DE10062165A1 - Apparatus for determining amount of antifreeze in aqueous solutions, e.g. in vehicle coolant, comprises drive bodies each rotating via mechanical lever, electrical switch and resistors - Google Patents

Apparatus for determining amount of antifreeze in aqueous solutions, e.g. in vehicle coolant, comprises drive bodies each rotating via mechanical lever, electrical switch and resistors

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Abstract

Apparatus for determining the amount of antifreeze in aqueous solutions comprises drive bodies (1-3) each rotating via a mechanical lever (4-6). An electrical switch operated by the lever corresponding to the lever position. Resistors of a resistor chain are bridged via the switch. The resistor chain is connected to a display unit to display the amount of antifreeze assigned to a required resistance value. Preferred Features: One drive body has a density which is more than that of water. The apparatus also has a temperature sensor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Gehalts an Frostschutzmittel von wässrigen Lösungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for determining the content of antifreeze of aqueous solutions according to the preamble of patent claim 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus DE 37 15 495 A1 bekannt. Die Auswertung der Auftriebskörper erfolgt dabei durch Lichtschranken. Vorzugsweise befinden sich sämtliche Auftriebskörper übereinander ihrer Dichte nach gestaffelt in einer im wesentlichen vertikal angeordneten Führungskammer, deren Höhe größer ist als die Summe der Durchmesser der Auftriebskörper, wobei die Zahl der Lichtschranken mindestens gleich der Zahl der Auftriebskörper ist und die der Schwimm- oder Sinklage der Auftriebskörper zugeordneten Lichtschranken entsprechend dem Durchmesser der Auftriebskörper gegenseitig auf Abstand angeordnet sind. Zusätzlich ist ein Auftriebskörper vorhanden, der bei allen vorkommenden Frostschutzmittelkonzentrationen schwimmfähig ist und als Füllstandssensor dient. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist der relativ hohe schaltungstechnische Aufwand für die Lichtschranken und die lichtemittierenden Elemente, sowie deren aufwendige Signalweiterleitung an eine Anzeigeeinheit.A generic device is known from DE 37 15 495 A1. The evaluation of the The buoyancy body is made by light barriers. Preferably located all buoyancy bodies are stacked on top of each other according to their density in a essentially vertically arranged guide chamber, the height of which is greater than that Sum of the diameters of the floats, the number of light barriers is at least equal to the number of buoyancy bodies and that of the floating or sinking position the light barriers assigned to the buoyancy body corresponding to the diameter of the Buoyancy bodies are mutually spaced apart. In addition is a Buoyancy body present that of all occurring Antifreeze concentrations are buoyant and serve as a level sensor. A disadvantage of the known device is the relatively high circuitry Effort for the light barriers and the light-emitting elements, as well as their complex signal forwarding to a display unit.

Aus der DE 37 34 130 A1 ist eine Scheibenreinigungsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge bekannt, mit einem Behälter, der zur Aufnahme von Flüssigkeiten mit verschiedenen Gefrierpunkten mindestens zwei Kammern aufweist, wobei eine Kammer als Frostschutzmittelkammer ausgebildet ist und über eine Zuführung, in der ein Absperrorgan angeordnet ist, mit einer als Mischkammer ausgebildeten Kammer verbunden ist, wobei zur Bestimmung der Frostschutzmitteldosierung ein Dichtemeßgerät vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal ein Maß für das Mischverhältnis ist und zur Ansteuerung des Absperrorgans dient. Die Ausbildung des Dichtemeßgerätes ist nicht näher beschrieben. DE 37 34 130 A1 describes a window cleaning system, in particular for Motor vehicles are known with a container for holding liquids different freezing points has at least two chambers, one chamber is designed as an antifreeze chamber and via a feed in which a Shut-off device is arranged, with a chamber designed as a mixing chamber is connected, whereby to determine the antifreeze dosage Density meter is provided, the output signal is a measure of the mixing ratio and is used to control the shut-off device. The formation of the density meter is not described in detail.  

Aus der DE 43 16 981 C2 ist eine Reinigungsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeugscheiben bekannt, mit Einbauten zur Bereitstellung einer Reinigungsflüssigkeit, die eine Grundflüssigkeit und ein in temperaturabhängig regelbarer Konzentration zumischbares Frostschutzmittel enthält, wobei die Einbauten eine Verdampfungseinrichtung beinhalten, der eingangsseitig ein Flüssigkeitsgemisch zuführbar ist, das die Grundflüssigkeit und das Frostschutzmittel in einer maximal erforderlichen Konzentration zugemischt enthält. Auch hier ist die Konzentrationsmesseinrichtung nicht näher beschrieben.DE 43 16 981 C2 describes a cleaning system, in particular for Motor vehicle windows known, with internals to provide a Cleaning liquid, which is a basic liquid and one in temperature-dependent contains adjustable concentration of admixable antifreeze, the internals contain an evaporation device, the input side of a liquid mixture It can be supplied that the basic liquid and the antifreeze in a maximum contains the required concentration. Here too is the Concentration measuring device not described in detail.

Aus der DE 195 33 628 A1 ist ein Verfahren zur Messung der Konzentration des Gefrierschutzmittels in der Kühlflüssigkeit eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei dessen Dielektrizitätskonstante gemessen wird. Hierzu wird ein Kondensator in die Kühlflüssigkeit eingetaucht, dessen Dielektrizität durch die umgebende Flüssigkeit gebildet wird. Durch Bestimmung der Kapazität dieses Kondensators wird die Dielektrizität und mittels dieser wieder mit Hilfe einer Tabelle die Konzentration des Frostschutzmittels ermittelt. Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit wird die Temperatur des Gemischs festgestellt und bei der Konzentrationsbestimmung berücksichtigt.DE 195 33 628 A1 describes a method for measuring the concentration of the Antifreeze in the coolant of a motor vehicle known, the latter Dielectric constant is measured. For this, a capacitor is placed in the Coolant immersed, its dielectric due to the surrounding liquid is formed. By determining the capacitance of this capacitor, the Dielectric and by means of this again with the help of a table the concentration of Antifreeze determined. To increase the measuring accuracy, the temperature of the Found mixture and taken into account when determining the concentration.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Bestimmen des Gehalts an Frostschutzmittel von wässrigen Lösungen, mittels in einer Kammer angeordneten Auftriebskörpern, deren gestaffelte Dichten mit den Werten der zu messenden Frostschutzmittellösung weitgehend übereinstimmen, zu schaffen, die schaltungstechnisch einfach aufgebaut ist.The invention is therefore based on the technical problem of a device for Determine the antifreeze content of aqueous solutions using in a Chamber arranged buoyancy bodies, whose staggered densities with the values of the antifreeze solution to be measured largely agree to create the is simple in terms of circuitry.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem results from the subject with the Features of patent claim 1. Further advantageous refinements of the invention result from the subclaims.

Hierzu sind die Auftriebskörper jeweils über einen mechanischen Hebel drehbar gelagert, wobei jedem Hebel ein elektrischer Schalter zugeordnet ist, der entsprechend der Hebelstellung durch den Hebel betätigbar ist, wobei durch die Schalter Widerstände einer Widerstandskette überbrückbar sind und die Widerstandskette mit einer Anzeigeeinheit verbunden ist, die einen dem erfaßten Widerstandswert zugeordneten Gehalt an Frostschutzmittel anzeigt. Der Vorteil der Vorrichtung ist, daß einerseits nur eine Verbindungsleitung zur Anzeigeeinheit benötigt wird, und andererseits nur preiswerte passive Elemente wie Widerstände, Schalter und mechanische Hebel benötigt werden. Diese passiven Elemente sind darüber hinaus weniger störanfällig als aktive oder passive optische Bauelemente.For this purpose, the buoyancy bodies are each rotatably supported by a mechanical lever, wherein each lever is associated with an electrical switch that corresponds to the Lever position can be actuated by the lever, with resistors through the switch a resistance chain can be bridged and the resistance chain with a Display unit is connected, which is assigned to the detected resistance value Indicates the antifreeze content. The advantage of the device is that on the one hand only a connecting line to the display unit is required, and on the other hand only  inexpensive passive elements such as resistors, switches and mechanical levers are required become. These passive elements are also less prone to failure than active ones or passive optical components.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist zumindest ein Auftriebskörper eine Dichte auf, die kleiner als die von Wasser ist, so daß dieser stets schwimmt und als Füllstandssensor dient. Diesem Auftriebskörper ist dann ein Schalter zugeordnet, mittels dessen die Widerstandskette auftrennbar ist, um den zu niedrigen Füllstand unabhängig von dem Gehalt an Frostschutzmittel zu signalisieren.In a preferred embodiment, at least one buoyancy body has a density which is smaller than that of water so that it always floats and as Level sensor is used. A switch is then assigned to this buoyancy body by means of the resistance chain of which is separable, independently of the low level signal from the antifreeze content.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Vorrichtung ein Temperatursensor zugeordnet, wobei bei Erfassung einer Temperatur, die niedriger als die Gefriertemperatur bei erfaßten Gehalts an Frostschutzmittel ist, eine Warnmeldung erzeugbar ist.In a further preferred embodiment, the device is a Temperature sensor assigned, being when detecting a temperature lower than the freezing temperature when the antifreeze content is detected is a warning can be generated.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment explained. The figure shows:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Auftriebskörper in einem Behälter und Fig. 1 is a schematic side view of the buoyancy body in a container and

Fig. 2 eine schematische Schaltungsanordnung der Widerstandskette. Fig. 2 is a schematic circuit arrangement of the resistor chain.

Die Vorrichtung zum Bestimmen des Gehalts an Frostschutzmittel von wässrigen Lösungen umfaßt drei Auftriebskörper 1-3, die jeweils über einen Hebel 4-6 drehbar an einer Achse 7 gelagert sind. Die Achse 7 ist dabei in Höhe eines Grenzfüllstandes für die wässrige Lösung 8 an den Wänden eines Behälters 9 angeordnet. Prinzipiell kann aber auch die Achse 7 außerhalb des Behälters 9 angeordnet werden. Die Dichte des ersten Auftriebskörpers 1 ist kleiner als die von Wasser, so daß der erste Auftriebskörper 1 unabhängig vom Gehalt an Frostschutzmittel stets schwimmt und als Füllstandssensor dient. Der zweite Auftriebskörper 2 weist eine Dichte auf, so daß dieser bei einem Gehalt an Frostschutzmittel, das zu einem Gefrierpunkt von -10°C führt, schwimmt. Der dritte Auftriebskörper 3 weist eine Dichte auf, so daß dieser bei einem Gehalt an Frostschutzmittel, das zu einem Gefrierpunkt von -20°C führt, schwimmt. Durch weitere Auftriebskörper kann die Auflösung entsprechend verfeinert werden, ohne daß sich etwas an dem Grundprinzip ändert. Jedem Hebel 4-6 ist ein Schalter 10-12 zugeordnet, der durch den Hebel 4-6 in Abhängigkeit von der Hebelstellung betätigbar ist. Dabei sind die zugeordneten Schalter 10-12 geschlossen, wenn die Hebel 4-6 horizontal oder nach oben ausgelenkt sind. Bei nach unten gerichteter Hebelstellung sind die Schalter 10-12 hingegen offen.The device for determining the antifreeze content of aqueous solutions comprises three buoyancy bodies 1-3 , which are each rotatably mounted on an axis 7 via a lever 4-6 . The axis 7 is arranged at the level of a limit level for the aqueous solution 8 on the walls of a container 9 . In principle, however, the axis 7 can also be arranged outside the container 9 . The density of the first buoyancy body 1 is less than that of water, so that the first buoyancy body 1 always floats regardless of the antifreeze content and serves as a level sensor. The second buoyancy body 2 has a density so that it floats at a level of antifreeze which leads to a freezing point of -10 ° C. The third buoyancy body 3 has a density so that it floats at an antifreeze content which leads to a freezing point of -20 ° C. The resolution can be correspondingly refined by further buoyancy bodies without the basic principle being changed. Each lever 4-6 is assigned a switch 10-12 , which can be actuated by lever 4-6 depending on the lever position. The associated switches 10-12 are closed when the levers 4-6 are deflected horizontally or upwards. However, when the lever position is facing down, switches 10-12 are open.

Die Verschaltung der Schalter 10-12 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Schaltungsanordnung umfaßt einen Vorwiderstand RV und eine Widerstandskette, die durch die Reihenschaltung der Widerstände R2 und R3 gebildet wird. Parallel zum Widerstand R2 ist der Schalter 11 und parallel zur Widerstandskette der Schalter 12 angeordnet. In Reihe zur Widerstandskette ist der Schalter 10 angeordnet. An dem Vorwiderstand RV liegt eine Betriebsspannung UB an bzw. ist auf den Vorwiderstand RV schaltbar. An dem Vorwiderstand RV ist dann eine Meßspannung abgreifbar. Die am Vorwiderstand RV erfaßte Spannung stellt ein Maß für den Füllstand und den Gehalt an Frostschutzmittel dar, was nachfolgend näher erläutert wird.The connection of the switches 10-12 is shown in Fig. 2. The circuit arrangement comprises a series resistor R V and a resistor chain, which is formed by the series connection of the resistors R2 and R3. The switch 11 is arranged parallel to the resistor R2 and the switch 12 parallel to the resistor chain. The switch 10 is arranged in series with the resistor chain. An operating voltage U B is present at the series resistor R V and can be switched to the series resistor R V. A measuring voltage can then be tapped at the series resistor R V. The voltage detected at the series resistor R V represents a measure of the fill level and the antifreeze content, which is explained in more detail below.

Ist der Füllstand der wässrigen Lösung 8 unter dem Grenzwert, so befindet sich der Hebel 4 des Auftriebskörpers 1 in einer Stellung, wo der Schalter 10 geöffnet wird. Da die beiden schweren Auftriebskörper 2, 3 maximal schwimmen können, sind dann deren zugeordnete Hebel 5, 6 ebenfalls in einer nach unten gerichteten Stellung, so daß deren Schalter 11, 12 ebenfalls offen sind. Diese Schalterstellung ist in Fig. 2 dargestellt. Aufgrund des offenen Schalters 10 ist der Schaltkreis unterbrochen und über dem Vorwiderstand RV kein Spannungsabfall detektierbar. Dieses Meßsignal kann dann an die Anzeigeeinheit weitergegeben werden, wo dem Fahrer dann signalisiert wird, daß der Füllstand zu niedrig ist. Ist der Füllstand hingegen über dem Grenzwert, so ist zumindest der Hebel 4 des ersten Auftriebskörpers 1 horizontal oder nach oben gerichtet, so daß der Schalter 10 und somit der Schaltkreis geschlossen sind. Je nach Gehalt an Frostschutzmittel schwimmen entweder beide Auftriebskörper 2, 3 nicht, oder Auftriebskörper 2 schwimmt oder beide Auftriebskörper 2, 3 schwimmen. Im ersten Fall sind die beiden Schalter 11, 12 offen und an dem Vorwiderstand RV fällt nach der Spannungsteilerregel eine Spannung von
If the fill level of the aqueous solution 8 is below the limit value, the lever 4 of the buoyancy body 1 is in a position where the switch 10 is opened. Since the two heavy buoyancy bodies 2 , 3 can swim to a maximum, their associated levers 5 , 6 are then also in a downward position, so that their switches 11 , 12 are also open. This switch position is shown in Fig. 2. Due to the open switch 10 , the circuit is interrupted and no voltage drop can be detected via the series resistor R V. This measurement signal can then be passed on to the display unit, where the driver is then signaled that the fill level is too low. If, however, the fill level is above the limit value, at least the lever 4 of the first buoyancy body 1 is directed horizontally or upwards, so that the switch 10 and thus the circuit are closed. Depending on the antifreeze content, either both buoyancy bodies 2 , 3 do not float, or buoyancy bodies 2 float, or both buoyancy bodies 2 , 3 float. In the first case, the two switches 11 , 12 are open and a voltage of drops across the series resistor R V according to the voltage divider rule

ab. Schwimmt hingegen der Auftriebskörper 2, so wird der Schalter 11 geschlossen und der Widerstand R2 kurzgeschlossen, so daß sich eine Spannung
from. On the other hand, if the buoyancy body 2 floats, the switch 11 is closed and the resistor R 2 is short-circuited, so that there is a voltage

einstellt. Schwimmt nun auch der dritte Auftriebskörper 3, so wird auch der Schalter 12 geschlossen, so daß die Widerstände R2 und R3 kurzgeschlossen werden, so daß die gesamte Betriebsspannung UB über RV abfällt. Somit ist der Spannungsabfall über RV direkt proportional zum Gehalt an Frostschutzmittel. Wie ersichtlich, kann der Schalter 12 auch nur parallel zum Widerstand R3 geschaltet werden, ohne daß sich etwas an den vorangegangenen Ausführungen ändert.established. If the third buoyancy body 3 now also floats, the switch 12 is also closed, so that the resistors R 2 and R 3 are short-circuited, so that the total operating voltage U B drops above R V. The voltage drop across R V is therefore directly proportional to the antifreeze content. As can be seen, the switch 12 can also be connected only in parallel to the resistor R 3 , without changing anything in the preceding statements.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Bestimmen des Gehalts an Frostschutzmitteln von wässrigen Lösungen, mittels in einer Kammer angeordneten Auftriebskörpern, deren gestaffelte Dichte mit den Werten der zu messenden Frostschutzmittellösung weitgehend übereinstimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebskörper (1-3) jeweils über einen mechanischen Hebel (4-6) drehbar gelagert sind, wobei jedem Hebel (4-6) ein elektrischer Schalter (10-12) zugeordnet ist, der entsprechend der Hebelstellung durch den Hebel (4-6) betätigbar ist, wobei über die Schalter (11, 12) Widerstände (R2, R3) einer Widerstandskette überbrückbar sind und die Widerstandskette mit einer Anzeigeeinheit verbunden ist, die einen dem erfaßten Widerstandswert zugeordneten Gehalt an Frostschutzmittel anzeigt.1. Device for determining the antifreeze content of aqueous solutions, by means of buoyancy bodies arranged in a chamber, the staggered density of which largely correspond to the values of the antifreeze solution to be measured, characterized in that the buoyancy bodies ( 1-3 ) each have a mechanical lever ( 4-6 ) are rotatably mounted, each lever ( 4-6 ) being assigned an electrical switch ( 10-12 ) which can be actuated by the lever ( 4-6 ) in accordance with the lever position, the switches ( 11 , 12 ) Resistors (R 2 , R 3 ) of a resistance chain can be bridged and the resistance chain is connected to a display unit which indicates an antifreeze content assigned to the detected resistance value. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auftriebskörper (1) eine Dichte aufweist, die kleiner als die von Wasser ist.2. Device according to claim 1, characterized in that a buoyancy body ( 1 ) has a density which is less than that of water. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung ein Temperatursensor zugeordnet ist, wobei bei Erfassung einer Temperatur, die niedriger als die Gefriertemperatur bei erfaßten Gehalts an Frostschutzmittel ist, eine Warnmeldung erzeugbar ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the device a temperature sensor is assigned, with the detection of a temperature that is lower than the freezing temperature when the antifreeze content is detected, one Warning message can be generated.
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