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Einrichtung zum Messen und analogen Anzeigen des Flüssigkeitsniveaus
in Behältern.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Messen und analogen
Anzeigen des Flüssigkeitsniveaus in einem nahezu beliebig geformten Behälter, insbesondere
einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges, mittels zweier jeweils an einem
drehbar gelagerten Hebel befestigter Schwimmer, die über die Hebel einen ein Anzeigeinstrument
enthaltenden elektrischen Meßstromkreis beeinflussen.
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Zum Messen und analogen Anzeigen des Flüssigkeitsniveaus in einem
Behälter ist bereits eine Einrichtung bekannt, bei der ein aus zwei oder mehr Schwimmern
bestehendes System mit einem Gestänge derart verbunden ist, daß bei unterschiedlichem
spezifischem Gewicht der Flüssigkeit das Schwimmersystem seine Lage in der Weise
verändert, daß ein bestimmter Punkt des Gestänges oder Systems stets den gleichen
vertikalen Abstand vom Flüssigkeitsniveau hat, wobei dieser Punkt über eine Kette
oder ein Seil mit einer Anzeigeeinrichtung in Verbindung steht. Bei einer derartigen
Einrichtung besitzen die Schwimmer unterschiedliche Gewichte pro Gundflädeneinheit1
so daß sich bei einer Änderung der Flüssigkeitsdichte ihre Eintauchtiefen um unterschiedliche
Beträge ändern, was eine Lageänderung des Systems im Sinne einer Kompensation zur
Folge hat.
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Des weiteren ist eine Einrichtung zum Überwachen des Flüssigkeitsniveaus
in einem Zweikreis-Bremssystem bekannt, bei dem Jedem der beiden Flüssigkeitsbehälter
ein an einem Hebel befestigter Schwimmer zugeordnet ist. Die beiden freien Hebelenden
arbeiten auf eine elektrische Kontakteinrichtung, so daß, wenn das Flüssigkeitsniveau
in einem der beiden oder in beiden Behältern unter ein bestimmtes Niveau absinkt,
die Kontakteinrichtung betätigt wird.
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Schließlich sind zum Messen und analogen Anzeigen des Flüssigkeitsniveaus
in einem Behälter auch Einrichtungen bekannt, die nur einen an einem drehbaren Hebel
befestigten Schwimmer enthalten, der über den Hebel einen elektrischen, ein Anzeigeinstrument
enthaltenden Meßstromkreis beeinflußt, und solche Einrichtungen, die einen in einem
Rohr geführten Schwimmer aufweisen, dessen jeweilige Lage ebenfalls elektrisch oder
mechanisch angezeigt wird.
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Alle diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie nur zur Flüssigkeitsniveaumessung
in regelmäßig geformten Behältern herangezogen werden einen. Soll jedoch das Flüssigkeitaniveau
in Behältern gemessen werden, die beispielsweise flach sind und sich über einen
Teil einer oder mehrerer Behälterwände erstreckende wannen- oder topfförmige Vertiefungen
aufweisen -Behälter, wie sie sich immer häufiger in Kraftfahrzeugbau als Kraftstoffbehälter
aus GrUnden der Raumnutzung durchsetzen - , so versagen die bekannten Einrichtungen,
da
der zum Abtasten des Flüssigkeitsniveas zwischen dem maximalen und dem minimalen
Behälterfüllniveau erforderliche Schwenk- oder Hubbereich des Schwimmers durch die
unregelmäßig ausgebildete BehElterwand bzw.
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Behälterwände eingeengt wird.
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Die Aufgabe der Erfindung - Schaffung einer billigen und einfachen
Einrichtung zum Messen und analogen Anzeigen des Flüssigkeitsniveaus in einem nahezu
beliebig geformten Behälter vom maximalen bis zum minimalen Behälterfüllniveau -
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eine der beiden einen Schwimmer tragenden
Hebel vom maximalen Behälter füllniveau bis zu einem Referenzniveau unabhängig und
vom Referenzniveau bis zum minimalen Behälter füllniveau abhängig von dem anderen
vom Referenzniveau bis zum minimalen Behälterfüllniveau schwenkbaren Hebel in einer
am Behälter befestigten Halterung unmittelbar auf ein im Meßstromkreis befindliches
und in der Halterung angeordnetes Element, vorzugsweise einen Widerstand, wirkend
schwenkbar gelagert ist.
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Bei Verwendung eines im Neßstromkreis befindlichen veränderlichen
Widerstandes - anstelle des veränderlichen Widerstandes kann auch ein induktives
oder kapazitives Element zur Beeinflussung des Meßstromkreises herangezogen werden,
falls dies beispielsweise aus Sicherheitsgründen zur Vermeidung einer elektrischen
Funkenbildung erforderlich sein sollte - ist am zweckmäSgsten der Hebel mit dem
großen Schwenkwinkel auf der Schleiferwelle des veränderlichen Widerstandes befestigt,
der
andere Hebel frei drehbar, vorzugsweise auf dieser Welle gelagert
und ein beide Hebel in ihrem gemeinsamen Schwenkbereich koppelnder Anschlag oder
dergleichen vorhanden. Eine derartige Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Anzahl
der benötigten Bauteile auf ein Minimum beschränkt bleibt - so sind beispielsweise
keine zusätzlichen Wellen oder Lager für die Hebel erforderlich - , was sich nicht
nur auf die Lagerhaltung sondern auch auf die Montage und nicht zuletzt auf die
Betriebssicherheit günstig auswirkt. Bildet schließlich noch der beide Hebel in
ihrem gemeinsamen Schwenkbereich koppelnde Anschlag mit einem der beiden Hebel eine
Einheit, beispielsweise durch eine entsprechende Biegeverformung der Hebel, so ergibt
sich eine besonders kostengunstige Einrichtung.
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Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer
Darstellung zwei Ausführungsbeispiele enthält, näher erläutert. Im einzelnen zeigen
Fig.1 einen Querschnitt durch einen Behälter mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig.2 die Einrichtung gemäß Fig.1 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht und Fig.3
den prinzipiellen Aufbau einer weiteren erfindungsgeiäßen Einrichtung.
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Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, befinden sich in einem Behälter
1, der an seiner Unterseite eine wannenförmige Vertiefung 2 aufweist, zwei Schwimmer
3 und 4, die jeweils an einem in einer Halterung 5 drehbar gelagerten Hebel 6 bzw.
7 befestigt sind. In der Halterung 5, die in eine Öffnung 8 des Behälters 1 eingesetzt
ist, ist ein veränderlicher Widerstand 9 angeordnet, der aus einem Widerstandsstreifen
10 und einem auf einer Welle 11 befestigten Schleifer 12 besteht und der in einem
ein Anzeigeinstrument 13 und eine Spannungsquelle 14 enthaltenden Meßstromkreis
liegt. Der den Schwimmer 3 tragende Hebel 6 ist mit seinem freien Ende in einer
Radialbohrung der Schleiferwelle 11 befestigt, während der mit dem Schwimmer 4 versehene
Hebel 7 frei drehbar auf der Schleiferwelle 11 gelagert ist. Das freie Ende des
Hebels 7 ist zu diesem Zweck zu einer Öse 15 gebogen, deren Innendurchmesser etwas
größer als der Außendurchmesser der Schleiferwelle 11 ist und deren axial abgebogenes
den Hebel 6 hintergreifendes Ende als Anschlag 16 für den Hebel 6 dient. Zur axialen
Fuhrung des auf der Schleiferwelle 11 gelagerten Hebels 7 ist am zweckmäßigsten
mindestens ein aus einer Seitenwand der Halterung 5 ausgestanzter und abgebogener
Lappen 17 vorgesehen.
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Ist der Behälter 1 bis zu seinem maximalen BehklterfUllniveau 18 mit
einer Flüssigkeit gefüllt, so liegt der Schwimmer 3 an der obersten Behälterwand
an, während der sich unter dem Flüssigkeitsspiegel befindliche Schimmer 4 an eine
andere Wand des Behälters oder der ihm zugeordnete Hebel 7 an einen den Schwsnkwinkel
begrenzenden Lappen 19 der Halterung 5 gedrückt wird. Der Schleifer 12
ist
in dieser Lage der Schwimmer 3 und 4 in seiner Anfangsstellung. Sinkt nun der Flüssigkeitsspiegel
im Behälter 1, so wandert der Schwimmer 3 mit fallendem Flüssigkeitsspiegel nach
unten, wodurch die Schleiferwelle 11 verdreht und der Schleifer 12 aus seiner Anfangsstellung
in Richtung auf seine Endstellung bewegt wird. Der sich unter dem Flüssigkeitsspiegel
befindliche Schwimmer 4 behält seine Lage bei. Hat der Schwimmer 3 unter gleichzeitiger
Verschiebung des Schleifers 12 das Referenzniveau 20 erreicht, so stößt sein Hebel
6 gegen den Anschlag 16 und der Schwimmer 4 Ubernimmt nunmehr die Abtastung des
Flüssigkeitsspiegels. Bei weiter fallendem Flüssigkeitsspiegel wird der den Schwimmer
4 tragende Hebel 7 verschwenkt und damit auch der durch das Eigengewicht des Schwimmers
3 gegen den Anschlag 16 drückende Hebel 6, was eine weitere Bewegung des Schleifers
12 auf dem Widerstandsstreifen 10 in Richtung auf seine Endstellung zur Folge hat.
Wenn der Schwimmer 4 schließlich das minimale Behälterfüllniveau 21 erreicht hat,
befindet sich der Schleifer 12 in seiner Endstellung, Die Verschwenkung des den
Schwimmer 3 tragenden Hebels 6 erfolgt also vom maximalen Behälterfüllniveau 18
bis zum Referenzniveau 20 unabhängig und vom Referenznsteau 20 bis zum minimalen
Behälterfüllniveau 21 bedingt durch den beide Hebel 6 und 7 koppelnden Anschlag
16 in Abhängigkeit von der Verschwenkung des mit dem Schwimmer 4 versehenen Hebels
7.
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Der Hebel 7 kann anstatt auf der Stellwelle 11 auch in einem anderetim
Behälter 1 liegenden Punkt gelagert werden, so beispielsweise auf dem Hebel 6, wie
dies im Prinzip aus der Figur 3 hervorgeht. Die Wirknngswoise einer solchen Einrichtung
ist völlig analog der oben
geschilderten: ist der Behälter 1 bis
zu seinem maximalen Behälterfüllniveau 18 mit Flüssigkeit gefüllt, liegen beide
Schwimmer 3 und 4 an den Behälterwänden an; bei fallendem Niveau wandert der Schwimmer
3 bei gleichzeitiger Drehung der Steilwelle 11 nach unten, während der andere Schwimmer
4 durch die Wanderung des Drehpunktes 22 geringfügig nach oben gedrückt wird, bis
der Schwimmer 3 das Referenzniveau 20 erreicht hat. Durch an dem Hebel 6 angeordnete
Anschläge oder durch Auftreffen des Schwimaers 3 auf den Hebel 7 erfolgt nunmehr
eine Kopplung beider Hebel 6 und 7, so daß bei weiter sinkendem Flüssigkeitaplegel
die Stellwelle 11 über den Hebel 6 in Abhängigkeit von der Lage des Schwimmers 4
in eine dem Flüssigkeitsspiegel entsprechende Stellung gedreht wird.