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Flüssigkeitsstandindikator und Hydrometer
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Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitszustandindikator und insbesondere
die Kombination eines Flüssigkeitsstandindikators und Hydrometers mit einem lichtdurchlässigen
Element, das eine äußere Anzeigefläche und eine in eine Flüssigkeit eintauchbare
Reflektorfläche zum Reflektieren von sicht zu der Anzeigefläche, wenn die Flüssigkeit
unterhalb eines vorbestimmten Niveaus steht, besitzt, und einer mit dem Element
in Ausrichtung verbindbaren, einen Schwimmer
von vorbestimmten spezifischen
Gewicht einschließenden, in die Flüssigkeit eintauchbaren Kammer. Solche Flüssigkeitsstandindikatoren
dienen zur Anzeige des Schwankungen unterworfenen Niveaus von Flüssigkeiten, während
solche Hydrometer zum Anzeigen des spezifischen Gewichtes einer Flüssigkeit dienen.
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Es ist häufig notwendig, das Niveau des Elektrolyten in in Fahrzeuge
oder dergleichen eingebauten Speicherbatterien und das Gefrierschutzmittelniveau
in Kühl systemen von Fahrzeugen zu überprüfen. Gleichermaßen ist es hAuEic3 notwendig,
die spezifische Dichte des Elektrolyten in Speicherbatterien vorzugsweise zur gleichen
Zeit, wenn das Flüssigkeitsniveau bestimmt wird, zu überprüfen und gleichermaßen
das spezifische Gewicht der Flüssigkeit in Kühlsystemen zu bestimmen, in denen das
Kühlmittel aus verschiedenen Arten von auf dem Markt befindlichen Frostschutzmittelnbestehen
kann. Wie bekannt, besteht die übliche Praxis für das Überprüfen des Flüssigkeitsniveaus
oder des spezifischen Gewichtes entweder in Speicherbatterien oder in Kühl systemen
in der Entfernung der Einfüllkappen von der Batterie oder von dem Radiator, so daß
man ins Innere sehen kann. Es sind bislang verschiedene Vorrichtungen für die Überprüfung
des Flüssigkeitsniveaus in Batterien und Radiatoren und dergleichen vorgeschlagen
worden.
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Ebenso sind bereits Vorrichtungen zum Überprüfen des spezifischen
Gewichtes des Elektrolyten oder des Kühlmittels vorgeschlagen worden. Auch die US-Patente
3 597 973 und 3 893 339 der Anmelderin beschreiben vollständig eine Kombination
aus einem Flüssigkeitsstandindikator und einem Hydrometer zum Überprüfen sowohl
des Niveaus als auch des spezifischen Gewichtes einer Flüssigkeit und eine Kappe
zur Verwendung bei abgedichteten Batterien.
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Vorrichtungen der zuletzt erwähnten Art enthalten grundsätzlich
ein
Lichtübertragungselement mit einer äußeren Anzeigefläche und einer in die Flüssigkeit
eintauchbaren Reflektorfläche.
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Wenn die Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Niveau steht, wird
Licht von der Reflektorfläche zu der Anzeige fläche reflektiert. Vorrichtungen dieser
letztgenannten Art enthalten auch einen Käfig oder eine Kammer, die mit dem Lichtübertragungselement
verbunden ist und einen Schwimmer einschließt.
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Das Lichtübertragungselement ist mit der Kammer ausgerichtet, und
der Schwimmer ist relativ zu der Reflektorfläche beweglich, um die relative spezifische
Dichte der Flüssigkeit anzuzeigen.
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In einer Position ist der Schwimmer durch die Anzeigefläche des Lichtübertragungselementes
sichtbar, um anzuzeigen, daß die spezifische Dichte der Flüssigkeit überhalb einer
vorbestimmten spezifischen Dichte liegt. In einer zweiten Position ist der Schwimmer
außer Sicht für das Lichtübertragungselement, so daß er durch die Anzeigefläche
nicht sichtbar ist, um so anzuzeigen, daß das spezifische Gewicht der Flüssigkeit
unterhalb einer vorbestimmten spezifischen Dichte liegt.
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Vorrichtungen, die eine kombinierte Anzeige eines Flüssigkeitsniveaus
und des spezifischen Gewichtes vorsehen, sind aufgrund der Vorteile der gleichzeitigen
Überprüfung sowohl des Flüssigkeitsstandes als auch der spezifischen Flüssigkeitsdichte
sehr populär geworden. Bisherige Vorrichtungen dieser Art waren jedoch unbequem
zusammenzubauen, da es während des Zusammenbaus notwendig ist, das Lichtübertragungselement
auf der Kammer oder dem Käfig zur gleichen Zeit zu montieren, in der der Schwimmer
in die Kammer bzw. den Käfig eingesetzt wird.
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Demzufolge entweichen die Schwimmer, die üblicherweise einen Plastikball
von ziemlich geringem Durchmesser umfassen, während des Zusammenbaus aus der Kammer.
Dies ist natürlich insoweit unerwünscht, als die Vorrichtung ohne den Schwimmerball
nicht in der Lage ist, das spezifische Gewicht anzuzeigen.
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Es ist deshalb ein allgemeines Ziel der Erfindung, eine verbesserte
Kombination eines Flüssigkeitsstandindikators und eines Hydrometers zu schaffen.
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Ein mehr spezielles Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Kombination
eines Flüssigkeitsstandindikators und Hydrometers zu schaffen, die leicht zusammenbaubar
ist.
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Diese Ziele werden durch Indikatoren erreicht, wie sie in den Ansprüchen
definiert sind.
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Demzufolge schafft die Erfindung eine Kombination aus Flüssigkeitsstandindikator
und Hydrometer, die ein Lichtübertragungselement mit einer Anzeigeeinrichtung und
einer in Flüssigkeit eintauchbaren Reflektoreinrichtung zum Reflektieren von Licht
zu der Anzeigeeinrichtung, wenn die Flüssigkeit sich unter einem vorbestimmten Niveau
befindet, einen Schwimmer, eine mit der Reflektoreinrichtung ausgerichteten und
dergestalt angeordneten Kammer, daß der Schwimmer eingeschlossen und relativ zu
der Reflektoreinrichtung positioniert wird, um durch die Anzeigeeinrichtung in Abhängigkeit
von der relativen spezifischen Dichte der Flüssigkeit sichtbar zu sein, und eine
Verbindungseinrichtung umfaßt zum Halten des Lichtübertragungselementes und Ausrichten
der Reflektoreinrichtung mit der Kammer. Die Kammer umfaßt eine angelenkte Verschlußeinrichtung,
die eine bewegliche Wand trägt und unabhängig von der Verbindungseinrichtung betätigbar
und zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position verschwenkbar
ist, um so eine Wand zum Einschließen des Schwimmers in der Kammer zu bilden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen in
einem
Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei bei den einzelnen Figuren der Zeichnungen
identische Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. In den Zeichnungen
zeigt: Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Kombination
aus Flüssigkeitsstandindikator und Hydrometer, Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht
der Vorrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Vorderansicht der Kammer des Indikators
und Hydrometers gem.
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Fig. 1 in ihrem ausgeformten Zustand, Fig. 4 eine Seitenansicht der
Kammer gem.
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Fig. 3, Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3
und lig. 6 eine teilweise Vorderansicht der Vorrichtung gem. Fig. 1 im zusammengesetzten
Zustand.
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In Fig. 1 ist eine Speicherbatterie, ein Automobilradiator oder anderer
Behälter 10 gezeigt, der eine Kombination aus Flüssigkeitsstandindikator und Hydrometer
12 gem. der vorliegenden Erfindung zur Anzeige des Schwankungen unterworfenen Flüssigkeitsniveaus
und auch des spezifischen Gewichtes der Flüssigkeit benutzt. Die Kombination aus
Flüssigkeitsstandindikator
untl llydrometcr umfaßt ein stabf5rmi.cles,li.clltdurchlässiges
Element 14, das aus einem lichtdurchlässicjeii Material wie Acryl, Glas, Styrol
oder einem anderen klaren oder teilweisen klaren Material besteht. Das Element 14
ist vorzugsweise länglich, so daß es in der Wand der Batterie oder des Flüssigkeitsbehälters
montiert oder in der Flüssigkeitskappe einer Batterie mit einem oberen Ende montiert
werden kann, wobei das obere Ende freiliegt und ein unteres Ende sich nach unten
bis zumindestens einem minimalen gewünschten Niveau 16 der Flüssigkeit 18 innerhalb
des Behälters 10 erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Element 14 von
einem zylinderförmigen Element 20 getragen, das äußere Rippen 22 besitzt, die in
dichtender Reibverbindung von einer entsprechenden Öffnung 24 des Behälters 12 aufgenommen
werden. Das Element 14 umfaßt eine Anzeigefläche 26 an seinem oberen Ende, das außerhalb
des Behälters 10 liegt, und eine lichtreflektierende, konusförmige Fläche 28, die
so angeordnet ist, daß sie in die Flüssigkeit 18 eintauchen kann.
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Der von der konusförmigen Fläche 28 eingeschlossene Winkel beträgt
900, so daß irgendwelche Lichtstrahlen, die durch das lichtdurchlässige Element
14 nach unten wandern, von der konischen Fläche empfangen und horizontal zu dem
gegenüberliegenden Teil der konischen Fläche dann wieder nach oben zu der oberen
Anzeigefläche 26 reflektiert werden können.
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Dies setzt jedoch voraus, daß der Teil der konusförmigen Fläche, der
Lichtstrahlen aufnimmt und reflektiert, nicht in die Flüssigkeit des Behälters 10
eingetaucht ist. Jeder in die Flüssigkeit des Behälters eingetauchte Teil der konusförmigen
Fläche 28 verhindert in bekannter Weise die Reflektion von Lichtstrahlen. Demzufolge
wird ein solcher Teil durch einen komplementären, abgeschatteten Teil an der
Anzeigefläche
26 angezeigt.
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Bei Betrachten zusätzlich zu der Fig. 1 von den Fig. 2 und 6 kann
bemerkt werden, daß die Kombination aus Flüssigkeitsstandindikator und Hydrometer
weiterhin einen Käfig bzw.
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eine Kammer 30 umfaßt, die an dem Ende des lichtdurchLässigen Elementes
14 montiert ist. Die Kammer 30 umfaßt eine untere Kammer 32 und einen oberen Teil
34, der daran integral angeformt ist. Der obere Teil 34 wird von der unteren Kammer
32 durch eine obere Wand 36 getrennt, die zur Vertikalen geneigt ist. Innerhalb
der oberen Wand 36 ist eine sich verjüngende Öffnung 38 vorgesehen, die den Zugang
der konischen Fläche 28 des lichtdurchlässigen Elementes 14 zu der unteren Kammer
32 gestattet.
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Das lichtdurchlässige Element 14 wird mit Bezug auf die Öffnung 38
durch eine Halteeinrichtung 40 des oberen Teils 34 getragen und ausgerichtet. Die
Halteeinrichtung 40 umfaßt zwei sich nach oben erstreckende Seitenwände, die einen
Kragen 42 umfassen und halten. Der Kragen besitzt eine durchgehende Öffnung 44,
die axial mit der Öffnung 38 ausgerichtet und so dimensioniert ist, daß sie fest
das lichtdurchlässige Element 14 darin aufnimmt. In der Wand der Öffnung 44 ist
eine Ringnut 45 vorgesehen, die so beschaffen ist, daß sie eine komplementäre ringförmige
Rippe 46, die von dem Element 14 getragen wird, aufnimmt. Diese Anordnung stellt
einen guten Zusammenbau des Elementes 14 und der Kammer 30 sicher, wobei die konusförmige
Fläche 28 genau relativ zu der Öffnung 38 positioniert ist.
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Wie auch aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die untere Kammer 32 so angeordnet,
daß sie einen ballförmigen Schwimmer 50 in sich einschließt. Der ballförmige Schwimmer
50 besteht
aus einem Kunststoff mit einem vorbestimmten und bekannten
spezifischen Gewicht und hat einen Durchmesser, der ein wenig schmaler ist als der
minimale Durchmesser der Öffnung 38. Weiterhin ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß die
untere Kammer 32 auch eine Rückwand 47 und untere Wandabschnitte 52 besitzt, die
im wesentlichen parallel zu der oberen Wand 36 verlaufen. Demzufolge bilden die
Wand 36 und die Wandabschnitte 52 zwei getrennte,zur Vertikalen geneigte Wandabschnitte,
die dazu dienen, den Schwimmer 50, wie nach folgend beschrieben, in Abhängigkeit
von dem spezi.fischen Gewicht der Flüssigkeit 18 zu positionieren.
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Im Betrieb nimmt der Schwimmer 50, wenn das spezifische Gewicht der
Flüssigkeit 18 unterhalb eines bekannten und vorbestimmten spezifischen Gewichtes
liegt, die in durchgezogenen Linien dargestellte Position ein. In dieser Position
befindet sich der Schwimmer 50, der vorzugsweise rot, leuchtend orange, grün oder
eine andere gewünschte Farbe zur Erleichterung des Sehens besitzt, außer Sicht für
das Licht von dem lichtdurchlässigen Element 14. Demzufolge ist der Schwimmer 50
in dieser Position nicht durch die Anzeige riäcIe 2G sichtbar.
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Wenn das spezifische Gewicht der Flüssigkeit 18 über einem vorbestimmten
und bekannten spezifischen Gewicht liegt, schwimmt der Schwimmer 50 nach oben und
wird dabei durch die zur Vertikalen geneigten Wände in die in gestrichelten Linien
dargestellte Position geführt. In dieser Position ist der Schwimmer 50 mit der Öffnung
38 und der reflektierenden Fläche 28 des lichtdurchlässigen Elementes 14 ausgerichtet,
so daß die letztere Blockieröffnung 38 und der Schwimmer 50 durch die Anzeigefläche
26 sichtbar sind. Demzufolge kann sowohl der Flüssigkeitsstand als auch das spezifische
Gewicht
der Flüssigkeit gleichzeitig überprüft werden.
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Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Kammer 30 eine angelenkte Verschlußeinrichtung
60 in Form eines dünneren Teiles 61, der gelenkig mit der unteren Kante der Rückwand
47 und der keilförmigen Bodenwand 62 verbunden ist, umfaßt. Die Bodenwand 62 umfaßt
die geneigten Wandabschnitte 52 und wird in einer ursprünglich offenen Stellung
ausgeformt, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Der angelenkte Boden umfaßt
weiterhin einen hochstehenden,dreieckförmigen Flansch 63, der in Größe und Ausbildung
ähnlich der Rückwand 47 ist und eine vordere Wand bildet, die im Abstand zu der
Rückwand 47 liegt. Die Wand oder der Flansch 63 besitzt auch zwei sich seitlich
davon erstreckende, stabförmige Vorsprünge 64, die so angeordnet sind, daß sie einschnappend
durch zwei Schlitze 66 aufgenommen werden können, die in den Seitenwänden 68 der
unteren Kammer 32 ausgeformt sind. Die untere Kammer umfaßt auch eine Mehrzahl von
Öffnungen 48 in der Rückwand 47, die kleiner sind als der vorbestimmte Durchmesser
des ballförmigen Schwimmers 50, so daß die Flüssigkeit 18 in die untere Kammer 32
eintreten kann. Die oberen Kanten der vorderen Wand bzw. des dreieckförmigen Flansches
63 sind, wie in Fig. 6 ersichtlich, in gleicher Weise durch einen Abstand von der
oberen Wand 36 getrennt, der geringer ist als der vorbestimmte Durchmesser des ballförmigen
Schwimmers 50 und ebenfalls den Zutritt von Flüssigkeit in die Kammer 32 gestattet.
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Bei einer Zusammensetzungsweise wird das lichtdurchlässige Element
14, bevor der ballförmige Schwimmer 50 in die untere Kammer eingegeben wird, in
die Öffnung 44 des Kragens 42 eingesetzt. Das lichtdurchlässige Element 14 wird
genügend weit in die Öffnung 44 eingesetzt, damit die ringförmige
Rippe
46 von der komplementären Ringnut 45 aufgenommen werden kann, wodurch die lichtreflektierende
Fläche 28 mit der Öffnung 38 ausgerichtet wird und diese blockiert, wie am besten
aus Fig. 1 ersehen werden kann.
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Zur Vervollständigung des Zusammenbaus des Hydrometers sei daran erinnert,
daß die Kammer 30 ursprünglich so ausgeformt ist, daß die angelenkte Verschlußeinrichtung
60 sich, wie in Fig. 3 dargestellt, in einem offenen Zustand befindet.
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Der ballförmige Schwimmer 50 kann dann in die untere Kammer 32 eingesetzt
und dann die Bodenwand 62 um das aus dem dünnen Teil 61 gebildete Gelenk von seiner
offenen, in Fig. 3 und 4 dargestellten Position in seine in den Fig. 2 und 6 dargestellte
geschlossene Position verschwenkt werden.
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Wenn die angelenkte Verschlußeinrichtung 60 sich in der geschlossenen
Position befindet, werden die Vorsprünge 64 in verriegelnder Weise von den Schlitzen
66 der Seitenwände 68 der unteren Kammer aufgenommen. Demzufolge wird der ballförmige
Schwimmer 50 in der unteren Kammer 22 eingeschlossen, wobei die angelenkte Verschlußeinrichtung
60 sicher verriegelt wird. Der Zusammenbau des Hydrometers ist jetzt beendet.
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Eine alternative Art und Weise des Zusammenbaus besteht darin, daß
die angelenkte Verschlußeinrichtung in ihre geschlossene Position verschwenkt wird,
wobei die Vorsprünge 64 in verrieyelnder Weise von den Schlitzen 66 aufgenommen
werden, dann der ballförmige Schwimmer 50 durch die Öffnung 38 in die untere Kammer
32 eingeführt wird und danach das lichtdurchlässige Element 14 in die Öffnung 44
eingesetzt wird, bis die lichtreflektierende Fläche 28 mit der Öffnung 38 ausgerichtet
ist und diese blockiert. Auch in diesem Fall ist dann der Zusammenbau des Hydrometers
beendet.
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Aus dem Vorangehenden ist ersichtlicht, daß die vorliegende Erfindung
einen neuen und verbesserten Flüssigkeitsstandindikator und Hydrometer schafft.
Die erfindungsgemäße Kombination von Flüssigkeitsstandindikator und Hydrometer gestattet
es, daß das lichtdurchlässige Element 14 und der ballförmige Schwimmer 50 schnell
und im Hinblick auf die Kammer 30 unabhängig voneinander montiert werden können.
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Ein sicheres Zurückhalten des Schwimmers wird leicht erreicht, und
ein Entweichen des ballförmigen Schwimmers 50 während des Versandes und der Installation
ist ausgeschlossen.
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Außerdem wird der Zusammenbau der Kombination aus- Flüssigkeitsstandindikator
und Hydrometer vom Arbeitsstandpunkt aus einfachen und wirtschaftlicher gemacht
als bei vorherigen Entwürfen.
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Es versteht sich, daß, obgleich die Erfindung an einem bestimmten
Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, Modifikationen durchgeführt werden können,
ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung verlassen wird.