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Waage für Brennstoffbehälter in Kraftfahrzeugen Zur Anzeige des Flüssigkeitsinhaltes
von Brennstoffbehältern in Kraftfahrzeugen werden verschiedene Anzeigevorrichtungen
benutzt, die entweder auf hydrostatischer Druckmessung beruhen oder den Stand des
Flüssigkeitsspiegels durch Schwimmer o. dgl. auf ein Anzeigegerät übertragen. Die
Verwendung dieser Einrichtungen bietet jedoch erhebliche Schwierigkeiten, wenn es
sich nicht, wie bei Benzin,- Benzol, Dieselöl o. dgl., um Flüssigkeiten. mit verhältnismäßig
niedrigem Dampfdruck handelt, sondern um Flüssigkeiten, deren Dampfdruck bereits
bei gewöhnlicher Temperatur i Atm. übersteigt. Solche Flüssigkeiten, zu. denen vor
allem verflüssigte Gase, wie z. B. Butan, Propan o. dgl., gehören, müssen im Fahrzeug
in Druckgefäßen mitgeführt werden. Es wäre nun an sich möglich, an einem solchen
Druckgefäß ein Flüssigkeitsstandglas anzubringen, -um den Flüssigkeitsstand beobachten
zu können. Flüssigkeitsstandgläser bedeuten aber für Druckbehälter, besonders wenn
diese auf Fahrzeugen untergebracht sind -und oft ausgewechselt werden müssen, eine
sehr lästige Gefahrenquelle.
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Die .Bestimmung des Inhaltes eines Brennstoffbehälters ist auch durch
Wägen des Behälters möglich. Da aber die bisher für diesen Zweck bekanntgewordenen
Waagen sich wegen ihrer Vielteiligkeit nur wenig bewährt haben, hat man sich damit
beholfen, die Brennstoffbehälter jedesmal zur Ermittlung ihres Inhaltes vom Fahrzeug
abzunehmen und auf einer gewöhnlichen Waage zu wiegen. Diese Arbeitsweise ist zeitraubend,
da jedesmal die Rohrverschraubungen zwischen dem Behälter und der zum Motor führenden
Brennstoffleitung gelöst und wieder neu angeschlossen werden müssen.
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Auch die für andere Zwecke, z. B. zum Wägen von Kohlensäureflaschen,
schon vorgeschlagenen Federwaagen, bei denen die zu wägende Flasche auf eine Plattform
gestellt wird, die mit Hilfe einer Feder bei abnehmendem Gewicht der Flasche nach
oben bewegt wird, sind in vielen Fällen, z. B. beim Bestimmen des Inhaltes von Brennstoffbehältern
auf Kraftwagen, nicht brauchbar. Ebenso haben die üblichen Torsionswaagen, bei denen
ein Gewicht auf einen beiderseitig eingespannten Torsionsstab wirkt, nur ein beschränktes
Anwendungsgebiet und sind für den obergenannten Zweck nicht geeignet.
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Es wurde nun gefunden, daß sich eine zur Mitführung im Fahrzeug bestens
geeignete Waage herstellen läßt, wenn man als Wägevorrichtung einen auf Drehung
beanspruchten Stab o. dgl. verwendet. Dieser wird vorzugsweise waagerecht angeordnet,
da dann das senkrecht wirkende Gewicht bzw. Drehmoment des Behälters unmittelbar
ohne Gelenkhebel auf ihn übertragen werden kann. Weiter hat
es sich
als vorteilhaft erwiesen, den Drehungsstab ungefähr parallel zur Behälterachse zu
legen, um eine möglichst große Länge des Drehungsstabes bei geringem Platzbedarf
zu.-erhalten. Die Wä gung erfolgt vorteilhaft in,: der Weise, daß das dem Gewicht
des Bt=x hälters mit Inhalt entsprechende auf das eine Ende des Drehungsstabes übertragen,
während' das andere Ende irgendwie festgehalten und die hierdurch auftretende Verdrehung
der beiden Stabenden gegeneinander gemessen wird. Dabei ist besonders darauf zu
achten, daß das gesamte Drehmoment des Behälters mit Inhalt unabhängig von einer
möglichen Verschiebung des Schwerpunktes längs der Behälterachse in seiner wahren
Größe auf den Drehungsstab übertragen wird, was z. B. durch ein auf der einen Seite
auf dem Drehungsstab drehbar gelagertes, auf der anderen Seite mit diesem starr
verbundenes, in sich drehungssteifes Rohr erfolgen kann. Anstatt das ganze Gewicht
des Behälters mit Inhalt zu wägen, ist es natürlich auch möglich, das Gewicht des
leeren Behälters durch entsprechende Gegengewichte auszugleichen und nur den Inhalt
zu .wägen. Ist nun der Drehungsstab z. B. an seinem einen Ende am Fahrzeug starr
befestigt, am anderen Ende jedoch frei drehbar gelagert, so genügt es zu einer genauen
Mes. sung nicht, die Verdrehung des Stabendes gegenüber seiner Lagerstelle zu messen,
da z. B. bei ungleicher Belastung des Fahrzeuges die Möglichkeit einer Verwindung
des Fahrzeuggestells in sich besteht, sondern es muß die Anzeigevorrichtung möglichst
nahe an dem eingespannten Ende des Drehungsstabes argebracht und die Verdrehung
des freien Endes hierhin übertragen werden. Diese übertragtmg der Verdrehungsbewegung
vom freien Ende zum eingespannten Ende des Stabes kann zweckmäßig durch eine zum
Verdrehungsstab im wesentlichen parallel liegende Welle erfolgen, wobei es für das
Wesen der Erfindung gleichgültig ist, ob diese Rückführungswelle im eigentlichen
Verdrehungsstab oder neben ihm oder um ihn herum als Hohlwelle angeordnet ist. Bei
Verwendung einer Innenwelle ergibt sich als Vorteil die leichte Anbringungsmöglichkeit
des Zeigerwerkes, bei einer Hohlwelle hingegen die Möglichkeit, einen einfachen
massiven Stab als Feder und die Hohlwelle auch gleich zur tibertragung des Momentes
auf das freie Stabende zu ver wenden. Allerdings kommt in diesem Falle das Zeigerwerk
-entweder zwischen die beiden Stabstützpunkte zu liegen öder rriuß durch ein um
den Stützpunkt greifendes- Teil betätigt werden.
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Eine andere Möglichkeit, eine ' derartige fehlerhafte Anzeige der
Waage durch ielastisclie Formänderung des Fahrzeuggestells zu vermeiden, besteht
darin, daß man die beiden Stabstützpunkte genügend steif miteinander verbindet bzw.
die ganze Waage nur an einem L k'.tnkt am Fahrzeuggestell befestigt. Dies e m -'ii
irde jedoch eine verhältnismäßig schwere ';Bauart bedingen.
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Eine grundsätzliche Fehlerquelle bei der bisher beschriebenen Anordnung
der Waage liegt nun aber noch darin, daß nicht das Gewicht des Behälters unmittelbar,
sondern sein Drehmoment- um die Drehungsstabachse gemessen wird und daß der wirksame
Hebelarm dieses Momentes sich je nach dem Wägeausschlag der Waage und überhaupt
durch jede Verdrehung der durch Stab- und Behälterachse bestimmten Ebene gegenüber
der waagerechten Ebene ändert. Während nun der durch den Wägeausschlag der Waage
bedingte Fehler durch entsprechende Eichung leicht ausgeglichen werden kann, bleibt
noch eine Fehlermöglichkeit bestehen, die durch Schrägliegen der Waage bzw. des
Fahrzeuges z. B. auf gewölbter Straße oder in Steigungen je nach Anordnung der Waage
bedingt ist. Will man auch diese Fehlermöglichkeit noch beseitigen, so lagert man
zweckmäßig den Drehungsstab an beiden Enden drehbar und läßt dann an dem einen Ende
das Moment des Behältergewichtes ähnlich der bisher beschriebenen Anordnung angreifen,
verdreht nun jedoch das andere Ende so lange, bis der Behälter sich hebt und in
die waagerechte Lage einspielt.
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Die Ausführung des Zeigerwerkes selbst kann natürlich sehr mannigfach
sein. Als sehr zweckmäßig hat es sich erwiesen, das Zeigerwerk äls geschlossenes
Ganzes auszubilden und an dem Drehungsstab einfach anzukuppeln. Die Kupplung kann
hierbei, z. B. als Konus, .so ausgebildet sein, daß sie gleich zum Einstellen des
Zeigerwerkes benutzt werden kann, wobei man zweckmäßig noch eine Sicherung gegen
unbefugtes Verstellen der Kupplung vorsehen kann. Weiter hat es sich, um ein großes,
leicht zerbrechliches Schauglas zu vermeiden, als zweckmäßig erwiesen, die Skala
beweglich, z. B. in bekannter Weise als rotierende Trommel, in einem kräftigen Gel@äuse
auszubilden und möglichst so anzuordnen, daß sie in Richtung senkrecht zur Behälterachse
ablesbar ist.
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Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen, als im vorhergehenden
beschrieben, möglich. Man kann z. B. die die Verdrehung bewirkenden Kräfte statt
am Ende des Drehungsstabes auch an einer anderen Stelle, etwa in. der Mitte, angreifen
lassen. Auch ist die Vorrichtung nicht nur bei waagerechter, sondern auch bei -senkrechter
Anordnung des Behälters anwendbar.
Abb. i bis q. zeigen nun einige
beispielsweise Ausführungsformen der Waage im Grundriß. Abb. 5 stellt einen senkrechten
Schnitt durch die Waage dar.
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In Abb. i bis 3 ist das Ende a des Verdrehungsstabes b in dem Bock
c am Fahrzeuggestellt fest .eingespannt, während das freie Ende d in dem Bock k
drehbar gelagert und durch das von der Laste herrührende, durch das Rohr f übertragene
Moment verdreht wird. Diese Verdrehung des Stabendesd gegenüber den Einspannstellen
a bzw, c wird in Abb. i durch das Rohr f auf ein Zeigerwerk g übertragen, wobei
es natürlich gleichgültig ist, ob, wie in Abb. i gezeichnet, nun das ganze Zeigerwerk
mit Gehäuse z. B. um ein festes Zahnsegment h schwenkt und dadurch die Drehung anzeigt,
oder ob; wie in Abb.2, das Zeigerwerkgehäuse in Ruhe bleibt und die Verdrehung des
Rohres durch einen Mitnehmer o. dgl. auf das Zeigerwerk übertragen wird. In letzterem
Falle kann mari nach Abb. 2 zweckmäßig die Verdrehung des Stabendes d auch durch
eine im Innern des Stabes b angeordnete Welle i übertragen. In Abb. 3 sind die Stabstützpunkte
c`,und 14 durch die Arme o starr miteinander verbunden und die ganze Waage nur an
einer Stelle p am Fahrzeuggestell befestigt. Dadurch kann eine Rückführung der Drehbewegung
des Stabendes d zur Einspannstelle a unterbleiben und das Zeigerwerk
g' unmittelbar auf der Seite des verdrehten Stabendes angeordnet werden. Abb. q.
zeigt schließlich noch eine Anordnung mit beiderseitig drehbar gelagertem Drehungsstab.
Das Moment der Laste wird ähnlich Abb. i bis 3 durch das verdrehungssteife Rohr
f auf das Ende,d des Stabes b und durch diesen auf das nunmehr jedoch
ebenfalls drehbar gelagerte Stabende a' übertragen. Wird es von diesem nicht durch
eine entsprechende Gegenkraft aufgenommen, so kommt die Last e einfach auf den Lagern
s zum Aufliegen, und der Drehungsstab ist vollständig entlastet. Zum Wägen wird
nun das Ende a' des Stabes z. B. mittels eines Hebels, der an einem Vierkant r angreift,
oder mittels einer Schnecke so lange verdreht, bis die Last e sich hebt und in die
Waagerechte einspielt, was z. B. durch eine eingebaute Wasserwaage festgestellt
werden kann. Das die Verdrehung des Rohres f gegen das Stabende
a'
messende Zeigerwerk p ist in Abb. q. z. B. einerseits mit dem Rohr f starr
verbunden, anderseits durch den Konus m mit dem Drehungsstab b einstellbar gekuppelt.
Die Einstellvorrichtung ist durch eine Kappen gegen unbefugtes Verstellen, gesichert.
Abb. i bis 3 zeigen ähnliche Anordnungen des Zeigerwerkes, nur mit verschiedener
Skalenanordnung. In Abb. i ist beispielsweise die Skala z als rotierende Trommel
ausgebildet und durch Öffnung w senkrecht zur Behälterachse, in Abb. 3 dagegen in
Richtung der Behälterachse ablesbar. In Abb. 2 steht die Skala z fest, während der
Zeiger sich dreht. Abb. 5 zeigt einen Schnitt durch die Waage in Richtung der Stabachse
gesehen. e ist der Behälter, der in den mit dem Rohr f starr verbundenen Armen g
gelagert ist und den Stab b auf Verdrehung beansprucht. g ist das Zeigerwerkgehäuse,
t das Fahrzeuggestell.