DE1549000B2 - Optischer Flüssigkeitsstandanzeiger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Flüssigkeitsstandanzeiger, bestehend aus einem lichtdurchlässigen, sich von oben senkrecht in einen Flüssigkeitsbehälter erstreckenden plattenförmigen Körper mit einer oberen waagerechten Lichteintrittsfläche sowie unteren Reflexionsflächen, deren jeweilige Neigung relativ zu den durch die Lichteintrittsfläche einfallenden und den Körper durchlaufenden Lichtstrahlen so gewählt ist, daß das Licht, wenn die Reflexionsflächen frei von Flüssigkeit sind, durch Totalreflexion zur Lichteintrittsfläche zurückgeleitet wird.

Bei einem bekannten optischen FUissigkeitsstandanzeiger der genannten Art (GB-PS 672 539) ist das untere, in die Flüssigkeit eintauchende Ende des plattenförmigen Körpers relativ zur Lichteintrittsfläche leicht angeschrägt und ist mit zwei zueinander im Winkel stehenden, dachförmig angeordneten Reflexionsflächen versehen. Ein solcher Flüssigkeitsstandanzeiger dient zur Anzeige von relativ geringen Niveauschwankungen und wird insbesondere zur Anzeige einer Nullabweichung verwendet. Zur Anzeige größerer Niveauunterschiede ist der bekannte Flüssigkeitsstandanzeiger nicht geeignet, da der Neigungswinkel der unteren Reflexionsflächen relativ zur Lichteintrittsfläche nur relativ gering sein darf, denn bei stärkeren Neigungen würde an der Lichteintrittsfläche, die auch als Ablesefläche dient, keine scharfe Abbildung des Flüssigkeitsniveaus entstehen. Die Unscharfe der Abbildung des Flüssigkeitsniveaus bei stärkeren Neigungen der unteren Kante entsteht dadurch, daß ein senkrecht von oben einfallender Lichtstrahl bei der zweimaligen Reflexion aus der Einfallebene herausgelenkt wird. Auf der Ablesefläche werden gleichschenklige Dreiecke abgebildet, deren spitzer Winkel um so größer ist, je stärker die Neigung der Unterkante ist. Bei größeren Schrägungswinkeln werden die Seitenränder nur noch unscharf abge

bildet.

Zur Erfassung größerer Niveauunterschiede ist tinte Beibehaltung des genannten bekannten Prinzips be kannt (US-PS 2 615 337), den lichtdurchlässigen Körpc aus einer Mehrzahl von verschieden lief in den Flüssig: keitsbehälter hineinragenden Platten zusammenzuset /en. die eine gemeinsame obere horizontale Lichtein trittsl'läche aufweisen. Am unleren Ende sind die Plai ten nach einer Seite hin abgeschrägt, wobei das untere

ίο Ende der schrägen Kante einer kürzeren Platte ii Höhe des oberen Endes der schrägen Kante der l'ol gcnden längeren Platte liegt. Mit einem solchen Flüs sigkeitsstandanzeiger ist keine genau definierte Ni veauanzeigc möglich, da sich das Fliissigkeitsnivcau au der Ablesefläche stets als spitzwinkliges Dreieck abbil det, das sich über einen größeren Ablesebereich er streckt. Ferner besteht bei dem letztgenannten Flüssig keitsstandanzeiger der Nachteil, daß er zumindest in Querrichtung relativ sperrig ist und sich deshalb nicht zur Verwendung für schmale Gefäße oder Gefäße mit Deckeln eignet, in denen nur wenig Platz für zusätzli ehe Geräte vorhanden ist. Ferner ist die Herstellung des letztgenannten Flüssigkcitsstandanzeigers relativ aufwendig, da er aus einer Mehrzahl von gesondert bc arbeiteten, plattenförmigen Körpern Zusammengesetz: werden muß.

Schließlich ist noch ein aus einem stangenartigen, lichtleitenden Körper bestehender Flüssigkcitsstandan zeiger bekannt (DT-AS 1 175 005), der sich in den Flüssigkeitsbehälter hineinerstreckt und von einer gesonderten Lichtquelle beleuchtet wird. Das einfallende Licht wird von dem lichtdurchlässigen Körper unter Ausnutzung der in den von der Flüssigkeit freien Bereichen auftretenden Totalreflexion zu einer gesonderten Lichtaustrittsfläche reflektiert. Das austretende Lichi weist dabei in Abhängigkeit von der Höhe des Flüssigkeitsniveaus unterschiedliche Helligkeitswerte auf, die von einem fotoelektrisch arbeitenden Lichtsammler ausgewertet werden. Dieser bekannte Flüssigkeits-Standanzeiger weist zwar geringe Abmessungen auf, jedoch ist die Feststellung des Flüssigkeitsstandes relativ aufwendig und nicht für den Handgebrauch geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer·, Flüssigkeitsstandanzeiger zu schaffen, der einfach in Aufbau ist, geringe Abmessungen aufweist, eine schnelle und zuverlässige Feststellung des Flüssigkeitsstande:· ermöglicht und sich insbesondere auch bei größeren Niveauschwankungen anwenden läßt.

Erdindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die untere Reflexionsfläche des plattenförmigen Körpers flach ausgebildet ist und um 45° gegen die Lichteintrittsfläche geneigt ist und daß die die Lichteintrittsfläche mit dem unteren Ende der unteren Reflexionsfläche verbindende Seitenfläche senkrecht angeordnet und mit zwei Reflexionsflächcn versehen ist. die je unter einem Winkel von 45° zu den Flachseiten des plattenförmigen Körpers stehen.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsstandanzeiger vereinigt in sich sämtliche Vorteile der bekannten Anzeigegeräte, nämlich die geringen Abmessungen, die leichte Ablesemöglichkeit und den großen Anwendungsbereich, und liefert darüber hinaus eine exakte, mit einer scharfen Kontur versehene gerade Anzeige linie.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen ar Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Darstellung einen Flüssig

kcilsbehälier mit einer Ausiühriingsiorm des Flüssigkeitsstandanzeigers,

I" i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 aus F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 aus F i g. 2,

Fig.4 eine perspektivische Darstellung des Flüssigkeiisstandanzeigers bei Blickrichtung von unterhalb der Lichteintrittsflache,

F i g. 5 eine der Fig.4 ähnliche Perspektivansicht bei Blickrichtung auf die Lichteintritts- bzw. Anzeigefläche und ίο

F i g. 6 einen waagerechten Schnitt durch den Flüssigkeitsstandanzeiger entlang der Linie 6-6 aus F i g. 5.

In den F i g. 1, 2 und 3 der Zeichnung ist der Flüssigkeitsstandanzciger 10 in seiner Einbaulage in einem Flüssigkeitsbehälter 12 gezeigt. Der Behälter 12, der Iediglich eine von vielen Anwendungsmöglichkeiten darstellt, weist die Form eines Benzintanks auf, der üblicherweise in Verbindung mit Außenbordmotoren, Rasenmähern und anderen mit Brennkraftmotoren angetriebenen Maschinen und Geräten Verwendung findel. Der Flüssigkeitsstandanzeigcr kann aber ebensogut in jedem anderen Behälter eingebaut werden, um das Niveau jeder Flüssigkeit beliebiger Viskosität und Durchsichtigkeit anzuzeigen.

Nach der Zeichnung besteht der Flüssigkeitsstandanzeiger aus einer dünnen Platte aus lichtdurchlässigem und lichtreflektierendem Kunststoff oder Glas. Die obere Randfläche 14 des Flüssigkeitsstandanzeigers 10 liegt außerhalb des Behälters 12. Wie durch die Pfeile und strichpunktierten Linien in Fig. 5 gezeigt ist, wird von der freiliegenden Randfläche 14 aufgenommenes Licht nach unten zu einer Randfläche 16 geleitet, die unter einem Winkel von 45° gegenüber der Randfläche 14 geneigt ist. Diese Lichtstrahlen werden waagerecht zu einer senkrechten Randfläche 18 reflektiert, die unter etwa 45° zu den Flachsciten des plattenförmigen Körpers geneigt ist. Die Fläche 18, an der der Lichtstrahl reflektiert wird, bewirkt eine Umlenkung des Lichtstrahls um 90° zu einer gegenüberliegenden komplementären senkrechten Randfläche 20. Die Fläche 20 steht unter einem Winkel von 90° zur Fläche 18, und die Lichtstrahlen werden von der Fläche 20 zur unteren Reflexionsfläche 16 zurückgeworfen, um von dort aus zu der Lichteinlrittsfläche 14 umgeleitet zu werden. Bei leerem Behälter 12 ist die gesamte Lichteintrittsfläche, die gleichzeitig als Ableseflächc dient, von dem reflektierten Licht beleuchtet.

Es versteht sich, daß das eingefallene Licht nur von den Bereichen der Flächen 16, 18 und 20 des Körpers 10 reflektiert wird, die nicht mit Flüssigkeit bedeckt sind.

In den F i g. 2, 3 und 5 ist das Flüssigkeilsniveau durch die waagerechte Linie 22 angedeutet. Unter diesen Bedingungen wird nur derjenige Teil der Lichteinirittsl'läche 14 beleuchtet, der sich links von der HaIb-Voll-Markierung befindet (F i g. 5). Der übrige Teil der Lichteintrittsfläche, der rechts von der Halb-Voll-Markierung liegt, ist nicht beleuchtet, da die entsprechenden Bereiche der Flächen 16, 18 und 20 des Körpers 10, die sich unmittelbar unter dieser Fläche befinden, in die Flüssigkeit eingetaucht sind. Wenn der Behälter ganz mit Flüssigkeit gefüllt ist, wird die Lichteintrittsfläche 14 nicht beleuchtet.

In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Flüssigkeitsstandanzeiger an seinem oberen Ende in einem nach innen eingezogenen Wandabschnitt 24 des Behälters 12 befestigt.

Zur Halterung weist der Flüssigkeitsstandanzeiger 10 gegenüberliegende waagerechte Nuten 26 auf, in die an dem Wandabschnitt vorgesehene, komplementär ausgebildete Flansche eingreifen (Fig. 2). Ein elastischer Dichtring 28 umschließt den Flüssigkeitsstandanzeiger 10 innerhalb einer Nut 30 und dichtet den Anzeiger gegen die vertikalen Seiten des Wandabschnittes 24 ab. Die gegenüberliegenden Seiten des Wandabschnittes 24 können seitlich ausbiegbar sein, um das Einsetzen des Flüssigkeitsstandanzeigers zu erleichtern. Diese Anordnung verhindert ein Herausspritzen von Flüssigkeit aus dem Behälter 12. Wenn der Behälter nicht belüftet ist, wird dadurch eine Abdichtung gegen Gasaustritt bis zu Drücken von 3,5 atü geschaffen. Gegebenenfalls kann eine zusätzliche Abschirmung vorgesehen sein, um das Eindringen von Fremdstoffen in den Bereich des Flüssigkeitsstandanzeigers zu verhindern. Eine solche Abschirmung ist schematisch durch die strichpunktierten Linien 32 in F i g. 2 angedeutet. Der Behälter 12 ist mit einem Verschluß 34 versehen, der zum Füllen des Behälters abgenommen werden kann.

Mit Hilfe des Flüssigkeitsstandanzeigers 10 kann das Flüssigkeitsniveau von Voll bis Leer genau verfolgt werden. Der einstückige, plattenförmige, lichtdurchlässige Körper des Flüssigkeitsstandanzeigers ist an seiner oberen Lichteintrittsfläche 14 mit Markierungen versehen, an denen das jeweilige Flüssigkeitsniveau in dem Behälter abgelesen werden kann. Die Niveauanzeige erfolgt bei dem Flüssigkeitsstandanzeiger, der im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet ist und mit einer Spitze in die Flüssigkeit eintaucht, stufenlos und kann ohne weiteres an der oberen Lichteintrittsfläche 14 abgelesen werden. Die Markierungen zum Ablesen des Flüssigkeitsniveaus können auch in die untere Reflexionsfläche 16 eingraviert sein, von wo sie zur Lichteintrittsfläche 16 reflektiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Optischer Flüssigkeitsstandanzeiger, bestehend aus einem lichtdurchlässigen, sich von oben senkrecht in einen Flüssigkeitsbehälter erstreckenden plattenförmigen Körper mit einer oberen waagerechten Lichlcintrittsl'iäche sowie unteren ReIIexionsflächen, deren jeweilige Neigung relativ zu den durch die Lichtcinirittsfläehe einfallenden und den Körper durchlaufenden Lichtstrahlen so gewählt ist, daß das Licht, wenn die Rcflexionsflächcn frei von Flüssigkeit sind, durch Totalreflexion zur Lichteintrittsflächc zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Rcflexionsfläche (16) des plattenförmigen Körpers (10) flach ausgebildet und um 45° gegen die Lichteintrittsfläche (14) geneigt ist und daß die die Lichteintrittsfläche (14) mit dem tieferen Ende der unteren Reflexionsl'Iächc (Ib) verbindenden Seitenfläche senkrecht angeordnet und mit zwei Reflexionsflächen (18, 20) versehen ist, die je unter einem Winkel von 45" zu den Flachseiten des plattenförmigen Körpers stehen.

2. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß sich die an der einen Seitenfläche des plattenförmigen Körpers (10) vorgesehenen Reflexionsflächen (18, 20) über die gesamte Höhe dieser Seitenfläche erstrecken.