DE1438162B2 - Vorrichtung zur anzeige des fluessigkeitsstandes in einem behaelter - Google Patents

Description

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det. Dadurch, daß die verstellbare Elektrode des Ab- ist an die Verbindung 16 zwischen der Last 14 und

gleichkondensators und die den Rotor des Abgleich- der Stromquelle 15 angeschlossen. Die Verbindung 16

motors darstellende Wirbelstromscheibe eine Bau- kann geerdet sein.

einheit bilden, werden Fertigung und Montage weiter Fehlt die Elektrode 11, stellt sich zwischen den

vereinfacht. Die innerhalb der Meßvorrichtung auf- 5 Elektroden 12, 13 eine vorbestimmte Kapazität ein,

tretende Reibung kann besonders klein gehalten so daß ein bestimmter Strom von der Stromquelle 15

werden. durch den aus den Elektroden 12, 13 bestehenden

Vorzugsweise hat eine erste feststehende Elektrode Kondensator zur Last 14 fließt. Wird die Elektrode

eine benachbart der Außenfläche der verstellbaren 11 zwischen die Elektroden 12,13 eingeführt, vermin-

Elektrode liegende konkavzylindrische Oberfläche io dert sie die Kapazität zwischen den Elektroden 12, 13.

und ist mindestens eine weitere feststehende Konden- Dagegen wird die Kapazität zwischen den Elektroden

satorelektrode vorgesehen, die eine benachbart und 11 und 12 sowie zwischen den Elektroden 11 und 13

konzentrisch zu der Innenfläche der verstellbaren erhöht. Die Kapazität zwischen den Elektroden 11,

Elektrode liegende, mit der ersten feststehenden 12 liegt parallel zur Stromquelle 15. Die Kapazität

Elektrode radial ausgerichtete konvexzylindrische i₅ zwischen den Elektroden 11, 13 ist parallel zur Last

Oberfläche von begrenzter Winkelausdehnung auf- 14 geschaltet. Wird daher die Elektrode 11 zwischen

weist. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß unge- die Elektroden 12, 13 eingeführt, wird der über die

achtet einer Änderung der Kapazität des Abgleich- Last 14 fließende Strom vermindert. Die Schaltung

kondensators der Speisestrom der Brückenschaltung hat daher die Eigenschaft, daß der der Stromquelle

im wesentlichen konstant gehalten werden kann. 20 15 entnommene Strom im wesentlichen konstant

Axiale Bewegungen der verstellbaren Elektrode des bleibt, während der über die Last fließende Strom

Abgleichkondensators beeinflussen das Meßergebnis verändert werden kann.

überhaupt nicht, wenn die Axialausdehnung der I_n F i g. 6 ist die Prinzipschaltung nach F i g. 7 zu ersten feststehenden Elektrode durchweg größer als einer Brückenschaltung ergänzt, die sich insbesondie maximale Axialabmessung der verstellbaren 25 dere für die Messung des Brennstoffvorrates in Flug-Elektrode ist und die feststehende Elektrode ständig zeugen eignet. Ein Kondensator 17 taucht in den an beiden Enden über die verstellbare Elektrode Brennstofftank 18 ein. Der Kondensator 17 liegt in übersteht. Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand 19 zwi-

Zur Begrenzung des Drehwinkels der drehbaren sehen dem Schleifer 20 eines Potentiometers 21 und Elektrode ist vorteilhafterweise ein mit dieser auf 30 dem Eingang 22 eines Servoverstärkers 23, der einen Drehung verbundenes Bauteil vorgesehen, das zwei Servomotor 24 antreibt. Der Servomotor ist mit der radial gerichtete Arme, die in einer zur Drehachse einstellbaren Elektrode 25 eines verstellbaren Konsenkrechten Ebene liegen und zwischen sich einen densators 26 entsprechend dem Kondensator 10 mevorbestimmten Winkel einschließen, sowie einen chanisch verbunden. Der Kondensator 26 besitzt eine dritten radial gerichteten Arm aufweist, der ein 35 auf der einen Seite der Elektrode 25 liegende fest-Signalelement trägt, ist ferner in der Bewegungsbahn stehende Elektrode 27 und zwei auf der anderen der beiden ersten Arme ein fester Anschlag ange- Seite der Elektrode 25 angeordnete feststehende ordnet und ist der dritte Arm derart abgekröpft, daß Elektroden 28, 29. Die Elektrode 27 ist mit dem Einer an dem Anschlag ungehindert vorbeilaufen kann. gang 22 leitend verbunden. Die Elektroden 28, 29

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines 40 sind miteinander verbunden und über einen Strom-Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeich- begrenzungswiderstand 30 an das eine Ende der nungen näher erläutert. Es zeigt Wicklung 31 eines Transformators angeschlossen, der

F i g. 1 einen teilweise schematischen Längsschnitt als Autotransformator aufgebaut sein kann. Das Po-

einer Flüssigkeitsstandanzeigevorrichtung nach der tensometer 21 liegt parallel zu einem Teil des

Erfindung, 45 anderen Endes der Wicklung 31. Ein weiteres Po-

F i g. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der tentiometer 32 ist parallel zu einem mittleren Teil der

wesentlichen Teile der Vorrichtung nach F i g. 1, Wicklung 31 geschaltet. Der Schleifer 33 des Poten-

F i g. 3 eine Stirnansicht der Skalenfläche der Vor- tiometers 32 ist über einen Strombegrenzungswider-

richtung nach Fig. 1, stand 34 und einen kleinen Kondensator 35 mit dem

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in 50 Eingang 22 verbunden. Die Wicklung 31 besitzt Ab-

F i g. 1 unmittelbar hinter der Skalenscheibe, griffe 36, 37, die mit einer Wechselstromquelle in

F i g. 5 eine schematische Darstellung bestimmter Verbindung stehen. Der Abgriff 37 und die einstell-

Teile nach Fig. 4, bare Elektrode 25 des Kondensators 26 sind geerdet.

F i g. 6 ein vereinfachtes schematisches Schaltbild Der Servomotor 24 ist mit einem Anzeigegerät 38 me-

der Flüssigkeitsstandanzeigevorrichtung und 55 chanisch gekuppelt.

F i g. 7 ein vereinfachtes Prinzipschaltbild der Vor- Die Ähnlichkeit zwischen der Schaltung nach

richtung nach der Erfindung. F i g. 7 und dem oberen Teil der Schaltung nach

In dem Prinzipschaltbild nach Fig. 7 ist der im Fig. 6 ist offensichtlich. Die Kondensatoren 10 und

folgenden noch näher erläuterte abstimmbare Kon- 26 arbeiten in genau der gleichen Weise. Wenn die

densator insgesamt mit 10 bezeichnet. Er weist eine 60 Elektrode 25 zwischen die Elektrode 27 sowie die

verstellbare Elektrode 11 und zwei feststehende Elek- Elektroden 28, 29 eingeschoben wird, nimmt die

troden 12, 13 auf. Die Elektroden 12, 13 liegen in Kapazität zwischen den feststehenden Elektroden zu-

Abstand voneinander und sind gegeneinander iso- nehmend ab. Die Elektroden 28, 29 können als eine

liert. Die Elektrode 11 kann in den Spalt zwischen Elektrode betrachtet werden, die der Elektrode 12

den Elektroden 12, 13 hinein und aus diesem wieder 65 nach F i g. 7 entspricht.

heraus bewegt werden. Eine Last 14 ist in Reihe mit Der Servomotor 24 ist mit einer nicht veran-

einer Wechselstromquelle 15 zwischen die Elektroden schaulichten Bezugsfeldquelle versehen, die gegen-

12,13 des Kondensators geschaltet. Die Elektrode 11 über dem Ausgang der Brückenschaltung um 90°

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phasenverschoben ist. Da die Kapazität des Konden- weise aus einer flexiblen Kunststoffunterlage, aul

sators 17 mit der Änderung des Flüssigkeitspegels deren Oberfläche ein leitender metallischer Überzug

oder der Dielektrizitätskonstanten variiert, wird der aufgebracht ist. Auf jeden Fall ist für einen elek-

Motor 24 so erregt, daß er den als Abgleichkonden- taschen Kontakt zwischen dem metallischen Überzug

sator wirkenden Kondensator 26 verstellt, bis die 5 oder der wirksamen Oberfläche der Elektrode 65 und

: Brücke wieder abgeglichen ist und die Spannung Null der metallischen Scheibe 48 zu sorgen.

zwischen dem Eingang 22 und Erde besteht. Das mit Wie am besten aus F i g. 2 hervorgeht, ist das Gedem Motor verbundene Anzeigegerät 36 kann so ge- häuseteil 58 am einen Ende mit einer Schicht 67 aus eicht sein, daß es unmittelbar die Brennstoffmenge Isoliermaterial überzogen. Als besonders zweckangibt. Ist der Tank 18 leer, hat der Kondensator 17 io mäßig hat sich für diesen Zweck eine dünne Platte eine minimale Kapazität. Der Kondensator 26 weist aus Polyäthylen-Terephthalat-Kunstharz erwiesen. : ebenfalls eine vorbestimmte minimale Kapazität auf, Auf der isolierenden Schicht 67 befindet sich eine wenn das Anzeigegerät 38 Null oder leer anzeigt. Mit- feststehende Kondensatorelektrode 68, die eine zylintels des Potentiometers 21 kann die am Kondensator drische Oberfläche von begrenzter Winkelausdehnung 17 anliegende Spannung so einjustiert werden, daß 15 aufweist und durch Niederschlag eines metallischen sich das Anzeigegerät genau auf Null einstellen läßt. Films erhalten wird. Die Elektrode 68 nach den Das Potentiometer 32 erlaubt es, das Anzeigegerät F i g. 1 bis 5 entspricht der Elektrode 27 nach F i g. 6. ] bei gefülltem Tank 18 auf den Skalenendwert einzu- Gemäß F i g. 2 ist an der Elektrode 68 ein kleiner stellen. Ansatz 69 vorgesehen, an dem ein Draht 70 befestigt, ; Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 5 20 z. B. angelötet, ist. Der Ansatz 69 kann auch weggesind alle Bauteile der Schaltung gemäß F i g. 6 mit lassen sein, und der Draht 70 kann unmittelbar an ; Ausnahme des in den Brennstofftank eintauchenden einer Ecke der Elektrode 68 angeschlossen werden. Kondensators in einem gemeinsamen Gehäuse 40 Wie in F i g. 1 gezeigt ist, ist das freie Ende des Drah- ': untergebracht. Mit den strichpunktierten Umrissen tes 70 an eine Durchführung 71 angeschlossen, die in im Bereich 41 sind die Komponenten der Brücken- 25 einem Isolator 72 sitzt, der an dem Lagerschild 55 schaltung angedeutet, die auf einer Isolierscheibe 42 angebracht ist. Vom anderen Ende der Durchführung montiert sind. Die Einzelelemente des Servoverstär- 71 aus reicht eine Verbindung 73 zum Eingang des kers sind in dem Raum 43 untergebracht und auf Servoverstärkers. Diese Verbindung entspricht der einer Isolierplatte 44 befestigt. Der verstellbare Verbindung zwischen der Elektrode 27 und dem Kondensator und der Servomotor sind im linken 30 Eingang des Verstärkers 23 in F i g. 6.
Teil der F i g. 1 im einzelnen in ausgezogenen Linien Die Elektrode 68 weist eine konkavzylindrische wiedergegeben. Es sei angenommen, daß alle Bau- Oberfläche auf, die konzentrisch zur Außenfläche der gruppen mit einem Strom von 400 Hz arbeiten. Ist Elektrode 65 liegt. Es ist mindestens eine weitere festdagegen kein Wechselstrom zur Speisung der Brücke stehende Kondensatorelektrode 74 vorgesehen, die verfügbar, wird, wie dargestellt, in dem Raum 47 ein 35 eine konvexzylindrische Oberfläche von begrenzter Umformer vorgesehen. Dies kann beispielsweise bei Winkelausdehnung hat. Die Elektrode 74 liegt kon-Hubschraubern der Fall sein. zentrisch zu und benachbart der Innenfläche der Der Servomotor ist als Wirbelstrommotor ausge- Elektrode 65; sie ist mit der Elektrode 68 radial ausbildet, der eine leitende Wirbelstromscheibe 48 auf- gerichtet. Wie insbesondere F i g. 2 zeigt, kann die weist, die über eine Nabe 50 und eine Stellschraube 40 Elektrode 74 die Form eines Zylinderabscnnittes auf-51 mit einer Welle 49 verbunden ist. Um die Rei- weisen. Sk besteht vorzugsweise aus einem leichten bungsverluste minimal zu halten, ist die Welle 49 in Werkstoff, z. B. Aluminium. Die Elektrode 74 ist mit-Lagern 52, 53 aus Polytetrafluoräthylen gelagert, die tels Kunststoffschrauben 75 unter Zwischenlage in Lagerschildern 54 bzw. 55 sitzen. Die Lagerschil- eines isolierenden Abstandsstückes 76 an dem Lagerder sind mittels Schrauben 56 und Muttern 57 in 45 schild 55 befestigt. Ein dünnes Kupferblech 77 ist einem halbzylindrischen Gehäuseteil 58 befestigt. zwischen die Elektrode 74 und das Abstandsstück Feldmagnete 59, 60, die ein Bezugfeld bzw. ein 76 gelegt, um einen elektrischen Anschluß für die Signalfeld erzeugen, sind an den Lagerschildern so Elektrode 74 zu schaffen. Eine im wesentlichen angebracht, daß sie nahe dem Außenrand der Wirbel- gleiche Elektrode 78 ist mittels Isolierschrauben 79, Stromscheibe 48 sitzen. Die Halterung für den Feld- 50 80 am Lagerschild 54 angebracht (F i g. 4). Die magneten 59 ist mittels Schrauben 61, 62 am Lager- Elektrode 78 ist gegen das Lagerschild 54 mittels schild 54 befestigt. In gleicher Weise ist die Halterung eines isolierenden Abstandsstückes 81 isoliert, des Feldmagneten 60 über Schrauben 63 (F i g. 1) und Zwischen die Elektrode 78 und das Abstandsstück 81 64 (F i g. 2) mit dem Lagerschild 55 verbunden. Der ist ein dünnes Kupferblech 82 gelegt, das dem glei-Feldmagnet 59 besitzt einen E-Schnittkern, während 55 chen Zweck dient wie das Blech 77. Anschlußdrähte der Feldmagnet 60 einen C-Schnittkern aufweist. 83, 84 können an den Blechen 77, 82 angelötet sein, Um die Reibung kleinstmöglich zu halten, ist die um die Elektroden 74 und 78 miteinander und mit verstellbare Elektrode 65 des Abgleichkondensators dem Transformator der Brückenschaltung zu verbinder Brückenschaltung mit der Welle 49 unmittelbar den. Die Elektroden 74, 78 entsprechen den Elekverbunden. Die Elektrode 65 ist als Hohlzylinder 60 troden 28, 29 in F i g. 6. Die Unterteilung der Elekausgebildet, der am Umfang der Wirbelstromscheibe troden 74, 78 ergibt sich also durch die Kombination 48 koaxial zu dieser befestigt ist. Wie am besten aus von Kondensator und Servomotor-Rotor.
F i g. 2 hervorgeht, nimmt die Axialabmessung der Um eine elektrische Verbindung mit der Elek-Elektrode 65 von einem an der Sprungstelle 66 lie- trode 65 des Kondensators herzustellen, ist eine S genden Kleinstwert aus im Uhrzeigersinn kontinuier- 65 Spiral-Haarfeder 85 vorgesehen, deren inneres Ende j lieh bis zu einem Höchstwert zu. Die Wirbelstrom- mit einer metallischen Buchse 86 leitend verbunden, J scheibe 48 kann aus Aluminium- oder Kupferblech z. B. verlötet ist. Die Buchse 86 sitzt auf dem freien j gefertigt sein. Die Elektrode 65 besteht Vorzugs- über das Lager 52 hinausstehenden Ende der Welle

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49 (Fig. 4). Das äußere Ende der Haarfeder 85 ist Richtung des Pfeils 103 in Fig. 5, müssen Vorkehmit einem axial gerichteten Anschlag 87 am Ende rungen getroffen werden, um diese Drehung zu beeines starren Drahtes 88 angebracht, der mittels der grenzen, wenn die Wirbelstromscheibe 48 und die Schraube 62 am Lagerschild 54 befestigt ist (F i g. 4). Elektrode 65 die Stellung erreichen, in der sich die Da das Lagerschild 54 über die Metallschrauben 56 5 Sprungstelle 66 dem Rand 104 der Elektrode 68 mit dem Gehäuseteil 58 leitend verbunden ist, steht nähert. Diese Begrenzung kann durch geeignete Andie Elektrode 65 des Kondensators mit dem Gehäuse- Ordnung des Arms 98 des Bauteils 97 bewirkt werteil 58 über die Wirbelstromscheibe 48, die Welle 49, den. Wenn der Arm 98 die in F i g. 5 gestrichelt die Haarfeder 85, den Draht 88, die Schraube 62 und wiedergegebene Stellung erreicht, stößt er an dem das Lagerschild 54 in Verbindung. Das Gehäuseteil io Anschlag 87 an. Das andere Ende des Bewegungs-58 stellt die geerdete Seite der Schaltung dar, an bereichs wird durch Zusammenwirken des Arms 99 welche die Niederpotential- oder Bezugsklemme des mit dem Anschlag 87 begrenzt. Diese Stellung ist in Servoverstärkers angeschlossen ist. F i g. 5 in ausgezogenen Linien dargestellt. Der von

Aus F i g. 1 geht hervor, daß die Buchse 86 an dem den Armen 98, 99 überstrichene Winkel ist in F i g. 5 Lager 52 anliegt, wodurch eine axiale Bewegung der 15 mit α bezeichnet. Dieser Winkel wird von Linien sich drehenden Bauteile nach rechts verhindert wird. begrenzt, die vom Zentrum der Welle 49 aus durch Um eine Bewegung der Welle 49 nach links auszu- den Punkt 105 am Arm 98 in dessen beiden Endstelschließen, ist ein mit einer Stellschraube 90 befestig- lungen gezogen werden. Der Punkt 105 bildet den ter Bund 89 vorgesehen, der an der anderen Seite Angriffspunkt am Anschlag 87 in der gestrichelten des Lagers 52 anliegt. An den Elektroden 78 und 74 zo Stellung des Bauteils 97.

sind zwei C-förmige Dauermagnete 91 bzw. 92 be- In Fig. 5 ist die Winkelausdehnung der Elektrode

festigt, die eine geschwindigkeitsabhängige Dämp- 68 mit β bezeichnet. Wird der Winkel α so gewählt,

fung der Wirbelstromscheibe48 des Motors bewirken. daß er gleich oder größer als der Winkel β ist, bewirkt

Die Stärke dieser Magnete sowie ihr relativer Abstand die Begrenzung, daß die Sprungstelle 66 der Elek-

sind so gewählt, daß eine vergleichsweise hohe 25 trode 65 nie der Elektrode 68 gegenüber zu liegen

Dämpfung erhalten wird. kommt. In der unteren Nullstellung des Zeigers liegt

Ein Zeiger 93 ist mit Preßsitz auf das Ende der die Sprungstelle 66 der Elektrode 65 etwas links des Welle 49 aufgeschoben. Eine Skalenscheibe 94 ist un- Randes 106 der Elektrode 68 (F i g. 5). In dieser Stelmittelbar hinter dem Zeiger 93 vorgesehen und am lung liegt daher die maximale Fläche der Elektrode Lagerschild 54 mittels Schrauben 95, 96 befestigt 30 65 zwischen der Elektrode 68 einerseits und den (F i g. 3). Ein im wesentlichen Y-förmiges Bauteil 97 Elektroden 74, 78 andererseits. Daraus folgt, daß aus steifem Draht ist an dem Ende der Welle 49 zwischen der Elektrode 68 und den Elektroden 74. zwischen der Haarfeder 85 und dem Zeiger 93 ange- 78 eine minimale Kapazität vorhanden ist.
ordnet. Das Bauteil 97 besitzt drei radial gerichtete In der obigen Erläuterung ist der von den Elek-Arme 98, 99 und 100. Fig. 4 zeigt, daß der Arm 98 35 troden 74, 78 eingenommene Winkel zur Vereindas eine Ende des Bauteils 97 bildet, während der fachung der Beschreibung zunächst unbeachtet ge-Arm 100 das andere Ende darstellt. Das innere Ende blieben. Es versteht sich jedoch, daß der Winkel β des Arms 98 ist um die Welle 49 herumgebogen und die wirksame Fläche zwischen der Elektrode 68 einerverläuft dann unter Bildung des Arms 99 radial nach seits und den Elektroden 74, 78 andererseits begrenzt außen. Der zurückführende Schenkel des Arms 99 40 und daß er nicht mit der Ausdehnung der Elektrode läuft neben der Welle 49 vorbei und reicht dann unter 68 zusammenfallen muß.

Bildung des Arms 100 nach unten. Aus F i g. 1 geht F i g. 3 zeigt, daß der Zeiger 93 so angeordnet ist,

hervor, daß der Arm 100 derart abgekröpft ist, daß daß er sich bei Stromloswerden des Anzeigegerätes

sein Ende dicht an der Skalenscheibe 94 liegt. F i g. 4 in eine unterhalb der Nullstellung befindliche Lage

zeigt, daß das Ende des Arms 100 L-förmig ausgebil- 45 bewegt, in der das Signalelement 101 im Fenster 102

det ist und ein Signalelement 101 trägt. Das Signal- erscheint. Die Nullstellung ist durch die Marke 107

element 101 besteht beispielsweise aus Karton oder dargestellt.

einem anderen zweckentsprechenden, vorzugsweise Nachdem sämtliche Einzelteile des Systems auf

farbigen Material. dem Gehäuseteil 58 befestigt sind, wird die Anord-

Die Haarfeder 85 ist sehr leicht ausgeführt, so daß 5° nung in ein rohrförmiges Gehäuse 108 eingeschoben,

sie das Arbeiten des Servomotors und des Abgleich- Das eine Ende des Gehäuses 108 ist durch einen

kondensators während des normalen Betriebes der Deckel 109 verschlossen, der ein Steckergehäuse 110

Meßschaltimg nicht stört. Wird jedoch die Stromzu- trägt. Das andere Ende des Gehäuses 108 wird durch

fuhr zum Motor unterbrochen, so daß kein Antriebs- ein transparentes Fenster 111 abgeschlossen, das von

moment mehr ausgeübt wird, reicht die Kraft der 55 einem Klemmring 112 gehalten wird. Erforderlichen-

Haarfeder 85 aus, um die Welle 49 und den Zeiger 93 falls kann das Gehäuse 108 evakuiert und mit einem

in Richtung der Nullstellung der Skalenscheibe zu inerten Gas gefüllt werden.

drehen. Diese Drehung dauert an, bis der Arm 99 an Wenn sich alle beweglichen Teile im dynamisch

den axialen Anschlag 87 anstößt, an dem das Ende ausgeglichenen Zustand befinden, muß der Motor der Haarfeder befestigt ist. In dieser Stellung des 60 nur die Reibung und die geringe Rückstellkraft der

Arms 99 erscheint das Signalelement 101 in einem Haarfeder 85 überwinden. Die Reibung ist ledig-

Fenster 102 der Skalenscheibe 94, um anzuzeigen, Hch auf die Lager 52, 53 zurückzuführen. Dadurch,

daß die Stromzufuhr zum Anzeigegerät unterbrochen daß diese aus Polytetrafluorethylen hergestellt sind,

ist. ist sie auf ein Minimum beschränkt. Die sich drehen-

Um für eine eindeutige Anzeige zu sorgen, muß 65 den Teile haben eine sehr geringe Trägheit. Daher

sich die Kapazität des Abgleichkondensators für eine würde der Motor bei Fehlen der Dämpfungsmagnete

gegebene Drehrichtung der Welle jeweils in der 91, 92 mit extrem hoher Geschwindigkeit arbeiten,

gleichen Richtung ändern. Dreht sich die Welle in wenn er an Spannung kommt. Es muß infolgedessen

ein außerordentlich starkes Dämpfungsfeld erzeugt werden, um die Drehzahl auf einen praktisch brauchbaren Wert, z. B. etwa 30 U/min, zu vermindern. Diese Geschwindigkeit ist noch nicht so hoch, daß die dabei entwickelte kinetische Energie mehr als einen kleinen Überlauf bewirkt. Liegen zwischen dem Nullpunkt und dem Endpunkt der Skala 270°, benötigt der Zeiger zum Bestreichen der gesamten Skalenscheibe 1,5 Sekunden.

Da die Dauermagnete 91, 92 keine Bremskraft erzeugen, wenn die Geschwindigkeit der Wirbelstromscheibe 48 gleich Null ist, ist der Motor gegenüber geringen Fehlersignalen hoch empfindlich. Es ist leicht möglich, das System überempfindlich und instabil zu machen, wenn die Dämpfungskraft nicht entsprechend hoch ist.

Wenn sich das von der Haarfeder 85 entwickelte Moment für den normalen Betrieb der Vorrichtung als störend erweist, kann an den Motor eine Vorspannung angelegt werden, um diesem Moment entgegenzuwirken. Da diese Vorspannung bei Stromausfall ebenfalls verschwindet, stört sie die Funktion der Stromausfallanzeige durch das Signalelement 101 am Arm 100 nicht.

Wie die obige Beschreibung zeigt, haben verschiedene Komponenten eine Mehrfachfunktion. Das Bauteil 97 dient sowohl als Begrenzungsorgan als auch Anzeigeelement. Die Haarfeder 85 sorgt für den elektrischen Anschluß der verstellbaren Kondensatorelektrode und erzeugt gleichzeitig eine Rückstellkraft für die Motorwelle, wenn der Motor entregt ist.

Das Axialprcfil der Elektrode 65 des verstellbaren Abgleichkondensators kann verändert werden, um jede gewünschte Kennlinie der Schaltung zu erhalten. Allerdings muß sich die axiale Länge der Elektrode 65 ständig in der gleichen Richtung ändern, wenn man auf einer kontinuierlichen Bahn um die Elektrode herum von der Sprungstelle zurück zur Sprungstelle fortschreitet.

Da die wirksame Kapazität zwischen der Elektrode 65 und den verschiedenen feststehenden Elektroden die verfügbare Kapazität des Kondensators nicht beeinflußt, hat eine Exzentrizität oder seitliche Verschiebung der Welle 49 keinen Einfluß auf die Kapazität zwischen den Elektroden 74, 78 einerseits und der Elektrode 68 andererseits. Wenn die axiale Länge der Elektrode 68 größer als der breiteste Teil der Elektrode 65 ist, hat ferner eine geringe axiale Bewegung der Elektrode 65 keinen Einfluß auf die Kapazität zwischen den feststehenden Elektroden.

Bei der erläuterten Ausführungsform ist die Elektrode 65 symmetrisch mit Bezug auf die Wirbelstromscheibe 48 angeordnet. Dies stellt jedoch kein Zwangsmerkmal der Erfindung dar.

Bei einem Servoanzeigegerät ist der Abgleichkondensator zweckmäßig unmittelbar mit dem Motorrotor zusammengebaut. Bei anderen Anwendungsfällen kann die geerdete, verstellbare Elektrode des Abgleichkondensators aber auch als selbständige Anordnung ausgebildet sein, die mit einem Motor, einem Übersetzungsgetriebe, einem Lagewandler od. dgl. gekuppelt sein kann. Der Kondensator kann außerdem eine beliebige axiale Länge haben, um die erforderlichen absoluten Kapazitätswerte zu erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anzeige des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter (Tank) mit einer Brückenschaltung, die mittels eines Kondensators, der eine verstellbare Elektrode und mindestens eine feststehende Elektrode aufweist, sowie eines mit diesem Kondensator in Antriebsverbindung stehenden, in Abhängigkeit von dem Brückenausgangssignal betätigten Motors selbsttätig abgleichbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Elektrode (65) als drehbarer Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen zur Drehachse (49) koaxiale Mantelfläche eine sich stetig ändernde Axialabmessung hat, daß die feststehenden Elektroden (68, 74, 78) eine konzentrisch zum Hohlzylinder liegende, zylindrische Oberfläche von begrenzter Winkelausdehnung haben und daß der Drehwinkel des Hohlzylinders derart auf einen Betrag von weniger als 360° beschränkt ist, daß sich bei vorgegebener Drehrichtung des Hohlzylinders die Kapazität zwischen der feststehenden und verstellbaren Elektrode ändert.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Elektrode (65) am Umfang einer Wirbelstromscheibe (48) befestigt ist, die auf einer die Drehachse des Hohlzylinders bildenden Welle (49) sitzt und in Verbindung mit zugeordneten Feldmagneten (59, 60) den Motor bildet.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste feststehende Elektrode (68) eine benachbart der Außenfläche der verstellbaren Elektrode (65) liegende konkavzylindrische Oberfläche hat und daß mindestens eine weitere feststehende Kondensatorelektrode (74, 78) vorgesehen ist, die eine benachbart und konzentrisch zu der Innenfläche der verstellbaren Elektrode liegende, mit der ersten feststehenden Elektrode (68) radial ausgerichtete konvexzylindrische Oberfläche von begrenzter Winkelausdehnung aufweist.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialausdehnung der ersten feststehenden Elektrode (68) durchweg größer als die maximale Axialabmessung der verstellbaren Elektrode (65) ist und die feststehende Elektrode (68) ständig an beiden Enden über die verstellbare Elektrode übersteht.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Drehwinkels der drehbaren Elektrode (65) ein mit dieser auf Drehung verbundenes Bauteil (97) vorgesehen ist, das zwei radial gerichtete Arme (98, 99), die in einer zur Drehachse (49) senkrechten Ebene liegen und zwischen sich einen vorbestimmten Winkel einschließen, sowie einen dritten radial gerichteten Arm (100) aufweist, der ein Signalelement (101) trägt, daß in der Bewegungsbahn der beiden ersten Arme (98, 99) ein fester Anschlag (87) angeordnet ist und daß der dritte Arm (100) derart abgekröpft ist, daß er an dem Anschlag (87) ungehindert vorbeilaufen kann.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter (Tank) mit einer Brückenschaltung, die mittels eines Kondensators, der eine verstellbare Elektrode und mindestens eine feststehende Elektrode aufweist, sowie eines mit diesem Kondensator in Antriebsverbindung stehenden, in Abhängigkeit von dem Brückenausgangssignal betätigten Motors selbsttätig abgleichbar ist.

ίο Vorrichtungen zur Messung des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter mittels eines Kondensators, der in einer Kapazitätsmeßbrücke angeordnet ist, sind bekannt (deutsche Patentschrift 735 016 und 898 565).

Es wurde auch bereits vorgeschlagen (deutsche Offenlegungsschrift 1 441 967), für diesen Zweck die Kapazitätsmeßbrücke als selbstabgleichende Brückenschaltung aufzubauen, die außer dem in den Tank eintauchenden Meßkondensator einen Abgleichkondensator aufweist, dessen verstellbare Elektrode mit einem Motor in Antriebsverbindung steht, der in Abhängigkeit von dem Brückenausgangssignal betätigt wird.

Die vorgeschlagene Vorrichtung benutzt ebenso wie die (aus der deutschen Patentschrift 735 016) bekannten Meßgeräte als Abgleichkondensator einen herkömmlichen Drehkondensator mit einem um eine Achse drehbaren Satz paralleler Platten und einem feststehenden Satz paralleler Platten, zwischen die die Platten des drehbaren Plattensatzes eingreifen.

Solche Drehkondensatoren sind kritisch hinsichtlich der konzentrischen Anordnung der den drehbaren Plattensatz tragenden Welle gegenüber dem feststehenden Plattensatz. Außerdem führt jedes axiale Spiel der Welle zu Meßfehlern. Der Kondensator und die seiner Lagerung dienenden Bauteile müssen infolgedessen mit sehr engen Toleranzen gefertigt werden, was die Fertigungskosten der Meßvorrichtung als Ganzes wesentlich erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsstandanzeigevorrichtung zu schaffen, die bei gleicher Meßgenauigkeit größere Fertigungstoleranzen des Abgleichkondensators zuläßt und infolgedessen einfacher und billiger gefertigt werden kann.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die verstellbare Elektrode des Abgleichkondensators als drehbarer Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen zur Drehachse koaxiale Mantelfläche eine sich stetig ändernde Axialabmessung hat, daß die feststehenden Elektroden eine konzentrisch zum Hohlzylinder liegende, zylindrische Oberfläche von begrenzter Winkelausdehnung haben und daß der Drehwinkel des Hohlzylinders derart auf einen Be-

. trag von weniger als 360° beschränkt ist, daß sich bei vorgegebener Drehrichtung des Hohlzylinders die Kapazität zwischen der feststehenden und verstellbaren Elektrode ändert.

Bei einem derart ausgebildeten Abgleichkondensator haben eine geringfügige Exzentrizität oder ein Axialspiel der die verstellbare Elektrode tragenden Welle keinen oder nur einen geringen Einfluß auf die Kapazität des Abgleichkondensators und damit auf die Meßgenauigkeit der Vorrichtung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die verstellbare Elektrode am Umfang einer Wirbelstromscheibe befestigt, die auf einer die Drehachse des Hohlzylinders bildenden Welle sitzt und in Verbindung mit zugeordneten Feldmagneten den Motor bil-