DE2128252B1 - Fluessigkeitsstandanzeiger - Google Patents

Description

• der Sollwert des Füllstandsanzeigers nicht unterschrit-
• ten, so bleibt das mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers yelabundene 4ch.,te,mpfin'dliche Element hochohmig, und der ihm p,rallelg,eschaltete Knd,ensator wird mit einer von ihm -und dem Verstärker gebildeten Zeitkonstante umSgeladen, Nach, Winladung des Kondensators erlischt die Arzeigelampe, wodurch eine ausreichende Fullstajndshöhe der zu berwachenden Fiussigkeit angezeigt wird. Ist dagegen die Fd,llstandshöhe so niedrig, daß die Lichtschranke nicht unterbrochen wird, so bleibt die Anzeigelampe eingeschaltet. Bei einem Defekt eines der Bauelemente bleibt die Anzeigelampe ebenfalls eingeschaltet oder leuchet auch unmittelbar bei Einschaltung der Schaltung nicht auf.
• Gemäß bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung ist als Lichtquelle ein Licht emittierender Halbleiter, z. B. eine Galllumarseniddiode, und als Anzeigeelement eine Lampe vorgesehen.
• Gemäß einer bevorzugten Anwendung der Erfindung befinden sich mindestens die zur Lichtschranke gehörenden Bauelemente im Ölmeßstab eines Verbrennungsmotors und die übrigen Bauelemente der Schaltung z. B. in der Fassung einer Anzeigelampe, die z. B. am Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges angebracht werden kann oder aber ebenfalls im Ölmeßstab. Diese bevorzugte Anwendung gestattet eine einfache und sehr zuverlässige Überwachung des Ölstandes eines Kraftfahrzeugmotors, ohne daß dazu in der bisher üblichen Weise der ÖImeßstab aus dem Motorblock herausgenommen und durch Vergleich der an ihm sichtbaren Feuchtigkeitsgrenze mit vorhandenen Eichstrichenzder jeweilige Ölstand festgestellt werden muß. Dabei ist zu bedenken, daß der an herkömmlichen Verbrennungsmotoren zusätzlich zu dem Ölmeßstab vorgesehene Öldruckschalter eine Anzeige des Füllstandes über den Öldruck nur in einem solchen Umfang ermöglicht, daß bei Aufleuchten der Warnlampe bzw. bei an einem Öldruckmesser angezeigtem Druckabfall die Füllstandshöhe des Öls bereits so niedrig ist, daß eine Beschädigung des Motors durch mangelhafte Schmierung bereits eingetreten ist.
• Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das lichtempfindliche Element auch temperaturempfindlich. Bei Verwendung eines solchen auch temperaturempfindlichen Elements ist mit Hilfe der gleichen Schaltung auch eine Überwachung der Öltemperatur möglich, da sich in Abhängigkeit dieser auch das Ausgangs signal des Operationsverstärkers ändert.
• Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigt F i g. 1 die elektrische Schaltung des Flüssigkeitsstandanzeigers und Fig.2 schematisch die Unterbringung der zur Lichtschranke gehörenden Bauelemente in einem herkömmlichen blmeßstaib eines Verbrennungsmotors.
• Der nichtinvertierende Eingang eines Verstärkers V, der vorzugsweise ein Operationsverstärker ist und im weiteren als solcher gezeichnet wird, liegt am Mittelabgriff eines aus Widerständen R1 und R gebildeten Spannungsteilers, der über eine Anschlußklemme 1 mit einer Lichtquelle L1 in Serie geschaltet ist. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers ist über eine Anschlußklemme 2 mit einer Parallelschaltung aus einem lichtempfindlichen ElementP und einem Kondensator C verbunden, deren andere Anschlüsse auf eine Anschlußklemme 3 geführt sind, die auch mit dem nicht mit der Anschlußklemme 1 verbundenen Anschluß der Lichtquelle Lt verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 17 ist ukerr eine Anzeigelampe L2 mit dem einen Anschluß eines Schotters S verb.undßn, der gleichzeitig auch mit der Ansc"hl'ußklemrne 3. verbunden ist. Der andere Anschluß des Schalters S ist mit dem einen Anschluß einer Betriebsspannungsquelle B verbunden,, deren anderer- Anschluß mit dem mit der Anschlußklemme 1 nicht verbundenen Anschluß des Spannungsteilers verbunden ist.
• Bei der Anwendung dieser Schaltung in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor sind die zur Lichtschranke gehörenden Bauelemente L1 und P sowie der Kondensator C in einem in F i g. 2 gezeigten Ölmeßstab untergebracht, wobei die elektrischen Anschlußklemmen 1, 2 und 3 in geeigneter Weise z. B.
• zu dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges herausgeführt sind, an dem in hier nicht gezeigter Weise die Anzeigelampe L2 angeordnet ist, wobei der Spannungsteiler und -auch der Operationsverstärker infolge ihrer minimalen äußeren Abmessungen z. B. unmittelbar in der Fassung dieser Anzeigelampe untergebracht werden können.
• Wie in F i g. 2 gezeigt, ist in dem Ölmeßstab M in dem beim herkömmlichen ölmeßstab die Eichstriche aufweisenden Bereich eine Ausnehmung A vorgesehen, in der die Lichtquelle L1 und das lichtempfindliche Element P einander gegenüberliegend so angeordnet sind, daß sie eine Lichtschranke bilden, die bei einem gerade noch ausreichenden Ölstand sicher unterbrochen wird.
• Die Funktionsweise des Füllstandsschalters wird in Verbindung mit F i g. 1 erläutert: Bei Schließen des Schalters S leuchten die Lichtquelle L, und auch die Anzeigelampe L2 auf, da die Lichtquelle L1 über den Spannungsteiler R1, R2 unmittelbar an der Speisespannungsquelle B liegt und infolge der noch nicht erfolgten Umladung des Kondensators C ein die Anzeigelampe L2 zum Aufleuchten bringendes Ausgangssignal vom Operationsverstärker V abgegeben wird. Hat sich nach einer bestimmten durch die Zeitkonstante des aus Kondensator und Eingangswiderstand des Operationsverstärkers gebildeten Kreises der Kondensator C umgeladen und bleibt das lichtempfindliche Element P infolge Unterbrechung der Lichtschranke hochohmig, so erlischt die Anzeigelampe L2. Das beim Einschalten des Schalters S auftretende kurze Aufleuchten der Anzeigelampe L2 gibt daher die ungestörte Betriebsweise des Füllstandsanzeigers an, während das anschließende Erlöschen der Anzeigelampe einen noch ausreichenden Füllstand signalisiert.
• Ist dagegen der Füllstand so weit abgesunken, daß die Lichtschranke nicht länger unterbrochen ist, so wird das lichtempfindliche Element P niederohmig, und es gelangt positives Potential an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers. Nach Uberschreiten des durch die Lichtquelle L1 und die Widerstände RJ und R2 vorgegebenen positiven Schwellwerts am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers tritt eine erhebliche Verminderung des positiven Potentials am Ausgang des Operationsverstärkers auf, so daß die Anzeigelampe L2 aufleuchtet und damit einen nicht ausreichenden Ölstand signalisiert.
• An Stelle der Anzeigelampe L2 können in den Ausgang des Operationsverstärkers selbstverständlich auch alle anderen geeigneten Anzeigeelemente, wie z. B. Zeigerinstrumente oder aber akustische Warnsignalgeber, geschaltet werden.
• Die in F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Schaltung kann auch zur Temperaturüberwachung der hinsichtlich ihres Füllstandes überwachten Flüssigkeit benutzt werden, wenn das lichtempfindliche Element gleichzeitig auch temperaturempfindlich ist. InEdiesem Falle wird bei ausreichendem Füllstand und damit unterbrochener Lichtschranke oder bei in hier nicht gezeigter Weise abgeschalteter Lichtquelle L1 bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur der.zu überwachenden Flüssigkeit das licht- und temperaturempfindliche Element P so niederohmig, daß die im Ausgang des Operationsverstärkers geschaltete Anzeigelampe L2 oder aber ein geeignetes anderes bzw.
• zusätzliohes Element aufleuchtet bzw. eine entsprechende Anzeige liefert.

Claims (8)

1. Patentansprüche: 1. nüssigkeitsstandanzeiger, insbesondere für die Ölstandsanzeige in Kraftfahrzeug- oder anderen Verbrennungsmotoren, mit einer aus Lichtquelle und lichtempfindlichem Element gebildeten Lichtschranke, die von der zu überwachenden Flüssigkeit unterbrechbar ist, d a -durch gekennzeichnet, daß ein Verstärker (V) mit einem nichtüivertierenden Eingang und einem invertierenden Eingang vorgesehen ist, von denen einer an einem die LTchtquelle (Ll) enthaltenden, eine Vorspannung erzeugenden und an Speisespannung (B) liegenden Spannungsteiler (lot, Rt, R2) angeschlossen ist und der jeweils arvdere über eine Parallelschaltung (P, C) aus dem lichtempfindlichen Element (P) und einem Kondensator (C) mit der Speisespannung (B) verbunden ist, und daß der Ausgang des Verstärkers (V) über ein Anzeigeelement (L2) ebenfalls mit der Speisespannung (B) verbunden ist, die über einen Schalter (S) einschaltbar ist.
2. 2. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (l) ein Licht ernittierender Halbleiter ist.
3. 3. Elüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement (L2) eine Lampe ist.
4. 4. flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Verstärker (V) und die anderen Bauelemente (lot, L2) an nur einer Speisespannungsquelle (ist) liegen.
5. 5. Iilüssigkeitsstandanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lichtschranke gehörenden Bauelemente (L1, P) im Ölmeßstab (M) eines Verbrennungsmotors untergebracht sind.
6. 6. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Bauelemente (R1, R2, L) der Schaltung in der Fassung einer an einem Armaturenbrett angeordneten Anzeigelampe (L2) untergebracht sind.
7. 7. Flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle elektrischen Bauelemente mit Ausnahme des Anzeigeelements (L2), des Schalters (S) und der Speisespannungsquelle im Ölmeßstab (M) eines Verbrennungsmotors untergebracht sind.
8. 8. flüssigkeitsstandanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (P) auch temperaturempfindlich ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsstandanzeiger, insbesondere für die Öktandsanzeige in Kraftfahrzeug- oder anderen Verbrennungsmotoren, mit einer aus Lichtquelle und lichtempfindlichem Element gebildeten Lichtschranke, die von der zu überwachenden Flüssigkeit unterbrechbar ist.

   Ein solcher Elüssigkeitsstandanzeiger ist z. B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 157310Q bekannt, mit der der Füllstand größerer mit Flüssigkeit gefüllter Behälter mit Hilfe eines Steigrohres überwacht wird, in dem eine aus Lichtquelle und lichtempfindlichem Element gebildete Lichtschranke vorgesehen ist, die bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Flüssigkeit zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Lichtquelle unterschiedliche elektrische Signale abgibt. Die von der Lichtschranke abgegebenen elektrischen Sginale werden mit Hilfe eines Relais z4r EinsphSltuilg einer akustischen oder optischen Anzeige benutzt.

   Aufgabe der Erfindung ist es, einen' solchen Flüssigkeitsstandanzeiger derart zu verbessern, daß er auch zur Überwachung der Füllstandshöhe relativ kleiner Flüssigkeitsmengen in Verbindung mit entsprechend kleinen, auch nichtstationären Vorrichtungen, wie sie z.B. durch mit Verbrennungsmotoren ausgcrüstete Kraftfahrzeuge gegeben sind, benutzt werden kann.

   Der flüssigkeitsstandanzeiger soll dabei trotz einfacher und wenig aufwendiger Bauweise eine absolut sichere tÇbervvwachung der jeweiligen Füllstandshöhe ermöglichen, so daß auch eine Störung oder ein Ausfall des Flüssigkeitsstandanzeigers durch ein entsprechendes Warnsignal angebbar ist, also eine Überwachung der erforderlichen Füllstandshöhe immer nach der sicheren Seite stattfindet., Diese Aufgabe ist bei einem Flüssigkeitsstandan zeiger der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in Verstärker mit einem nichtinvertierenden Eingang und einem invertierenden Eingang vorgesehen ist, von denen einer an einem die Lichtquelle enthaltenden, eine Vorspannung erzeugenden und an Speisespannung liegenden Spannungsteiler angeschlossen ist und der jeweils andere über eine Parallelschaltung aus dem lichtempfindlichen Element und einem Kondensator lpit der Speisespannung verbunden ist, und daß der Ausgang des Verstärkers über ein Anzeigeelement ebenfalls mit der Speisespannung verbunden ist, die über einen Schalter einschaltbar ist.

   Durch die Verwendung eines derartigen Verstärkers, der z. B. ein herkömmlicher Operationsverstärker ist, zur Yerarbeitung des von der Lichtschranke abgegebenen elektrischen Signals ist eine schnelle und einfache Verarbeitung der Signale und gleichzeitige Überwachung aller zur Lichtschranke und auch zur Auswerteschaltung gehörenden Bauelemente möglich.

   Durch einen meist als integrierten Schaltkreis ausgeführten Operationsverstärker ist eine nur minimale Anzahl von Bauelementen für den gesamten Füllstandsanzeiger erforderlich, die auf kleinstem Raum vereinigt werden können. Der dabei benutzte Operati,pswerEtårker muß einen Eingangswiderstand besitzen, der nicht wesenpich größer als der höchste vorkommende Widerstand des lichtempfindlichen Elementes ist.

   Bei der erfindungsgemäß5en Schaltung wird mit Hilfe dieser wenigen Bauelemente und dem Operationsverstärker ein jedes dieser Bauelemente überwachender Betrieb des Füllstandanzeigers erreicht. Bei Schließen des Schalters und damit Anschaltung der Speisespannungsquelle an die Schaltung leuchtet die Lichtquelle der Lichtschranke und auch das am Ausgang des Operationsverstärkers liegende Anzeigeelement auf. Ist die Lichtschranke unterbrochen, d. h.