DE10230951A1

DE10230951A1 - Füllstandsanzeige für Flüssigkeiten in einem Behälter

Info

Publication number: DE10230951A1
Application number: DE2002130951
Authority: DE
Inventors: Maximilian Beutlrock; Hermann Eggersdorfer; Gerhard Steiner; Alfons Zinsberger
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-01-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Füllstandsanzeige für Flüssigkeiten in einem Behälter. Um eine Füllstandsanzeige zu schaffen, die auf einfache Weise ein leichtes Ablesen des Füllstandes ermöglicht, wird vorgeschlagen, die Füllstandsanzeige mit einer Anzeigeeinrichtung auszustatten, die mehrere optische Anzeigeelemente umfasst, die jeweils einen ersten elektrischen Anschluss aufweisen, der mit jeweils einer der Messelektroden verbunden ist, und einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, der mit einer elektrischen Spannungsversorgung verbunden ist. Dadurch kann eine gattungsgemäße Füllstandsanzeige durch wenige, kostengünstige Bauteile realisiert werden. Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Ausbildung von Anzeigeelementen und Messelektroden auf eine gesonderte elektronische Steuerung verzichtet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllstandsanzeige für Flüssigkeiten in einem Behälter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.

Aus der DE 298 09 103 U1 ist ein Vorratsbehälter für Kaffeemaschinen bekannt, der über wenigstens eine Füllstandsmessvorrichtung zur mengenmäßigen Steuerung der Getränkeproduktion durch die Getränkezubereitungsvorrichtung aufweist. Die Füllstandsmessvorrichtung umfasst Messelektroden, die in einer Seitenwand des Vorratsbehälters eingelassen sind und der Steuerung der Kaffeemaschine verschiedene Füllstände signalisieren. Die Füllstandsmessvorrichtung kann derart ausgelegt sein, dass der Füllstand des Vorratsbehälters kontinuierlich angezeigt wird.

Aus dem weiteren Stand der Technik DE 43 43 919 A1 ist eine Thermoskanne bekannt, in deren Schutzgehäuse ein Anzeigeelement integriert ist zum Anzeigen des Füllstandes der Flüssigkeit in einem Isoliereinsatz. Das Anzeigelement kann aus mehreren LED-Elementen gebildet sein, die je nach Füllstand der Flüssigkeit in dem Isoliereinsatz aufleuchten. Zur Ermittlung des Füllstandes der Flüssigkeit in dem Isoliereinsatz ist in der Standfläche der Kanne ein Drucksensor angeordnet. Eine mit dem Drucksensor zusammenwirkende Steuervorrichtung ist mit den Anzeigeelementen verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Füllstandsanzeige für Flüssigkeiten in Behältern zu schaffen, die auf einfache Weise ein leichtes Ablesen des Füllstandes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Füllstandsanzeige mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Füllstandsanzeige kann durch wenige, kostengünstige Bauteile realisiert werden. Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Ausbildung von Anzeigeelementen und Messelektroden auch auf eine gesonderte elektronische Steuerung verzichtet werden. Die Anzeigeeinrichtung umfasst mehrere optische Anzeigelemente, die jeweils einen ersten elektrischen Anschluss aufweisen, der mit jeweils einer der Messelektroden verbunden ist, und einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, der mit einer elektrischen Spannungsversorgung verbunden ist. Aufgrund der angelegten Spannungsversorgung wird der Stromkreis für diejenigen optischen Anzeigeelemente geschlossen, die mit den Messelektroden verbunden sind, die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet sind. Bei einem gegebenen Flüssigkeitsfüllstand wird zwischen dem unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befindlichen Messelektroden und mindestens einer Gegenelektrode eine elektrisch leitende Verbindung geschaffen. Je nach Ausbildung der elektrisch ansteuerbaren optischen Anzeigeelemente wird der Füllstand im Behälter optisch angezeigt. Die jeweiligen Anzeigeelemente werden mit Strom durchflossen und können beispielsweise aufleuchten.

In einer kostengünstigen Ausgestaltung der Erfindung bilden die ersten elektrischen Anschlüsse der optischen Anzeigeelemente die Messelektroden. Dabei ragen die ersten elektrischen Anschlüsse der optischen Anzeigeelemente in verschiedenen Höhenlagen direkt in den Behälter der zu messenden Flüssigkeit hinein. Durch die Nutzung der an den optischen Anzeigeelementen bereits vorhandenen elektrischen Anschlüsse sind gesonderte Messelektroden entbehrlich. Durch die Reduzierung der Teileanzahl ergibt sich eine kostengünstige Füllstandsanzeige.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die optischen Anzeigeelemente außerhalb des Behälters angeordnet, und die ersten elektrischen Anschlüsse ragen über Öffnungen in verschiedenen Höhen in den Behälter. Vorzugsweise sind auch die Anzeigelemente, wie die elektrischen Anschlüsse, in unterschiedlichen Höhenlagen am Behälter angeordnet. Die Höhenlage der anzeigenden optischen Anzeigeelemente kann dabei der Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Behälter entsprechen. Insbesondere bei nicht transparenten Behältern oder bei schlechten Lichtverhältnissen kann der Benutzer beim Einfüllen von Flüssigkeit in den Behälter die Höhenlage des Flüssigkeitsspiegels gut erkennen.

Wenn der Behälter aus einem elektrisch leitenden Material besteht, sind die ersten elektrischen Anschlüsse, die über Öffnungen in den Behälter ragen, vom Behälter elektrisch zu isolieren. Die elektrische Isolation kann durch eine nicht leitende Hülle erreicht werden, die die ersten elektrischen Anschlüsse umgibt. Die Enden der elektrischen Anschlüsse, welche nicht in Kontakt mit dem Behälter kommen, sind frei von einer Isolation, um ein elektrisches Ankoppeln an die Flüssigkeit im Behälter zu gewährleisten. Das die ersten elektrischen Anschlüsse umgebende Isoliermaterial kann gleichzeitig als Dichtung dienen, um ein Austreten von Flüssigkeit über einen Spalt zwischen den Öffnungen und den ersten elektrischen Anschlüssen zu verhindern.

In einer alternativen Ausbildung der Erfindung können die optischen Anzeigeelemente und die ersten elektrischen Anschlüsse innerhalb eines zumindest teilflächig transparenten Behälters angeordnet sein, und die zweiten elektrischen Anschlüsse isoliert sein und über mindestens eine Öffnung aus dem Behälter herausgeführt sein. Die optischen Anzeigeelemente müssen also nicht zwangsweise außerhalb des Behälters angeordnet sein. Sie können insbesondere bei einem transparenten Behälter innerhalb des Behälters angeordnet sein und von der Flüssigkeit umspült werden. Durch die Anordnung der optischen Anzeigeelemente innerhalb eines zumindest teilflächig transparenten Behälters wird ein besonderer optischer Effekt erreicht, der den Füllstand in einer außergewöhnlichen Weise dem Betrachter anzeigt.

Vorzugsweise sind die optischen Anzeigeelemente als lichtemittierende Dioden ausgebildet. Durch die Verwendung von lichtemittierenden Dioden kann die Füllstandsanzeige bei geringer Spannung elektrisch betrieben werden. Trotz geringen Bedarfs an elektrischer Energie weisen lichtemittierende Dioden eine hohe Leuchtkraft auf. Dadurch wird eine auch bei schlechten Lichtverhältnissen gut ablesbare Füllstandsanzeige geschaffen, die nur eine geringe Menge an elektrischer Energie verbraucht.

In einer vorteilhaften Variante sind die optischen Anzeigeelemente bzw. die lichtemittierenden Dioden zu einer Zeile oder einem Balken zusammengefasst. Die Zeile oder der Balken kann vertikal ausgerichtet sein. Die lichtemittierenden Dioden können in einem solchen Abstand voneinander zu einer Zeile oder einem Balken zusammengefasst sein, dass die jeweils oberste der aufleuchtenden Dioden der Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Behälter entspricht.

Die erfindungsgemäße Füllstandsanzeige ist insbesondere in Haushaltsgeräten wie Kaffeemaschinen oder Wasserkochern einsetzbar.

Die Füllstandsanzeige muss nicht notwendigerweise den Füllstand direkt im Behälter messen, der die zu messende Flüssigkeit enthält. Alternativ kann der Behälter, der die zu messende Flüssigkeit enthält, über eine kommunizierende Flüssigkeitsleitung mit einem Flüssigkeitsrohr verbunden sein, in dem der Füllstand in gleicher Weise bestimmt werden kann. Dazu wird die Füllstandsanzeige nicht am Behälter sondern an dem Flüssigkeitsrohr vorgesehen, das über eine kommunizierende Flüssigkeitsleitung mit dem Flüssigkeitsreservoir verbunden ist, das die Flüssigkeit enthält deren Füllstand zu bestimmen ist. So kann beispielsweise ein nichtdurchsichtiger Flüssigkeitsbehälter über die kommunizierende Flüssigkeitsleitung mit einem transparenten Flüssigkeitsrohr verbunden sein. Die optischen Anzeigeelemente, welche vorzugsweise als lichtemittierende Dioden ausgebildet sind, können in einer bevorzugten Variante innerhalb des transparenten Flüssigkeitsrohres angeordnet sein. Durch das Aufleuchten einer bestimmten Anzahl von lichtemittierenden Dioden innerhalb des transparenten Flüssigkeitsrohres wird die Höhe des Flüssigkeitsspiegels des nicht transparenten Behälters angezeigt. Dadurch kann insbesondere der Lageort der Füllstandsanzeige unabhängig von dem Behälter gewählt werden.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert: Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Füllstandsanzeige,
2: einen vergrößerten Ausschnitt aus der Füllstandsanzeige gemäss 1,
3: eine Füllstandsanzeige mit separatem Flüssigkeitsrohr, in dem die optischen Anzeigeelemente angeordnet sind,
4: eine schematische Darstellung einer Kaffeemaschine mit einer erfindungsgemäßen Füllstandsanzeige.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung (1) weist ein Behälter 1, der teilweise mit Wasser gefüllt ist, eine Füllstandsanzeigeeinrichtung 2 auf, die eine Vielzahl von optischen Anzeigeelementen 4 umfasst, die als lichtemittierende Dioden ausgebildet sind. Jede der lichtemittierenden Dioden 4 weist einen ersten elektrischen Anschluss 5 und einen zweiten elektrischen Anschluss 6 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die lichtemittierenden Dioden 4 zu einer Zeile von insgesamt zehn Dioden zusammengefasst. Die lichtemittierenden Dioden sind in gleichmäßigem Abstand übereinander angeordnet. Jeder der ersten elektrischen Kontakte 5 ragt durch eine Öffnung in der Wand des Behälters 1 in den Innenraum des Behälters 1 hinein. Die in den Behälter 1 hinein ragenden Enden der ersten elektrischen Anschlüsse 5 bilden Messelektroden 3, die an das im Behälter befindliche Wasser elektrisch ankoppelbar sind. Die zweiten elektrischen Anschlüsse 6 sind miteinander elektrisch kontaktiert und gemeinsam mit einem Pol einer elektrischen Spannungsversorgung verbunden. Ein zweiter Pol der elektrischen Spannungsversorgung ist mit einer Elektrode 12 verbunden, die vorzugsweise am Boden des Behälters 1 angeordnet und an das im Behälter befindliche Wasser angekoppelt ist. Je nach Füllstand des Wassers im Behälter 1 wird ein Stromfluss zwischen der Elektrode 12 und den Messelektroden 3, die sich unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befinden, möglich, und die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten lichtemittierenden Dioden leuchten auf. Die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindlichen ersten elektrischen Anschlüsse 5 der lichtemittierenden Dioden 4 ragen in den Behälter 1 ohne von dem Wasser benetzt zu werden. Da kein Stromfluss über diese Messelektroden 3 möglich ist, können die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten lichtemittierenden Dioden nicht leuchten. Die oberste der leuchtenden lichtemittierenden Dioden 4 zeigt zumindest annähernd die Höhe des Wasserspiegels im Behälter 1 an.
Die 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der 1. Der erste elektrische Anschluss 5 der lichtemittierenden Diode 4 ragt über eine Öffnung 7 in der Wand des Behälters 1 in den Innenraum des Behälters 1 hinein. Ein ringförmiger Spalt zwischen dem ersten elektrischen Anschluss 5 und der Wand des Behälters 1 ist durch eine ringförmige Dichtung 11 verschlossen. Die ringförmige Dichtung 11 dient dazu, den Ringspalt zwischen erstem elektrischen Anschluss 5 und der Wand des Behälters 1 abzudichten, damit kein Wasser aus dem Behälter 1 austreten kann. Bei Verwendung eines Behälters 1 aus elektrisch leitenden Material dient die Dichtung 11 auch als Isolator für den ersten elektrischen Anschluss 5. Dazu ist die Dichtung 11 vorzugsweise elastisch ausgebildet und aus einem elektrisch nicht leitenden Material, wie z. B. Kunststoff oder Gummi hergestellt.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in 3 schematisch dargestellt. Die lichtemittierenden Dioden 4 sind innerhalb eines transparenten Flüssigkeitsrohres 8 in unterschiedlichen Höhenlagen angeordnet. Die ersten elektrischen Anschlüsse 5 sind nicht aus dem transparenten Flüssigkeitsrohr 8 hinausgeführt, sondern enden in unterschiedlichen den lichtemittierenden Dioden 4 entsprechenden Höhenlagen innerhalb des Flüssigkeitsrohres 8. Die zweiten elektrischen Anschlüsse 6 der lichtemittierenden Dioden 4 sind elektrisch isoliert ausgebildet und aus dem Inneren des transparenten Flüssigkeitsrohres 8 herausgeführt. Die Enden der herausgeführten zweiten elektrischen Anschlüsse 6 sind an einen gemeinsamen elektrischen Kontakt einer Spannungsversorgung zusammengeführt. Das transparente Flüssigkeitsrohr 8 ist über eine kommunizierende Flüssigkeitsleitung 9 mit einem Flüssigkeitsreservoir 10 verbunden. Durch die kommunizierende Flüssigkeitsleitung 9 ist sichergestellt, das sich im transparenten Flüssigkeitsrohr eine Flüssigkeitssäule in gleicher Höhe wie in dem Flüssigkeitsreservoir 10 einstellt.
Die 4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Kaffeemaschine mit einer erfindungsgemäßen Füllstandsanzeige. Der nicht transparente Behälter 1 enthält das Frischwasser zur Zubereitung der gewünschten Menge an Kaffeegetränk. Über die Flüssigkeitsleitung 9 ist der nicht transparente Behälter 1 mit einem transparenten Flüssigkeitsrohr 8 verbunden. Das innerhalb des Gehäuses der Kaffeemaschine angeordnete transparente Flüssigkeitsrohr 8 ist von außen einsehbar. Wird Frischwasser in den Behälter 1 der Kaffeemaschine eingefüllt, so leuchten diejenigen lichtemittierenden Dioden 4 auf, die sich unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befinden. Die Höhe der obersten leuchtenden lichtemittierenden Diode 4 entspricht dem Füllstand des Wassers im Behälter 1.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So können statt lichtemittierenden Dioden andere elektrische Leuchtmittel wie z. B. Glühbirnen, Glimmlampen oder LCD-Elemente verwendet werden. Es können auch elektrische Anzeigemittel verwendet werden, die eine optische Anzeige nicht durch Selbstleuchen ermöglichen, sondern beispielsweise durch mechanische Veränderungen, wie z.B. Umklappen einer Reflektions- oder Farbfläche. Es ist auch nicht zwingend erforderlich, das die zweiten elektrischen Anschlüsse 6 an eine gemeinsame Elektrode zusammengeführt sind, sie können beispielsweise auch einzeln mit einer Spannungsversorgung verbunden sein oder auch einer elektronischen Steuereinrichtung zugeführt werden, die ihrerseits mit der elektrischen Spannungsversorgung verbunden ist.

Claims

Füllstandsanzeige für Flüssigkeiten in einem Behälter (1) mit einer Füllstands-Anzeigeeinrichtung (2) und einer elektrischen Füllstands-Messeinrichtung, die in verschiedenen Höhenlagen angeordnete Messelektroden (3) aufweist, von denen jeweils die unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels befindlichen Messelektroden (3) an die Flüssigkeit elektrisch angekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (2) mehrere optische Anzeigelemente (4) umfasst, die jeweils einen ersten elektrischen Anschluss (5) aufweisen, der mit jeweils einer der Messelektroden (3) verbunden ist, und einen zweiten elektrischen Anschluss (6) aufweisen, der mit einer elektrischen Spannungsversorgung verbunden ist.
Füllstandsanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten elektrischen Anschlüsse (5) der optischen Anzeigeelemente (4) die Messelektroden (3) bilden.
Füllstandsanzeige nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Anzeigeelemente (4) außerhalb des Behälters (1) angeordnet sind und erste elektrische Anschlüsse (5) der optischen Anzeigeelemente (4) über Öffnungen (7) in verschiedenen Höhen in den Behälter (1) ragen.
Füllstandsanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) aus einem elektrisch leitenden Material besteht und die ersten elektrischen Anschlüsse (5) vom Behälter (1) elektrisch isoliert sind.
Füllstandsanzeige nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Anzeigeelemente (4) und erste elektrische Anschlüsse (5) der optischen Anzeigeelemente (4) innerhalb eines zumindest teilflächig transparenten Behälters (1) angeordnet sind, und die zweiten elektrischen Anschlüsse (6) elektrisch isoliert und über mindestens eine Öffnung (7) aus dem Behälter (1) herausgeführt sind.
Füllstandsanzeige nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Öffnung (7) mit einer Dichtung (11) versehen ist, zum Abdichten eines Spaltes zwischen den elektrischen Anschlüssen (5, 6) und dem Gehäuse (1).
Füllstandsanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Anzeigeelemente (4) lichtemittierende Dioden sind.
Füllstandsanzeige nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtemittierenden Dioden zu einer Zeile oder einem Balken zusammengefasst sind.
Haushaltsgerät, insbesondere Kaffeemaschine oder Wasserkocher mit einer Füllstandsanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Haushaltsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) als Flüssigkeitsrohr (8) ausgebildet ist, das über eine kommunizierende Flüssigkeitsleitung (9) mit einem Flüssigkeitsreservoir (10) verbunden ist, zur Bestimmung dessen Füllstandes.