DE2801823C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen flüssigkeitsstandabhängi­ gen Schwimmerschalter mit einem hohlen, aufrechten, langgestreck­ ten Führungsschaft aus magnetischem nicht leitfähigem Material mit geschlossenem unteren Schaftende, der einen Reed-Schalter mit durch das obere Schaftende hindurchgeführten elektrischen Leitungsanschlüssen enthält, nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Ein derartiger Schwimmerschalter ist bereits bekannt (US-PS 37 51 614). Bei dem vorbekannten Schwimmerschalter besteht jedoch durch die Art der konstruktiven Gestaltung die Gefahr, daß nicht nur Luft, sondern auch verunreinigte Flüssigkeit sowohl von unten als auch von oben in den Führungsbereich des Schwimmers am Führungsschaft gelangen kann. Der vorbekannte einen Flüssigkeitsstand anzeigende Schwimmerschalter ist daher nur bei solchen Flüssigkeiten geeignet, die die Funktion des­ selben nicht beeinträchtigen können. Sollen aber Flüssigkeiten, wie Öl von Tankschiffen, verschlammte Flüssigkeiten und der­ gleichen, gemessen werden, so ergeben sich oft Schwierigkeiten durch ungenaue oder sogar aussetzende Fernanzeigen des Flüs­ sigkeitsstands.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schwimmerschal­ ter dahingehend zu verbessern, daß trotz einfachem Aufbau eine lange Lebensdauer und Störunanfälligkeit selbst bei Anwendung in mit Verunreinigungen versetzten Flüssigkeiten und/oder in korrosionsfördernden Flüssigkeiten gewährleistet ist.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet und in Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen derselben beansprucht.

Bei der Erfindung sorgt die in ganz spezieller Art angeordnete Dichtung dafür, daß der Führungsbereich vor dem Zutritt solcher die Führungseigenschaften beeinträchtigenden Flüssigkeiten und Verunreinigungen geschützt ist. Dies gelingt mit einer sehr einfachen Konstruktion. Darüber hinaus bietet die Erfin­ dung den Vorteil, daß auch Schwapp-Bewegungen an der Flüssig­ keitsoberfläche keine nachteiligen Einflüsse haben, da beim Annähern des Schwimmers in dessen obere Schwimmerlage keine Luft mehr zwischen der Schutzabschirmung und dem Führungs­ schaft nach oben entweichen kann und sich ein "Luftpolster" bildet, so daß die Schutzabschirmung nach Art einer Taucher­ glocke wirkt und Fehlanzeigen solcher Schwimmerschalter bei nur kurzzeitigem Überschwappen vermeidet.

In der Beschreibung wird die Erfindung näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise im Längsschnitt dargestellt.

In der Zeichnung ist die Anwendung der Erfindung bei einem Schwimmerschalter veranschaulicht, bei dem ein rohrförmiger Schwimmer 10 Dauermagnetelemente 11 trägt und dem Steigen und Fallen des Spiegels der Flüssigkeit folgt, in der er schwimmt. Der Schwimmer 10 ist an einem festen vertikalen rohrförmigen Führungsschaft 12 aus unmagnetischem Material z. B. Messing, geführt und enthält einen Magnetzungenschalter bzw. Reed-Schalter 13, dessen Schaltzustand entsprechend der jeweiligen Lage der Magnetelemente 11 in bezug auf ein vorherbestimmtes Flüssig­ keitsniveau seinen Schaltzustand ändert. Die Kontakte des Schalters 13 sind innerhalb einer länglichen Glashülle her­ metisch eingeschlossen; diese ist zweckmäßig mit Epoxyd­ harz oder auf andere Weise in ihrer Fassung innerhalb des Führungs­ schaftes 12 eingeklebt oder eingegossen. Der Schaft 12 selbst ist mittels einer (nicht dargestellten) Klemmkonsole oder eines anderen Verbindungsmittels am oberen Gewindeende 14 fest montiert. Durch das obere Ende 14 sind elektrische Leitungen vom Schalter 13 zu einem gewünschten Außenanschluß hindurchgeführt.

Im einzelnen enthält der Schaft 12 einen Anschlag 15 in der Form einer Klammer, eines Sprengringes oder eines Bundes, auf dem ein Teil des Schwimmers 10 in seiner Ruhe­ stellung aufsitzt. Eine am oberen Ende des Schwimmers 10 getragene Führungsbuchse 16 mit knappem Sitz gegenüber dem Schaft 12 sorgt für die Geradführung dieses Schwimmerendes; die Buchse 16 kann aus Kunststoff, wie Nylon oder Polypropy­ len, spritzgegossen oder spritzgepreßt sein. Vorzugsweise ist das Spiel der Buchse 16 in bezug auf den Schaft 12 geringer als das der Bohrung 17 des Schwimmers 10.

Wie dargestellt, weist der Schwimmer 10 drei zusammengefügte Teile auf:
ein oberes ringzylindrisches Glied 18 mit zwei in entgegengesetzten Richtungen aus der Achse heraus verschobenen parallelen Bohrungen, in denen die Magnetelemente 11 aufgenommen, und beispielsweise mittels eines Epoxydharzes eingegossen sind;
ein unteres ringzylindrisches Glied 19, das für die konzentrische Aufnahme des Endes des oberen Gliedes 18 in ge­ eigneter Weise ausgespart ist; und
einen Bodenstopfen 20, der in die Bohrung des Gliedes 19 eingesetzt ist.

Die Schwimmerteile 18, 19, 20 können aus synthetischem Kautschuk "Buna-N" hergestellt sein und miteinander und mit der Buchse 16 zu einem nur oben an der Passung der Buchse 16 am Schaft 12 offenen Becherkörper bleibend zusammengefügt, z. B. verklebt, sein. In der Zeichnung bezeichnet L _o denjenigen Flüssigkeits­ stand oder Flüssigkeitsspiegel, bei dem sich der Schwimmer 10 von seinem Sitz abhebt bzw. seine dargestellte untere Stel­ lung verläßt. Wenn der Flüssigkeitsspiegel steigt, bewegen sich die Magnetelemente 11 in den Empfindlichkeitsbereich des Schalters 13 und bewirken eine Änderung des Schaltzu­ standes desselben bei einem vorherbestimmten Flüssigkeits­ stand L _c , kurz bevor der Schwimmer 10 am oberen Ende des Füh­ rungsabschnittes des Schaftes 12 anstößt.

Nach einem Merkmal der Erfindung ist am oberen Ende des Schaftes 12 der geschlossene Boden einer gestürzten, d. h. nach unten offenen, napfförmigen Schutzabschirmung 21 derart befestigt, daß ihr Mantel bei jeder möglichen Höhenlage des Schwimmers 10 mindestens das obere Ende desselben mit einem Radialspiel umgibt und axial überlappt. Wenn also der Flüssigkeitsspie­ gel steigt, wird der Schwimmer 10 tiefer in den Innenraum des Napfes 21 eingeschoben. Außerdem ist gemäß der Er­ findung an dem Schaft 12 in Anlage an der Innenseite des benachbarten Bodens der napfförmigen Schutzabschirmung 21 eine Dichtung 22 aus einem Elastomeren, beispielsweise ein O-Ring aus Neoprene ange­ bracht, z. B. in eine ringförmige Nut eingelegt. Die Dichtung 22 geht bei einer oberen Schwimmerstellung L _s oberhalb des Niveaus L _c , bei dem die Änderung des Schaltzustandes des Schalters erfolgt, mit dem nach oben vorspringenden Ende der Schwimmerbuchse 16 eine über den ganzen Umfang durchgehende dichtende Berührung eingeht. Im Interesse der Anschaulich­ keit sind die verschiedenen Höhenlagen der oberen Stirnfläche des Schwimmers 10 in bezug auf die Dichtung 22 für ver­ schiedene Pegelstände L _o , L _c , L _s angedeutet und entsprechend mit F _o , F _c , F _s bezeichnet.

Im Betrieb ist der beschriebene Schwimmerschalter bei 14 der­ art fest montiert, daß die Ebene L _c der vorherbestimmte höch­ ste Flüssigkeitsstand der Flüssigkeit in dem zu überwachenden Tank ist, bei dem die Schalterbetätigung erfolgen soll. Solange der steigende Flüssigkeitsspiegel das Niveau L _o nicht erreicht, bleibt der Schwimmer 10 in Ruhe auf dem unteren An­ schlag 15. Wenn der Flüssigkeitsspiegel das Niveau L _o über­ schreitet, wird der Schwimmer 10 gehoben, und bei Erreichen des Niveaus L _c bewirken die Magnetelemente 11 eine Änderung des Schaltzustandes des Schalters 13, d. h. im dargestellten Fall eines normalerweise offenen Stromkreises (Arbeitsstrom­ kreises) erfolgt beim Flüssigkeitsstand L _c ein Schließen der Kontakte. Jedes weitere Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels, beispielsweise beim Schlingern oder Rollen eines Tankers, wird lediglich der Schwimmer 10 zur dichtenden Anlage an dem elastomeren Ring der Dichtung 22 getrieben, wodurch mit Sicherheit ver­ mieden wird, daß der Schaft 12 der Flüssigkeit ausgesetzt wird.

Ganz abgesehen von der soeben beschriebenen Dichtwirkung zwischen den Teilen 16 und 22 ist zu erkennen, daß der Man­ tel der Schutzabschirmung 21 ein Luftkissen einschließt und somit bei Flüssigkeitsständen in der Gegend von L _c und darüber das Eintreten der Flüssigkeit mit Sicherheit verhindert, so daß ein Schwappen innerhalb des Napfes 21 vermieden wird, selbst wenn eine Stoßwelle vorübergehend den Napf 21 bespült und den Anschein eines Flüssigkeitsstandes in der Nähe des Ni­ veaus L _s oder darüber erweckt. Auf diese Weise schafft der Mantel der Schutzabschirmung 21 eine zusätzliche Sicherheit gegen den Eintritt der Flüssigkeit in den Bereich, in dem der Schwimmer 10 am Führungsschaft 12 geführt ist.

Wie aus der Beschreibung ersichtlich, löst die Erfindung die gestellte Aufgabe in höchst einfacher und verläßlicher Weise. Für Flüssigkeiten, die, wie Rohöl, Fremdkörper enthalten oder von Natur aus zur Schlammbildung neigen, ermöglicht die Erfindung dank der Schaffung einer verunreinigungsfreien Umgebung eine langdauernde Betriebstüchtigkeit, so daß die mechanische Gleitfähigkeit ohne Beeinträchtigung erhalten bleibt. Dies bedeutet in anderen Worten, daß der Schaft 12 frei von Korrosion und Schlammansammlungen gehalten werden kann, die bei Fehlen der Dichtung 22 und der Schutzabschirmung 21 der offenbarten Konstruktion auftreten könnten. Der Schwim­ mer 10 sinkt natürlich bei der Flüssigkeitsentnahme aus dem Tank mit dem Flüssigkeitsspiegel unter das Niveau F _c , ermög­ licht dabei die Rückkehr des z. B. als Arbeitsstromschalter ausbildbaren Schalters 13 in seinen ur­ sprünglichen Schaltzustand und bleibt schließlich an dem An­ schlag 15 ruhen, solange der Flüssigkeitsspiegel sich unter­ halb des Niveaus L _o befindet.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsstandabhängiger Schwimmerschalter mit einem hohlen aufrechten langgestreckten Führungsschaft aus magnetisch nicht leitfähigem Material mit geschlossenem unterem Schaftende, der einen Magnetzungen- bzw. Reed- Schalter mit durch das obere Schaftende hindurchgeführ­ ten elektrischen Leitungsanschlüssen enthält, mit einer Montageeinrichtung am oberen Schaftende zum Befestigen desselben, mit einem am unteren Ende insbesondere ge­ schlossenen Schwimmer, der zur gleitenden Aufnahme des Führungsschaftes eine zentrale Durchbrechung und zum Ändern des Schaltzustandes im Verlauf seiner Vertikal­ bewegung in bezug zum Führungsschaft eine Dauermagnet­ einrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (22) derart zwischen dem Schwimmer (10) und dem oberen Schaftende angeordnet ist, daß bei einer oberen Schwimmerstellung (F _s ) oberhalb der die Änderung des Schaltzustandes des Schalters (13) bewirkenden Schwimmerstellung (F _c ) der Schwimmer (10) unter Anlage an der Dichtung (22) den Eintritt von Flüssigkeit in den Führungsbereich des Schwimmers (10) am Führungsschaft (12) absperrt.

2. Schwimmerschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (22) als am Führungsschaft (12) be­ festigter Ring aus einem Elastomeren ausgebildet ist.

3. Schwimmerschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (10) eine nach oben vorspringende Buchse (16) aufweist, die bei der oberen Schwimmer­ stellung (F _s ) an der Dichtung (22) anschlägt.

4. Schwimmerschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (16) aus verhältnismäßig hartem Material besteht und eine Bohrung mit Gleitsitz zum Führungsschaft (12) aufweist.

5. Schwimmerschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer am oberen Schaftende angeordneten Schutzabschir­ mung für den Schwimmer, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabschirmung (21) in Form eines gestürzten Napfes mit geschlossenem Boden ausgebildet ist, dessen Mantel den Schwimmer (10) in dessen unterschiedlichen Schwimmerstellungen mit Radialspiel umgibt und mindestens zum Teil axial überlappt.

6. Schwimmerschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (22) in Anlage am geschlossenen Boden der Schutzabschirmung (21) steht.