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Tankfüllstandsmes ser
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Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Messen des Flüssigkeitsstandes
in einem Tank und bezieht sich besonders auf Füllstandsmesser mit stabförmigem Meßelement,
welches von der Tankaußenseite her zugänglich, jedoch dem Tankinhalt nicht ausgesetzt
ist, wobei Hilfseinrichtungen vorgesehen sind, die es einem Bedienungsmann ermöglichen,
das Meßelement herauszuziehen, um eine richtige Anzeige des Flüssigkeitspegelstandes
zu bekommen. Der Füllstandsmesser weist ein rohrförmiges Gehäuse auf, das mit vertikaler
Ausrichtung in einen Tank eingesetzt ist und in dem sich ein bewegliches Meßelement
befindet, während an der Gehäuseaußenseite ein Schwimmer vorgesehen ist, der Hilfsmittel
enthält, die eine Ausrichtung des Meßelementes in vertikeler Richtung in Bezug auf
den Schwimmer ermöglichen.
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Die Erfindung weist ein biegsames, langgestrecktes Meßelement in Form
eines streifenförmigen Körpers auf, das in seinem vom Zugriffsende entfernten Ende
magnetisch ansprechende Mittel aufweist und darin vertikaler Richtung verschiebbar
in ein äußeres Gehäuse eingesetzt ist, welches sich in den Tank hinein erstreckt,
wobei der Innenraum des Gehäuses dicht gegenüber dem Innenraum des Tanks abgeschlossen
ist. Die magnetisch ansprechenden
Einrichtungen an dem Meßelement
wirken mit anderen Magnetelementen zusammen, welche sich an einem Schwimmer befinden,
der entlang der Außenseite des Gehäuses geführt ist.
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Für Tankfüllstandsmessung ist es bekannt, feste, im wesentlichen starre,
jedoch leichte Stäbe von rohrförmigem, quadratischem und rechteckigem Querschnitt
zu verwenden. Derartige Meßstäbe sind beispielsweise in den US-Patentschriften 3
407 660 und 3 572 122 beschrieben. Außerdem kann in diesem Zusammenhang auf die
US-PS 2 949 776 hingewiesen werden. Solche Stäbe werden aus Fiberglas oder anderem
Plastikmaterial von geringem Gewicht hergestellt. Ihnen haftet der Mangel tn, daß
sie im wesentlichen starr sind und deshalb bei der rauhen Behandlung, der sie gelegentlich
im Betrieb ausgesetzt sind, leicht zerbrechen können, so daß sie dann ersetzt werden
müssen. Darüber hinaus macht das Bedrucken oder Versehen mit Skalenbezeichnungen
auf andere Weise auf den langgestreckten Stäben mit kreisförmigem, quadratischem
oder rechteckigem Querschnitt Mühe und erfordert spezielle und teuere Druckeinrichtungen.
Wegen der ungünstigen Gestalt werden Skalen im allgemeinen durch teuere und zeitaufwendige
Siebdruckverfahren aufgebracht.
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Gewöhnliche Schnelldrucktechniken, die kostengünstiger undweniger
zeitaufwendig sind, lassen sich hierfür nicht einsetzen.
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Die vorstehend aufgeführten Schwierigkeiten werden durch Verwendung
eines biegsamen, bandstreifenförmigen Meßlattenelementes überwunden, welches aus
einem Plastikwerkstoff oder einem anderen biegsamen Material von geringem Gewicht
wie Aluminium oder auch Stanl bestehen kann. Damit das Meßlattenelement sich selbst
trägt, wenn es in vertikaler Stellung gehalten wird, erhält es eine geringfügige
Krümmung, deren Krümmungsradius auf der Längserstreckungsrichtung des Meßlattenelementes
senkrecht steht. Wenn jedoch ein flexibles Material verwendet wird, ist es auch
möglich, das Meßelement dicker und dabei flach, oval oder mit länglichem Rechteckquerschnitt
herzustellen, so
daß auch bei zueinander parallelen Oberflächen
die Biegsamkeit erhalten bleibt.
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Bei all diesen Ausführungsformen kann für das Aufbringen der Meßskala
ein Rotationsdruckverfahren eingesetzt werden, und zwar sowohl zum Bedrucken als
auch zum Einprägen. Das damit erhaltene Meßlatten- oder'Meßstabelement, das in das
Gehäuse eingeführt wird, besitzt ein geringes Gewicht und wird auch bei rauher Behandlung
nicht leicht zerbrochen.
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Solange das Meßstabelement aus einem Material besteht, das genügend
Eigensteifigkeit hat, so daß der Meßstab bei Stellung in vertikaler Richtung nicht
in sich zusammenfällt, kann der Tankfüllstandsmesser entweder in der Tankoberseite
oder im Tankboden eingebaut sein. Der Bodeneinbau erlaubt selbstverständlich eine
noch biegsamere Meßstabausführung, denn dieser braucht sich gegen den Angriff der
Schwerkraft nicht selbst zu halten, sondern wird vielmehr durch die Schwerkraft
gestreckt.
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Dort, wo man jedoch einen Einbau des Tankfüllstandsmessers in der
Tankoberseite wünscht, braucht das Meßstabelement nur hinreichend stabil zu sein,
so daß es bei Stellung in vertikaler Richtung sein Eigengewicht trägt, ohne einzuknicken
oder zusammenzuklappen.
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Nachfolgend wird anhand der Zeichnung die Erfindung an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch die Tragfläche
eines Flugzeugs, in deren darin eingebauten Tank ein Tankfüllstandsmesser angeordnet
ist; Fig. 2 eine Teilansicht eines herausgezogenen Meßstabelementes in bevorzugter
Ausführungsform;
Fig. 3 einen Querschnitt durch das Meßstabelement
nach Fig. 2 entlang der Linie 3 - 3; Fig. 4 einen Querschnitt durch ein anders gestaltetes
biegsames Meßstabelement; und Fig. 5 einen Querschnitt durch ein wiederum anderes
flexibles Meßstabelement mit ovalem Querschnitt.
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Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. In die Tragfläche 10 eines
Flugzeugs ist ein Tank 12 eingebaut, der im Querschnitt dargestellt ist. Der Tank
12 ist als geschlossen zu betrachten und enthält üblicherweise eine Flüssigkeit
14. Im Tank 12 befindet sich eine Füllstandsmeßeinrichtung 16. Diese weist eine
insgesamt mit 18 bezeichnete äußere Anordnung oder ein Füllstandsmessergehäuse 19
auf mit einem unteren Abschnitt 20 im Tank 12 und einem Abschnitt 22 außerhalb des
Tanks 12, der in die Tragfläche 10 eingebaut ist. Ein Meßstabelement oder eine innere
Anordnungsgruppe 24 befindet sich im Gehäuse 20 und ist vertikal auf und ab darin
verschiebbar. Ferner ist ein Schwimmer 26 vorhanden, und es sind Mittel, die später
noch beschrieben werden, vorgesehen, um das Meßstabelement gegenüber dem Schwimmer
in vertikaler Richtung ausgerichtet zu halten.
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Mit seinem äußeren Abschnitt 22 ist das Gehäuse 18 gegenüber der Tragfläche
10 festgelegt, und dieser äußere Abschnitt 22 des Gehäuses 20 weist den einen Teil
eines Bajonettverschlusses 28 auf, mit dem das im Gehäuse verschiebbare Meßstabelement
24 diesem gegenüber verriegelt werden kann.
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Der Schwimmer 26 schwimmt auf der Oberfläche der Flüssigkeit 14 im
Tank 12 und wird durch das Gehäuse 18 bei seiner Bewegung nach oben und nach unten
geführt, wozu er eine im wesentlichen ringförmige Gestalt hat, die von dem Gehäuse
18 durchsetzt wird. Der Schwimmer 26 kann eine Kammer enthalten, in der ein
ringförmiger
Permanentmagnet 30 untergebracht ist. Es können darin auch Einzelmagnete statt des
einen ringförmigen Permanentmagneten vorhanden sein.
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Eine Schwimmerabstützung, die hier ais elastischer Kragen 32 dargestellt
ist, stützt sich auf einer Schulter 34 ab, und ist zu einem Teil innerhalb des rohrförmigen
Abschnitts 2t entten, wedurch die Abwärtsbewegung des Schwimmers 26 für den Fa@@,
daß im Tank 12 nur sehr wenig Flüssigkeit enthalten ist, begrenzt ist.
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Das innere Meßstabelement 24 ist in eine Kappe 38 eingesetzt, die
ein Federelement 38 und einen O-Ring 40 zusammen mit der zweiten Hälfte des Bajenettverschlusses
42 enthält, der mit der anderen Hälfte des Bajonettverschlusses 28 zusammenwirkt,
so daß das Meßstabeiement gegenüber dem Gehäuse verriegelt werden kann, wenn es
vollständig darin eingeschoben ist. Beim Entriegeln des Bajonettverschlusses wird
das Meßstabelement 24 durch die Feder soweit herausgedrückt, daß es mit der Hand
erfaft werden kann.
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Das innere Meßstabelement 24 trägt an seinem dem Verriegelungsende
abgewandten Ende ein magnetisch wirkendes Element 44, das mit der Magneteinrichtung
im Schwimmer 26 zusammenwirkt. Das Meßstabelement selbst ist in einer bevorzugten
Ausführungsform ein dünnes, biegsames, bandstreifenförmiges Element 46, das si -n
durch Eigensteifigkeit trägt. Eine solche Steifigkeit läßt sich durch eine geringe
Krümmung oder Biegung des Meßstabeelements derart erreichen, daß das Meßstabelement
einen Ausschnitt aus einer Zylinderwandung darstellt, wobei der Krümmungsradius
zu seiner Längserstreckung senkrecht steht.
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Die nächsten Betrachtungen gelten den Figuren 2 und 3. Eine Skaleneinteiluna
8, läßt sich auf dem Meßstabelement 46 in Abhängigkeit von dem Tank, in dem es gebraucht
werden soll, aufdrucken
oder einprägen. Wenn dar Tank exakt symmetrisch
ist, kann die Skaleneinteilung 48 eine gleichmäßige Unterteilung haben. Ist eine
derartige Symmetrie des Tanks nicht vorhanden, dann muß das Meßstabelement geeicht
werden, damit darauf genau die Flüssigkeitsmenge im Tank in Abhängigkeit vom Flüssigkeitspegel
abgelesen werden kaiin, Da der Schwimmer 26 mit seinem Permanentmagnetelement 30
auf der Oberfläche der Flüssigkeit 40 schwimmt, muß das Meßstabelement 24 für eine
Ablesung entriegelt und mit der Hand soweit aus dem Gehäuse herausgezogen werden,
bis die jeweiligen Magnetelemente 30 und 44 miteinander derart in Wirkung treten,
das die magnetischen Kräfte das Meßstabelement 24 halten. Dadurch kann das Volumen
der Flüssigkeit 14 im Tank 12 auf der nun freiliegenden Meßskala 48 abgelesen werden.
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In der Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform des inneren Meßstabelementes
24 dargestellt, die aus einem Metalibandstreifen 50 ähnlich einem Bandmaß hergestellt
sein kann. Es ist auch möglich, ein flexibles Plastikmaterial dazu zu verwenden,
das genügend Eigensteifigkeit trotz seiner Biegsamkeit besitzt, daß es, ohne zu
knicken, bei vertikaler Stellung die darauf wirkende Schwerkraft ertragt. Das in
Fig. 5 gezeigte Ausführungsbelspiel des Meßstabelementes besitzt ovalen oder elliptischen
Querschnitt. Es versteht sich also, daß jedes bandstreifenartige Element verwendbar
ist, das bei Auftreten seitlicher Kräfte ausbiegen kann, ohne zu brechen, und im
Rahmen der Erfindung eingesetzt werden kann, wobei der tatsächliche Qi:erschnitt
dann nur von untergeordneter Bedeutung ist.
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Mit der Erfindung ist also ein Tankfüllstandsmesser mit stabförmigem
Meßelement geschaffen worden, das einerseits biegsam ist, anderseits sich in vertikaler
Stellung bei Unterstützung am unteren Ende jedoch selbst trägt. Das stabförmige
Meßelement kann aus Metall oder P]astikmaterial bestehen und eine leichte
Krümmung
in einer Richtung senkrecht zu seiner Längserstrekkung haben. Ein so gekrümmtes
Neßstabelement kann gegenüber einem nichtgekrümmten einen Querschnitt mit geringerer
Querschnittfläche haben.
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Der beschriebene Tankfüllstandsmesser weist ein biegsames Meßstabelement
auf, das aus einem dünnen Metall oder Plastikbandstreifen besteht. Dessen Dicke
reicht aus, daß das Meßstabelement sich bei Unterstützung am unteren Ende und in
vertikaler Stellung selbst trägt, d. h. nicht einknickt oder in sich zusammenfällt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung bildet das Meßstabelement einen Ausschnitt
aus einer Zylinderwandung mit leichter Krümmung senkrecht zur Längserstreckung.
Auf wenigsteins einer der Oberflächen befindet sich eine Meßskala. Das Meßstabellement
bleibt bei extremen Umgebungstemperaturen flexibel und bricht im normalen Gebrauch
bei der Tankfüllstand messung von Flugzeugen nicht