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Au sdehnungsthermoneter mit einer Fernanzei gevorrichtung Die Erfindung
bezieht sich auf ein Ausdehnungsthermometer mit einer Fernanzeigevorrichtung und
einem Temperaturfühler mit Fühlmedium und davon getrenntem Übertragungsmedium.
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Es gibt keine eindeutig Anzeige von Eisbildung auf Verkehr*-wegen,
da zu viele Einflußfaktoren wirksam sind. So kann es beispielsweise bei Lufttemperaturen
Uber Null Grad Celsius zu Glatteisbildung kommen, wenn der Regen auf unterkühlten
Boden fällt, Andererseits kann bei Temperaturen unter Null Grad Celsius zuweilen
keine Glatteisbildung auftreten, weil durch Streusalz die
Erstarrungstemperatur
von wasser herabgesetzt ist.
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Die Eiswarnschilder- an den Straßen haben aber keinerlei Wert, da
ihre Anbringung bzw. Beseitigung nicht den jeweils herrschenden Witterungsbedingungen
angepaßt werden kann Aufgabe der Erfindung ist es, dem Kraftfahrer mit geringem
Aufwand anzuzeigen, wann er mit Eisbildung auf der Straße rechnen uß.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß imTemperaturfuhler
mehrere voneinander getrennte Fühlmedien mit unterschiedlichen Erstarrungspunkten
vorgesehen sind, von denen das eine Wasser und die anderen Fuhlmedien Mischungen
oder Lösungen aus Wasser und einer den Gefrierpunkt erniedrigenden Substanz ist
bzw. sind.
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Hierdurch ist es möglich, bestimmte Temperaturpunkte anzmzeigen, die
dem Kraftfahrer die Beurteilung der vorliegenden Situation wesentlich erleichtern.
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Vorzugsweise ist der das Wasser aufnehmende Teil des Fühlers ii Erdboden
und der die bei tieferen als Null Grad Celsius erstarrenden FÜhlmedien aufnehmende
Teil des Fühlers oberhalb des Erdbodens angeordnet. Hierdurch ist es in Verbindung
mit der Fernanzeigevorrichtung möglich, dem Kraftfahrer eine weithin sichtbare Temperaturanzeige
zu bieten, die ihn erkennen läßt, ob der Boden gefrorem ist und ob die umgebende
Luft noch kUlter als der Boden ist. Je nach Anzahl der Fuhliedion können entsprechende
Temperaturbereiche angezeigt werden. Im allgemeinen ist es ausreichend,
wenn
kenntlich gemacht wird, ob der Boden Null Grad Celsius erreicht hat und ob die Umgebungsluft
beispielsweise -5°C oder -lO0C aufweist. Selbstverstündlich können diese Intervalle
anders gewühlt werden. Auch kann ihre Anzahl vermindert oder vermehrt werden.
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Es ist bereits ein FUhler zur Feststellung des Gefrierpunktes bekannt,
(DAS 1 573 151), bei dem im Inneren des Fuhlereehduses ein dem Fühlergehäuse ähnlicher
Hohlkörper aus elastischem Material angeordnet ist, der zur Erzielung einer guten
Ansprechgeschwindigkeit eine verhtlltnismtlßig große Länge in bezug auf seine Dicke
aufweist, und entweder in dem elastischen Hohlkörper das Fühlmedium und im Fühlergehäuse
das Übertragungsmedium oder umgekehrt aufweist. Mit diesem FUhlerkönnte zwar das
Gefrieren des Bodens, nicht aber gleichzeitig die Lufttemperatur bei stärkerer Unterkühlung
angezeigt werden.
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Bei einer möglichen Ausfuhrungsform der Erfindung besteht der Teperaturfühler
aus einem Rohr, in dem Kolbenrduse fUr die verschiedenen Fuhlmedien und das Übertragungsmedium
abteilen, dessen Raum Uber ein Kapillarrohr mit der Anzeigevorrichtung in Verbindung
steht. Beim Erstarren des einen Fühlmediums wird die Ausdehnung desselben Uber die
anderen, noch nicht erstarrten Fuhlmedien auf des Übertragungsmedium übertragen.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung besteht der TN-peraturfühler
aus einem Rohr, mit mehreren, die FUhledien aufnehwenden hintereinander im Rohr
angeordneten elastischen Hohlkörpern.
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Diese Ausgestaltung bietet hinsichtlich des Austausches von Fühlmedien
Vorteile, da die elastischen Hohlbehälter, die mit den Fühlmedien efUllt sind, leicht
in das Gehäuse des FUhlers eingesetzt und aus diesem herausgenommen werden können.
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Um bei starker Erwärmung im Sommer keine Fehlanzeige zu erhalten,
ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung fUr das Übertragungsmedium ein Kompensationsraum
vorgesehen, der die Volumenvergrößerung der Fühlmedien und des Übertragungsmediums
berücksichtigt. Do diese Ausdehnung unter Berücksichtigung der Volumenvergrößerung
des FUhlergehäuses nur ca. 0,5 ,0 ausmacht, kann das Übertragungs- bzw.
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Anzeigemedium auch bei stärkerer Erwärmung nur den Kompensations raum
ausfüllen, der nicht besonders groß ausfallen muß.
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Hierbei empfiehlt es sich, den das Wasser aufnehmenden Raum größer
als die die Ubrigen FUhlmedien aufnehmenden Räume auszubilden, damit bei Erstarren
des hier enthaltenen Fühlmediums sowohl der Kompensationsraum als auch der entsprechende
Raum in der Fernanzeigevorrichtung gefüllt wird.
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Damit der Kompensationsraum stets in der größtmöglichen Ausdehnung
vorhanden ist und nicht etwa durch hängengebliebene Trennkolben verkleinert ist,
sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die aneinander angrenzenden Räume der
Fühlmedien durch eine Feder entgegen der Ausdehnungsrichtung vorbelastet.
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Ur den Aufwand fUr derartige Anzeigevorrichtungen möglichst gering
zu halten, kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
als
Rohr für den Temperaturfühler ein Standrohr für ein Verkehrszeichen dienen, das
ohnehin an diesem Ort aufgestellt ist.
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Damit die angezeigte Temperatur auf möglichst kurze Entfernung erkennbar
ist, besteht gemaß einer Ausgestaltung der Erfindung die Fernanzeigevorrichtung
aus einer t'johltafel mit durchsichtiger vorderer Reflektorscheibe, einer RUckwand
und einer den Hohlraum in zwei hintereinanderliegende Käume teilende Zwischenwand,
die eine Verbindung des einen als Anzeigeraum dienenden Raumes mit dem anderen als
Ausgleichsraum dienenden Raumes nur am oberen Rand zuldßt, und es sind im Auzeigeraum
an der Reflektorscheibe anliegende Zahlen vorgesehen. Dabei ist es vorteilhaft,
wenn die Zahlen aus dem gleichen Material wie die Reflektorscheibe bestehen. Mit
dieser Ausgestaltung ist in Verbindung mit einem eingeförbten Ubertragungs-bzw.
Anzeigemedium möglich, eine deutliche Anzeige der herrschenden Temperatur vorzunehmen,
da sich der Anzeigeraum bis auf die entsprechende Zahl auffüllt, die sich hierdurch
von ihrer Umgebung besonders deutlich abhebt. Da sowohl die vordere Scheibe, als
auch die Zahlen aus reflektierendem Material bestehen, hebt sich die von dem Anzeigemedium
umgebene Zahl auch nachts, wenn sie von Scheinwerfern angestrahlt wird, deutlich
ab, so daß stets eine weithin sichtbare Anzeige gewährleistet ist.
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Eine besonders günstige wirtschaftliche Lösung ergibt sich, wenn die
riohltafel an einem Straßenbegrenzungspfahl angeordnet ist und die vordere Reflektorscheibe
den bei Begrenzungsflächen Ublichen Reflektor bildet.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt; es
zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Temperaturfühler mit schematisch angedeuteter Anzeigevorrichtung;
Fig.2a und 2b einen Schnitt und eine Vorderansicht der gegenüber Fig. 1 in vergrößertem
Maße dargestellten Fernanzeigevorrichtung; und Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgetinderte
Ausführungsform nach der Erfindung.
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In einem senkrechten, als Fuhlergehduse dienenden Rohr 1, das an der
Unterseite durch einen Deckel 2 dicht verschlossen ist, sind mehrere Kolben 3, 4
und 5 dichtend eingesetzt, die das Rohr 1 in einzelne Röume 6, 7, 8 und 9 unterteilen.
Der oberste Raum 9 ist durch einen Deckel 10 verschlossen, durch den das Kapillarrohr
11 eingeführt ist, das den Raum 9 mit einer Fernanzeigevorrichtung 12 verbindet.
In den einzelnen Räumen 6 bis 8, die durch die mit jeweils einer Dichtung 13 versehenen
Kolben 3 bis 5 voneinander getrennt sind, sind Fühlmedien blasenfrei eingefullt,
wobei das im untersten Raum 6 vorhandene FUhlmedium Wasser ist, während in dem Raum
7 und 8 beispielsweise eine Mischung aus Wasser und höherwertigem Alkohol eingefüllt
ist. In dem Raum 7 ist bei dem vorliegenden Ansführungsbeispiel die Mischung zwischen
Wasser und Alkohol so eingestellt, daß der Gefrierpunkt bis auf -5°C abgesenkt ist.
Die tlischung im Raum 8 ist so eingestellt, daß der Gofrierpunkt bei -10°C liegt.
In dem Raum 9 ist ein Übertragungsmedium
bzw. eine eingefdrbte Anzeigeflüssigkeit
vorgesehen, die nur soweit aufgefullt ist, daß bei Temperaturen, die etwas Uber
dem Gefrierpunkt liegen, ein freier Kompensationsraum 14 verbleibt.
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In den Fig. 2a und 2b ist die Fernanzeigevorrichtung dargestellt,
die Uber das Kapillarrohr 11 mit den Temperaturfühler verbunden ist. Diese Fernanzeigevorrichtung
besteht aus einer vollkommen dicht ausgebildeten Hohltafel, deren Vorderwand 15
als durchsichtige Reflektorscheibe und deren Rückwand 16 un- durchsichtig ausgebildet
ist. In der Mitte ist eine dicht eingesetzte Zwischenwand 17 vorgesehen, die an
ihrem oberen Rand eine Verbindung 18 zwischen dem vorderen, als Anreigeroum 19 und
dem hinteren, als Ausgleichsraum 20 dienenden Raum freiläßt. In dem Anzeigeraum
19 sind an der RUckseite der Reflektorscheibe 15 Zahlen 21, 22 und 23 aus dem gleichen
Material wie die Reflektorscheibe angeordnet, die dicht an der RUckseite der Reflektorscheibe
anliegen. Die Zahl 21 stellt eine Null, die Zahl 22 eine FUnf und die Zahl 23 eine
Zehn dar.
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;nn 0 0°C erreicht worden, beginnt das Wasser imRaum 6 zu erstarren
und vergrößert sein Volumen um 9 j. Dabei wird der Kolben 3 nach oben verschoben,
der Uber die noch flüssigen Medien in den Räumen 7 und 8 die Anzeigeflüssigkeit
in dein Raum 9 in die Kapillaye 11 und die Fernanzeigevorrichtung 12 druckt. Der
Raum 6 ist umsoviel größer als die jeweiligen Raume 7 und 8, daß beim Erstarren
des Wassers in dem Raum 6 trotz des vorhandenen Kompensationsraums 14 die Anzeigeflüssigkeit
in den Anzeigeraum 19 soweit eindringt, daß die mit 21 bezeichnete Null vollständig
von der Anzeigeflüssigkeit umgeben ist. Bei hohen Temperaturen im Sommer
verhindert
der Kompensationsraum 14 ein Eindringen der Anzeigeflussigkeit in den Anzeigeraum
19.
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Sinkt die Temperatur auf -5°C, so erstarrt das im Raum 7 eingeschlossen.
Fühlmedium, wodurch der Kolben 4 und der Kolben 5 weiter nach oben verschoben werden.
Durch diese Kolbenverschiebung wird noch mehr von der Anzeigeflüssigkeit aus dem
Kaum 9 in den Anzeigeraum 19 gedrungt, und zwar sind die Volumina so abgestimmt,
daß die mit 22 bezeichnete Zahl 5 vollständig von der Anzeigeflüssigkeit umgeben
ist, Bei -10°C erstarrt dann auh noch das im Raum 8 eingeschlossen. Fühlmedium,
das sich ebenfalls ausdehnt und eine Verschiebung des Kolbens 5 bewirkt, der weitere
Anzeigeflussigkeit in den Anzeigeraum 19 verdrängt. Da die Zahlen 0, 5 und 10 aus
dem gleichen reflektierenden Material wie die Reflektorscheibe 15 bestehen, sind
sie auch bei Nacht siditbar, wenn sr durch die Scheinwerfer angestrahlt werden.
Wenn die Außentemperaturen wieder steigen, und sich die Fühlmedien in den Rußen
8, 7 und 6 der Reihe nach verflussigen, werden die Kolben 5,4 und 3 durch eine im
Raum 9 angeordnete Feder 24 wieder in ihre Ausgangslage @edrückt. Die Anzeigeflussigkeit,
die die jeweiligen Zahlen, die zwischen die durchsichtige Reflektorscheibe 15 und
die Zwischenwand 17 eingeklebt sind, seitlich umgeben hat, gelangt wieder in den
Raum 9.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 besteht der Temperaturfühler aus
einem Rohr 25, in den elastische Hohlkörper 26, 27 und 28 eingesetzt sind. Der übrig
Raum 29, der Uber eine Kapillarleitung 30 mit einer Fernanzeigevorrichtung 31 verbunden
ist, ist mit einer geftirbten Anzeigeflüssigkeit gefüllt, die ebenso wie bei dem
Ausführungsbeispiel
nach den Fig. 1 bis 2b aus einer Flüssigkeit
besteht, deren Gefrierpunkt üblicherweise nichterreicht wird.
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Die Hohlkörper 26, 27 und 28 nehmen die Fühlmedien auf, die entsprechend
den jenigen in den Räumen 6,7 und 8 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus
Wasser bzw. aus Mischungen von Wasser mit einem höherwertigen Alkohol bestehen.
Die in dem elastischen @ohlkörper 27 und 28 eingeschlossenen Hischungen sind so
eingestellt, daß sie den Gefrierpunkt bis auf -5 bzw. -10°C absenken. Der @ohlkörper
26, der das Wasser du@nimmt, ist größerals der jeweilige Mohlkröper 27 bzw. 28 ausgebildet,
um die Anzeigeflüssigkeit über einen durch eine Schleife des Kapillarrohres gebildeten
Kompensationsraum 32 hinaus in die Fernanzeigevorrichtung 31 zu verdrüngen.
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Die Fernanzeigevorrichtung, die mit dem @ohlraum 29 des Rohres 25
durch das Kapillarrohr 30 verbunden ist, welches durch einen das Rohr 25 abschließenden
Deckel 33 hindurchgeführt ist, ist @n der Vorderseite eines Straßenbegrenzungspfahles
34 angeordnet und weist einen von einer durchsichtigen Reflektorscheibe 35 abgedeckten
flachen Mohlraum 36 auf, an dessen oberen Rand sich ein Ausdehnungs- bzw. Ausgleichsr@um
87 befindet. Die durchsichtige Roflektorscheibe 35 ist mit einer Temperaturskald
versehen, die die Werte 0°C, -5°C und -10°C aufweist, welche den Erstarrungspunkten
der in den elastischen @ohlkörpern 26, 27 und 28 eingeschlossenen Fühlmedien entsprechen.
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Die durch die Ausdehnung der @ohlkörper verdrängte Anzeigeflüssigkeit
kann auch als Übertragungsmedium dienen und durch das Kapillarrohr
30
in einen Stellzylinder geleitet werden, dessen Kolben Anzeigevorrichtungen bedient
oder Schaltvorgänge @uslöst.
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Anstelle eines solchen Stellzylinders kann beispielsweise auch eine
Bourdon-Feder vorgesehen sein.
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- Patentanspruche -