DE4209961C2

DE4209961C2 - Vorrichtung zur Steuerung eines Schwimmers

Info

Publication number: DE4209961C2
Application number: DE19924209961
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl Ing Semmler; Georg Dipl Ing Georgs
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2012-03-28
Also published as: DE4209961A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Schwimmers einer Flüssigkeitsstand-Anzeige gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Aus der DE 28 36 333 A1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines Schwimmers einer Flüssigkeitsstand-Anzeige in ei nem Behälter bekannt, wobei der Schwimmer mit einem Signalgeber der Flüssigkeitsstand-Anzeige zusammenwirkt und von dem Signalge ber bei Erreichen eines vorgegebenen Pegels der zu überwachenden Flüssigkeit ein Signal erzeugt wird. Schwimmer und Signalgeber sind in einer vom Behälter abgetrennten Kammer angeordnet, in der sich ein Teil der zu überwachenden Flüssigkeit befindet. Die Kam mer kommuniziert über eine Öffnung in Höhe des vorgegebenen Pe gels mit der zu überwachenden Flüssigkeit. Die Öffnung ist mit tels eines fliehkraftbetätigten Hebelmechanismusses zeitweise verschließbar, um im Behälter einen höheren Pegel zu halten und so ein ungewolltes Auslösen des Signalgebers zu verhindern.

Aus der DE-AS 23 39 279 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Steue rung eines Schwimmers einer Flüssigkeitsstand-Anzeige bekannt. In einem Behälter befindet sich ein stabförmiges Gehäuse, das mit dem Behälter verbunden ist, wobei in dem Gehäuse in der Höhe ei nes vorgegebenen Pegels einer im Behälter befindlichen zu überwa chenden Flüssigkeit ein Reed-Schalter angeordnet ist. Ein Schwim mer, der das stabförmige Gehäuse umgibt und einen ringförmigen Permanentmagneten trägt, ist axial relativ zu dem stabförmigen Gehäuse beweglich. An dem Schwimmer ist eine ringförmige Platte befestigt, die vollständig in die zu überwachende Flüssigkeit eingetaucht ist. Die ringförmige Platte soll in der Art eines Treibankers wirken, um bei unruhiger Flüssigkeit schnelle Bewe gungen des Schwimmers relativ zur Flüssigkeit zu verhindern. Fällt der Flüssigkeitsstand der zu überwachenden Flüssigkeit un ter den vorgegebenen Pegel ab, befindet sich der Schwimmer mit dem Permanentmagnet in der Höhe des Reed-Schalters, der durch das Magnetfeld des Permanentmagneten betätigt wird und somit ein Si gnal auslöst.

Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die DE-PS 9 61 495, DE-AS 12 08 089 und DE 28 20 924 B1 verwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines Schwimmers einer Flüssigkeits stand-Anzeige so auszubilden, daß eine zuverlässig korrekte An zeige eines vorgegebenen Pegels einer zu überwachenden Flüssig keit sichergestellt ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches gegebenen Merkmale gelöst.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung der Vorrichtung zur Steuerung des Schwimmers der Flüssigkeitsstand-Anzeige liegt darin, daß eine zu frühe Anzeige des vorgegebenen Pegels, auch bei geneigter oder geschüttelter zu überwachenden Flüssig keit, zuverlässig verhindert wird.

Durch die konstruktiv sehr einfache und daher kostengünstige Maß nahme kann eine elektronische Dämpfung, die eine Fehlanzeige aus schließt, eingespart werden.

Durch die Ausgestaltung der Erfindung nach den Ansprüchen 2 und 3 wird erreicht, daß der Flüssigkeitsstand in einer Kammer, die von dem Behälter abgetrennt ist, auch bei allmählichem Absinken des Pegels der zu überwachenden Flüssigkeit in dem Behälter bis zum Erreichen des vorgegebenen Pegels (z. B. minimale Füllmenge) un abhängig vom tatsächlichen Pegel in dem Behälter, etwa dem Flüs sigkeitsstand entspricht, der sich beim oberen Pegel der zu über wachenden Flüssigkeit (z. B. maximale Füllmenge) einstellt. Damit ist bei ausreichender Menge der zu überwachenden Flüssigkeit der Füllstand der Flüssigkeit in der Kammer im wesentlichen unabhän gig von der Pegelhöhe der zu überwachenden Flüssigkeit im Behäl ter.

Dies wird zum einen dadurch erreicht, daß auch bei geneigter oder geschüttelter zu überwachender Flüssigkeit im Behälter durch ei nen ringförmigen Kanal nach Anspruch 2 und 3 ein Ausfließen der Flüssigkeit aus der Kammer vernachlässigbar ist. Zum anderen schließt ein Auftriebskörper nach Anspruch 4 eine Öffnung in der Kammer so lange, bis der vorgegebene Pegel erreicht ist, so daß die rage des Schwimmers bei einem Flüssigkeitsstand der zu über wachenden Flüssigkeit zwischen dem oberen und dem vorgegebenen Pegel nicht an die rage des Pegels der zu überwachenden Flüssig keit gebunden ist.

Erst bei Erreichen des vorgegebenen Pegels öffnet der Auftriebs körper die Öffnung in der Kammer, so daß sich die Kammer soweit entleeren kann, daß dadurch der Schwimmer spontan abgesenkt und somit ein Signal der Flüssigkeitsstand-Anzeige ausgelöst wird.

Das Freigeben der Öffnung durch den Auftriebskörper wird dadurch erreicht, daß die Auftriebskraft, die den Auftriebskörper von un ten gegen die Öffnung drückt, bei Erreichen des vorgegebenen Pe gels gerade der Kraft entspricht, die der hydrostatische Druck der Flüssigkeit in der Kammer über die Fläche der Öffnung auf den Auftriebskörper ausübt.

Sinkt der Flüssigkeitsstand der zu überwachenden Flüssigkeit un ter den vorgegebenen Pegel, so drückt die Kraft aufgrund des hy drostatischen Drucks der Flüssigkeit in der Kammer den Auftriebs körper gegen die nun zu geringe Auftriebskraft, die von der zu überwachenden Flüssigkeit herrührt, nach unten, wodurch ein spon tanes Absinken des Flüssigkeitsstandes in der Kammer erreicht wird.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindungen gehen aus der Beschreibung hervor.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in drei Figuren in einem gleichen Längsschnitt für verschiedene Pegel der zu überwa chenden Flüssigkeit in dem Behälter anhand eines Ausführungs beispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vor richtung für einen oberen Pegel einer zu überwa chenden Flüssigkeit, der etwa einer maximalen Füllmenge entspricht,

Fig. 2 in einer gleichen Anordnung wie Fig. 1 für einen Pegel der zu überwachenden Flüssigkeit, der zwischen dem oberen Pegel und einem vorgegebenen Pegel liegt und

Fig. 3 in einer gleichen Anordnung wie Fig. 1 für einen Pegel, der unter dem vorgegebenen Pegel der zu überwachenden Flüssigkeit liegt.

Fig. 1 zeigt einen teilweise dargestellten Behälter 1 (z. B. Wasserkasten) eines nicht näher dargestellten Kühlers einer Brennkraftmaschine, in dem eine Kammer 2 angeordnet ist. Durch den Behälter 1 ist ein Signalgeber 3, der aus einem Schalter gehäuse und einem nicht näher dargestellten Reed-Schalter be steht, in die Kammer 2 eingeführt, in der ein Schwimmer 4 an geordnet ist, der den Signalgeber 3 umschließt und einen ring förmigen Permanentmagneten 5 trägt, wobei diese Teile die Flüssigkeitsstand-Anzeige bilden.

Der Schwimmer 4 ist relativ zum Signalgeber 3 axial beweglich, wobei die Aufwärtsbewegung durch einen Anschlag 6 am Schalter gehäuse des Signalgebers 3 und die Abwärtsbewegung durch den Boden 7 der Kammer 2 begrenzt ist.

Die Kammer 2 weist im Bereich eines oberen Pegels 8 (z. B. ma ximaler Füllstand einer zu überwachenden Flüssigkeit 14) einen ringförmigen Kanal 9 auf, dessen Wände von einem Abschnitt 10 der Kammer 2 und einer Wehrwand 11 gebildet sind. In der Wehrwand 11 befindet sich eine Bohrung 12 und dieser etwa ge genüberliegend eine weitere Bohrung 13 in dem Abschnitt 10 der Kammer 2′ der von der Wehrwand 11 überdeckt ist. Dadurch wird eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Inneren der Kammer 2 und der zu überwachenden Flüssigkeit 14 in dem Behälter 1 hergestellt.

In einem unteren Bereich der Kammer 2 ist eine Öffnung 15 in der Höhe eines vorgegebenen Pegels 16 (z. B. minimaler Füllstand der zu überwachenden Flüssigkeit 14) angeordnet. Unter der Öffnung 15 befindet sich ein Auftriebskörper 17′ der die Öff nung 15 steuert und in Richtung des Auftriebes geführt und in seinen Lagen gesichert ist, wie beispielsweise durch die dar gestellte zylinderförmige Ausnehmung 27 der Kammer 2.

Der Auftriebskörper 17 besitzt auf der der Öffnung 15 zuge wandten Seite eine Dichtung 18, die zusammen mit einer Wulst 19 der Öffnung 15 eine Abdichtung des Auftriebskörpers 17 zur Kammer 2 sicherstellt. Damit ist die wirksame Fläche 20 des Auftriebskörpers 17, auf die der hydrostatische Druck der Flüssigkeit 21 in der Kammer 2 wirkt, gleich der Querschnitts fläche 22 der Öffnung 15.

Der Pegel 24 der zu überwachenden Flüssigkeit 14 entspricht in der gezeigten Darstellung dem oberen Pegel 8 und auch einem Pegel 23 der Flüssigkeit 21 in der Kammer 2. Dabei ist die Auftriebskraft des Auftriebskörpers 17, die über die Auf triebsfläche 26 des Auftriebskörpers 17 wirkt, wesentlich grö ßer als die Kraft, die durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit 21 in der Kammer 2 über die Querschnittsfläche 22 der Öffnung 15 nach unten drückt. Somit ist die Öffnung 15 zu verlässig verschlossen. Der Schwimmer 4 befindet sich in seiner obersten Stellung am Anschlag 6 des Schaltergehäuses des Si gnalgebers 3.

In Fig. 2 ist der Pegel 24 der zu überwachenden Flüssigkeit 14 zwischen dem oberen Pegel 8 und dem vorgegebenen Pegel 16 der zu überwachenden Flüssigkeit 14. Der Pegel 23 der Flüssigkeit 21 liegt im Bereich des oberen Pegels 8, da nur ein vernach lässigbar kleiner Teil der Flüssigkeit 21 in der Kammer 2 über die mit der zu überwachenden Flüssigkeit 14 kommunizierenden Öffnungen 12 und 13 abfließen kann.

Die Auftriebskraft des Auftriebskörpers 17 überwiegt noch die durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit 21 in der Kam mer 2 ausgeübte Kraft. Der Auftriebskörper 17 verschließt die Öffnung 15, wodurch der Schwimmer 4 annähernd in der Lage (Schwimmer 4 am Anschlag 6 des Schaltergehäuses des Signal gebers 3) bleibt, die dem oberen Pegel 8 der zu überwachenden Flüssigkeit 14 entspricht.

In Fig. 3 ist der Pegel 24 der zu überwachenden Flüssigkeit 14 unter den vorgegebenen Pegel 16 gesunken. Die Auftriebskraft des Auftriebskörpers 17 reicht nun nicht mehr aus, um den Auf triebskörper 17 gegen die Kraft, die durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit 21 in der Kammer 2 entsteht, zu halten. Der Auftriebskörper 17 wird nach unten gedrückt und gibt die Öffnung 15 frei. Damit wird ein spontanes Absinken des Flüs sigkeitsstandes der Kammer 2 erreicht. Der Schwimmer 4 sinkt mit dem Pegel 23 der Flüssigkeit 21 nach unten und der vom Schwimmer 4 getragene Permanentmagnet 5 löst über den nicht gezeigten Reed-Schalter ein entsprechendes Signal aus.

Die Bewegung des Auftriebskörpers 17 nach unten wird noch da durch unterstützt, daß unmittelbar nach dem Freigeben der Öff nung 15 durch den Auftriebskörper 17 die wirksame Fläche für den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit 21 schlagartig ver größert wird. Damit wird eine noch bessere Funktionssicherheit der Vorrichtung erreicht.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Kammer samt Schwimmer und Signalgeber der Flüssigkeitsstand-Anzeige mit der Vorrichtung zur Steuerung des Schwimmers in einem Ein füllstutzen 25 des Behälters integriert sein.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Schwimmers (4) einer Flüssigkeitsstand- Anzeige in einem Behälter (1),

- wobei der Schwimmer (4) mit einem Signalgeber (3) der Flüssigkeitsstand- Anzeige zusammenwirkt und
- von dem Signalgeber (3) bei Erreichen eines vorgegebenen Pegels der zu überwachenden Flüssigkeit ein Signal erzeugt wird und
- Schwimmer (4) und Signalgeber (3) in einer vom Behälter (1) abgetrennten Kammer (2) angeordnet sind, in der sich ein Teil der zu überwachenden Flüssigkeit befindet und
- die Kammer (2) über eine Öffnung (15) in Höhe des vorgegebenen Pegels (16) mit der zu überwachenden Flüssigkeit in dem Behälter (1) kommuniziert,

dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (15) durch einen Auftriebskörper (17) mit einer oberen und einer unteren Fläche (20, 26) steuerbar ist, wobei die obere Fläche (20) durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit in der Kammer (2) und die untere Fläche (26) durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit im Behälter (1) beaufschlagt ist und wobei die Größe der Flächen (20, 26) derart abgestimmt ist, daß die resultierende Auftriebskraft des Auftriebskörpers (17) bei einem Pegel der zu überwachenden Flüssigkeit (14) oberhalb des vorgegebenen Pegels (16) den Auftriebskörper (17) gegen die Öffnung (15) drückt und diese verschließt und bei einem Pegel der zu überwachenden Flüssigkeit (14) ab und unterhalb des vorgegebenen Pegels (16) der Auftriebskörper (17) durch eine resultierende Abtriebskraft von der Öffnung (15) weggedrückt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) einen im Bereich eines oberen Pegels (8) lie genden ringförmigen Kanal (9) aufweist, dessen Wände von einem Abschnitt (10) der Kammer (2) und einer Wehrwand (11) gebildet sind, wobei in der Wehrwand (11) eine Bohrung (12) und dieser etwa gegenüberliegend eine weitere Bohrung (13) in dem von der Wehrwand (11) überdeckten Abschnitt (10) der Kammer (2) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (12) und (13) im Bereich des oberen Pegels (8) der zu überwachenden Flüssigkeit angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Auftriebskörper (17) auf der der Öffnung (15) zugewandten Seite eine Dichtung (18) aufweist.