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Elektromagnetische Flüssigkeitsstand-Femanzeigevorrichtung Gegenstand
vorliegender Erfindung bildet eine elektromagnetische Vorrichtung, die insbesondere
dazu bestimmt ist, in einer gewissen Entfernung den Stand des in den Behältern der
Automobile enthaltenen Benzins anzuzeigen. Die Vorrichtung kann indessen auch mit
einigen Änderungen in den Fällen verwendet werden, in denen es sich darum handelt,
entweder Höhenunterschiede oder Angaben von Druckmessern, Thermometern, Zeichengebern
u. dgl. in einer gewissen Entfernung zu überwachen oder zu registrieren.
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Es sind schon elektromagnetische Flüssigkeitsstand-Fernanzeigevorrichtüngen
bekannt, bei denen ein Schwimmer einen Schleifkontakt über einen Widerstand mit
verschiedenem Widerstandswert je Längeneinheit verschiebt, so daß der Ausschlag
des Zeigers der Anzeigevorrichtung der Bewegung des Schleifkontaktes entspricht.
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Die Flüssigkeitsstand-Fernanzeigevorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung zeigt nun einen geeigneten Widerstand, auf dem sich ein Schleifkontakt
verschiebt und der an dem in der Abbildung angegebenen Punkt mit festen Spulen in
Verbindung steht, die von einem Ring aus Weicheisen durchsetzt sind. Diese Spulen
sind dabei so verbunden, daß sie magnetisch sich in Gegenschaltung befinden und
ein Feld erzeugen, das sich in dem Eisenring gemäß den verschiedenen, durch den
Widerstand verteilten Stromstärken verschiebt. Der Ring aus weichem Eisen und die
Spulen umgeben eine bewegliche Einrichtung, die aus Lamellen aus Eisenblech gebildet
ist, die durch eine die die Lamellen und die Anzeigenadel tragende Achse umgebene
Spule polarisiert sein können. .
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Eine derartige Einrichtung ermöglicht einen Ausschlag der Nadel über
einen Skalenbereich von zao °, ohne die Umkehrung der Nadel befürchten zu müssen,
und weiter eine regelmäßige Bildung der Resultante der beiden Magnetfelder und dadurch
ein konstantes Kraftmoment während des ganzen Ausschlags bei einem sehr geringen
Speisestrom.
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Ein Ausführungsbeispiel einer solchen, als Fernanzeiger für den Benzinstand
in einem Kraftwagenbehälter ausgebildeten Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt: Abb. z einen senkrechten Schnitt durch die elektromechanische Übertragungsvorrichtung.
Abb. 2 zeigt die Abwicklung des Widerstandes der Übertragungsvorrichtung.
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Abb. 3 ist ein Schnitt durch die Empfängervorrichtung.
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Abb. q ist eine Draufsicht derselben von unten gesehen.
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Abb. 5 ist eine zur Erläuterung des Erfindungsgedankens gegebene Darstellung.
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Die ganze- Einrichtung besteht aus der in
geeigneter
Weise an dem Behälter befestigten Übertragungsvorrichtung und der Empfängervorrichtung,
die an einer Stelle angeordnet wird, wo sie leicht von dem Fahrer übersehen werden
kann.
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Die Übertragungsvorrichtung besteht aus zwei Teilen, und zwar einerseits
dem mechanischen Teil, der die auf und ab gehende Schwimmerbewegung in eine kreisförmige
vergrößerte Bewegung umsetzt, und anderseits dem mit der Empfängervorrichtung verbundenen
elektrischen Teil.
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Der mechanische Teil kann in beliebiger Weise ausgeführt werden. In
dem dargestellten Beispiel besteht derselbe aus einem Schwimmer i, der in einem
Behälter i' angeordnet und durch einen Hebel 2 mit einer Welle 3 verbunden ist,
auf welcher ein Zahnrad 4 sitzt. Mit diesem Zahnrad 4 kämmt ein Kegelrad 5, das
am Ende einer Welle 6 befestigt ist, die sich in einem rohrförmigen mit Glyzerin
gefüllten Rohrstück 7, 7' dreht, das durch Stopfbuchsen 8 abgedichtet wird. Durch
diese Anordnung wird jede Verbindung zwischen dem Behälter i' und der elektrischen
Vorrichtung vermieden. Der Teil 7' ist mit einer Kappe g fest verbunden, die mit
einer Füllöffnung io und einer Aussparung ii versehen ist, in welcher die elektrische
Vorrichtung des Übertragers liegt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Übertragungsvorrichtung
an dem Behälter i' dadurch befestigt, daß man an Stelle des Pfropfens für die Füllöffnung
des Behälters einen Ring 37 mit Dichtung 37' einschraubt, an welchem die Übertragungsvorrichtung
beispielsweise durch Schrauben befestigt wird.
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Die Vorrichtung kann auch an einer anderen beliebigen Stelle des Behälters
dadurch angebracht werden, daß man den Ring 37 mittels Schweißung anbringt und den
Füllpfropfen wegläßt.
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Die elektrische Übertragungsvorrichtung besteht aus zwei übereinanderliegenden
Bürsten 12 und 13, die auf der Meßwelle 6 sitzen, aber von derselben elektrisch
isoliert sind. Die Bürste 12 schleift auf einem Widerstand 14.
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Der Widerstand 14 erhält eine besondere Form, so daß die Ausschläge
des Zeigers der Empfängervorrichtung, mit welcher der Widerstand auf elektrischem
Wege verbunden ist, nahezu den Winkelverschiebungen der Bürste 12 proportional sind,
.welche durch die Drehung der Welle 6 bewirkt werden. Die Meßwelle 6 wird durch
Vermittlung des Kegelrades 5 und des Zahnrades 4 angetrieben, das selbst seine Bewegung
durch die Verschiebung des Schwimmers i entsprechend dem Stand der Flüssigkeit in
dem Behälter i' erhält.
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Die Klemmen dieses Widerstandes sind mit dem weiter unten beschriebenen
Empfänger verbunden. Die Bürste 13 schleift auf einem, halbkreisförmigen
Kontaktstück 17, das in Abb. i im Schnitt dargestellt ist. Dieses Kontaktstück ist
durch eine Klemme mit dem gemeinsamen Punkt der Empfängerspulen verbunden.
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Der im Sichtbereich des Fahrers angeordnete Empfänger besteht aus
einem Gehäuse ig' (Abb. 3), das eine Schale ig enthält, in welcher eine Spindel
2o lose drehbar angeordnet ist. Diese Spindel 2o wird an ihrem oberen Ende in einem
Stück 21 gelagert. Auf dieser beweglichen Spindel 2o sind eiserne Lamellen 22, 23
befestigt, die gegeneinander um i8o° versetzt sind. Außerdem trägt die Spindel 2o
einen Zeiger 24, der sich über einem entsprechend eingeteilten Zifferblatt 25 bewegen
kann. Die so geschaffene bewegliche Vorrichtung liegt in der Mitte einer festen
Magnetspule 26, Abb. 3, 4, die selbst in der Mitte eines eisernen Ringes 27 liegt,
auf welchem vier miteinander elektrisch verbundene Spulen 28, 29, 30, 31,
Abb. 4, 5, angeordnet sind. Bei 32 liegt eine Klemme, mit welcher der gemeinsame
Punkt der Spulen a8, 2g verbunden ist; diese Klemme 32 ist selbst mit der Klemme"
des kreisförmigen Kontaktstückes 17 des Widerstandes verbunden. Anfang und Ende
der Spule 26 sind mit den Wicklungen 28, 29 verbunden, die zu Klemmen 33,34 führen,
welche am Gehäuse vorgesehen sind; diese Klemmen sind ferner mit den Klemmen 15,
16 des Widerstandes 14 elektrisch verbunden.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung geht aus dem Schema
der Abb.5 hervor.
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Die Klemmen 35 und 36 sind mit einer Gleich-oder Wechselstromquelle
verbunden.
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Es ist angenommen, daß die Bürste 12 sich in der Mitte des Widerstandes
14 befinde; der abgezweigte Strom wird in den Spulen 2g, 30 gleich sein, deren Feld
durch die punktierten Linien begrenzt wird, ebenso wie#in den Spulen 28 und 31,
deren Feld durch die strichpunktierten Linien begrenzt ist. Die ständig durch die
Spule 26 magnetisierten Weicheisenstücke 22 und 23, Abb. 3, stellen sich in die
Resultierende der durch die Spulen 29 und 3o und 28 und 31 erzeugten Felder, d:
h. in die Mitte zwischen den Spulen 2g-31, ein.
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Der mit der Welle 2o und den Eisenlamellen 22, 23 verbundene Zeiger
26 stellt sich in die Mitte des Zifferblattes 25 ein.
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Wird nun die Bürste 12 durch eine Änderung des Flüssigkeitsstandes
in dem Behälter i' (beispielsweise in der Richtung des Pfeiles F, Abb. 5) verschoben,
so nimmt der abgezweigte Strom in den Spulen 28, 31 ab und in den Spulen
29, 30 zu. Das durch 28, 31 erzeugte magnetische Feld nimmt somit ab, während
das durch 29, 3o erzeugte Feld zunimmt. Die Resultierende wird daher nach
der Seite der
größeren Magnetisierung, d: h. in der Richtung des
Pfeiles F' verschoben.
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Wenn die Bürste 12 bei 16 anlangt, ist der Strom in 28, 31 gleich
Null und in 29, 3o erreicht derselbe seinen Höchstwert.
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Die Eisenlamellen 22, 23 und der Zeiger 24 stellen sich in die Mittellinie
des magnetischen Feldes N, S ein.
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Die Größe des Zeigerausschlages wird durch den Winkel zwischen den
durch 29, 30 und 28, 31 erzeugten magnetischen Feldern N', S' bzw. N", S"
bestimmt.
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Ein Hauptmerkmal der Vorrichtung besteht darin, daß, wenn die Spannung
der Stromquelle zu- oder abnimmt, die Stromstärke in der gesamten durch die Spulen
und den Widerstand gebildeten Einrichtung proportional zu-oder abnimmt, so daß das
resultierende Feld unverändert bleibt, soweit die Lage desselben in Frage kommt.
Da die bewegliche Vorrichtung von keinem äußeren mechanischen Drehmoment beeinflußt
-wird, so wird eine Änderung in der Stromstärke in dem einen oder anderen
Sinne mehr oder weniger nur die Schnelligkeit beeinflussen, mit welcher der Zeiger
7,4 sich einstellt.
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Ein nicht minder bedeutender Vorteil der Vorrichtung besteht darin,
daß dieselbe sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom gespeist werden kann.
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Wenn die Stromrichtung nämlich in den Spulen 29, 30 und 28,
31 geändert wird, so wird zwar der Nordpol zum Südpol, aber die Stromrichtung ändert
sich auch in der Magnetspule 26. Die Eisenlamellen 22 und 23 werden im umgekehrten
Sinne magnetisch, so daß die Angaben unverändert bleiben. Die Vorrichtung läßt sich
an die Primärwicklung eines Zündmagnets anschließen.
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Durch den hohen Widerstand der Spulen und den geringen Stromverbrauch
der Vorrichtung wird das gute Arbeiten des Magnets in keiner Weise beeinflußt.
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Für den Benzinbehälter x' ist wegen der zwischen dem Übertragergehäuse
9 und dem Behälter z' vorgesehenen Dichtung (zwei Stopfbüchsen 8 und Glyzerinfüllung
für die Rohre 7 und 7') keine Feuergefahr zu befürchten, wenn die Bürsten 12, 13
sich auf deren Achse 6 lockern.