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Die Erfindung betrifft eine einfache, kostengünstige und robuste Apparatur zur Anzeige des Füllstandes in Metall- und Kunststoffgebinden bis 200 Liter Inhalt, wobei die Funktion der Apparatur bei allen Flüssigkeiten gewährleistet ist, die eine höhere Dichte als 0,8 kg/m3 aufweisen. Dies betrifft insbesondere Stoffe wie Emulsionen, Frostschutzmittel, Mineralöle, Kraftstoffe, AdBlue usw.
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Für große Flüssigkeisbehälter mit 1.000 Liter und mehr Inhalt, sind verschiedene Systeme zur Anzeige des Füllstandes bekannt. Im Wesentlichen unterscheidet man hierbei die folgenden drei Arten: mechanische Füllstandsanzeige am Behälter, mechanische Füllstandsmessung mit Fernanzeige und die Bestimmung des Füllstandes mittels Sensoren. Bei der mechanischen Füllstandanzeige unterscheidet man noch einmal zwischen der Füllstandsmessung mittels einer starren Verbindung zwischen Anzeigegerät und Schwimmer und einer flexiblen Verbindung. Fügt man dieser mechanischen Anzeige eine elektronische Einheit hinzu, können die Werte auf ein vom Behälter räumlich weit entferntes Anzeigegerät mittels Funkverbindung übertragen werden, man spricht dann von einer mechanischen Füllstandsmessung mit Fernanzeige. Zunehmend findet man rein elektronische Geräte mit Sensor (Drucksensor, optischer Sensor), batteriebetriebenem Steuergerät und Sender zur Übertragung der Werte auf ein weiter entferntes Anzeigegerät. Die Genauigkeit dieser Anzeigen schwankt sehr stark und erfolgt häufig in Prozentangaben.
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Gerade bei kleineren Flüssigkeitsbehältern unter einem Inhalt von 200 Litern, im Nachfolgenden „Gebinde“ genannt, ist die Anzeige des Inhaltes ebenso wichtig, da von außen visuell - außer bei transparenten Kunststoffgebinden (die sehr selten eingesetzt werden) - keine Feststellung über die im Gebinde befindliche Flüssigkeitsmenge getroffen werden kann. Dies erschwert den Vorgang des rechtzeitigen Nachbestellens, die Erfassung des aktuellen Bestandes, die Inventur, die Kontrolle über Diebstahl, das frühe Erkennen von Leckagen usw. Die Gebinde werden in der Regel häufig ausgetauscht, d.h. neu besteht und die Leergebinde zurückgeführt, so dass eine Anzeige schnell und einfach entfernt und neu installiert werden muss.
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Für Kleingebinde insbesondere mit 200 Liter Inhalt gibt es Vorrichtungen, die die Höhenveränderung eines Schwimmers mittels starrer Hebelverbindung auf ein Anzeigefeld übertragen, wobei sich diese Anordnung nur schwer von Gebinde zu Gebinde wechseln und schlecht lagern lässt. Der Hauptnachteil der Anzeige mit flexibler Verbindung besteht darin, dass sie aufgrund ihrer aufwendigen und störanfälligen Mechanik einen großen Schwimmer aufweist, der nur umständlich aus dem Gebinde zu entfernen ist. Elektronische Systeme haben sich aufgrund der hohen Kosten und des Aufwandes für Batteriewechsel für den Einsatz in Kleingebinden nicht bewährt. Alle Anzeigen haben gemein, dass sie über nur ein kleines Anzeigefeld verfügen, so dass es nur eingeschränkt möglich ist, Texte, Grafiken, Symbole usw. über die Art des Inhaltes, den Lieferanten, Gefahrguthinweise usw. zu hinterlassen. Eine einfache Anwendung auf kleinere Gebinde wie 60 Liter oder 20 Liter Inhalt ist ohne Änderung der Mechanik oder des Anzeigefeldes nicht möglich.
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Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Dabei steht die Aufgabe, eine Apparatur zur Anzeige des Füllstandes von Kleingebinden mit einem Inhalt von 20Liter -200 Liter zu finden, die eine exakte Anzeige, eine geringe Störanfälligkeit, die einfache Austauschbarkeit von Gebinde zu Gebinde, ein großes Anzeigefeld, Kosteneffizienz und den universellen Einsatz auf verschiedenen Gebindegrößen ohne Veränderung der Skalenanzeige ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird dies durch eine Anordnung zur Füllstandsanzeige von Flüssigkeiten in Metall und Kunststoffgebinden mit einem Inhalt bis 200 Liter gelöst, die in die vom jeweiligen Produzenten der Gebinde vorgesehene Öffnung zum Druckausgleich (1) aufgesteckt ist. Üblicherweise verfügen diese Gebindeöffnungen über ein Gewinde, welches zum Verschrauben von Zubehörteilen dient, jedoch in der Regel lediglich geöffnet wird, um den Druckausgleich im Gebinde herzustellen. Nachteilig dabei ist, dass durch diese Öffnung Verunreinigungen in das Gebinde gelangen können.
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Die Installation der Anzeigeapparatur (5) mittels geneigter Steckverbindung (12) auf der Öffnung zum Druckausgleich (1) verhindert sowohl das Eindringen von Fremdkörpern in das Gebinde, sorgt weiterhin für den Druckausgleich und dient im Zusammenhang mit dem Neigungswinkel der an der Steckverbindung angebrachten Anzeigeapparatur der besseren Ablesbarkeit der Skala (10) und der Werbefläche (9). Die zylinderförmig gestaltete geneigte Steckverbindung (12) weist dabei einen Durchmesser auf, der ein leichtes Aufstecken und Entfernen der Anzeigeapparatur (5) ohne klemmen oder schrauben ermöglicht. Durch drei längs zum Querschnitt der Außenwand der Steckverbindung (12) angebrachten Streben wird ein zu tiefes Aufsetzen der fest mit der Steckverbindung (12) verbundenen Anzeigeapparatur (5) in das Gebinde verhindert und gewährleistet, dass die Anzeigeapparatur (5) im Winkel von 360° dreh- und ablesbar ist.
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Durch die geneigte Steckverbindung (12) verläuft die flexible Verbindung (7) an deren unterem, sich im Gebinde befindlichen Ende, der Schwimmer (8) mittels Klickverbindung befestigt ist und deren oberes, sich in der Anzeigeapparatur (5) befindliches Ende auf eine Spule (15) auf- oder je nach Bewegung des Schwimmers (8) - abgewickelt wird, wobei die flexible Verbindung (7) durch eine Klemmverbindung mit der Spule (15) verbunden ist. Die aus der Veränderung der Füllstandshöhe des flüssigen Mediums (4) im Gebinde resultierende Auf- und Abbewegung des Schwimmers (8) wird über die flexible Verbindung (7) auf die Spule (15) übertragen, welche damit in Rotation versetzt wird. Dieser Drehimpuls wiederum wird über ein fest mit der Spule (15) verbundenes Zahnrad, welches in den Zahnkranz des Zeigers (11) eingreift auf die Anzeigeskala (10) übertragen, so dass im verkleinerten Maßstab die Höhe des Füllstandes im Gebinde auf der Skala (10) dargestellt wird. Spule (15) und Zeiger mit Zahnkradkranz (11) sind jeweils mit einer waagerechten, fest mit dem Gehäuse (17) verbundenen Welle drehbar gelagert, wobei die Lagerung des Zahnradkranzes (11) am äußeren Ende einen kleinen Bund aufweist, der wiederum mit geringem Spiel an der Zwischenplatte (14) anliegt. Der Bund des Zahnrades an der Spule (15) wiederum liegt mit geringem Spiel am Zahnradkranz des Zeigers (11). Diese Konstruktion ermöglicht eine einfache, kostengünstige Montage aller Bauteile durch den Entfall jeglicher Schraubverbindungen.
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Zwischen Klarsichtdeckel (13) und Zwischenplatte (14) ist vorgesehen, je nach Bedarf, einen Einleger aus Papier oder einen Aufkleber anzubringen, auf dem Angaben über die Art des Inhaltes im Gebinde, Angaben über den Lieferanten, die Entsorgung oder die Rückgabe des Gebindes usw. gemacht werden. Für die Anwendung in unterschiedlichen Regionen, beispielsweise bei der geforderten Angabe des Gebindeinhaltes in Gallonen kann die Beschriftung der Skala (10) einfach durch Austausch des Einlegers angepasst werden. Dabei ist die Skala so gestaltet, dass bei vollständig abgespulter flexibler Verbindung (7) ein Füllstand von 0 Litern angegeben wird. In diesem Fall liegt der Schwimmer (8) auf dem Boden des Gebindes auf, das heißt, das Gebinde ist leer. Ist das Gebinde jedoch vollständig gefüllt, wird nur eine sehr geringe Länge der flexiblen Verbindung (7) von der Spule (15) abgerollt. Diese Länge entspricht dem Abstand des Gebindedeckels von der maximalen Füllhöhe. In diesem Fall wird bei einem 200 Liter-Gebinde ein Füllstand von 200 Litern angezeigt. Demnach entspricht die Länge der flexiblen Verbindung im Wesentlichen der Höhe eines derartigen Gebindes.
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Die zwischen Gehäuse mit Spulenkapselung (17) und Zeiger mit Zahnkranz (11) angebrachte Zugfeder gewährleistet die permanente Spannung der flexiblen Verbindung (7) indem sie die in der Federkraft gespeicherte potentielle Energie über den Zahnkranz des Zeigers (11) auf das fest mit der der Spule verbundene Zahnrad (15) und von dort auf den an der flexiblen Verbindung befestigten Schwimmer (8) überträgt und somit dafür sorgt, dass bei der Zunahme des Füllstandes die flexible Verbindung (7) auf der Spule (15) aufgewickelt wird.
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Ein durch die unsachgemäße Benutzung oder den Transport der Anzeigeapparatur (5) mögliches Herunterfallen der flexiblen Verbindung (7) von der Spule (15) wird durch eine im Gehäuse (17) angebrachte Spulenkapselung erreicht, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie die Spule (15) so eng umschließt, dass die flexible Verbindung (7) keine Möglichkeit hat, von der Spule (15) zu fallen. Durch die Verwendung von Spulen mit verschiedenen Durchmessern ist es möglich, auf der Skala unterschiedlich große Gebinde, das heißt, Gebinde mit verschiedenen Volumeninhalten darzustellen. Die Spule (16) für kleine Gebinde, in diesem Fall 60 Liter Inhalt, weist demzufolge einen kleineren Spulendurchmesser auf als die Spule für große Gebinde (15). Um die Kapselung der Spule weiterhin zu gewährleisten, erhalten Spulen für kleine Gebinde (16) einen entsprechend großen Außendurchmesser.
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Gewicht und Maße des Schwimmers sind so gestaltet, dass er durch die Öffnung zum Druckausgleich (1) in das Gebinde eingeführt werden kann und dass er die in der Zugfeder gespeicherte potentielle Energie überwindet, so dass er mittels seiner Dichte von < 0,8 kg/m3 auf dem sich im Gebinde befindlichen flüssigem Medium (4) schwimmt. Das erfindungsgemäß definierte Gewicht des Schwimmers (8) beträgt demnach 15 g. Dadurch wird ein zu tiefes Eintauchen des Schwimmers in das flüssige Medium (4) vermieden was zu einer sehr genauen Anzeige des Füllstandes auf der Skala (10) führt. Dieses geringe Gewicht wird erreicht durch die exakte Abstimmung der Mechanik zwischen Spule (15), Zeiger mit Zahnkranz (11) und Zugfeder (18).
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Die Zugfeder (18) ist dabei so ausgelegt, dass sie die flexible Verbindung (7) unabhängig von der Falltiefe des Schwimmers (8) ständig im gespannten Zustand hält, ohne jedoch dabei die Lage des Schwimmers (8) zu verändern, das heißt, den Schwimmer (8)wieder aus dem Gebinde herauszuziehen. Wird der Schwimmer jedoch angehoben, beispielsweise weil der Füllstand des flüssigen Mediums (4) im Gebinde erhöht wird oder der Schwimmer (8) manuell aus dem Gebinde entfernt wird, sorgt die Zugfeder (18) über Zeiger mit Zahnradkranz (11) und Spule mit Zahnrad (15) dafür, dass die flexible Verbindung (7) wieder auf der Spule (15) aufgewickelt wird, so dass auch hier die flexible Verbindung (7) ständig im gespannten Zustand gehalten wird.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
- 1 schematisch ein Gebinde für Flüssigkeiten von 20 Liter - 200 Liter Inhalt;
- 2 das Prinzip der Anordnung mit Schwimmer und Anzeige;
- 3 und 3 a das Anzeigegerät mit Belüftungsöffnung und Steckverbindung;
- 4 die einzelnen Bauteile im Gehäuse des Anzeigegerätes
- 5 die Anordnung der einzelnen Bauteile im Gehäuse
- 6 verschiedene Spuleneinsätze, je nach Gebindegröße
- 7 den Schwimmer bestehend aus zwei Hälften mit Klickverbindung zum einfachen Befestigen der flexiblen Verbindung
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In 1 und 2 ist ein Behälter (3), beispielsweise ein 200-Liter-Gebinde, mit einer Öffnung (2) für eine Behälterpumpe dargestellt. In diesem Behälter (3) befindet sich ein flüssiges Medium ((4), beispielsweise Frostschutz, dessen Füllhöhe mittels der erfindungsgemäßen Anordnung bestimmt wird. Dazu ist die Anzeigeapparatur (5) über die geneigte Steckverbindung (12) auf die ursprüngliche Öffnung zum Druckausgleich (1) des Behälters aufgesteckt. Die Anzeigeapparatur (5) ist über die flexible Verbindung (7) mit dem Schwimmer (8) verbunden, der auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmt.
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Die in 3 und 3a dargestellte Anzeigeapparatur (5) ist auf der geneigten Steckverbindung (12) befestigt. Diese Steckverbindung gewährleistet den Druckausgleich im Gebinde und sorgt durch den Neigungswinkel für eine gute Ablesbarkeit der Skala (10). Durch drei längs zum Querschnitt der Außenwand der Steckverbindung (12) angebrachten Streben wird ein zu tiefes Aufsetzen der fest mit der Steckverbindung (12) verbundenen Anzeigeapparatur (5) in das Gebinde verhindert und gewährleistet, dass die Anzeigeapparatur (5) im Winkel von 360° dreh- und ablesbar ist. Das Anzeigegerät in 3 und 3a weist eine Skala (10), einen Zeiger (11) und eine Werbefläche (9) auf.
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Dieser Zeiger mit Zahnradkranz (11) ist, wie in 5 dargestellt, mit einer auf der Welle gelagerten Spule mit Zahnrad (15) verzahnt, über die der von der flexiblen Verbindung (7) hergeleitete Drehimpuls übertragen wird, wobei die die zwischen Gehäuse (17) und Zeiger (11) befestigte Zugfeder (18) für eine permanente Spannung der flexiblen Verbindung sorgt. Ein Herabfallen der flexiblen Verbindung (7) von der Spule (15) wird durch die fest mit dem Gehäuse (17) verbundene Spulenkapselung erreicht, die die Spule (15) umschließt, wie in 4 und 5 dargestellt.
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6 stellt ein Beispiel für die verschiedenen Spuleneinsätze (15, 16) dar, die für die unterschiedlichen Gebindegrößen verwendet werden. Alle Maße bleiben dabei unverändert bis auf den jeweiligen Innendurchmesser zur Aufnahme der flexiblen Verbindung (7). Dieser Innendurchmesser ist so bemessen, dass die Aufgrund der veränderten Gebindegröße veränderte Länge der flexiblen Verbindung (7) für die immer gleiche Anzahl von Umdrehungen der Spule (15) sorgt, und somit der Zeiger (11) immer die gesamte Anzeigefläche der Skala (10) von Voll bis Leer abdekt. Die Spulen (15, 16) verfügen am Spulenrand über kleine Einschnitte für die einfache Steckverbindung zur Befestigung der flexiblen Verbindung (7).
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In 7 ist der aus geschäumten Kunststoff hergestellte Schwimmer mit einer Dichte von < 0,8 kg/m3 und einem Gewicht von 15 g zusammengebaut und als Einzelteil dargestellt. Bedingt durch den maximalen Durchmesser des Schwimmers (8), der durch die Größe der Öffnung zum Druckausgleich (1) im Gebinde bestimmt wird, dem Gewicht des Schwimmers (8) und seiner Dichte wird die Länge des Schwimmers (8) definiert. Der Schwimmer (8) besteht aus zwei baugleichen Hälften, die um 180 ° verdreht und dann nach Einlegen der flexiblen Verbindung (7) zusammengeklickt werden.
