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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem mit Füllstandsüberwachung gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Arbeitsgerät und Verfahren.
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Antriebssysteme, die über einen Motor verfügen, benötigen zum korrekten Funktionieren verbrauchende Betriebsstoffe wie beispielsweise Treibstoff zum Antreiben des Verbrennungsmotors. Solche verbrauchenden Betriebsstoffe können in Tanks bevorratet werden, die über ein Zuleitungssystem mit dem Motor verbunden sind.
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Bei der Nutzung eines solchen Antriebssystems kann es durch die begrenzten Tankvolumina zu einem Entleeren des Tankbehälters oder des Zuleitungssystems kommen. Hierbei können materielle Schäden am Antriebssystem entstehen, und es kann Luft in das Zuleitungssystem gelangen.
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Bei Verbrennungsmotoren werden einfache Füllstandsüberwachungssysteme für die Betriebsstoffstanks verwendet, um einem Bediener des Systems den Füllstandspegel anzuzeigen. So kann bei drohendem Mangel eines verbrauchenden Betriebsstoffs ein Signal ausgegeben werden, um den Bediener zu informieren. Darüber hinaus sind aus der Ölstandsüberwachung Vorrichtungen bekannt, die bei Ölmangel im Kurbelraum des Motors den Motor unterbrechen oder einen Start des Motors verhindern.
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In der
DE 10 2004 021 394 B4 wird ein Arbeitsgerät mit einem Verbrennungsmotor gezeigt, der eine Startereinrichtung aufweist, ein Ölreservoir im Bereich des Kurbelraums, eine Ölmesseinrichtung zum Erkennen, ob im Ölreservoir Öl vorhanden ist, sowie eine Auswerteeinrichtung zum Erzeugen einer Ölstandsinformation. Diese Ölstandsinformation ist in einem bestimmten Zeitraum nach dem Starten des Verbrennungsmotors erzeugbar. Wird in diesem Zeitraum ein Ölmangel im Kurbelraum erkannt, so wird die Zündung des Verbrennungsmotors durch eine Stoppeinrichtung unterbunden.
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Beim Betrieb von Motoren kommt es jedoch nicht nur bei einem Ölmangel zu Beeinträchtigungen im Betrieb des Antriebssystems. So entstehen funktionelle Beeinträchtigungen, wenn bei einem Mangel an Treibstoff in einem Verbrennungsmotor das Zuleitungssystem vom Treibstofftank zum Motor oder ein vorhandener Vergaser Luft ziehen. In diesem Fall müssen das Zuleitungssystem und der Vergaser zunächst entlüftet werden, bevor das Antriebssystem erneut gestartet werden kann. Hierzu sind meist viele Startversuche nach einer erneuten Befüllung des Tankbehälters nötig.
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In der
DE 10 2006 046 485 A1 ist ein System und Verfahren zur Vermeidung des Verlusts einer Ansaugkraftstoffeinspritzung in einem mit Anlasskraftstoffeinspritzung versorgten Kraftstoffsystem eines Dieselmotors, der ein Kraftfahrzeug antreibt, gezeigt. Bei laufendem Motor hält ein Steuersystem den Motor an, wenn ein Kraftstoffpegelsender ein drohendes Risiko, dass das Kraftstoffsystem seine Anlasskrafteinspritzung verliert, weil der Kraftstoff im Tank nicht ausreicht, anzeigt. Ein weiteres Merkmal lässt das Neustarten und begrenzte Laufen des Motors nach einem Anhalten zu, wenn zuerst der Zündschalter auf Aus gestellt wurde.
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In der
US 6 601 568 B1 ist eine Steuervorrichtung für eine Kraftstoffversorgung einer Kraftstoff verbrennenden Maschine gezeigt, welche mit einem Kraftstofftank über eine Kraftstoffleitung verbunden ist. Die Steuervorrichtung weist eine Kraftstoffansaugerfassungsvorrichtung, eine Rückflussbegrenzungsvorrichtung zum Verhindern, dass Kraftstoff in der Kraftstoffleitung in den Kraftstofftank zurückfließt, und eine Absperrvorrichtung in der Kraftstoffleitung auf, welche der Rückflussbegrenzungsvorrichtung stromabwärts nachgeordnet ist. Wenn die Kraftstoffansaugvorrichtung einen derart niedrigen Kraftstoffvorrat erkennt, dass kein Kraftstoff über die Absperrvorrichtung der Kraftstoff verbrennenden Maschine fließen kann, wird die Absperrvorrichtung geschlossen.
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In der
US 5 103 368 A ist ein kapazitiver Sensor zum Erfassen eines Flüssigkeitsniveaus gezeigt. Das Flüssigkeitsniveau wird erfasst durch ein Aufladen einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Kondensatoren. Jeder Kondensator wird über ein festes Zeitintervall geladen. Das erreichte Spannungsniveau hängt von dem Flüssigkeitsniveau ab und wird mit einem bekannten Wert verglichen, um ein Ausgabesignal zu erhalten, das eine Flüssigkeitstiefe wiedergibt. Die Kondensatoren werden durch zwei konzentrische Röhren gebildet, wobei die eine innerhalb der anderen mit einem vorgegebenen Abstand platziert ist. Die Röhren reduzieren den Effekt eines Schwappens in einem Tank, was ein stabileres Ergebnis ermöglicht. Die Vorrichtung hat keine beweglichen Teile, die verschleißen könnten, und hat daher eine höhere Zuverlässigkeit und Lebensdauer.
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Die
US 2003/0 213 293 A1 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen einer Approximation eines Maßes der Volatilität eines Kraftstoffs eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor. Das Verfahren weist die Schritte des Messens wenigstens einer charakteristischen Größe des Kraftstoffs auf, welche einer Temperatur des Kraftstoffs, einem Volumen des Kraftstoffs und einer Konzentration von Oxigenaten in dem Kraftstoff entspricht. Weiterhin weist das Verfahren das Bestimmen einer Approximation des Maßes der Volatilität einer Kraftstoffprobe mittels einer linearen Funktion auf Basis von wenigstens einer gemessenen charakteristischen Größe des Kraftstoffs auf. Das Verfahren kann beispielsweise bestimmen, ob ein Kraftstoff Ethanol enthält, und wenn nicht, ob der Kraftstoff eine Winterabmischung oder eine Sommerabmischung ist. Das Bestimmen, ob Ethanol vorhanden ist, kann die folgenden Schritte aufweisen: Inkontaktbringen des Kraftstoffs mit einem Sensorelement, Messen einer charakteristischen Größe des Kraftstoffs, welche einer Konzentration von Oxigenalen entspricht, beispielsweise durch Bestimmen einer Änderung einer Kapazität oder eines Widerstands des Sensorselements, und Berechnen einer dielektrischen Konstante oder Leitfähigkeit der Probe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem für eine Arbeitsgerät mit einem Motor anzugeben, das bei einem drohenden Mangel an verbrauchenden Betriebsstoffen den Motor selbsttätig unterbricht, sodass ein Leerlaufen des Zuleitungssystems vom Tankbehälter zum Motor und des Motors selbst sowie das Eindringen von Luft wirksam verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Antriebssystem nach Anspruch 1, durch ein Arbeitsgerät nach Anspruch 15 und durch ein Verfahren nach Anspruch 16 gelöst. Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Ein Antriebssystem weist einen Motor und einen getrennten Tankbehälter zur Bevorratung von verbrauchenden Betriebsstoffen für den Motor auf. Weiterhin ist eine Füllstandsüberwachungsvorrichtung vorhanden, die ein Überwachen des Füllstands in dem Tankbehälter und/oder in den Zuleitungen zwischen Tankbehälter und Motor ermöglicht. Zudem ist eine Unterbrechungsvorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe der Betrieb des Motors unterbrochen werden kann, wenn durch die Füllstandsüberwachungsvorrichtung das Absinken des Füllstands unter einen vorbestimmten Füllstandspegel festgestellt wird.
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Bei dem Motor kann es sich je nach Einsatz des Antriebssystems um eine Dampf- oder Gasturbine oder einen Verbrennungsmotor handeln. Der Verbrennungsmotor kann ein Diesel- oder ein Ottomotor sein, der nach 2- oder 4-Takt-Prinzip arbeitet.
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Diese Motoren benötigen entsprechend ihrer Konzeption unterschiedliche Betriebsstoffe. So werden nicht verbrauchende Betriebsstoffe wie Schmiermittel verwendet, die durch die Schmierung der mechanischen Bewegungsteile des Motors Reibung und Verschleiß mindern, die Kraftübertragung verbessern und Hohlräume abdichten können. Da wie bereits dargelegt der Füllstand von Schmiermittel mit bereits bekannten Vorrichtungen überwacht werden kann, ist eine solche Füllstandsüberwachung nicht Gegenstand der folgenden Ausführungen.
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Verbrennungsmotoren benötigen als einen wesentlichen, verbrauchenden Betriebsstoff Treibstoff, der eine hohe Energiedichte besitzt und zum Antrieb des mechanischen Systems verbrannt wird. Als Treibstoff wird beispielsweise Benzin oder Diesel verwendet. Ein solcher verbrauchender Betriebsstoffe kann in eigenen Tankbehältern bevorratet und uber ein Zuleitungssystem dem Motor zugeführt werden. Da hier eine rasche Entleerung üblich ist, kann es hier leicht zu einem Leerlaufen der Tankbehälter und des Zuleitungssystems zum Motor kommen.
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Bekannt ist neben der separaten Bevorratung von Treibstoff auch die Bevorratung mit einem Benzin-Öl-Gemisch, wie es bei 2-Takt-Motoren verwendet wird. Ein solches Benzin-Öl-Gemisch kann in einem eigenen Tankbehälter bevorratet werden. Da ein solches Gemisch beim Betrieb des Motors schnell verbraucht wird, kann hier eine Füllstandsüberwachung mit einer Füllstandsüberwachungsvorrichtung vorgenommen werden und so eine Beeinträchtigung des Betriebs durch ein Leerlaufen des Motors und des Zuleitungssystems unterbunden werden.
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Bei einer Getrenntschmierung kann das Öl hingegen entweder aus einem separaten Tankbehälter oder aus einem Ölreservoir in der Nähe des Kurbelraums bezogen werden. In diesem Fall unterliegt lediglich der Treibstoff, welcher dann in einem separaten Tankbehälter bevorratet wird, einem raschen Verbrauch, der durch die Füllstandsüberwachungsvorrichtung überwacht werden kann. Eine Überwachung des Füllstands im Ölreservoir kann mit einer gebräuchlichen Ölstandsüberwachungsvorrichtung vorgenommen werden.
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Der Tankbehälter besteht aus einem Behälter zur Befüllung mit dem verrauchenden Betriebsstoff, der eine Zuleitung zur Zuführung des Betriebsstoffs zum Motor, z. B. zum Vergaser, aufweist. Da der einmal aus dem Tankbehälter zum Motor geleitete Betriebstoff verbraucht und nicht in den Tankbehälter zurückgeführt wird, ist der im Betriebstofftank enthaltene Betriebsstoff stets unverbraucht und kann in gleich bleibender Qualität dem Motor zugeführt werden.
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Dies steht im Gegensatz zu der für Öl gebräuchlichen Ölsumpfschmierung, bei der das Öl in einer in die Kurbelkammer integrierten Ölwanne (Ölsumpf) vorgehalten wird. Bei der Ölsumpfschmierung fließt während des Betriebs des Motors verbrauchtes Öl in den Ölvorrat zurück, so dass der Ölvorrat zwar im Wesentlichen bestehen bleibt, die Qualität des vorgehaltenen Öls mit fortschreitender Nutzung aber sinkt.
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Je nach Art des Betriebsstoffs und Gestaltung des Betriebstofftanks werden unterschiedliche Vorrichtungen zur Füllstandsüberwachung eingesetzt. Zur Treibstoffüberwachung werden Schwimmersysteme verwendet, bei denen ein Schwimmer im Tank angebracht ist und die Füllstandsinformation aus der Position des Schwimmers abgeleitet wird. Weiterhin sind auch Füllstandsmessungen durch Messstäbe oder Druckschalter bekannt.
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Die Nutzung der Füllstandsinformation unterscheidet sich je nach Einsatz des Antriebssystems und nach Art des Betriebsstoffs. Beispielsweise kann der Bediener über einen von der Füllstandsüberwachungsvorrichtung erkannten Füllstand bzw. über einen Betriebsstoffmangel informiert werden. Die Information kann beispielsweise durch ein Signal gemeldet werden. Möglich ist die Anzeige eines Lichtsignals beispielsweise über eine Leuchtdiode, die Ausgabe eines Tonsignals beispielsweise über einen Summer, und/oder die Ausgabe einer Meldung beispielsweise als Klartext in einem Display. Das Display kann derart gestaltet bzw. gesteuert sein, dass eine Sprachwahl des Bedieners bezüglich einer zu verwendenden Sprache ausgewertet und unterstützt wird.
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Je nach Fullstand kann die Meldung unterschiedlich gestaltet sein. So kann bei Unterschreiten eines vorgegebenen ersten Füllstandspegels, welcher niedrig, aber noch nicht kritisch sein kann, ein Hinweis beispielsweise durch ein schwaches und/oder kontinuierliches Leuchtsignal, durch ein schwaches und/oder sporadisches Tonsignal und/oder durch einen entsprechenden Klartext, beispielsweise „Treibstoffreserve”, gegeben werden. Ein Unterbrechen des Antriebs durch die Unterbrechungsvorrichtung kann zu diesem Zeitpunkt noch unterbleiben. Der Bediener kann dann zu einem geeigneten Zeitpunkt den Tankbehälter befüllen. Bei Unterschreiten eines zweiten vorgegebenen Füllstandspegels, welcher geringer als der erste vorgegebene Füllstandspegel sein kann, kann eine weitere Information ausgegeben werden, beispielsweise durch ein blinkendes Leuchtsignal, ein starkes und/oder kontinuierliches Tonsignal und/oder durch einen weiteren Klartext, wie beispielsweise „geringe Treibstoffreserve – bitte jetzt tanken”. Dies ermöglicht es dem Bediener, geeignete Maßnahmen zum Abschalten des Antriebssystems zu ergreifen, beispielsweise eine Parkposition aufzusuchen. Weiterhin kann bei Unterschreiten eines dritten vorgegebenen, möglicherweise noch geringeren Füllstands der Betrieb des Motors durch die Unterbrechungsvorrichtung unterbrochen und ein entsprechendes Signal an den Bediener ausgegeben werden, beispielsweise durch Ansteuern einer farbigen oder roten Leuchtdiode, durch ein weiteres, lautes Tonsignal und/oder durch Ausgabe eines entsprechenden Klartexts, beispielsweise „Abschaltung wegen Treibstoffmangel”. Die Meldung kann über den Unterbrechungszeitpunkt hinaus für den Bediener ersichtlich bleiben.
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Möglich ist auch eine kontinuierliche Anzeige des Füllstands während einer Betriebsdauer des Antriebssystems durch eine dafür vorgesehene Anzeigevorrichtung.
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Durch die Unterbrechungsvorrichtung ist es möglich, zusätzlich oder alternativ zu diesen Möglichkeiten der Überwachung des Füllstands der Tankbehälter eine Unterbrechung des Antriebsystems bzw. des Motors vorzusehen, wenn der Füllstandspegel in einem oder mehreren Tankbehältern unter einen vordefinierten Füllstandspegel fällt.
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Durch ein Abschalten des Motors bei drohendem Mangel an Treibstoff kann verhindert werden, dass die Zuleitungen zwischen Treibstofftank und Motor Luft ziehen, oder dass in einen im Verbrennungsmotor vorgesehenen Vergaser Luft gelangt. Dies stellt einen Vorteil gegenüber herkömmlichen Systemen dar, die in diesem Fall bei einem erneuten Start mühsam mit vielen Startversuchen entlüftet werden müssen.
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Weiterhin kann ein niedriger Füllstandspegel im Tankbehälter bereits zu Beginn des Betriebs des Antriebs, beispielsweise vor einem Start des Motors, erkannt werden. In diesem Fall kann der Start des Motors durch die Unterbrechungsvorrichtung von vorn herein unterbunden werden. Eine Information bezüglich des Füllstands kann, beispielsweise in der oben dargestellten Form, ausgegeben werden. Alternativ dazu kann der Motor, soweit der Füllstandspegel dies zulässt, gestartet und über eine vordefinierte Zeitspanne oder solange der Füllstandspegel dies zulässt betrieben werden. Dies ermöglicht es dem Bediener, das Antriebssystem beispielsweise eine geeignete Park- oder Tankposition zu bewegen.
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Die Unterbrechung des Antriebssystems kann beispielsweise durch Einwirken der Unterbrechungsvorrichtung auf eine Zündvorrichtung des Motors erreicht werden. Hier kann beispielsweise das Einleiten eines Zündimpulses auf eine Zündkerze unterbunden werden. Falls es sich bei dem Verbrennungsmotor um einen Selbstzünder wie beispielsweise einem Dieselmotor handelt, ist es alternativ möglich, die Treibstoffzufuhr durch Ansteuerung eines Elektroventils zu unterbinden.
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Die Detektion eines drohenden Mangels eines verbrauchenden Betriebsstoffs durch die Füllstandsüberwachungsvorrichtung kann durch eine Festlegung des Füllstandspegels unterschiedlich gestaltet werden:
So ist es denkbar, dass die Füllstandsüberwachungsvorrichtung den drohenden Mangel möglichst spät an die Unterbrechungsvorrichtung meldet, so dass der Motor möglichst lange betrieben werden kann und lediglich schwerwiegende Folgen des Betriebsstoffmangels, wie beispielsweise das Eindringen von Luft in die Zuleitung zwischen Tank und Motor, verhindert werden.
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Alternativ ist auch die Vorgabe eines höheren Pegelstands möglich, so dass der drohende Betriebsstoffmangel bereits früher von der Füllstandsüberwachungsvorrichtung erkannt und/oder, wie oben bereits dargestellt, dem Bediener gemeldet werden kann. In diesem Fall kann noch eine kurze Zeitspanne bis zur Abschaltung des Motors vergehen, ohne dass nachteilige Folgen des Betriebsstoffmangels zu Schaden oder gravierenden Beeinträchtigungen führen. Die Definition des Pegelstands und die Vorgabe der Zeitspanne bis zur automatischen Abschaltung durch die Unterbrechungsvorrichtung können in diesem Fall geeignet aufeinander abgestimmt sein.
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Wie bereits dargestellt, ist es möglich, mehrere Pegelstände vorzudefinieren, die durch die Füllstandsüberwachungsvorrichtung gemeldet werden. So kann bei einem sich abzeichnenden Betriebsstoffmangel eine frühzeitige Information an den Bediener ausgegeben werden. Ist der Pegelstand weiter abgesunken, können Notfallmaßnahmen eingeleitet und ein geeigneter Zeitpunkt für die Abschaltung kann abgewartet werden. Erst wenn ein sehr niedriger Pegelstand erreicht ist, bei dessen Unterschreiten mit nachteiligen Folgen für das gesamte Antriebssystem oder das betriebene Arbeitsgerät zu rechnen ist, kann eine direkte Abschaltung des Motors durch die Unterbrechungseinheit vorgenommen werden. Ergänzend zu dieser stufenweisen Reaktion kann der vorliegende Pegelstand in einem Tankbehälter kontinuierlich ausgegeben und für den Bediener sichtbar angezeigt werden.
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Bei einer solchen gesteuerten Abschaltung ergibt sich im Gegensatz zur herkömmlichen Leerfahrt des Motors die Möglichkeit, Einfluss auf den Abschaltzeitpunkt zu nehmen. Falls also der Unterbrechungsvorrichtung Informationen über einen drohenden Treibstoffmangel vorliegen und ein Zeitraum für die Abschaltung des Motors vordefiniert ist, kann sie zunächst Notfallmaßnahmen initiieren. Solche Notfallmaßnahmen können zum Ziel haben, das Antriebssystem oder das Arbeitsgerät, das durch das Antriebssystem betrieben wird, in einen sicheren Zustand zu führen, in dem z. B. möglicherweise vorhandene Druckventile geöffnet sein können oder bewegliche Teile des Arbeitsgeräts sich in einer Ruheposition befinden. Weiterhin kann zur Abschaltung des Motors ein Betriebszustand abgewartet werden, in dem ein Anhalten des Systems vorteilhaft ist. Dies ist beispielsweise möglich beim Einsatz des Antriebssystems in einem Arbeitsgerät, das periodisch arbeitet, wie eine Presse in einem Presswerk. Hier kann vor Abschalten der Antriebseinheit der Betriebszustand abgewartet werden, bei dem die Presse zurückgefahren ist und das Werkstück einfach entfernt werden kann. Eine abrupte, betriebsstoffmangelbedingte Unterbrechung des Antriebs in einem ungünstigen Zustand des Arbeitsgeräts kann so vermieden werden.
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Je nach Art der zu bevorratenden Betriebsstoffe können verschiedene Arten von Tankbehältern im Antriebssystem vorhanden sein. So kann bei Nutzung eines Verbrennungsmotors der Treibstoff in einem Treibstofftank bevorratet werden. Falls eine Mischungsschmierung verwendet wird, wird ein Treibstoff-Öl-Gemisch in einem dafür vorgesehenen Tank bevorratet. Weiterhin ist eine Verwendung von mehreren Tanks, beispielsweise einem Haupt- und einem Reservetank, möglich. Sämtliche dieser Varianten und Kombinationen können in einem der Erfindung entsprechenden Antriebssystem vorgesehen sein und einer Überwachung unterzogen werden.
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Wenn ein Antriebssystem mehrere Tankbehälter aufweist, bestehen unterschiedliche Möglichkeiten der Füllstandsüberwachung: So ist es möglich, dass für einzelne Tankbehälter eine eigene Füllstandsüberwachungsvorrichtung vorgesehen ist. Auch kann eine Füllstandsüberwachungsvorrichtung mehrere Tankbehälter überwachen. Jede vorhandene Füllstandsüberwachungsvorrichtung kann Informationen über einen drohenden Mangel an Betriebsstoffen an die Unterbrechungsvorrichtung liefern. So kann bei niedrigem Füllstand in einem oder mehreren Tankbehältern eine Abschaltung des Motors vorgenommen werden.
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Wegen des engen Zusammenwirkens der Füllstandsüberwachungsvorrichtung und der Unterbrechungsvorrichtung können diese in einer Variante der Erfindung ganz oder teilweise integriert und mit gemeinsamen Bauelementen realisiert werden. Möglich ist eine Realisierung, bei der lediglich die Sensorik der Füllstandsüberwachungsvorrichtung separat angeordnet ist, alle anderen Anteile der Füllstandsüberwachungsvorrichtung und der Unterbrechungsvorrichtung jedoch mit gemeinsamen Bauteilen realisiert sind.
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Eine Variante der Erfindung mit einem Verbrennungsmotor weist eine Zündvorrichtung zur Zündung eines verdichteten Treibstoff-Luft-Gemischs im Brennraum eines Zylinders auf. Hierbei kann es sich um eine Magnetzündung, eine Unterbrecherzündung oder auch um eine elektronisch gesteuerte Zündung handeln. Die Unterbrechungsvorrichtung kann in dieser Variante den Betrieb des Motors dadurch unterbrechen, dass sie ein weiteres Zünden der Zündvorrichtung verhindert.
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Das enge Zusammenwirken von Unterbrechungs- und Zündvorrichtung ermöglicht es, beide Vorrichtungen in einer Variante der Erfindung ganz oder teilweise zu integrieren. Auch die Füllstandsüberwachungsvorrichtung kann ganz oder teilweise gemeinsam mit der Zündvorrichtung oder der integrierten Unterbrechungs- und Zündvorrichtung realisiert werden, so dass die verwendeten Bauelemente eine Einheit bilden und gemeinsam in das Antriebssystem eingebaut werden können.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist das Antriebssystem eine Vorrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von elektrischer Energie auf. Dies kann eine Magnetzündanlage sein, die Energie erzeugt, oder eine Batteriezündanlage mit der Möglichkeit zur Speicherung von Energie. Auch ein Generator zur Erzeugung von Energie kann im Antriebssystem integriert sein. Weiterhin kann die Speicherung und Bereitstellung von Energie durch eine Batterie oder einen Akkumulator geleistet werden. Die so bereitgestellte Energie kann nun zum Betrieb der Füllstandsüberwachungsvorrichtung und/oder der Unterbrechungsvorrichtung genutzt werden.
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Wird die Magnetzündanlage zur Energieversorgung genutzt, muss kein zusätzliches Bauteil vorgesehen werden. Die Füllstandsüberwachungsvorrichtung und/oder die Unterbrechungsvorrichtung können dann erst nach dem Start des Motors mit Energie versorgt werden. Soll die Füllstandsinformation bereits vor dem Starten des Motors ausgewertet werden, können zusätzlich eine Batterie oder ein Akkumulator genutzt werden. In diesem Fall kann ein Starten des Motors bei unzureichendem Füllstand eines der Betriebsstoffe von vornherein verhindert werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsvariante ist ein Sensor zur Füllstandsüberwachung des Tankbehälters vorgesehen. Ein solcher Sensor kann an oder in einem Tankbehälter oder auch an oder in der Zuleitung vom Tankbehälter zum Motor angeordnet sein. Er kann nach verschiedenen Prinzipien funktionieren, wobei sich kapazitive, optische, thermische und/oder mechanische Messprinzipien eignen.
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Die Auswahl des Messprinzips kann im Hinblick auf das Einsatzgebiet des Antriebssystems getroffen werden. So ist beim Einsatz in einem Arbeitsgerät, bei dem Antriebssystem oder Teile davon mit Beschleunigungsamplituden beaufschlagt werden, eine sichere Messung des Pegelstands in den Tankbehältern mit mechanischen Messsystemen, beispielsweise mit Schwimmersystemen, nicht zuverlässig möglich. Dies ist z. B. bei Stampfern oder Vibrationsplatten zur Bodenverdichtung und bei Bohr- oder Schlaghämmern der Fall. Bei Kraftfahrzeugen treten durch Beschleunigungen insbesondere in der Startphase Verwirbelungen in den Tankbehältern auf, die eine Bestimmung des Fullstands mit herkömmlichen Schwimmersystemen erschweren. Auch wenn das Antriebssystem in unterschiedlichen räumlichen Lagen betrieben wird, wie es beispielsweise bei kleineren Arbeitsgeräten wie Motorsägen oder Rasenmähern der Fall ist, ist die Messung mit Schwimmersystemen häufig nicht aussagekräftig. In diesen Fällen kann eine kapazitive, optische, magnetische oder thermische Messung eine Angabe des Füllstands der Tankbehälter ermöglichen.
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In einer Variante des Antriebssystems arbeitet der Sensor der Füllstandsüberwachungsvorrichtung auf kapazitiver Basis und weist zwei Elektroden auf, die so im oder am Tankbehälter oder im oder am Zuleitungssystem positioniert sind, dass sich bei einem ausreichenden Füllstand der Betriebsstoff zwischen den Kondensatorelektroden befindet und dort als Dielektrikum wirkt. Je nach Füllstand wird so die Kapazität des Kondensators moduliert, die mit Hilfe eines Schwingkreises ausgewertet wird und so einen Rückschluss auf den Füllstandspegel im Tank zulässt.
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In einer weiteren Variante der Erfindung wird der Sensor – bezogen auf ein Höhenniveau beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Antriebssystems – möglichst tief im Tankbehälter positioniert. So kann eine lange Betriebsdauer des Antriebs und weitgehende Entleerung des Tankbehälters erreicht werden, bevor die Unterbrechungsvorrichtung den Betrieb des Motors wegen eines drohenden Betriebsstoffmangels stoppt.
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Auch eine Anordnung des Sensors am oder im Zuleitungssystem zwischen Tankbehälter und Motor ist denkbar. Hierbei sollte beachtet werden, dass das Teilstück der Zuleitung von der Position des Sensors bis zum Tankbehälter eine durchgehende Steigung in Bezug auf das Höhenniveau beim bestimmungsgemaßen Gebrauch des Antriebssystems aufweist, die ein Aufsteigen von Luftblasen der bis dorthin im Falle einer Entleerung eindringenden Luft bei einer erneuten Befüllung des Tanks ermöglicht. So wird sichergestellt, dass nur so viel Luft in den Tankbehälter und die Zuleitung vom Tankbehälter zum Motor eindringen kann, dass diese bei einer erneuten Befüllung des Tanks selbstständig entweichen kann. Gleichzeitig wird eine lange Betriebszeit des Motors ermöglicht.
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Eine solche Anordnung ist geeignet zur Überwachung eines Treibstofftanks oder eines kombinierten Treibstoff-Öl-Tanks, da so verhindert wird, dass die Zuleitungen und/oder ein vorhandener Vergaser oder alternativ ein vorhandenes Einspritzsystem Luft ziehen. Diese müssten sonst vor einem Neustart des Antriebssystems zunächst entlüftet werden, was im Allgemeinen mit viel Mühe und vielen Startversuchen verbunden ist.
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In einer weiteren Ausführungsform des Antriebssystems mit einem kapazitiven Sensor kann ein Messbehälter vorgesehen sein. Der Messbehälter kann durch einen Zulauf mit einem ersten Teil der Zuleitung stromaufwärts und durch einen Ablauf mit einem zweiten Teil der Zuleitung stromabwärts verbunden sein. Der aus dem Tankbehälter zum Motor geleitete Betriebsstoff kann in diesem Fall durch den ersten Teil der Zuleitung und den Zulauf in den Messbehälter und durch diesen hindurchgeleitet werden, und anschließend durch den Ablauf und den zweiten Teil der Zuleitung zum Motor geführt werden, so dass der Messbehälter beim Zuleiten des Betriebsstoffs aus dem Tankbehälter zum Motor durchströmt wird.
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Die Elektroden können in dieser Ausführungsform als separate Bauteile in oder an dem Messbehälter angeordnet sein oder mit diesem eine bauliche Einheit bilden. Je nach Füllstand des Messbehälters wird die Kapazität zwischen den Elektroden moduliert, wodurch eine elektronische Auswertung des Füllstands ermöglicht wird.
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In einer Variante dieser Ausführungsform kann wenigstens eine der Elektroden Bestandteil einer Wand sein, welche den Messbehälter umschließt. Beispielsweise können die Elektroden durch zwei elektrisch voneinander isolierte Wandbereiche des Messbehälters gebildet sein. Hierdurch können die Elektroden platzsparend und in stabiler Verbindung mit dem Messbehälter angeordnet werden.
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Die Wandbereiche, welche die Elektroden bilden, können entlang einer durch den Messbehälter führenden Schnittlinie in wenigstens zwei Schichten gestapelt angeordnet sein. Mit anderen Worten können die Wandbereiche derart ineinander gefaltet sein, dass sich eine abwechselnde Schichtung der beiden Wandbereiche bzw. Elektroden mit räumlicher Überlappung ergibt. Hierdurch können die durch das Dielektrikum getrennten, einander gegenüberliegenden Kondensatoroberflächen vergrößert werden, was eine geeignete Sensitivität des kapazitiven Sensors bei geringer räumlicher Ausdehnung der Messbehälters garantiert.
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Weiterhin ergibt sich bei einer derartigen Gestaltung des Messbehälters durch das Ineinandergreifen der Wandbereiche ein nur geringes Füllvolumen, welches sich über einen mehrfach gewinkelten Bereich erstreckt. Hierdurch wird beispielsweise eine Unempfindlichkeit des kapazitiven Sensors gegen Verwirbelungen des Betriebsstoffs in dem Messbehälter erreicht, die entstehen können, wenn das Antriebssystem beispielsweise in einem Arbeitsgerät starken Erschütterungen oder Vibrationen ausgesetzt wird.
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In einer Variante kann der Messbehälter als integraler Bestandteil der Zuleitung, d. h. baulich integriert in die Zuleitung, vorgesehen sein. Die Elektroden des kapazitiven Sensors können in dieser Ausführungsform in oder an dem Messbehälter angeordnet sein.
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In einer weiteren Variante kann ein Messbehalter ganz oder teilweise in die Füllstandsüberwachungsvorrichtung und/oder die Unterbrechungsvorrichtung integriert sein. Dies ist beispielsweise dann möglich, wenn durch die gestapelte Anordnung der Wandbereiche ein Messbehälter mit geringem Volumen und geringen räumlichen Ausmaßen bei gleichzeitig ausreichender Messgenauigkeit erreicht wird. Durch die Integration des Messbehälters in die Füllstandsüberwachungsvorrichtung und/oder die Unterbrechungsvorrichtung in eine Baugruppe ist eine einfache elektrische Verschaltung der genannten Bauteile möglich, so dass der Verdrahtungsaufwand minimiert wird. Gleichzeitig werden Schwachstellen an einer Verdrahtung vermieden, die eine mögliche Quelle von Fehlfunktionen sein konnen. Dies begünstigt den Einsatz des Antriebssystems in einem Arbeitsgerät, das Erschütterungen und Vibrationen ausgesetzt ist.
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Weiterhin können mehrere Messbehälter der oben beschriebenen Typen miteinander. mit der Füllstandsüberwachungsvorrichtung und/oder mit der Unterbrechungsvorrichtung zu einer Baugruppe zusammengefasst sein. Hierbei können die mehreren Messbehälter beispielsweise als Bestandteile einer einzigen Zuleitung in Folge angeordnet sein. Dies ermöglicht eine genaue und gegebenenfalls stufenweise Auswertung des Füllstands des Tankbehälters. Alternativ oder zusätzlich können die Messbehälter jeweils mit mehreren Zuleitungen, z. B. von mehreren Tankbehältern, verbunden sein. Dies ermöglicht eine Auswertung des Füllstands mehrerer Tankbehälter mit gegebenenfalls mehreren unterschiedlichen verbrauchenden Betriebsstoffen.
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Ein der Erfindung entsprechendes Antriebssystem kann in verschiedenen Arbeitsgeräten verwendet werden. Insbesondere kann ein solches Antriebssystem in Arbeitsgeräten eingesetzt werden, bei denen eine sorgfältige, proaktive Beobachtung des Füllstands der Tankbehälter aufgrund des Einsatzgebiets oder Umfelds nicht einfach möglich ist. Dies ist bei Arbeitsgeräten im Bauwesen der Fall, beispielsweise bei Stampfern und Vibrationsplatten zur Bodenverdichtung und bei Bohr- oder Schlaghämmern. Auch im land- oder forstwirtschaftlichen Bereich werden Arbeitsgeräte verwendet, die mit einem der Erfindung entsprechenden Antriebssystem versehen werden können, wie z. B. Motorsägen, Rasenmäher und Landmaschinen zum Einsatz auf unebenem Untergrund oder im steilen Gelände. Bei den genannten Arbeitsgeräten sind häufig Reversierstarter vorgesehen, so dass das Verdrängen von Luft aus dem Vergaser oder den Treibstoffleitungen nach einem Leerlaufen des Treibstofftanks mit hohem körperlichen Einsatz verbunden ist. Bei diesen und weiteren Arbeitsgeräten kann mit Hilfe der Erfindung den funktionellen Beeinträchtigungen und den materiellen Schaden vorgebeugt werden, die durch eine Entleerung der Tankbehälter im oft rauen Arbeitsbetrieb immer wieder auftreten. Darüber hinaus kann die Erfindung auch in weiteren Arbeitsgeräten eingesetzt werden und mit weiteren Formen der Füllstandsüberwachung kombiniert werden.
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Ist ein solches Arbeitsgerät in einer weiteren möglichen Ausführungsvariante zusätzlich mit einer Steuerungsvorrichtung ausgestattet. die den Zustand des Arbeitsgeräts überwachen und beeinflussen kann, so kann diese im Zusammenwirken mit der Füllstandsüberwachungsvorrichtung und der Unterbrechungsvorrichtung nach Erkennung eines drohenden Mangels an verbrauchenden Betriebsstoffen den Zeitpunkt für eine Unterbrechung des Motors geeignet festlegen. So kann beispielsweise vor der Unterbrechung des Antriebssystems das Arbeitgerät in einen geeigneten, beispielsweise sicheren Zustand überführt werden, in dem z. B. eventuell vorhandene Sicherheitsventile geöffnet sind, Stützen ausgefahren sind, bewegliche Teile ruhig gelagert sind. Werkstücke entnehmbar sind und elektrisch angesteuerte Verankerungen gelöst sind, so dass das Arbeitsgerat auch nach Unterbrechung des Motors vom Einsatzort wegbewegt werden kann. Der dadurch bedingte spätere Unterbrechungszeitpunkt setzt allerdings voraus, dass der drohende Mangel eines Betriebsstoffs rechtzeitig durch die Füllstandsüberwachungsvorrichtung gemeldet wird, so dass eine für diese Maßnahmen ausreichende Zeitspanne noch vor der Unterbrechung des Motors verstreichen kann.
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Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren naher erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch ein Ausführungsbeispiel mit einem Treibstofftank und einem kapazitiven Füllstandssensor bei ausreichendem Vorhandensein von Treibstoff;
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2 das Ausführungsbeispiel von 1 bei zu niedrigem Füllstandspegel des Treibstofftanks;
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3 schematisch ein Ausführungsbeispiel mit einem Treibstoff- und einem Reservetreibstofftank und kapazitiven Füllstandssensoren bei zu niedrigem Füllstandspegel im Treibstofftank;
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4 schematisch ein Ausführungsbeispiel mit einem Treibstoff- und einem Reservetreibstofftank mit mechanischen Füllstandssensoren, die gemeinsam überwacht werden, bei einem zu niedrigen Füllstandspegel im Treibstofftank;
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5 schematisch ein Ausführungsbeispiel mit einem Treibstoff- und einem Reservetreibstofftank mit kapazitiven Füllstandssensoren am Zuleitungssystem zwischen den Tankbehältern und dem Motor bei zu niedrigem Füllstandspegel im Treibstofftank; und
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6 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Messbehälters mit kapazitivem Füllstandssensor.
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In 1 wird eine erfindungsgemäße Antriebseinheit gezeigt, bei der der Füllstand eines Treibstofftanks 1 überwacht wird. Der Treibstofftank 1 weist eine ausreichende Befüllung mit Treibstoff 2 auf. Zum Messen des Füllstandspegels wird ein kapazitiver Sensor 3 verwendet, der zwei Elektroden 3a und 3b aufweist, zwischen denen der Treibstoff 2 in Abhängigkeit von seinem Füllstand als Dielektrikum wirkt. In 1 ist der Zwischenraum zwischen den Elektroden 3a und 3b vollständig mit dem Treibstoff 2 gefüllt, was durch den kapazitiven Sensor 3 erkannt wird. Der Treibstoff 2 wird über eine Zuleitung 4 einem Vergaser 5 eines Verbrennungsmotors zugeführt. Da die Wirkungsweise eines Verbrennungsmotors bekannt ist, wird sie hier nicht weiter detailliert und beschrieben.
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Die Auswertung des Füllstandspegels wird in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in einer kombinierten Füllstandsüberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung 6 vorgenommen. Hier werden die Signale des kapazitiven Sensors 3 ausgewertet, und beim Unterschreiten des vorbestimmten Füllstandspegels wird die weitere Zündung der Antriebseinheit unterbunden. Hierzu wird die Weiterleitung des Zündimpulses auf die Zündkerze 7 unterbunden.
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Die Spannungsversorgung der Füllstandsuberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung 6 sowie der Zündkerze 7 wird in dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Anordnung sichergestellt, die aus dem Anwendungsgebiet der Magnetzündanlagen bekannt ist. Hierzu wird ein an einer zu dem Motor gehörenden Kurbelwelle 8 befestigter oder von der Kurbelwelle 8 drehend betriebener Magnet 9 an einem Joch 10 vorbeigeführt, wodurch ein Hochspannungsimpuls erzeugt wird. Die kombinierte Füllstandsuberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung 6 entzieht dem Joch 10 Energie. Diese Energie speist den Betrieb der kombinierten Füllstandsüberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung 6 und des kapazitiven Sensors 3. Bei ausreichendem Vorhandensein von Treibstoff 2 im Treibstofftank 1 wird sie weiterhin als Zündimpuls für die Zündkerze 7 weitergeleitet.
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2 beschreibt die in 1 dargestellte Ausführungsvariante der Erfindung bei niedrigem Füllstandspegel des Treibstoffs 2 im Treibstofftank 1. Bei einem Absinken des Füllstandsniveaus des Treibstoffs 2 gelangt Luft zwischen die Elektroden 3a und 3b, was durch den kapazitiven Sensors 3 und damit durch die kombinierte Füllstandsüberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung 6 erkannt wird. Diese unterbindet nun die Zündung der Zündkerze 7 und unterbricht damit den Betrieb des Verbrennungsmotors der Antriebseinheit. In der in 2 gezeigten Anordnung wird ersichtlich, das durch eine Anordnung der Elektroden 3a und 3b im Treibstofftank 1 ein Grenzstandspegel für das Füllstandsniveau des Treibstoffs 2 vorbestimmt wird, dessen Unterschreiten durch den kapazitiven Sensor 3 erkannt wird.
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In 3 ist eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Antriebssystems dargestellt. Hier ist zusätzlich zum Treibstofftank 1 ein Reservetreibstofftank 11 vorgesehen, indem eine Treibstoffreserve 12 für den Betrieb des Motors bevorratet wird. Im Reservetreibstofftank 11 wird der Füllstand durch einen zweiten kapazitiven Sensor 13 überwacht. Die Treibstoffreserve 12 wird über eine Reservezuleitung 14 vom Reservetreibstofftank 11 in den Vergaser 5 geleitet. Hier bleibt die Zündung der Zündkerze 7 durch die kombinierte Füllstandsüberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung 6 möglich, obwohl der Treibstofftank 1 einen zu niedrigen Füllstandspegel aufweist, da im Treibstoffreservetank 11 noch eine ausreichende Treibstoffreserve 12 zur Verfügung steht.
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4 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems, bei der der Füllstand in den Tankbehältern durch ein mechanisches Schwimmersystem überwacht wird. Hierzu ist im Treibstofftank 1 ein Schwimmersystem 15 vorgesehen, bei dem durch die Position eines Schwimmers 16 der Pegelstand des Treibstoffs 2 gemessen wird. Eine niedrige Position des Schwimmers 16 wird bedingt durch einen geringen Füllstand des Treibstoffs 2. Sie wird erkannt durch einen Detektor 17, der durch optische oder magnetische Erkennung die Position des Schwimmers 16 in einem vordefinierten Bereich erkennt und an die kombinierte Füllstandsüberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung 6 signalisiert. Auch der Reservetreibstofftank 11 ist mit einem Reserveschwimmer 18 an einem Reserveschwimmersystem 19 ausgestattet, dessen Position durch den Füllstand der Treibstoffreserve 12 bedingt wird. Die Position des Reserveschwimmers 18 wird ebenfalls durch den Detektor 17 erkannt und an die kombinierte Füllstandsüberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung 6 gemeldet. Auch in 4 wird aufgrund des niedrigen Füllstands im Treibstofftank 1 die Zündung der Zündkerze 7 durch die kombinierte Füllstandsüberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung nicht unterbunden, da der Reservetreibstofftank 11 noch eine ausreichende Treibstoffreserve 12 ausweist.
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5 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems, bei der der Füllstand des Treibstoffs 2 nicht am oder im Treibstofftank 1 ermittelt wird, sondern an der Zuleitung 4 des Treibstofftanks 1 zum Vergaser 5. Hier ist ein kapazitiver Leitungssensor 20 angeordnet, der dielektrisch vom Füllstand des Treibstoffs in der Zuleitung 4 moderiert wird. Ebenso wird der Füllstand des Reservetreibstofftanks 12 durch einen zweiten kapazitiven Leitungssensor 21 an der Reservezuleitung 14 zum Vergaser 5 gemessen.
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Die Positionierung des kapazitiven Leitungssensors 20 ist in 5 so gewählt, dass ein Treibstoffmangel erst nach vollständiger Entleerung des Treibstofftanks 1 und bei beginnender Entleerung der Zuleitung 4 erkannt wird, jedoch bevor Luft in das waagerechte Teilstück der Zuleitung 4 gelangen kann. Hierzu ist die Anordnung des kapazitiven Leitungssensors 20 am ersten, senkrecht vom Treibstofftank 1 abgehenden Teilstück der Zuleitung 4 gewählt.
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In 5 wird die Zündung der Zündkerze 7 durch die kombinierte Füllstandsüberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung 6 zunächst verhindert, um ein Eindringen von Luft in die Zuleitung 4 zu unterbinden. So wird erreicht, dass bei einer Entleerung des Treibstofftanks 1 keine Luft in die Zuleitung 4 eindringt, die bei einer Neubefullung des Treibstofftanks 1 nicht selbstständig entweichen kann.
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Gleichzeitig kann eine Notstartfunktion ein erneutes Starten des Motors unter Nutzung der im Reservetreibstofftank 11 befindlichen Treibstoffreserve 12 ermöglicht werden, um beispielsweise eine Wegbewegung eines durch den Motor betriebenen Arbeitsgeräts in Notfällen zu ermöglichen. Es muss dabei allerdings in Kauf genommen werden, dass durch einen entstehenden Sog Luft in die Zuleitung 4 gelangt. Hier wird deutlich, dass in der kombinierten Füllstandsüberwachungs- und Unterbrechungsvorrichtung 6 eine komplexe und beliebig zu gestaltende Abschaltlogik realisiert werden kann.
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Darüber hinaus wird in 5 auch durch die Positionierung des zweiten kapazitiven Leitungssensors 21 am ersten, senkrecht von Reservetreibstofftank 11 abgehenden Teilstück der Reservezuleitung 14 sichergestellt. dass auch diese vor dem Eindringen von Luft geschützt ist.
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Weiterhin ist in 5 eine Meldevorrichtung M gezeigt, durch welche optische und/oder akustische Meldungen ausgegeben werden können, wenn die Füllstandsüberwachungsvorrichtung 6 das Absinken des Füllstands im Treibstofftank 1 und/oder im Reservetank 11 unter den vorbestimmten Füllstandspegel und/oder einen weiteren vorbestimmten Füllstandspegel feststellt. Die Meldevorrichtung M weist beispielsweise eine akustische Meldevorrichtung MA auf, welche als Lautsprecher oder Summer gestaltet sein und akustische Meldungen und/oder Warnsignale entsprechend dem erkannten Füllstand ausgeben kann. Weiterhin ist eine erste optische Meldevorrichtung MO1 in Form einer Leuchtdiode vorgesehen, welche durch Leuchten, Blinken oder Farbwechsel optische Meldungen und/oder Warnsignale entsprechend dem erkannten Füllstand ausgeben kann. Zudem ist eine weitere optische Meldevorrichtung MO2 vorgesehen, in welcher Meldungen bezüglich des Füllstands als Klartext ausgegeben werden können. Im Beispiel wird ein Hinweis auf eine Nutzung des Reservetanks gegeben. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Messbehälters 22 mit kapazitivem Füllstandssensor.
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Der Messbehälter 22 weist einen Zulauf 23 auf, welcher mit einem ersten Teil der Zuleitung 4, 14 stromaufwärts, d. h. in Richtung des angeschlossenen Treibstofftanks 1 bzw. Reservetreibstofftanks 11 verbunden sein kann. Weiterhin weist der Messbehälter 22 einen Ablauf 24 auf, welcher mit einem zweiten Teil der Zuleitung 4, 14 stromabwärts verbunden sein kann. Der vom Treibstofftank 1 oder vom Reservetreibstofftank 11 durch die Zuleitungen 4, 14 zum Vergaser 5 geleitete Treibstoff kann daher durch den Zulauf 23 in einen Innenraum 25 des Messbehälters, durch diesen hindurch zum Ablauf 24 und durch den zweiten Teil der Zuleitung 4, 14 zum Vergaser 5 geleitet werden. Hierdurch wird der Innenraum 25 des Messbehälters 22 von dem Treibstoff 2, 21 durchströmt.
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Weiterhin weist der Messbehälter 22 zwei Wandbereiche E1, E2 auf, welche durch elektrische Isolatoren 26, 27 elektrisch voneinander getrennt sind und den Innenraum 25 des Messbehälters 22 dicht umschließen. Die Wandbereiche E1, E2 bestehen aus elektrisch leitfähigem Material und sind als Kondensatorplatten eines Kondensators gestaltet. Weiterhin sind die Wandbereiche E1, E2 mit einer Mess- und Auswerteeinheit (nicht dargestellt) über elektrische Leitungen (nicht dargestellt) verbunden.
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Die Wandbereiche E1, E2 sind entlang einer durch den Messbehälter führenden Schnittlinie S in wenigstens zwei Schichten derart ineinander gefaltet, dass sich eine abwechselnde Schichtung der beiden Wandbereiche E1, E2 mit räumlicher Überlappung im Bereich der Schnittlinie S ergibt. Hierdurch entsteht eine gewinkelte Struktur des Innenraums 25, die es ermöglicht, trotz großer Flächen der als Kondensatorplatten ausgebildeten Wandbereiche E1, E2 eine geringe räumliche Ausdehnung des Messbehälters 22 zu erreichen.
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Abhängig vom bevorateten Treibstoff 2 oder der Treibstoffreserve 12 kann der Messbehälter 22 einen variablen Füllstand aufweisen. Der Treibstoff 2 bzw. die Treibstoffreserve 12 und eine gegebenenfalls im Innenraum 25 vorhandene Luft wirken als Dielektrikum zwischen Wandbereichen E1, E2 und modulieren so füllstandsabhängig eine Kapazität des Kondensators. Durch eine Auswertung der Kapazität, beispielsweise mit Hilfe eines Schwingkreises (nicht dargestellt), kann daher der Füllstand des Messbehälters 22 bestimmt werden.
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Gleichzeitig haben wegen der gewinkelten Gestaltung des Innenraums 25 Vibrationen und Erschütterungen nur geringe Auswirkung auf den Füllstand des Innenraums, was eine stabile Messung auch beim Einsatz in Arbeitsgeraten, die starken Beschleunigungen, Erschütterungen und Vibrationen ausgesetzt sein, ermöglicht.
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Der Messbehälter 22 kann integraler Bestandteil der Zuleitung 4 und/oder der Reservezuleitung 14 sein. Beispielsweise kann der Messbehälter 22 – analog zu der in 5 gezeigten Ausführungsform – am ersten, im Wesentlichen senkrecht vom Treibstofftank 1 abgehenden Teilstück der Zuleitung 4 bzw. am ersten, im Wesentlichen senkrecht vom Reservetreibstofftank 11 abgehenden Teilstück der Reservezuleitung 14 angeordnet sein, so dass ein Eindringen von Luft in einen schwer zu entlüftenden Teil der Zuleitung 4 bzw. der Reservezuleitung 14 verhindert wird.
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Weiterhin kann der Messbehälter 22 integraler Bestandteil der kombinierten Füllstandsüberwachungs- und -unterbrechungsvorrichtung 6 und damit integraler Teil einer Motorelektronik-Baugruppe sein. Hierdurch kann ein Verdrahtungsaufwand bei der elektronischen Zusammenschaltung der genannten Vorrichtungen minimiert werden. Da bei dieser Gestaltung Treibstoff durch die Motorelektronik-Baugruppe fließt, ist eine geeignete Gestaltung eines Durchflusskanals vorzusehen, die beispielsweise geeignete Schlauchstutzen erfordern kann.
