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Geberanordnung für die elektrische Fernanzeige des Flüssigkeitsstandes
in geschlossenen Behältern Die Erfindung bezieht sich auf eine Geberanordnung für
die elektrische Fernanzeige des Flüssigkeitsstandes in geschlossenen Behältern,
insbesondere in Kraftstofftanks von Fahrzeugen.
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Es sind Geberanordungen belçannt, bei denen sich ein Schwimmer in
einem Tauchrohr entsprechend dem Flüssigkeitsstand auf und ab bewegt und dabei mittels
eines Überbrüdngskontaktes den Widerstandswert zweier in diesem Rohr gespannter,
in den Fernanzeigestromkreis eingeschalteter Widerstands drähte verändert.
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Bei bekannten Anordnungen sind die auf dem Schwimmer angebrachten
Überbrückungskontakte als Fl ächenkontakte ausgebildet, und die Widerstandsdrähte
sin.d im Tauchrohr schräg zu seinen Seitenwänden geführt. Hierdurch wird erreicht,
daß die Widerstandsdrähte bei der Auf- und Abwärtsbewegung des Schwimmers eine verbältnismäßig
große Fläche der an dem Schwimmer angebrachten Kontakte bestreichen. Wenn aber das
Fahrzeug mehrere Tage steht bzw. wenig gefahren wird und infolgedessen der Flüssigkeitsspiegel
im Kraftstofftank sich nicht oder nur wenig ändert, dann ergibt sich bei dieser
Anordnung der Nachteil, daß die relativ stark gespannten Widerstandsdrähte die Kontaktflächen
im wesentlichen an nur einer Stelle berühren, so daß Beschädigungen der Gold- oder
Edelmetallauflage der Kontaktflächen nicht zu vermeiden sind. Außerdem muß bei der
bekannten Anordnung des Schwimmers bei Beginn seiner Auf- und Abwärtsbewegung stets
zunächst die Reibung der Ruhe zwischen den Widerstandsdrähten und seinen Kontaktflächen
überwinden, ehe er sich einem geänderten, vor allem einem gefallenen Flüssigkeitsstand
anpassen kan.n. Dadurch werden die vielfach anzutreffenden Fehlanzeigen von Benzinuhren
hervorgerufen.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden.
Sie besteht darin., daß am Tauchrohr bzw. am Schwimmer mindestens ein Bimetallglied
angeordnet ist, das mit den Widerstandsdrähten derart in Wirkverbindung steht, daß
es Relativbewegungen der Widerstands drähte bzw. der auf dem Schwimmer angebrachten
Flächenkontakte zueinander verursacht.
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Um Bewegungen des Bimetaligliedes zu bewirken, kann dieses durch
den die Widerstandsdrähte der Geberanordnung durchfließenden Strom mittelbar oder
unmittelbar beheizt werden. So können die oberen Enden der in dem Tauchrohr gespannten
Widerstandsdrähte elektrisch leitend mit am Tauchrohr angebrachten Bimetallstreifen
verbunden sein, so daß der Bimetallstreifen durch den ihn durchfließenden Meß- und
Anzeigestrom unmittelbar durchflossen und beheizt wird.
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Es ist auch möglich, die Endet des Widerstandsdrahtes um die Bimetallstreifen
herumzuwickeln und diese so indirekt zu beheizen.
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An Stelle von Bimetallstreifen können auch vorzugsweise direkt beheizte
Bimetallspiralen verwendet werden, die sich bei der wechselnden Beheizung durch
den Meß- und Anzeigestrom zusammenziehen oder ausdehnen und dadurch die an ihren
freien Enden befestigten Widerstands drähte seitlich verschwenken.
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Weiterhin können das Bimetallglied oder die ihn beheizenden Widerstandsdrähte
über einen Thermoschalter parallel zum Anzeigegerät an die Stromquelle des Fahrzeuges
angeschlossen werden. Der Thermoschalter schaltet ständig die Stromzufuhr zu den
Bimetallstreifen bzw. zu den sie beheizenden Widerständen ein und aus, so daß diese
Bimetallstreifen unabhängig von der Auf- und Abwärtsbewegung des Schwimmers im Tauchrohr
in ständiger Bewegung gehalten werden.
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In den meisten Fällen dürfte es nicht erforderlich sein, den Bimetallkörper
besonders zu beheizen. Vielmehr dürften die im Laufe des Tages und der Nacht auftretenden
Temperaturdifferenzen bereits solche Ausschläge der Bimetallstreifen bewirken, daß
allein hierdurch ausreichende Relativbewegungen zwischen den Kontakten und den Widerstandsdrähten
erfolgen.
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Diese Anordnung hat also den Vorteil, daß die Relativbewegungen auch
bei stehendem Fahrzeug und bei nicht eingeschaltetem Strom auftreten.
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Die erfindungsgemäßen Anordnungen bringen den sehr wesentlichen Vorteil
mit sich, daß die zwischen den Widerstandsdrähten und den am Schwimmer angebrachten
Flächenkontakten bestehende Reibung der Ruhe durch die ständige Bewegung der Widerstandsdrähte
bzw.
der Kontakte nahezu vollständig aufgehoben wird, so daß der Schwimmer sich trägheitslos
einem geänderten Flüssigkeitsstand anpassen kann.
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Nachstehend werden einige Ausführungsformen der Erfindung an Hand
der Zeichnung beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine räumliche Ansicht einer Gesamtanordnung,
Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Bimetallglieder, Fig. 3 bis 5 drei verschiedene
Schaltmöglichkeiten der Geber- und Fernanzeigeanordnung, Fig. 6 eine weitere Ausfiihrungsform
der Erfindung, bei der ein Bimetallglied auf dem Schwimmer angeordnet ist, Fig.
7 einen Schnitt nach der Linie VII -VII von Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt nach der
Linie VIII-VIII von Fig. 6, Fig. 9 eine weitere Ausführungsform mit einem auf dem
Schwimmer angeordneten Bimetallglied, Fig. 10 einen Schnitt nach der LinieX-X von
Fig. 9 und Fig. 11 einen Schnitt nach der LinieXI-XI von Fig. 9.
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Die Geberanordnung gemäß Fig. 1 besteht aus einem Tauchrohr 1 mit
einem Boden-2 und einem Deckel 3. In dem Tauchrohr 1 befindet sich ein Schwimmer
4, der sich entsprechend dem Flüssigkeitsstand in dem Kraftstofftank auf- und abwärts
bewegen kann. Der Schwimmer wird von einem im Boden 2 und im Decliel 3 des Tauchrohres
1 befestigten mittleren Führungsstab 5 geführt, der einen unteren Anschlag 6 besitzt.
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Zviei Widerstandsdrähte 7 sind über einen, dicht am Boden 2 des Tauchrohres
1 befindlichen, gefederten Bügel 8 gespannt, durch Öffnungen 9, 10 im Deckel 3 des
Tauchrohrgebers herausgeführt und enden in Heizwicklungen 11,12 von Bimetallstreifen
13, 14. Diese sind an einem Haltestück 15 befestigt, welches noch eine Anschlußklemme
16 für den Anschluß der Leitung zum Anzeigeinstrument besitzt.
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Der Schwimmer 4 besitzt miteinander elektrisch verbundene Kontaktfedern
17, 18, 19, 20, die die Widerstandsdrähte 7 berühren. Bei den durch den sich ändernden
Flüssigkeitsstand bewirkten Auf- und Abwärtsbelvegungen des Schwimmers 4 wird durch
die Kontakte 17 bis 20 der Widerstandswert der Drähte 7 und damit gleichzeitig der
durch die Heizwicklungen 11, 12 fließende Strom geändert. Infolge der hierdurch
hervorgerufenen wechselnden Envärmung der Bimetallstreifen13,14 werden die freien
Enden dieser Streifen sowie die an ihnen befestigten Widerstandsdrähte7 seitlich
hin und her bewegt, so daß die auf dem Schwimmer 4 angebrachten Kontakte in Querrichtung
ständig von den Drähten 7 bestrichen werden.
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Statt die Enden der Widerstandsdrähte um die Bimetallstreifen herumzuwickeln,
kann man sie auch unmittelbar elektrisch leitend mit den Bimetallstreifen verbinden,
so daß diese Streifen durch den Meß-und Anzeigestrom direkt beheizt werden. Die
indirdfte Beheizung der Bimetallstreifen hat jedoch den Vorteil, daß die Windungszahl
der Wicklun.gen 11,1-2 co bemssen werden kann, daß sie gleichzeitig als Vorwiderstand
oder als Eichwiderstand für die Eichung Oes Anzeigegerätes benutzt werden können.
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Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform werc'en statt der Bimetallstreifen
Bimetallspiralen verendet. Das eine Ende ist an einem ortsfesten Stift
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und über diesen an das Allzeibegerät bzw. an Masse angeschlossen, während das andere
Ende mit einem der Widerstandsdrähte 7 verbunden ist.
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Die Fig. 3 bis 5 zeigen einige Möglichkeiten der Zusammenschaltung
der Geber- und Empfängeranordnungen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besitzt das an
sich bekannte Anzeigegerät zwei entgegengesetzt gewickelte Induktionsspulen 23,
24 und eine im rechten Winkel dazu angeordnete Spule 25, die hintereinander zwischen
den Pluspol der Batterie26 und Masse geschaltet sind. Die zueinander und zu dem
veränderlichen Geberwiderstand 7 in Reihe liegenden Heizwicklungen 11 und 12 sind
im Punkt 27 parallel zu den Spulen 24 und 25 und hinter die Spule23 geschaltet.
Bei dieser Schaltung, die der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entspricht, ergeben die
Änderungen des Widerstandes 7 verhältnismäßig große Ausschläge der Bimetallstreifen
13, 14.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 sind die Heizwicklungen 11 und 12
zwischen die Fahrzeugbatterie 26 und die Spulen 23, 24, 25 geschaltet und dienen
so als Vorwiderstände. Änderungen des hinter der Spule 23 zu den Spulen 24, 25 parallel
geschalteten Widerstandes 7 ergeben ebenfalls Änderungen des die Heizwicklungen
11, 12 durchfließenden Stromes und damit Ausschläge der Bimetallstreifen 13 und
14.
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Die Anordnung gemäß Fig. 5 enthält gegenüber den Anordnungen nach
den Fig. 3 und 4 einen zusätzlichen Thermoschalter 28, der zusammen mit den Heizwicklungen
11 und 12 in Hintereinanderschaltung parallel zu den übrigen Schaltelementen 7,23,
24, 25 der Geber- und Empfängeranordnung liegt. Bei eingeschaltetem Batteriestrom
öffnet und schließt der Thermoschalter 28 in üblicher Weise den Stromkreis für die
Heizwicklungen 11 und 12, so daß die Bimetallstreifen 13 und 14 abwechselnd erwärmt
und abgekühlt werden und so die gewünschten seitlichen Bewegungen der Widerstands
drähte 7 hervorrufen.
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Die Empfänger- und Anzeigeanordnung arbeitet bei diesem Ausführungsbeispiel
vollkommen unabhängig von den erfindungsgemäß angeordneten Bimetallgliedern.
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Bei den Ausführungsformen der Erfindung gemäß den Fig. 6 bis 11 ist
abweichend von den soeben beschriebenen Ausführungsformen auf dem Schwimmer ein
Bimetallglied an geordnet. Dieses wird überhaupt nicht oder nur sehr geringfügig
mitbeheizt und ist in seiner Funktion von der Einschaltung des Stromes unabhängig.
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Gemäß Fig. 6 befindet sich in dem Tauchrohr 1 wiederum ein Schwimmer
44. Dieser besteht aus zwei gleichen Teilen 30, 31, die je einen beidseitig spiralförmig
aufgewickelten Bimetallstreifen 32, 33 tragen.
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An Mittelachsen dieser Bimetallstreifen sind Flächenkontakte 34, 35
befestigt, die die Widerstands drähte 7 leicht klemmend umfassen. Bei den durch
Änderungen der Außentemperatur bewirkten Bewegungen der spiralförmig aufgewickelten
Bimetallstreifen 32, 33 werden die Kontakte 34, 35 verschwenkt, so daß auch hier
zwischen den Widerstandsdrähten 7 und den Kontakten Relativbewegungen erzeugt werden.
Statt der spiralförmig aufgewickelten Bimetallstreifen können selbstverständlich
auch einfache Bimetallstreifen verwendet werden, die ähnliche Bewegungen der mit
ihnen mechanisch verbundenen Kontakte verursachen können.
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Bei der Ausführungsforns nach den Fig. 9 bis 11 besitzt der Schwimmer
54 einen oberen Ansatz 36, an dem eine Bimetallspirale 37 befestigt ist. Diese trägt
außen zwei Doppelkontakte 38, 39 und 40, 41, die
tangential zu dem
Schwimmer 54 liegen und in vertikaler Richtung gewellt sind und mit den zueinandergehörigen
Kontakten 38, 39 bzw. 40, 41 die Widerstandsdrähte 7 umfassen. Sobald sich infolge
äußerer Erwärmung oder Abkühlung die Bimetallspirale 37 ausdehnt oder zusammenzieht,
verschieben sich die Kontakte 38 bis 41 kreisbogenförmig relativ zu den Widerstandsdrähten
7.
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PATENTANSPROCEIE 1. Geberanordnung für die elektrische Fernanzeige
des Flüssigkeitsstandes in geschlossenen Behältern, beispielsweise in Kraftstofftanks
von Fahrzeugen, bei der ein Schwimmer in einem Tauchrohr auf und ab bewegbar angeordnet
ist und mittels eines Überbrückungskontaktes den Widerstandswert in dem Rohr gespannter,
in den Fernanzeigestromkreis eingeschalteter Widerstandsdrähte in Abhängigkeit vom
Flüssigkeitsstand verändert, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bimetallglied(13,14;
32,33; 37) am Tauchrohr (1) bzw. am Schwimmer (44, 54) angeordnet ist, das mit den
Widerstandsdrähten (7) derart in Wirkverbindung steht, daß es Relativbewegungen
der Widerstandsdrähte (7) bzw. der auf dem Schwimmer(4,44,54) angebrachten Flächenkontakte
(17 bis 20; 34, 35; 38 bis 41) zueinander verursacht.