des Fühlerelementes --1-- in einem axialen Abstand von etwa 5 mm zu diesen Enden angeordnet. Die Stäbe --12-- bilden somit einen Schutzkäfig für das Fühlerelement Dabei erweitert sich der lichte Querschnitt des Schutzkäfigs an jeder Stelle in Richtung von dem Sockel-7--weg.
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abgewandten Endes sind an dem Sondenrohr--8--Markierungen--14--angebracht, die das Mass der Eintauchtiefe des Fühlerelementes --1-- in den mit der Sonde zu bestückenden Behälter anzeigen.
Das Ende des Sondenrohres--8--ist mit einer Knickschutztülle --15-- versehen, die einen Knickschutz für das aus dem Sondenrohr austretende Kabel --6-- bildet.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sid, ohne den Rahmen der Erfindung zu veranlassen. Insbesondere können einzelne der Erfindungsmerkmale für sich oder zu mehreren kombiniert Anwendung finden.